Przez dziesięciolecia hałdy górnicze były traktowane głównie jako koszt działalności górniczej i problem środowiskowy. Dziś coraz częściej patrzymy na nie jak na potencjalne źródło surowców krytycznych. Materiał, który kiedyś był traktowany jako odpady, może zawierać metale oraz minerały potrzebne nowoczesnemu przemysłowi i obronności.

Z tego tekstu dowiesz się:

·       Jakie surowce można odzyskać z odpadów górniczych?

·       Ile hałd z takimi odpadami mamy w Polsce i w jakich regionach się znajdują?

·       Na czym polega metoda separacji grawitacyjnej stosowana do odzyskania surowców?

·       Jak wykorzystać surowce odzyskane z hałd pogórniczych?

Zanim ocenimy, czy z hałd pogórniczych można wydobyć wartościowe surowce, trzeba poznać ich skład, formę występowania pierwiastków i wielkość ziaren. Następnie należy dobrać technologię i sprawdzić, czy odzysk będzie opłacalny oraz bezpieczny dla środowiska.

Wydobywanie surowców krytycznych z hałd górniczych to także ważny element strategii Unii Europejskiej, która dąży do niezależności w tym zakresie. Europejski Akt o Surowcach Krytycznych (Critical Raw Material Act) zakłada, że do 2030 roku co najmniej 25 proc. rocznego zużycia surowców strategicznych w UE ma pochodzić z recyklingu. Odpady wydobywcze mogą pomóc osiągnąć ten cel.

JAKIE SUROWCE MOŻNA ODZYSKAĆ Z ODPADÓW GÓRNICZYCH?

Nigdy nie znajdziemy dokładnie takiego samego składu dwóch różnych hałd górniczych. Oznacza to także, że dwie hałdy położone w tym samym regionie mogą więc wymagać zupełnie innych metod odzysku. Ich zawartość różni się w zależności od rodzaju złoża, sposobu wydobycia, dawnej technologii przeróbki oraz warunków, w których materiał był składowany.

W zależności od rodzaju złoża i zastosowanej technologii odpady po wydobyciu i przeróbce mogą zawierać między innymi:

•               surowce krytyczne, takie jak tantal, niob, antymon, hafn, wanad, skand

•               pierwiastki ziem rzadkich, takie jak lantan, cer, neodym i prazeodym

•               metale podstawowe, w tym miedź, cynk, ołów i cynę

•               metale szlachetne, np. złoto i srebro

•               minerały przemysłowe, takie jak kwarc, skaleń, mika i kaolin

•               materiał skalny, który po przebadaniu może służyć jako kruszywo lub surowiec dla budownictwa

Na terenie hałd w południowo-zachodniej i południowej Polsce, które planuje eksploatować Grupa Virtus, możliwe do odzyskania są m.in.: antymon, hafn, tantal, złoto, srebro, miedź, niob, wanad, tytan i cyrkon. W próbkach mogą występować również arsen lub kadm. Te pierwiastki wymagają szczególnej kontroli, ponieważ ich bezpieczne oddzielenie ma znaczenie nie tylko gospodarcze, lecz także środowiskowe.

Warto jednak pamiętać, że sama obecność pierwiastka nie przesądza jeszcze o możliwości jego sprzedaży. Liczy się jego stężenie, forma mineralna i stopień uwolnienia z otaczającej skały. Ważna jest również czystość produktu po przerobie.

ILE HAŁD GÓRNICZYCH ZNAJDUJE SIĘ W POLSCE?

Państwowy Instytut Geologiczny poinformował w 2025 roku o wynikach inwentaryzacji przeprowadzonej w latach 2013–2022 przez Państwową Służbę Geologiczną. Według tych szacunków w Polsce mamy 1382 obiektów pogórniczych, w których znajduje się ponad 1 miliard metrów sześciennych odpadów.

Hałdy znajdziemy w regionach dawnego i współczesnego górnictwa, m.in. na Górnym Śląsku, Dolnym Śląsku i w Sudetach, w rejonie olkusko-chrzanowskim oraz na Lubelszczyźnie. Historyczne hałdy rud metali występują również w Górach Świętokrzyskich.

NA CZYM POLEGA SEPARACJA GRAWITACYJNA?

Wydobycie surowców z hałd pogórniczych jest możliwe dzięki metodzie separacji grawitacyjnej. Wykorzystuje ona różnicę gęstości minerałów. Cięższe ziarna, które zawierają poszukiwane metale, zachowują się inaczej niż lżejsza skała płonna. Odpowiednio dobrany przepływ wody, ruch urządzenia i siła grawitacji pozwalają rozdzielić te frakcje.

Proces zwykle składa się z kilku etapów:

1.     Badanie i przygotowanie wsadu. Próbki trafiają do analiz chemicznych i mineralogicznych. Na tej podstawie dobiera się parametry instalacji.

2.     Rozdrabnianie. Materiał jest kruszony i mielony. Celem jest uwolnienie ziaren minerału od otaczającej je skały.

3.     Przesiewanie i płukanie. Ziarna dzieli się według wielkości i usuwa część bardzo drobnego lub lekkiego materiału.

4.     Rozdział według gęstości. Spirale, stoły koncentracyjne lub urządzenia wibracyjne kierują cięższe minerały do koncentratu, a lżejszą frakcję oddzielają.

5.     Separacja magnetyczna. Jeśli wymaga tego skład materiału, usuwa się minerały żelaza lub wydziela frakcje o różnych właściwościach magnetycznych.

6.     Dalsze oczyszczanie. Koncentrat może trafić do procesów hydrometalurgicznych, elektrochemicznych albo rafinacji.

Kiedy metoda separacji grawitacyjnej ma sens?

Separacja grawitacyjna działa najlepiej wtedy, gdy minerały zawierające poszukiwany metal są wyraźnie cięższe od skały płonnej i można je uwolnić przez rozdrobnienie. Jeśli ziarna są zbyt drobne, mają zbliżoną gęstość albo metal występuje w skomplikowanej formie mineralnej, potrzebne będą inne metody.

O opłacalności decyduje więc kilka warunków:

•               masa dostępnego materiału i powtarzalność jego składu

•               stężenie oraz forma występowania poszukiwanych pierwiastków

•               skuteczność odzysku potwierdzona w testach

•               możliwość sprzedaży koncentratu lub oczyszczonego metalu

•               sposób zagospodarowania pozostałej frakcji mineralnej

•               koszty energii, wody, transportu i przygotowania terenu

•               wymagania środowiskowe oraz administracyjne

Nowoczesna technologia prof. Przemysława Łosia

Separacja grawitacyjna zazwyczaj daje koncentrat mineralny, z którego dopiero później powstanie gotowy metal o wysokiej czystości. Aby uzyskać czysty surowiec, potrzebny jest kolejny etap. Grupa Virtus w tym przypadku korzysta z separacji metali z roztworu opartej na elektrolizie potencjostatyczno-pulsacyjnej – autorskiej technologii prof. Łosia do odzysku surowców krytycznych z hałd z odpadami poprodukcyjnymi w miejscu ich wytworzenia.

Naukowiec z Politechniki Wrocławskiej działa we współpracy z Politechniką Śląską i Instytutem Metali Nieżelaznych. Jego technologia z sukcesem została już wdrożona w Chinach i Chile.

Sama część grawitacyjna nie wymaga stosowania odczynników chemicznych. Nie oznacza to jednak, że cały ciąg technologiczny zawsze działa bez chemii. Jeżeli koncentrat jest następnie ługowany lub poddawany hydrometalurgii, dla tych etapów trzeba osobno ocenić zużycie reagentów, energii i wody.

JAK WYKORZYSTAĆ SUROWCE ODZYSKANE Z HAŁD GÓRNICZYCH?

Pierwszą możliwością jest sprzedaż koncentratu do huty lub rafinerii. Zakład odbiorcy oddziela poszczególne metale i przygotowuje półprodukty zgodne z wymaganiami przemysłu.

Druga ścieżka to dalsze oczyszczanie w miejscu odzysku, z którego korzysta grupa Virtus.

Produkt o wysokiej czystości może trafić bezpośrednio do producentów stopów, elektroniki lub komponentów.

•               Tantal jest wykorzystywany między innymi w kondensatorach i stopach odpornych na wysoką temperaturę.

•               Niob wzmacnia stale stosowane w motoryzacji, budownictwie i rurociągach.

•               Miedź, srebro i złoto trafiają do elektroniki oraz infrastruktury energetycznej.

•               Wanad, tytan, hafn i cyrkon, zależnie od metalu, znajdują zastosowanie w specjalistycznych stopach, energetyce, lotnictwie i technologiach jądrowych.

Trzecia możliwość dotyczy materiału, który pozostaje po oddzieleniu koncentratu. Kwarc, skaleń, mika i kaolin mogą znaleźć odbiorców w przemyśle ceramicznym, szklarskim i budowlanym. Odpowiednio przebadana frakcja skalna może służyć jako kruszywo, materiał do budowy dróg albo do rekultywacji terenu. Każde takie zastosowanie wymaga jednak potwierdzenia parametrów technicznych i bezpieczeństwa środowiskowego.

Hałda może być źródłem surowców, ale najpierw trzeba ją zbadać

Odpady górnicze mogą uzupełnić krajowe dostawy metali i minerałów potrzebnych przemysłowi. Zanim to jednak nastąpi, potrzebny jest plan wydobycia i dobór technologii odpowiedni do konkretnego materiału. Separacja grawitacyjna pozwala stosunkowo prostą metodą uzyskać koncentrat ciężkich minerałów. Dalsze procesy mogą przekształcić go w produkt o jakości wymaganej przez przemysł. Jeżeli równolegle wykorzystamy pozostałą frakcję mineralną, projekt może ograniczyć wielkość hałdy i przywrócić teren do gospodarczego lub przyrodniczego wykorzystania.

Odpad staje się źródłem surowców dopiero wtedy, gdy badania, technologia, rynek i bezpieczeństwo środowiskowe potwierdzą, że można go odpowiedzialnie wykorzystać