Ołów

Ołów (Pb) ma najwyższą liczbę atomową ze wszystkich stabilnych pierwiastków. Jest metalem ciężkim, a przy tym miękkim i plastycznym oraz stosunkowo łatwym do pozyskania prostymi metodami. Powoduje to, iż surowiec ten jest wykorzystywany przez ludzi od zarania dziejów. Ołów metaliczny znany był już w starożytności. Uzyskiwano go w Egipcie ok. 3500 roku p.n.e. w wyniku redukcji rudy ołowiu w płomieniu ognisk. Był bardzo powszechnie stosowanym surowcem w Starożytnym Rzymie. Robiono z niego rury, naczynia, a nawet zatyczki do wina. Nie wiedziano wtedy, że ołów używany w ten sposób jest szkodliwy dla zdrowia, ponieważ dopiero pod koniec XIX wieku odkryto, że jest toksyczny. 

W Polsce tradycje górnictwa ołowiu sięgają XII w., natomiast wykopaliska archeologiczne wskazują, że wydobycie rud Zn-Pb prowadzone było już w VII-IV w. p.n.e. Obszarem wydobycia i produkcji ołowiu był region śląsko-krakowski, gdzie występują nawiększe złoża ołowiu i cynku w Polsce. Ołowiowi towarzyszy srebro, które w średniowieczu stanowiło ważny surowiec dla Państwa Polskiego. Adnotacja o kopiących srebro (argenti fossores) we wsi Zversov ante Bitom (miejscowość utożsamiana z Chorzowem) pochodzi już z roku 1136. Historycznie eksploatację ołowiu w Polsce prowadzono także w Górach Świętokrzyskich i w Sudetach. 

Głównym minerałem ołowiu jest jego siarczek czyli galena (PbS), najczęściej spotykana w rudach siarczkowych cynku i ołowiu. Większość innych minerałów ołowiu związanych jest w pewien sposób z galeną i jest produktem utleniania tego minerału (np. anglezyt - siarczan ołowiu, siarkosole). Stosunkowo pospolite w przyrodzie są węglany ołowiu. 

Wysoka gęstość ołowiu, niska temperatura topnienia, przewodność i względnie mała podatność na utlenianie stanowią o jego użyteczności. Produkty na bazie ołowiu są niezbędne dla wartych biliony dolarów gałęzi przemysłu, które napędzają światową gospodarkę: od motoryzacji po przechowywanie danych i od telekomunikacji po produkcję energii odnawialnej. 

Ołów posiada jeden z najwyższych wskaźników recyklingu spośród wszystkich materiałów, będących w powszechnym użyciu. Niektóre kraje szczycą się stuprocentowym wskaźnikiem recyklingu, a w większość pozostałych taki wskaźnik jest faktycznie możliwy do osiągnięcia.

Zasoby, wystarczalność

Największe w Polsce i znane na całym świecie złoża rud cynku i ołowiu występują w regionie śląsko-krakowskim w północnym obrzeżeniu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Ponadto koncentracje cynku i ołowiu towarzyszą rudom miedzi na monoklinie przedsudeckiej.

Ołów występuje w rudach metali wraz z cynkiem, rzadziej ze srebrem i miedzią, przez co jest wydobywany razem z tymi metalami. Aktualnie jest on traktowany podrzędnie w stosunku do metali, z którymi współwystępuje, ale dawniej było odwrotnie. To od wydobycia ołowiu i srebra ropoczął się rozwój górnictwa w regionie śląsko-krakowskim.

Udokumentowane złoża rud cynku i ołowiu związane są głównie z formacją skał węglanowych wieku permsko-mezozoicznego, które leżą monoklinalnie na utworach paleozoicznych. Serię złożową tworzą skały węglanowe, głównie dolomity kruszconośne środkowego triasu. Rudy cynkowo-ołowiowe występują w postaci pseudo-pokładów, poziomych soczew, wypełnień gniazdowych oraz kominów.

W regionie śląsko-krakowskim wydzielono 5 rejonów złożowych: tarnogórski, bytomski, chrzanowski, olkuski i zawierciański. Do drugiej połowy XIX w. wydobycie koncentrowało się w rejonach tarnogórskim i bytomskim, potem dominowały rejony chrzanowski i olkuski. Aktualnie największy potencjał do ewentualnego zagospodarowania mają złoża w rejonie zawierciańskim.

Udokumentowanych jest  21 złóż, których zasoby bilansowe wynoszą 91,94 mln ton rudy, zawierającej 1,46 mln ton ołowiu. Z tego 14,79 mln ton rudy (0,23 mln ton Pb) pozostało w złożach, których eksploatacja została zakończona. Zasoby przemysłowe nie zostały wyznaczone, w związku z tym nie jest możliwe określenie ich wystarczalności. Zasoby pozabilansowe wynoszą 55,52 mln ton rudy (0,62 mln ton ołowiu). 

Zasoby złóż rud cynku i ołowiu w Polsce wg stanu na 31.12.2022 r.

Złoża udokumentowane Złoża eksploatowane
Liczba złóż Zasoby bilansowe Liczba złóż Zasoby przemysłowe
21 91,94 mln ton - -

Zasoby ołowiu, występującego jako pierwiastek towarzyszący w złożach rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej oszacowano na około 3,4 mln ton. W 2022 roku z wydobytej rudy miedzi wyprodukowano 28,75 tys. ton ołowiu rafinowanego.

Więcej szczegółowych informacji o zasobach można znaleźć w Bilansie zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2022 r. wydanym przez Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy. 

Mapy

'

Rozmieszczenie udokumentowanych złóż rud cynku i ołowiu w Polsce

'

Eksploatacja

Aktualnie w Polsce nie jest prowadzona eksploatacja górnicza złóż rud cynku i ołowiu.

W Polsce złoża rud cynku i ołowiu były eksploatowane od XII w. w regionie śląsko-krakowskim, początkowo właśnie w celu pozyskania ołowiu. Kres górnictwa cynkowo-ołowiowego w Polsce nastąpił z dniem 31.12.2020 r. wraz zamknięciem ostatniej czynnej kopalni (Olkusz-Pomorzany). Wydobycie rud Zn-Pb prowadziła spółka ZGH Bolesław SA

Zakończenie eksploatacji było podyktowane zubożeniem wydobywanej kopaliny oraz wyczerpaniem zasobów złoża. Czynnikiem decydującym o wstrzymaniu wydobycia nie był spadek zawartości ołowiu, ale niska zawartość cynku w urobku. Biorąc jednak pod uwagę, że eksploatowano rudę zawierającą zarówno cynk, jak i ołów, o opłacalności eksploatacji decydowała zawartość sumy metali.

W ostatnich latach eksploatacja prowadzona była metodą podziemną, głównie systemem komorowo-filarowym oraz systemem zabierkowym z podsadzką hydrauliczną.

W 2011 r. ZGH Bolesław SA rozpoczął eksploatację i przeróbkę rud Zn-Pb-Ag ze złoża Gradir Montenegro w swoim bałkańskim oddziale zlokalizowanym w górzystej części Czarnogóry (ostatnio wydobywano z tego złoża 520-570 tys. t/r. rudy). Z tej lokalizacji pochodzi część wsadów do produkcji cynku w hucie ZGH Bolesław.

Przeróbka

Mimo zakończenia wydobycia rud Zn-Pb z krajowych złóż nadal prowadzona jest przeróbka i wzbogacanie rud importowanych w Zakładzie Przeróbczym Olkusz-Pomorzany należącym do ZGH Bolesław.

Ciąg technologiczny wzbogacania rud Zn-Pb w Zakładzie Przeróbczym Olkusz-Pomorzany obejmuje następujące procesy:

  • mielenie i klasyfikację rudy,
  • flotacyjne wzbogacanie kopaliny, w celu uzyskania koncentratów ołowiu (galeny) lub koncentratów cynkowo-ołowiowych,
  • zagęszczanie i filtrowanie koncentratów,
  • hydrotransport i składowanie odpadów flotacyjnych w stawach osadowych.

Produktami przeróbki i wzbogacania rud Zn-Pb są selektywne koncentraty flotacyjne ołowiu (galena flotacyjna) o zawartości 20-63% Pb oraz koncentraty kolektywne Zn-Pb (tzw. bulk), zawierające 10-45% Pb. 

Od 2018 r. w ZGH Bolesław działa unikatowa w skali światowej instalacja do odzysku cynku i ołowiu z odpadów poflotacyjnych. Pozyskiwane koncentraty kolektywne cynkowo-ołowiowe (tzw. bulk refloat) zawierają 7-12% Pb. 

Łączna krajowa produkcja koncentratów zmniejszyła się z 30-40 tys. t/r. do niespełna 13 tys. ton w 2022 r. Krajowa podaż jest uzupełniana importem koncentratów z zagranicy (m.in. z oddziału ZGH Bolesław Gradir Montenegro - 1-5 tys. t/r. brutto galeny flotacyjnej).

Koncentraty ołowiu nie są pozyskiwane z rud miedzi. Podstawowe surowce wykorzystywane w procesie produkcji ołowiu stanowią ołowionośne półprodukty przetwarzania hutniczego koncentratów miedzi, tj. różnorodne odpadowe szlamy i pyły. Przechodzi do nich około 53% metalu zawartego w wydobytej rudzie miedzi. 

 

Wytop i rafinacja

Koncentraty selektywne ołowiu (galena flotacyjna) i cynkowo-ołowiowe, a także różne surowce odpadowe i złom wykorzystywane są do produkcji ołowiu surowego, który jest poddawany rafinacji w celu usunięcia niepożądanych domieszek.

Producentami ołowiu metalicznego są w Polsce:

  • Huta Cynku Miasteczko Śląskie SA w Miasteczku Śląskim,
  • KGHM Polska Miedź SA w Lubinie,
  • Baterpol SA w Katowicach,
  • Orzeł Biały SA w Piekarach Śląskich.

Podstawowym surowcem do produkcji ołowiu rafinowanego jest ołów surowy (z 96-99% Pb i 1-4% domieszek) otrzymywany w pierwszym etapie rafinacji ogniowej. W Hucie Cynku Miasteczko Śląskie (HCM) jest on wytwarzany głównie z surowców pierwotnych (koncentratów kolektywnych Zn-Pb z ZGH Bolesław), a także, w Hucie Miedzi Głogów KGHM Polska Miedź - z odpadów metalurgicznych przetwarzania koncentratów miedzi, a w zakładach spółek Orzeł Biały i Baterpol - ze złomu akumulatorowego i różnego rodzaju ołowionośnych surowców odpadowych.

Ołów rafinowanyHC Miasteczko Śląskie pozyskiwany jest w procesie pirometalurgicznym zwanym ISP (ang. Imperial Smelting Process). Wyjątkowość technologii ISP pozwala na równoczesne otrzymywanie w tym samym procesie dwóch metali, tj. cynku i ołowiu. Ponadto jej zastosowanie wiąże się z wymiernymi korzyściami środowiskowymi, ponieważ pozwala na zwiększenie stopnia odzysku cynku, ołowiu, kadmu i srebra z surowców tlenkowych i źródeł wtórnych (złomy, odpady) oraz ograniczenie ilości składowanych odpadów. W technologii tej przetwarzane jest 99% wsadów do procesu metalurgicznego. HC Miasteczko Śląskie produkuje ołów rafinowany w gatunkach: H-20MS z min. 99,97% Pb (zarejestrowany na Londyńskiej Giełdzie Metali LME) oraz Pb990 (99,99%) i Pb985R (99,985%).

W KGHM Polska Miedź ołów rafinowany pozyskiwany jest od 2007 roku w nowoczesnym Wydziale Rafinacji Ołowiu w Hucie Miedzi Legnica. Surowiec do jego produkcji stanowi własny ołów surowy z Wydziału Ołowiu w Hucie Miedzi Głogów. Roczna produkcja zarówno ołowiu surowego, jak i rafinowanego, sięga w tych zakładach około  30 tys. ton. 

Poza źródłami pierwotnymi (złożami), z których wydobywane są kopaliny ołowionośne, ważnym i kluczowym źródłem ołowiu jest złom wyrobów z jego udziałem, zwłaszcza akumulatorów samochodowych. Producentami ołowiu z materiałów wtórnych są:

  • Baterpol w Katowicach, wytwarzający ołów rafinowany wtórny (Pb 985R, Pb 970R, Pb 940R) oraz stopy ołowiu (z Sb, Sn, As, Ca, Se, Cu, Ag i S), dysponuje instalacją o zdolności przerobowej 70 tys. t/r. złomu akumulatorowego; odzyskiwany ołów jest wykorzystywany w produkcji nowych akumulatorów, a elektrolit i siarka - do wytwarzania m.in. siarczanu sodu dla przemysłu chemicznego, szklarskiego, papierniczego i tekstylnego;
     
  • Orzeł Biały w Piekarach Śląskich, pozyskujący ołów rafinowany wtórny (głównie 99,97% Pb) oraz stopy ołowiu (antymonowe, wapniowe, cynowe i wapniowo-cynowe) w nowoczesnej instalacji recyklingu złomu akumulatorowegoi o potencjale 100 tys. t/r., która umożliwia odzysk 99% metalu w popstaci frakcji metalicznej i pasty ołowiowej, a także ponowne wykorzystanie polipropylenu z obudów akumulatorów, oraz części zregenerowanego elektrolitu (reszta jest neutralizowana w postaci gipsu). 

Łączna krajowa produkcja ołowiu rafinowanego utrzymywała się w ostatnich latach w przedziale 135-160 tys. t/r., z czego 90-114 tys. t/r. (około 70%) stanowił ołów wtórny ze złomu akumulatorowego. Więcej na temat produkcji i wykorzystania ołowiu dowiesz się, sięgając po rocznik Gospodarka surowcami mineralnymi w Polsce w latach 2013-2022 wydany przez Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.

Zastosowanie

Najważniejszym kierunkiem zastosowania ołowiu jest produkcja akumulatorów samochodowych.

Głównym kierunkiem wykorzystania ołowiu jest produkcja akumulatorów samochodowych (tzw. baterii kwasowo-ołowiowych), choć w związku z wdrażaniem e-mobilności znaczenie tego metalu będzie zapewne stopniowo malało.

Ołów znajduje także zastosowanie w produkcji:

  • pigmentów (tlenków ołowiu - mini i glejty używanych jako ochronne farby podkładowe),
  • mosiądzów i stopów z cyną (spoiw),
  • aparatury chemicznej narażonej na działanie kwasu solnego i siarkowego (ze względu na odporność ołowiu),
  • amunicji,
  • osłon antyradiacyjnych. 

Środowisko

Najpoważniejszymi skutkami środowiskowymi prowadzenia wydobycia rud cynkowo-ołowiowych jest zmiana stosunków wodnych i zapadliska na powierzchni terenu.

Działalność górnictwa cynkowo-ołowiowego w Polsce przyniosła zagrożenia dla środowiska naturalnego w postaci:

  • deformacji powierzchni terenu wynikających z prowadzonej eksploatacji podziemnej,
  • zmiany poziomów wodonośnych oraz stosunków wodnych w wodach powierzchniowych i gruntowych,
  • wytwarzania odpadów stałych,
  • wytwarzania ścieków technologicznych,
  • emisji pyłowych i gazowych,
  • zajęcia powierzchni terenu przez obiekty przemysłowe. 

Przedsiębiorcy górniczy przeciwdziałają wymienionym zagrożeniom na wielu poziomach i w wielu obszarach, począwszy od monitoringu, poprzez ograniczenie emisji, zmniejszenie ilości odpadów i ich recykling. Jednym z najtrudniejszych do przeciwdziałania zagrożeń jest zmiana stosunków wodnych oraz deformacje powierzchni terenu. Po zamknięciu kopalni Olkusz-Pomorzany ZGH Bolesław SA realizuje szereg działań mających na celu ograniczenie negatywnych skutków tych zagrożeń. Zakres podejmowanych działań można śledzić bezpośrednio na stronie ZGH.

Wśród najbardziej znanych przykładów wykorzystania i zagospodarowania terenów pogórniczych związanych z wydobyciem rud Zn-Pb można wymienić: 

- Sztolnię Czarnego Pstrąga w Tarnowskich Górach - obiekt bardziej szczegółowo opisano tutaj,

- zazielenianie hałd odpadów pogórniczych wraz z budową infrastruktury. 

Warto pamiętać, że tereny poprzemysłowe mogą też być ostojami różnorodności biologicznej. Jako przykład należy podać murawy galmanowe, które znalazły się na liście siedlisk chronionych w Załączniku I Dyrektywy Siedliskowej (92/43/EEC). W Polsce występują m.in. w rejonie Tarnowskich Gór, Jaworzna i Bolesławia - na dawnych hałdach (liczących 100-120 lat) po górnictwie rud cynku, ołowiu i srebra. Ich ograniczone występowanie powoduje, że są unikatowe w skali kraju. Murawy to siedlisko z dominacją traw, porostów oraz roślin dwuliściennych, które tolerują podwyższone zawartości metali ciężkich (m.in. Zn, Pb, Cd) w podłożu. Takie warunki powodują powstawanie unikatowych, często zupełnie nowych układów biocenotycznych, w których odnotowuje się interesujące podgatunki i ekotypy wśród roślin.

Materiały źródłowe

  1. Bolewski A. (red.), 1978 - Surowce mineralne świata. Cynk - Zn. Ołów -Pb. Kadm - Cd. Wyd. Geol., Warszawa.
  2. Galos K., Lewicka E. (red.), 2023 - Gospodarka surowcami mineralnymi w Polsce w latach 2013-2022. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków
  3. Kicki J. (red.), 1997 - Cynk. Ołów. [W:] Ney R. (red.). Surowce mineralne Polski. Surowce metaliczne. Wyd. CPPGSMiE PAN, Kraków
  4. Paulo A., Strzelska-Smakowska B., 2000 - Rudy metali nieżelaznych i szlachetnych. Wyd. AGH, Kraków
  5. Szuflicki M., Malon A., Tymiński M. (red.), 2023 - Bilans zasobów złóż kopalin w Polsce wg stanu na 31 XII 2022 r. Wyd. PIG-PIB, Warszawa
  6. Huta Cynku Miasteczko-Śląskie https://hcm.com.pl
  7. Baterpol S.A. https://www.baterpol.pl
Slide 1 Content

Polityka Plików Cookies - dowiedz się więcej... [Akceptuję]