DDZ - Nezverejnená dizertačná práca

Sekundárne minerály na opustených Sb ložiskách Dúbrava a Poproč a ich vplyv na okolité životné prostredie

Autor
Klimko, Tomáš
Školiteľ
Chovan, Martin
Škola
Univerzita Komenského v Bratislave PriF PriF.KMP
Rok odovzdania
2011
Počet strán
179s.
Trvalý odkaz - CRZP
https://opac.crzp.sk/?fn=detailBiblioForm&sid=502CD2BEFE4C860B051971F252A5
Primárny jazyk
slovenčina

Typ práce
Dizertačná práca

Dátum zaslania práce do CRZP
08.06.2011

Dátum vytvorenia protokolu
08.06.2011

Práca je zverejniteľná od
ihneď

ABSTRAKT V súčasnosti uzavreté Sb ložiská Dúbrava a Poproč predstavovali v minulosti dôležitý zdroj antimonitovej rudy nielen na Slovensku, ale v celej strednej Európe. Ruda bola spracovávaná drvením, mletím a následnou flotáciou. V dôsledku intenzívnej ťažby je na lokalitách uložené veľké množstvo banských odpadov v podobe háld a odkalísk. Haldy aj odkaliská obsahujú veľké množstvo sulfidických minerálov (pyrit, arzenopyrit, antimonit, berthierit), v dôsledku oxidácie ktorých dochádza ku tvorbe sekundárnych minerálnych fáz variabilného chemického zloženia. Toxické prvky Sb a As, prípadne Pb tvoria súčasť primárnych sulfidov, ale aj sekundárnych produktov oxidácie. Obsah Sb v odkaliskách je od 579 ppm (Dúbrava) do 15 693 ppm (Poproč) a obsah As je od 300 ppm (Dúbrava) do 6800 ppm (Poproč). Vysoký je taktiež obsah Fe2O3 od 3,98 hm. % (Poproč) do 14,14 hm. % (Dúbrava). V odkaliskách na ložisku Dúbrava je taktiež zvýšený obsah CaO čo je priamym dôsledkom veľkého množstva karbonátov. Zvýšený obsah Pb (do 3832 ppm) bol pozorovaný v odkaliskách na ložisku Poproč. Vplyvom zvetrávania materiálu uloženého na haldách a v odkaliskách dochádza ku kontaminácií okolitých pôd toxickými prvkami a taktiež k tvorbe sekundárnych minerálov. Odkaliská a pôdy na ložisku Dúbrava sa vyznačujú mierne kyslými (pôdy od 4,4 do 6,7) až mierne zásaditými hodnotami pH (odkaliská od 7,6 do 7,9). pH popročských odkalísk je kyslé až neutrálne (3,3 – 6,5) podobne ako pH pôd na ložisku Poproč (3 – 6,6). Produkty oxidácie sulfidov vznikajúce v prostredí háld vystupujú v podobe kôr zvetrávania tvorených minerálmi stibikonitom Sb2O6(OH), roméitom Ca2Sb2O7 a tripuhyitom FeSbO4. Kvantitatívne najvýznamnejším produktom oxidácie sulfidov v prostredí odkalísk a pôd na Dúbrave sú oxidačné lemy na primárnych kryštáloch pyritu a arzenopyritu. Obsah Sb v lemoch je od 0 do 20,49 hm. % a obsah As je od 0 do 21,49 hm. %. Oxidačné lemy na pyrite sú tvorené Fe oxidmi (goethit FeO(OH)) a oxyhydroxidmi (ferrihydrit Fe2O3.0,5(H2O)) a lemy na arzenopyrite sú tvorené Fe oxidmi (goethit), prípadne skoroditom FeAsO4.2(H2O). Na lokalite Poproč sa lemy na pyrite vyskytujú v malom množstve a lem na arzenopyrite tvorený skoroditom bol pozorovaný iba v jednom prípade. V sedimentoch popročských odkalísk boli navyše pozorované oxidačné lemy na antimonite a berthierite. Veľmi častým sekundárnym produktom oxidácie sulfidov na obidvoch lokalitách sú Fe oxidy, ktoré boli na základe elektrónovej mikroanalýzy a rtg. μ difrakčnej analýzy identifikované ako minerál goethit s vysokým obsahom Sb (2,05 - 13,81 hm. %), ale aj As (0,30 - 5,51 hm. %). Na lokalite Poproč sú najviac zastúpene Fe-Sb a Sb-Fe oxidy identifikované ako minerál tripuhyit s obsahom Fe od 7,45 do 36,29 hm. % a s obsahom Sb od 18,62 do 50,83 hm. %. Menej častým oxidačným produktom sú Sb oxidy reprezentované minerálmi stibikonitom, cervantitom Sb2O4, senarmontitom Sb2O3 a valentinitom Sb2O3. Významnú skupinu sekundárnych minerálnych fáz na lokalite Dúbrava predstavujú Sb-Ca oxidy s obsahom Ca od 5,59 do 10,71 hm. %, ktoré sú reprezentované minerálmi stibikonitom a roméitom. Na lokalite Poproč bol taktiež identifikovaný minerál bindheimit Pb2Sb2O7. Väčšina identifikovaných sekundárnych produktov je reprezentovaných stabilnými minerálnymi fázami. Práve z dôvodu stálosti a nerozpustnosti sekundárnych minerálov dochádza k obmedzeniu a kontrole mobility Sb a As v prostredí študovaných lokalít. Kľúčové slová: Dúbrava, Poproč, Sb, As, goethit, tripuhyit, stibikonit
ABSTRACT In the present Sb deposits Dúbrava and Poproč are closed but in the past they were significant sources of stibnite ore not only in Slovakia but also in the Central Europe. Ore has been processed by crashing, milling and after that by flotation. As a result of a massive mining activities a big amount of mine wastes are stored at these localities in form of mine dumps and tailing impoundments. Material of the dumps as well as the tailings contain a big amount of sulphide minerals (pyrite, arzenopyrite, antimony, berthierit) and as a result of their oxidation secondary mineral phases with variable chemical content are formed. Toxic elements Sb and As, and also Pb are part of primary sulphides as well as secondary products of oxidation. Content of Sb in the tailings is from 579 ppm (Dúbrava) to 15 693 ppm (Poproč) and content of As is from 300 ppm (Dúbrava) to 6800 ppm (Poproč). Also high is content of Fe2O3 from 3.98 hm. % (Poproč) to 14.14 hm. % (Dúbrava). Furthermore, at the deposit Dúbrava content of CaO in the tailings is also higher as a consequence of high amount of carbonates. Higher content of Pb (up to 3832 ppm) was observed in tailings at the Poproč deposit. Weathering influence on the material stored at the dumps and at the tailing impoundments causes contamination of the surrounding soils by toxic elements and also forms secondary minerals. Tailings and soils at the deposit Dúbrava are typical for their moderately acidic (soils 4.4 - 6.7) and moderately alkaline pH values (tailings 7.6 - 7.9). pH values of tailings at Poproč deposit are acidic almost neutral (3.3 – 6.5) similarly as pH values of soils at Poproč deposit (3 – 6.6). Products of sulphide oxidation that are formed in the environment of dumps can be found in the form of weathering crusts formed by minerals stibiconite Sb2O6(OH), romeite Ca2Sb2O7 and tripuhyite FeSbO4. Quantitatively most significant products of sulphide oxidation in the environment of tailing impoundments and soils at Dúbrava are oxidation rims on the primary crystals of pyrite and arsenopyrite. Content of Sb in the rims is from 0 to 20.49 wt. % and content of As is from 0 to 21.49 wt. %. The oxidation rims on the pyrite are formed by Fe oxides (goethite FeO(OH)) and oxyhydroxides (ferrihydrite Fe2O3.0,5(H2O)), further rims on the arsenopyrite are formed by Fe oxides (goethite), respectively by scorodite FeAsO4.2(H2O). At Poproč locality, the rims on the pyrite are in a small amount and the rim on the arsenopyrite formed by scorodite has been observed only in one case. In the tailings at Poproč, were also observed oxidation rims on stibnite and berthierite. At both of the localities studied, very frequent secondary products of sulphide oxidation are Fe oxides, further based on the microprobe analyses and X-ray μ diffraction analyses were these oxides identified as mineral goethit with high content of Sb (2.05 – 13.81 wt. %) and As (0.30 – 5.51 wt. %). At Poproč locality the most frequently represented are Fe-Sb and Sb-Fe oxides that are identified as mineral tripuhyite with Fe content from 7.45 to 36.29 wt. % and with Sb content from 18.62 to 50.83 wt. %. Less frequent oxidation products are Sb oxides represented by minerals stibiconite, cervantite Sb2O4, senarmontite Sb2O3 and valentinite Sb2O3. At Dúbrava locality, very significant group of secondary mineral phases represent Sb-Ca oxides with Ca content from 5.59 to 10.71 wt. % that are represented by minerals stibiconite and romeite. At Poproč locality, mineral bindheimite Pb2Sb2O7 has been also identified. The most identified secondary products are represented by stable mineral phases. As a result of the stability and insolubility of the secondary minerals, restriction and control of the mobility of Sb and As in the environment of the localities studied is caused. Key words: Dúbrava, Poproč, Sb, As, goethite, tripuhyite, stibiconite

Verzia systému: 6.2.61.5 z 31.03.2023 (od SVOP)