17583 str028 (4)

55

Analiza śladowa - oznaczanie metali ciężkich ...

ĆWICZENIE NR 7

ANALIZA ŚLADOWA - OZNACZANIE METALI CIĘŻKICH W SUROWCACH I ODPADACH ENERGETYCZNYCH

1. WPROWADZENIE

Bazę paliwowa energetyki krajowej stanowi węgiel kamienny i brunatny, mniejsza rolę pełnia paliwa płynne i gazowe.

Ogólnie, węgiel składa się z substancji organicznych, z substancji mineralnych i wody.

Węglem bezwodnym, bezpopiotowym (substancja palna węgla) nazywamy substancję organiczna bez zanieczyszczeń i wody. Substancje mineralne i woda tworzą tzw. balast. Części mineralne zawarte w węglu nazywa się popiołem, natomiast unoszone po spaleniu węgla przez spaliny - popiołem lotnym (dymnicowym), a usuwane w stanie stałym (zgranulowanym) bądź ciekłym, z dołu paleniska, nazywa się żużlem.

Ze względu na ochronę środowiska ważna jest zawartość w węglu: popiołu, siarki, pierwiastków śladowych z grupy metali ciężkich i promieniotwórczych.

Zawartość popiołu decyduje o spopieleniu spalin, wielkości opadu na teren, zawartości pyłów zawieszonych w atmosferze, oraz o ilości żużla.

Zawartość siarki wpływa na zasiarczanie atmosfery, natomiast zawartość pierwiastków śladowych i promieniotwórczych decyduje o toksyczności żużla, popiołu i pyłów ulatniających się z paleniska.

Tabela 1. Zawartość niektórych składników w węglu kamiennym i brunatnym.

Rodzaj węgla	Składnik, %
	popól	siarka	woda
kamienny	ok. 20-25	0,8-5 (śr. 1,3)	5-9
brunatny	6-12	0,2-0,8	ok. 50

Tabela 2. Przeciętny skład popiołu z węgla kamiennego i brunatnego

Pochodzenie popiołu	Składnik, %
	Si02	ai2o3	Fe203	CaO	MgO	so3
z węgla kamiennego	40	25	15	7,5	1,5	11
z węgla brunatnego	45-60	6-35	5-10	4-20	1-2	1-11

Węgiel, żużel, popioły, odpady zawierają również matę (do 0,3%) ilości pierwiastków toksycznych takich jak: rtęć, ołów, kadm, arsen oraz pierwiastków promieniotwórczych takich jak: uran, tor, potas. Zawierają one również pewne ilości tzw. mikroelementów, które w niewielkich ilościach są niezbędne dla człowieka i roślin. Należą do nich: miedź, nikiel, kobalt, chrom, cynk, wanad, molibden, gal, selen.

Promieniotwórczość popiołu zależy od stężenia radionukleoidów w węglu. Ich zawartość jest bardzo zróżnicowana w zależności od rodzaju złoża. Przeciętnie węgiel zawiera 1 mg uranu/kg i 3 mg toru/kg. Stężenie pierwiastków promieniotwórczych w odpadach jest 4-6 krotnie większe niż w węglu, przy czym jest ono większe w popiele niż w żużlu.

Tabela numer 3 przedstawia zawartość pierwiastków śladowych w odpadach, węglu kamiennym, brunatnym i porównawczo w glebie.