IZVODLJIVOST DOBIJANJA RETKIH ELEMENATA I INDUSTRIJSKIH MATERJALA IZ TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR (Drugi deo - IZVODLJIVOST PRERADE TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR)

II.                   IZVODLJIVOST PRERADE TEHNOLOŠKOG OTPADA RTB-a BOR

U svim vrstama Tehnološkog otpada nastalog pri proizvodnji bakra u RTB-u Bor, sa aspekta primarne proizvodnje bakra, koncentrisani su razni nepoželjni materijali. Međutim, sa aspekta ekonomije, ti materijali sadrže veliki broj neiskorišćenih elementa, koji naknadnom preradom mogu podići proizvodni prihod kompanije  (dodatne količine: bakra, retkih elemenata, plemenitih metala, industrijskih sirovina i građevinskih materjala).

Sa aspekta ekologije Tehnološki otpad predstavlja opterećenje za životnu sredinu, a novim propisima se zabranjuje njegovo postojanje u dosadašnjem obliku, dok su granične vrednosti za ispuštanje novih toksičnih materija u životnu sredinu drastično pooštrene, kao i kazne za nepridržavanje usvojenih standarda.

Imajući u vidu navedeno, RTB Bor je prinuđen da traži načine za uklanjanje nagomilanih količina Tehnološkog otpada iz ranijeg perioda, uz istovremeno drastično smanjenje stvaranja novih količina Tehnološkog otpada.

Da bi se uklopio u novonastale uslove poslovanja RTB Bor se, uz pomoć Države, anganžuje u potrazi za strateškim partnerima, koji bi finansirali preradu nagomilanih količina Tehnološkog otpada iz ranijeg perioda, a radi smanjenja novih količina Tehnološkog otpada u budućnosti, RTB Bor je pristupio izgradnji savremenijih tehnoloških agregata za svoju osnovnu proizvodnju, koji će moći drastično da podignu nivo iskorišćenja na metalu (bakar, plemeniti metali, itd.) i smanje koncentracije ispuštenih otrovnih materija u životnu sredinu (sumpor, arsen, živa, kadmijum, olovo, itd), dok će nove deponije Tehnološkog otpada biti kultivisane (prekrivene zemljom i zasadima trave i drveća).

 Tokom ranije proizvodnje bakra, kao primarnog proizvoda RTB-a Bor, u raznim fazama postupka, nastajale su razne vrste i količine čvrstih, tečnih i gasovitih otpadnih materijala, kao što su rudne raskrivke, flotacijske jalovine, metalurške šljake, muljevi, otpadne rudničke i industrijske vode, otpadni gasovi.

Tehnološki otpad iz dosadašnje primarne proizvodnje bakra koncentrisan je uglavnom u sledećim oblicima:

-silikati,

-oksidi,

-karbonati,

-sulfidi,

-flotacijske jalovine,

-anodni mulj,

-šljake,

-otpadne vode i

-gasovi sa sadržajem sumpordioksida.

Navedeni sastav Tehnološkog otpada nastaje u raznim fazama proizvodnje bakra, počev od otkopavanja rude, obogaćivanja rude, metalurške prerade (hidrometalurgija i pirometalurgija) računajući i elektrolitičku rafinaciju bakra.

Velike količine silikatnih, oksidnih i karbonatnih tehnoloških otpadnih materjala nastaje u procesu otkopavanja rude. Oni se uglavnom tretiraju kao “raskrivka”- površinski sloj materijala, koji pokrivaju rudno telo (uglavnom zemlja, organski delovi biljaka, kvarcni pesak, gline, oksidi gvožđa i krečnjak). Kvarcni pesak, gline, oksidi gvožđa i krečnjak su u površinskim delovima rudnih depozita bakra često izmešani međusobno, a u samom rudnom depozitu nalaze se izmešani sa bakrom, plemenitim metalima i mnogim drugim retkim elementima u raznim međusobnim odnosima, zbog čega je poželjno da se još kod otkopavanja rudne raskrivke koriste separacione tehnike za razdvajanje i koncentrisanje pojedinih materijala i retkih elemenata, koji se kasnije mogu separatno izdvajati.

Početna tehnologija dobijanja bakra u Boru bila je usmerena isključivo na dobijanje bakra, dok su ostali prateći materjali i elementi u rudi tretirani kao jalovinske i nepoželjne komponente, koje samo otežavaju i poskupljuju proces proizvodnje bakra. Odvajanje drugih korisnih materjala i visoko vrednih elemenata od bakra ranije je bila tehnološka privilegija stranih kompanija, jer sa izvozom sirovog bakra izvoženi su i retki elementi. Za njihovo izdvajanje iz bakronosnih sirovina, pored tehnološkog znanja bilo je potrebno anganžovanje dodatne tehnike, radne snage i energije.

Napredak nauke u svetu uslovio je veću potrošnju retkih i plemenitih materjala i sirovina, ali je to ujedno doprinelo primeni novih tehničkih dostignuća u raznim oblastima, tako da je postalo veoma profitabilno vršiti preradu Tehnološkog otpada, koji je u okviru RTB-a Bor godinama skladiran kao rudarska i metalurška jalovina.

Od svih Tehnoloških otpada RTB-a Bor najveći ekonomski značaj imaju anodni mulj, primarne otpadne rudničke i vode elektrolize, kao i metalurške šljake. Prerada ostalih  Tehnoloških vrsta otpada će se obavljati manje zbog ekonomskih, a više zbog ekoloških razloga. Tu pre svega spadaju topionički gasovi, sekundarne otpadne vode, flotacijske jalovine i rudničke raskrivke.

Kao što je poznato prerada anodnog mulja u RTB-u Bor vrši se već više decenija radi dobijanja dodatnih količina bakra, a pogotovo radi dobijanja plemenitih metala (srebra, zlata, platine i paladijuma). Tokom takve prerade vršeno je uklanjanje zaostalog bakra, zatim selena i telura, a tokom dalje prerade i dobijanje germanijuma, Takva prerada u početku je vršena više zbog eliminacije njihovog smetanja u dobijanju plemenitih metala, ali kada su njihove cene i tražnja na svetskom tržištu skočile, njihovo izdvajanje je dobilo i veći ekonomski značaj.

Kao što je napomenuto, nova tehnološka rešenja otvaraju perspektivu jeftinijeg i efikasnijeg separatnog odvajanja raznih metaličnih i nemetaličnih sirovina iz rudnih iskopa. Naime, poznato je da rude bakra prate oksidni i sulfidni minerali gvožđa, češće pirit i halkopirit, koji su  često i nosioci plemenitih metala. Zbog toga, nameće se tehnološka potreba da se rude bakra sa sadržajem plemenitih metala, gvožđa, nikla i kobalta, pre njihove flotacijske prerade, podvrgnu gravitacionim metodama, radi izdvajanja srebra, zlata i grupe platinskih metala, a zatim i elektromagnetnim metodama, radi izdvajanja magnetičnih oksidnih minerala gvožđa (magnetita i hematita), nikla i kobalta, koji se nakon toga, radi koncentrisanja, mogu podvrgnuti oksidnoj ili obrnutoj flotaciji gde odgovarajući reagensi podstiču hidrofobičnost korisnih komponenti a istovremeno podstiču hidrofiličnost jalovinskih komponenti, koje mehurići vazduha dižu na površinu odakle se skidaju preko preliva. Ova metoda obrnute flotacije je pogodna za minerale gvožđa i fluorit.

Ležišta rude gvožđa na prostorima tzv. “Gvozdenih šešira”, metalurške šljake, korišćenje piritnih ogoretina uz pomoć tehnološkog napredka u perspektivi daju realnu pretpostavku da će RTB Bor paletu svojih proizvoda proširi i sa sirovinama za proizvodnju gvožđa i čelika.

Naime, odavno je poznato da je područje u okolini Majdanpeka i Kučeva, ali i na drugim lokacijama Borskog regiona, kao i u drugim delovima Srbije, pored nalazišta ruda bakra, olova, cinka, nikla, plemenitih metala itd., bogato i rudama gvožđa. Tehnološki napredak u svetu doprineo je konstruisanju malih mobilnih rudarskih postrojenja, koja se po potrebi mogu brzo instalirati i premeštati sa jedne na drugu lokaciju i koja se mogu prilagoditi i uklopiti gotovo u svaki, već postojeći, tehnološki postupak otkopavanja i obogaćivanja rude bakra, čija su nalazišta često isprepletana sadržajem minerala gvožđa, nikla i kobalta.

Zahvaljujući ovim tehničkim mogućnostima u perspektivi je izvodljiva efikasna separacija rudnih metaličnih i nemetaličnih mineralnih sirovina u zavisnosti od njihovih fizičko-hemijskih osobina. Konkretno, izvodljivo je izdvajanje oksidnog gvožđa iz rude bakra pomoću raznih tipova i veličina mobilnih magnetnih separatora sa automatskim čišćenjem, koji se mogu instalirati u bilo kojoj fazi postupka prerade bakarnih sirovina, radi efikasnog izdvajanja magnetičnih čestica (iz sirovinske baze RTB-a najznačajniji su: gvožđe, kobalt i nikal).

Navedeni magnetni separatori proizvode se za sve tehnološke oblike mineralnih sirovina (čvrste, rasute, suve, mokre, tekuće i lako propustljive smese).

Nakon ovih postupaka iz rude bakra bilo bi poželjno izdvojiti sulfidni mineral gvožđa – pirit, radi njegovog obogaćivanja i pripreme za pirometaluršku preradu.

Naime, zbog prisustva velikih količina minerala pirita u rudama bakra, nameće se potreba posebne proizvodnje i prerade koncentrata pirita, što je u više navrata rađeno u RTB-u Bor, ali ta proizvodnja i prerada nije trajno zaživela u praksi iz različitih razloga, pre svega, što se nije našla izvodljiva mogućnost plasmana viška sumporne kiseline i piritnih ogoretina, kao i zbog enormnog zagađenja životne sredine.

Ukoliko se u perspektivi otklone navedene smetnje, postoji izvodljiva mogućnost da RTB Bor, nakon izgradnje Nove Topionice bakra, preuredi jednu ili obe tehnološke linije, iz tehnološke šeme dosadašnjeg načina prerade bakra, radi prženja koncentrata pirita. Proizvodnja koncentrovanog sumpor dioksida prženjem pirita omogućila bi obogaćivanje ostalih količina gasova iz buduće Nove Topionice, čime bi buduća fabrika sumporne kiseline dobila mogućnost efikasnog i stabilnog snabdevanja sumpor dioksidom, a grad i okolina zaštićeniju životnu sredinu. Ukoliko se ne nađe izvodljiva mogućnost plasmana sumporne kiseline, postoji izvodljiva mogućnost da se sumpor iz Topioničkih gasova koncentriše u elementarnom obliku, jer su njegovo skladištenje i transport mnogo jeftiniji i bezbedniji od skladištenja i transporta saumporne kiseline, a od elementarnog sumpora se naknadno uvek mogu proizvesti proizvodi poput sumporne kiseline ili gipsa.

Ovde treba spomenuti i izvodljivost prerade smeše metalurških gasova sa niskim procentom sumpor dioksida i ugljendioksida pomoću konvencionalnih filtera (Bah House filteri) sa elektronskim snopovima, pri čemu se sumpordioksid uz prisustvo amonijaka prevodi u veštačko đubrivo u obliku amonijum sulfata i amonijum sulfo nitrata.

Većom proizvodnjom sumporne kiseline RTB Bor bi dobio mogućnost njenog većeg korišćenja za luženje veće količine siromašnih bakarnih ruda, tako da bi se na ovaj način obezbedio siguran i ekonomičan plasman sumporne kiseline, jer bi se troškovi njene proizvodnje višestruko otplatili hidrometalurškom proizvodnjom novih količina bakra, ali i drugih metala iz siromašnih – vanbilansnih sirovina.

Tokom flotacijske prerade bakarnih ruda, kao Tehnološki otpad stvara se flotacijska jalovina u ogromnim količinama. Ako se uzme u obzir da je taj materjal do momenta svog nastajanja opterećen troškovima otkopavanja, transporta, drobljenja, mlevenja i flotiranja, a da se nakon toga odbacuje potpuno neiskorišćen uz dodatne troškove za izradu prostora za njegovo skladiranje i uz izazivanje dodatnih ekoloških problema, jasno je da bi korišćenje ovog materjala za dobijanje korisnih materjala i elemenata uveliko rasteretilo troškove proizvodnje bakra.

Ako se pogleda prosečni hemijski sastav flotacijske jalovine, vidi se da je to izvanredna sirovinska baza za višenamensku eksploataciju, radi dobijanja dodatnih količina bakra i plemenitih metala, kao i staklo-keramike, staklene vune i cementa.

Preradom dobijene sirove staklo-keramičke mase mogli bi se dobiti odlivci i otpresci za razne namene, obzirom da bi bili izrađeni od materijala sa sitnim kristalima, bez pora, praznina i gasnih mehurića, sa visokom čvrstoćom i veoma niskim termičkim koeficijentom diletacije, uz otpornost na temperature do 1000 ⁰ C.

Ovde treba napomenuti da je iz flotacijske jalovine, uz odgovarajuće hemijske korekcije i uz primenu posebnog temperaturnog režima izvodljiva i proizvodnja staklo-keramike otporne na kiseline i alkalije, što bi obezbedilo njenu široku primenu u hemijskoj industriji. Bilo bi izvodljivo da se takva staklo-keramička masa lije u oblicima od kojih se kasnije mogu izrađivati razni predmeti na mašinama za obradu (strugovi, glodalice, bušilice, nareznice navoja itd.).

Takođe, uz odgovarajuću hemijsku korekciju i tehnološki postupak bila bi izvodljiva proizvodnja staklo-keramike sa svojstvima prirodnog opala, radi izrade juvelirskih proizvoda i ukrasa, posuđa, ukrasnih ploča, sanitarnih uređaja, itd. Uz odgovarajuću hemijsku korekciju i tehnološki postupak bila bi izvodljiva i izrada vatrostalne staklo-keramike. Primerci staklo-keramike izrađeni od Tehnološkog otpada RTB-a Bor prikazani su na sl. II.1.

Flotacijska jalovina je takođe izvanredna veštačka sirovina i za izradu raznih vrsta cementa i palete građevinskih proizvoda (od cigle do crepova). 

Metalurške šljake su izvanredna sirovina, pre svega, za dobijanje bakra (u ovim šljakama ima bar duplo više bakra nego u prosečnoj rudi bakra), kao i drugih metala (naprimer zlata).

Iz primarnih otpadnih rudničkih i otpadnih voda elektrolitičke rafinacije izvodljivo je dobijanje bakra kombinacijom metoda hidro i piro metalurgije.

Na osnovu navedenog, na sl. II.2. prikazana je tehnološka šema izvodljivosti prerade Tehnološkog otpada iz primarne proizvodnje bakra RTB-a Bor.

Nenad Radulović