Mechatronikai és Anyagtudományi Kooperációs Kutatási Központ jövőbeli működésének fejlesztése és megerősítése Műszaki Földtudományi Környezettudományi kutatási eredmények disszeminációja a GOP-1.1.2-08/1-2008-0002 pályázat keretében Erőműi pernyék és szénbányászati meddők hasznosítási lehetőségei Prof. Dr. Csőke Barnabás, Dr. Mucsi Gábor 2011. november. 18. Fenntartható Természeti Erőforrásgazdálkodás és Környezetvédelem
Tartalom Projektek kutatási célja (Holcim, Ács-Gép, Mecsekérc) Kutatómunka bemutatása Projekt eredményei Konklúziók
Kutatási cél Általános cél: energetikai hulladékok (elsősorban erőműi pernye) és szénbányászati meddők hasznosíthatóságának kísérleti vizsgálata, másodnyersanyagok előkészítési technológiájának fejlesztése elsősorban építőanyag- és építőipari célra. Cement nyersanyag, tömedék anyag, építőanyag ipari nyersanyag.
Előzmény Pernyebázisú kötőanyag előállítását szolgáló technológiai rendszer kifejlesztése GVOP-3.1.1-2004-05-0113/3.0
Holcim cement nyersanyag Irodalomkutatás Miskolc környékbeli pernye- és meddőhányók valamint építési hulladék feldolgozóművek felmérése Mintavételezés és elemzés Laboratóriumi kísérletek a kiválasztott másodnyersanyagokkal
Ács-Gép tömedék anyag Irodalomkutatás Pernye mintavételezése Kísérletek a ervezett tömedékanyaggal (ülepítési kísérletek, mechanikai szilárdság, átersztő képesség)
Mecsekérc - építőanyag ipari nyersanyag Pécs körüli meddőhányók felmérése, helyszín kiválasztása Mintavételezés és kémiai elemzés Irodalom kutatás Laboratóriumi kísérletek (geopolimer gyártása)
Pernye A pernye az erőművekben a szén elégetése során keletkező 90 %-ban az elktrofilterben leválasztott puccolános tulajdonsággal illetve puccolános aktivitással rendelkező finom porszerű maradékanyag, mely önmagában nem lép reakcióba a vízzel, viszont oldott kalciumhidroxid jelenlétében megköt, és vízben oldhatatlan reakcióterméket képezve (hidraulikusan) megszilárdul.
Pernye Erőmű Zagytér felülete *ha+ Zagytér térfogata *milló m 3 ] Ajka 88,0 20,70 Berente 15,0 19,10 Várpalota (inota) 180,0 27,00 Visonta 51,0 7,60 Oroszlány 105,0 21,00 Pécs 233,3 39,20 Komló 4,0 1,10 Bánhida 25,0 4,60 Dorog 25,0 1,20 Tatabánya 27,0 28,00 Tiszapalkonya 255,0 14,10 Győr i. 0,3 0,11 Édász győr ii: 0,4 0,16 Sopron 0,5 0,30 Összesen 1009,5 184,2
Pernye hasznosítása Cement nyersanyag; 25,30% Útépítés; 21,60% Cement keverék; 12% Bányaüregek tömedékelése; 3,50% Betonblokkok; 6,40% Betonadalék; 27,80% Egyéb; 3,40%
Szénbányászati meddők A bányameddő a technológiai folyamatban megmaradó anyagok felhalmozott tömege, alapvetően két helyen keletkezik: 1) a bányaművelés során a külfejtéses vagy mélyművelésű bányászati tevékenység melléktermékeként; 2) a nyers bányakőzetek előkészítésekor a felhasználható kőzetek, ásványok, kémiai alkotók kinyerése maradékanyagaként.
Szénbányászati meddők
Szénbányászati meddők Település Borsodnád asd Megnevez ése (Egykori) üzemeltet ője Felhagyott (-) / működő (+) 1991-ben Batófő BSzV - Edelény IV. akna BSzV + Felsőnyárá d Felsőnyárá d Felsőnyárá d Feketvölgy BSzV + Feketevölg y II. Felsőnyárá d II BSzV - BSzV - Izsófalva Ormos VII. BSzV + Izsófalva Rudolf IV. BSzV + Jánosháza Kazincbarci ka Vajácsbán ya BSzV - Tervtáró I. BSzV - Jellemző anyaga homokos agyagmárga szenes agyagos homok homokos agyagos aleruit agyagos aleurit széntörmelé kes agyagos homok agyagos, homokos, szenes aleurit agyagos aleurit homokos, agyagos aleurit homokos, agyagos aleurit Terület e ezer m 2 Tárolt anyag mennyis ége ezer m 3 30 300 20 790 60 907,5 26,7 160,4 100,9 329 62,7 1745 65 1830 146,7 1854 35 350 Eddigi hasznosítás feltöltés továbbkutat ás feltöltés, talajjavítás feltöltés, talajjavítás, továbbkutat ás feltöltés, talajjavítás, továbbkutat ás feltöltés, talajjavítás, továbbkutat ás feltöltés, talajjavítás feltöltés továbbkutat ás feltöltés továbbkutat ás feltöltés továbbkutat ás Kazincbarcika Tervtáró II. BSzV - Királd Királd Szabadság akna Mocsolyási akna BSzV - BSzV + Miskolc Lyukóbánya BSzV + Miskolc Mucsony Mucsony Pálinkás I-II. akna Albert I. függőakna Albert I. lejtőakna BSzV - BSzV + BSzV + Mucsony Szeles IV. BSzV + Ózd Farkaslyuk BSzV + Ózd Somsálybány a telep BSzV - Putnok Putnok I. BSzV + homokos, agyagos, szenes aleurit homokos, agyagos, agyagmárga homokos, agyagos márga agyagos, homokos aleurit agyagos, homokos aleurit agyagos, homokos aleurit homokos, agyagos, félig kiégett salakos aleurit agyagos, aleuritos homok homokos, agyagos márga félig kiégett agyagos, homokos aleurit homokos, agyagos márga 162,5 1680 77,8 1621 52 935 220 2726 feltöltés továbbkutatás feltöltés, útjavítás, továbbkutatás feltöltés, útjavítás feltöltés továbbkutatás 93,3 571,9 feltöltés 203 1300 feltöltés 50 500 feltöltés 110 560 feltöltés, továbbkutatás 78 1195 feltöltés 38 666,8 feltöltés, továbbkutatás 52 975 feltöltés
Holcim
Ács-Gép
Mecsekérc
Geopolimer A geopolimerek viszonylag egyszerű, energiahatékony, környezetbarát előállításuknak és kiváló mechanikai tulajdonságaiknak köszönhetően alternatív alapanyagot jelentenek a magas- és mélyépítőipar számos területén.
Geopolimer Többek között az alábbi végtermékek állíthatók elő: Különböző falazó és szigetelő téglák. Önthető út és járdarétegek. Vízzáró rétegek. Járólapok. Geopolimer cement. Tetőfedésre alkalmas üvegszálas kompozit anyagok. Tűz- és hőálló bevonatok. Csövek és idomok. Csempék, homlokzati díszek, finomkerámiai termékek. Napkollektorokban felhasználható szerkezeti anyagok.
Előnyök Primer ásványvagyon védelme. Termőföld védelme. Vízvédelem, vízminőség megóvása. Környezetvédelem ( környezeti beavatkozás, CO 2 kibocsátás csökkentése). Energiatakarékosság. Rekultivációs kötelezettségek csökkentése. Életvédelem, egészségvédelem.
Konklúziók Magyarországon jelentős mennyiségben keletkező és deponált erőműi pernye fontos szerepet tölthetne be a jövőbeli hazai infrastruktúra fejlesztésében, főleg a kis- és közepes forgalmú utak, mellékutak építésénél gazdaságos pályaszerkezetek létrehozásával. Az eddig keletkezett pernye mennyisége, becslések szerint, kb. 184 millió m 3, amely jól felhasználható másodnyersanyag forrást jelenthet. A fenntartható fejlődés biztosítása és a természeti erőforrások ésszerű felhasználása érdekében, célszerű a másodnyersanyagok, közöttük az erőműi pernye és bányászati meddők termelési folyamatokban történő hasznosítása. A közel 100 %-os nyugat-európai pernyehasznosítási arány ellenére hazánkban ez az érték igen csekély, amelyet a kiküszöbölhető előkészítéstechnikai hiányosságok magyaráznak, úgymint garantált és egyenletes minőség, valamint megfelelő egyéb paraméterek (őrlési finomság, izzítási veszteség és aktivitási index, szállításnál kiporzás).
Konklúziók Ipari hulladékokból hidraulikus kötőanyag és geopolimer állítható elő: felhasználható magas és mélyépítő iparban, más egyéb hulladékanyagok (pl. építési- és bontási törmelék) mellett. Így a megfelelő nyersanyagelőkészítési eljárásokat (őrlés, osztályozás, homogenizálás) és technológiákat helyesen alkalmazva kis költségű környezetbarát kötőanyag gyártható. Az utóbbi években Magyarországon kb. 3,5 millió tonna cementet termelnek évente, amelyhez kb. 1 millió tonna import cement érkezik az országba. Egy évben a cementből kb. 2 Mt-t a betonkészítésben hasznosítanak, amelyhez 20 40 % pernye adagolható, azaz átlagban 600 000 t pernye. Mindebből kitűnik, hogy a pernyeadagolással közel a teljes cementimport gazdaságosan és versenyképesen kiváltható lenne, amely nemzetgazdasági szinten jelentős megtakarítást eredményezhet.
Köszönöm a figyelmüket!