Η Ακαριαία Τήξη είναι η κατάλληλη μεταλλουργική μέθοδος για την επεξεργασία των συμπυκνωμάτων των Μεταλλείων Κασσάνδρας;

πηγή: Antigoldgr.org

Του Γ. Ψυχογιόπουλου, μηχανικού μεταλλείων. Δημοσιεύθηκε εδώ. Αυτό και άλλα άρθρα του ιδιου σε μορφή pdf εδώ.

Τα «Μεταλλεία Κασσάνδρας», μετά την πτώχευση της Α.Ε.Χ.Ε..& Λ., περιήλθαν προς εκκαθάριση εν λειτουργία στην Εθνική Κεφαλαίου Α.Ε. και το 1995, κατόπιν δημοσίου πλειοδοτικού διαγωνισμού, μεταβιβάστηκαν, βάσει της υπ.’ αρίθμου 10655/1995 Σύμβασης Μεταβίβασης, στην εταιρεία TVX Ηellas A.E. Η σύμβαση, που κυρώθηκε με το άρθρο 1 του Ν. 2436/1996 (ΦΕΚ 192/Α’/21.8.1996), απέβλεπε στην ίδρυση Μονάδας Μεταλλουργίας Χρυσού και συναφών επενδυτικών προγραμμάτων. Επειδή, όμως, η υλοποίηση του εν λόγω επενδυτικού σχεδίου, που θεωρήθηκε μείζονος εθνικής και κοινωνικής σημασίας, δεν κατέστη δυνατή εξαιτίας κυρίως των υπ’ αρίθμ. 613 – 618/2002 ακυρωτικών αποφάσεων της ολομέλειας του Συμβουλίου της Επικρατείας (ΣτΕ), τα «Μεταλλεία Κασσάνδρας» Χαλκιδικής μεταβιβάστηκαν από την TVX Hellas A.E., μέσω του Ελληνικού Δημοσίου, στην Ελληνικός Χρυσός Α.Ε.Μ. & Β.Χ., βάσει των υπ’ αρίθμ. 22137-22138/12.12.2003 Συμβάσεων Εξωδικαστικού Συμβιβασμού, που κυρώθηκαν με τον N. 3220/2004.

Με βάση το άρθρο 3, παράγραφος 3.2 της παραπάνω Σύμβασης Εξωδικαστικού Συμβιβασμού, η αγοράστρια αναλαμβάνει την υποχρέωση να εκπονήσει πλήρες και άρτιο επενδυτικό σχέδιο το αργότερο εντός 24 μηνών για την ανάπτυξη των Μεταλλείων Κασσάνδρας, καθώς και την κατασκευή – λειτουργία Εργοστασίου Μεταλλουργίας Χρυσού, συνοδευόμενο απ’ όλες τις προβλεπόμενες από την κείμενη νομοθεσία μελέτες.

Το σχέδιο αυτό υποβλήθηκε προς έγκριση, στις 27.01.2006 στη Δ/νση Μεταλλευτικών και Βιομηχανικών Ορυκτών του τότε Υπουργείου Ανάπτυξης, η οποία με την από 27.03,2006 (αρ. Δ8-Α/Φ7.49.13/οικ.6837/1477/27) γνωμοδότησή της, αφού κατ’ αρχήν συμφώνησε με την υλοποίηση του σχεδίου διότι έκρινε ότι είναι στη γενική του κατεύθυνση ιδιαιτέρως συμφέρον για την Εθνική Οικονομία, επεσήμανε εννέα (9) ελλείψεις, τόσο στο τεχνικό όσο και στο οικονομικό σκέλος του υποβληθέντος αυτού σχεδίου.

Στις 06.04.2006 η εταιρεία υποβάλει στην Ειδική Υπηρεσία Περιβάλλοντος (ΕΥΠΕ) του ΥΠΕΧΩΔΕ φάκελο Προμελέτης Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΠΠΕ) και στις 24.09.2009 πήρε τη θετική γνωμοδότηση.

Τόσο στο υποβληθέν επενδυτικό σχέδιο όσο και στην ΠΠΕ, προβλεπόταν η εφαρμογή της πυρομεταλλουργικής μεθόδου Ακαριαίας Τήξης (Flash Smelting) μόνο για την επεξεργασία των συμπυκνωμάτων πυριτών Ολυμπιάδας με στόχο την παραγωγή χρυσού και αργύρου. Ενώ, είχε αποκλειστεί η χρησιμοποίηση των υδρομεταλλουργικών μεθόδων επεξεργασίας (οξείδωση υπό πίεση, βιοοξείδωση ή συνδυασμός αυτών και κυάνωση), που είναι και οι μόνες βιομηχανικά εφαρμοζόμενες μέθοδοι για την αξιοποίηση τέτοιων κοιτασμάτων. Ίσως λόγω των προηγούμενων απορριπτικών αποφάσεων του ΣτΕ.

Η μέθοδος ακαριαίας τήξης σε τέτοιου τύπου συμπυκνώματα σιδηροπυριτών – αρσενοπυριτών, δεν έχει εφαρμοστεί πουθενά στον κόσμο. Είχε μόνο εφαρμοστεί στην κατεργασία συμπυκνωμάτων σιδηροπυρίτη, την περίοδο 1963 – 1977, στην Kokkola [1] της Φινλανδίας για την παραγωγή, όμως, στοιχειακού θείου (δυναμικότητα 360.000 t/y). Στην περίπτωση αυτή δεν υπήρχε θέμα διαχωρισμού των φάσεων σκωρίας – matte, καθόσον παραγόταν μόνο matte FeS – FeO, οι σιδηροπυρίτες ήταν “καθαροί”, δηλαδή η περιεκτικότητά τους σε αρσενικό ήταν ~ 0.01 %, και δεν περιείχαν πολύτιμα μέταλλα για να ανακτηθούν. Αντίθετα, οι σιδηροπυρίτες – αρσενοπυρίτες Ολυμπιάδας ανήκουν στα “ακάθαρτα” συμπυκνώματα, έχουν δηλαδή υψηλές περιεκτικότητες σε αρσενικό (πάνω από 9 %) και περιέχουν πολύτιμα μέταλλα.

Στη συνέχεια η εταιρεία στη Μελέτη Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων (ΜΠΕ), που υπέβαλε στις 6.08.2010 στο ΥΠΕΚΑ, τροποποίησε το σχέδιο τροφοδοσίας της σχεδιαζόμενης πυρομεταλλουργικής μονάδας με την πρόβλεψη, πλέον, ότι αυτή θα συνίσταται από ένα μίγμα του συμπυκνώματος σιδηροπυριτών – αρσενοπυριτών Ολυμπιάδας και του συμπυκνώματος χαλκού Σκουριών, σε αναλογία 8.3 προς 1. Η μελέτη, εγκρίθηκε στις 26.07.2011 από την Διοίκηση με την υπ’ αρίθμ. 201745/26.07.2011 ΚΥΑ, χωρίς να ληφθούν υπόψη οι παρατηρήσεις της αρμόδιας καθ’ ύλη τεχνικής Διεύθυνσης Μεταλλευτικών και Βιομηχανικών Ορυκτών (ΔΙΜΕΒΟ) (βλέπε: Δ8-Α/ Φ.7.49.13/22343/3949/ 2.12.2010).

Η ακαριαία τήξη είναι μια πυρομεταλλουργική μέθοδος που χρησιμοποιείται ευρέως στην κατεργασία θειούχων συμπυκνωμάτων χαλκού και νικελίου. Είναι, όμως, η κατάλληλη μέθοδος και για την αξιοποίηση των συμπυκνωμάτων πυριτών της Ολυμπιάδας;

Η αρχική πρόταση της εταιρείας για την τροφοδοσία της μονάδας ακαριαίας τήξης μόνο με συμπυκνώματα πυριτών Ολυμπιάδας, τροποιήθηκε και όταν υπέβαλε τη ΜΠΕ προβλεπόταν πλέον η ανάμιξή τους με ένα μέρος από συμπυκνώματα χαλκού Σκουριών, προκειμένου, όπως αναφέρει στη σχετική μελέτη, να σχηματιστεί matte χαλκού που θα λειτουργεί ως συλλέκτης των πολυτίμων μετάλλων που περιέχονται στην τροφοδοσία. Είναι, όμως, ικανοποιητική και η τροποποίηση αυτή για την αξιοποίηση των συμπυκνωμάτων αυτών;

Είναι γνωστό, πως το 75 %, περίπου, της παγκόσμιας πρωτογενούς παραγωγής χαλκού προέρχεται από θειούχα συμπυκνώμτα χαλκού χρησιμοποιώντας πυρομεταλλουργικές μεθόδους τήξης, τεχνολογίας flash ή bath smelting. Οι μέθοδοι αυτές είναι πολύ αποτελεσματικές και περιβαλλοντικά αποδεκτές για την επεξεργασία συμπυκνωμάτων χαλκού, με την προϋπόθεση όμως ότι τα συμπυκνώματα θα είναι “καθαρά” (“clean” copper concentrate). Δηλαδή, δεν πρέπει να περιέχουν “ακαθαρσίες”, όπως: αρσενικό (As), αντιμόνιο (Sb), βισμούθιο (Bi), κ.λπ., στοιχεία που σχηματίζουν έντονα τοξικές πτητικές ενώσεις και δημιουργούν τεχνολογικής και περιβαλλοντικής φύσεως προβλήματα σε όλη την παραγωγική διαδικασία. Η μείωση, όμως, των αποθεμάτων χαλκού που προέρχονται από καθαρά θειούχα μεταλλεύματα, δημιουργεί νέες στρατηγικές προκειμένου να αξιοποιηθούν και τα “ακάθαρτα” ή σύνθετα (complex) θειούχα μεταλλεύματα χαλκού που συνήθως εντοπίζονται σε βαθύτερους γεωλογικούς ορίζοντες. Τέτοια θειούχα ορυκτά, είναι: εναργίτης, τενναντίτης, αρσενοπυρίτης κ.λπ., που περιέχουν σε υψηλό ποσοστό αρσενικό.

Υδρομεταλλουργικές και πυρομεταλλουργικές μέθοδοι επεξεργασίας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χαλκού από τέτοιου τύπου συμπυκνώματα. Οι περισσότερες έρευνες στρέφονται προς τις υδρομεταλλουργικές, καθόσον θεωρούνται περισσότερο φυλικές προς το περιβάλλον και απαιτούν χαμηλότερες επενδύσεις. Σε ό,τι αφορά τις πυρομεταλλουργικές (flash ή bath smelting), η τροφοδοσία τους με τέτοιου τύπου συμπυκνώματα δεν είναι εφικτή, για τεχνικοοικονομικούς και περιβαλλοντικούς λόγους, αν προηγουμένως δεν έχει μειωθεί το περιεχόμενο αρσενικό σε ανεκτά επίπεδα. Γι’ αυτό, συνήθως, χρησιμοποιείται η μερική οξειδωτική φρύξη (partial roasting) πριν την τροφοδοσία τους σε μονάδες τήξης χαλκού (βλέπε: [2] και [3]).

Η ίδια η Outotec, που έχει αναπτύξει και τη μέθοδο flash smelting, σε έντυπά της, προβάλλει τη διαδικασία απομάκρυνσης του αρσενικού από τα σύνθετα συμπυκνώματα χαλκού, πριν τη διάθεσή τους σε πυρομεταλλουργική επεξεργασία τήξης (βλέπε: σελ. 20 του εντύπου). Επίσης, η Outotec σε συνεργασία με την Codelco κατασκεύασαν πρόσφατα (2013) μονάδα μερικής φρύξης για την αξιοποίηση του σύνθετου κοιτάσματος χαλκού Ministro Hales στη Χιλή, δυναμικότητας 550.000 t/y [4]. Από το συμπύκνωμα αυτό με περιεκτικότητα 30 % Cu, 34 % S και 5 % As, παράγεται φρύγμα με 0.3 % As και 22 % S [5], το οποίο μπορεί πλέον να τροφοδοτηθεί σε μονάδα flash ή bath smelting.

Σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία, οδηγία 96/61/ΕΚ, για τη χορήγηση περιβαλλοντικής αδείας, προβλέπεται ότι οι μέθοδοι που θα χρησιμοποιηθούν στην όλη παραγωγική διαδικασία να είναι βασισμένες στις Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές, οι οποίες συνιστούν το πλέον εξελιγμένο και αποτελεσματικό στάδιο των διεργασιών και μεθόδων παραγωγής για την προστασία του περιβάλλοντος. Όπως προκύπτει από το άρθρο 16 παράρτημα Ι (ορισμοί) παραγρ. 6 της KYA H.Π. 11014/703/Φ104/14.3.2003 (ΦΕΚ Β, 332/2003), βασικό κριτήριο επιλογής των Βέλτιστων Διαθέσιμων Τεχνικών, αποτελεί ο περιβαλλοντικός και τεχνικοοικονομικός παράγοντας, καθώς και η δυνατότητα εφαρμογής τους σε βιομηχανική κλίμακα.

Στο κειμένο αναφοράς της Ευρωπαϊκής Επιτροπής (ΕΕ), Δεκέμβριος 2001, βλέπε: [6], η μέθοδος ακαριαίας τήξης (flash smelting) της Outotec, πράγματι εντάσσεται στις μεθόδους εκείνες που χρησιμοποιούν Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές, όταν βέβαια αυτή πρόκειται να χρησιμοποιηθεί για την επεξεργασία “καθαρών” συμπυκνωμάτων χαλκού. Στην περίπτωση, όμως, επεξεργασίας σύνθετων (complex) συμπυκνωμάτων, εφαρμόζεται η μέθοδος της μερικής οξειδωτικής φρύξης (partial roasting) για την μετατροπή των συμπυκνωμάτων σε απλές θειούχες ενώσεις (παράγραφος 3.1.1.1.1 του κειμένου). Τότε το παραγόμενο φρύγμα (απαλλαγμένο από τα τοξικά στοιχεία όπως το αρσενικό), μπορεί να τροφοδοτηθεί σε μονάδα τήξης (ακαριαίας ή μη) για την παραγωγή matte χαλκού.

Επίσης, στην παράγραφο 3.4 του εν λόγω κειμένου αναφέρεται ότι η επιλογή των κατάλληλων Βέλτιστων Διαθέσιμων Τεχνικών είναι μια πολύπλοκη διαδικασία και εξαρτάται από πολλούς παράγοντες που αναφέρονται στο κείμενο και πρωτίστως επηρεάζεται από την ποιότητα των πρώτων υλών που πρόκειται να τροφοδοτήσουμε στη μονάδα επεξεργασίας. Επισημαίνονται δε ορισμένα σημεία, όπως:

  • αν η διαδικασία που πρόκειται να ακολουθηθεί είναι βιομηχανικά αποδεδειγμένη και αξιόπιση,
  • αν υπάρχουν περιορισμοί στην τροφοδοσία των υλικών που πρόκειται να επεξεργαστούν, όπως στην περίπτωση πρωτογενούς τήξης (primary smelting) ορισμένες διαδικασίες είναι κατάλληλες για “καθαρά” συμπυκνώματα κι άλλες για την επεξεργασία σύνθετων συμπυκνωμάτων, κ.λπ.

Επίσης, στο τελευταίο κείμενο αναφοράς της Ε.Ε. Οκτώβριος 2014, βλέπε: [7], σχετικά με τις Βέλτιστες Διαθέσιμες Τεχνικές (Best Available Techniques) που χρησιμοποιούνται στη μεταλλουργία μη σιδηρούχων μετάλλων, στο κεφάλαιο 3 αναφέρεται σε όλες τις διαδικασίες για την παραγωγή χαλκού από πρωτογενείς και δευτερογενείς πρώτες ύλες. Συγκεκρίμενα, στη παράγραφο 3.1.1.1.1 του κειμένου αναφέρεται στην περίπτωση των πολύ “ακάθαρτων” συμπυκνωμάτων χαλκού, όπως αυτά που περιέχουν σύνθετα θειούχα ορυκτά του σιδήρου και χαλκού (σ.σ.: εναργίτης, τενναντίτης, λουζονίτης, αρσενοπυρίτης κ.λπ.), χρησιμοποιείται η μέθοδος της μερικής οξειδωτικής φρύξης (partial roasting) για την απομάκρυνση των ακαθαρσιών (κυρίως του αρσενικού), πριν αυτά χρησιμοποιηθούν περαιτέρω στην πυρομεταλλουργική διαδικασία. (flash ή bath smelting).

Επίσης, στην παράγραφο 3.3 που αναφέρεται στις Τεχνικές που θεωρούνται ως Βέλτιστες Διαθέσιμες (δηλαδή, ως ΒΑΤ), η μέθοδος της μερικής οξειδωτικής φρύξης (παρ. 3.3.2.4) θεωρείται ως μία αποτελεσματική μεταλλουργική μέθοδος για την απομάκρυνση του αρσενικού (As) από τα σύνθετα συμπυκνώμα και πριν την τροφοδοσία τους σε μονάδες Ακαριαίας Τήξης. Ως παράδειγμα τέτοιας μονάδας (Fluidised Bed Roaster Furnace) δίνεται η μονάδα Boliden Ronnskar της Σουηδίας (σ.σ.: από συμπυκνώματα χαλκού περιεκτικότητας: 26-30 % Cu, 25-30 % S, και <2.5 % As, μετά τη μερική οξειδωτική φρύξη, παράγεται φρύγμα με 0.2 % As και 16-20 % S, βλέπε: [5]). Στο ίδιο κεφάλαιο και συγκεκριμένα στον πίνακα 3.42 (Operational and performance data for primary smelting furnaces) αναφέρεται στις κύριες μονάδες στην Ευρώπη που χρησιμοποιούν τη μέθοδο Ακαριαίας Τήξης (Flash Smelting): Atlantic Copper, Aurubis Hamburg, Aurubis Pirdop, Boliden Harjavalta. Όπως προκύπτει και από τα συστήματα επεξεργασίας των απαερίων (off-gas) και της σκωρίας, οι μονάδες αυτές επεξεργάζονται “καθαρά” συμπυκνώματα χαλκού.

Έτσι, η μεταλλουργία χαλκού της Aurubis στο Αμβούργο, που δίνεται ως παράδειγμα στο άρθρο 13 της απόφασης 1492/2013 του ΣτΕ για να αποδειχθεί η εφαρμοσιμότητα της μεθόδου ακαριαίας τήξης στα συμπυκνώματα της περιοχής, είναι μια κλασική περίπτωση εφαρμογής της μεθόδου σε καθαρά συμπυκνώματα χαλκού (clean copper concentrates) με μέση περιεκτικότητα: 30 % Cu, 30 % Fe και 30 % S και παράγεται matte με ~ 65 % Cu. Τα συμπυκνώματα αυτά δεν έχουν καμία σχέση με τα συμπυκνώματα της περιοχής που είναι κυρίως σιδηροπυρίτες – αρσενοπυρίτες αναμεμιγμένοι με μικρές ποσότητες συμπυκωμάτων χαλκού. Ας σημειωθεί ότι η Aurubis σε συνεργασία με την Teck έχουν αναπτύξει μια υδρομεταλλουργική μέθοδο επεξεργασίας, την CESL Copper – Arsenic Technology, για την αξιοποίηση των σύνθετων αρσενικούχων συμπυκνωμάτων, που για τεχνικοοικονομικούς και περιβαλλοντικούς λόγους δεν μπορούν να αξιοποιηθούν με πυρομεταλλουργική επεξεργασία (flash ή bath smelting).

Συμπερασματικά, τα “ακάθαρτα” συμπυκνώματα χαλκού που περιέχουν αυξημένες περιεκτικότητες σε αρσενικό, συνήθως πάνω από 0.2 % As, δεν μπορούν να αξιοποιηθούν εφαρμόζοντας μια από τις μεθόδους τήξης χαλκού (flash ή bath smelting), καθόσον οι Διαθέσιμες Τεχνικές, που χρησιμοποιούνται στην περίπτωση αυτή δεν θεωρούνται Βέλτιστες. Για την αξιοποίησή τους θα πρέπει να αφαιρεθεί το περιεχόμενο αρσενικό με μερική οξειδωτική φρύξη ή με οποιαδήποτε άλλη υδρομεταλλουργική επεξεργασία.

Πολύ περισσότερο, το προτεινόμενο μίγμα “ακάθαρτων” συμπυκνωμάτων πυριτών Ολυμπιάδας και “καθαρών” συμπυκνωμάτων χαλκού Σκουριών, σε αναλογία 8.3 προς 1, με μέση περιεκτικότητα τροφοδοσίας:

2.8 % Cu, 8 % As και ~ 76 % (Fe + S),

δεν θα μπορούσε να αξιοποιηθεί με τη μέθοδο αυτή.

Εφαρμογή της μεθόδου ακαριαίας τήξης, σε τέτοιου τύπου συμπυκνώματα, δεν γίνεται πουθενά στον κόσμο και η άποψη της εταιρείας, που γίνεται αποδεκτή από το ΣτΕ (άρθρο 13 της απόφασης 1492/2013) ότι, δηλαδή, με τη μέθοδο αυτή υπάρχει «δυνατότητα κατεργασίας διαφορετικών τύπων πρώτων υλών» δεν ισχύει, καθόσον σε κάθε μέθοδο καθοριστικός παράγοντας εφαρμογής της είναι η ποιότητα των τροφοδοτούμενων πρώτων υλών (βλέπε: κείμενο αναφοράς της Ε.Ε., December 2001, παράγρ. 3.4 [6]).

Προς σύγκριση, η ποιότητα των συμπυκνωμάτων χαλκού που τροφοδοτούνται σε καμίνους smelting (flash ή bath), συνήθως, είναι:

20 – 35 % Cu, < 0.2 % As και < 60 % (Fe + S),

Η ίδια η Outotec σε έντυπό της (σελ.16) αναφέρει ότι οι μεταλλουργίες χαλκού ακαριαίας τήξης έχουν σχεδιαστεί, κατασκευαστεί και λειτουργούν για να επεξεργάζονται συμπυκνώματα χαλκού με περιεκτικότητες σε χαλκό μεταξύ 14 και 55 %. Στο κείμενο αναφοράς της ΕΕ (παράγρ. 3.1.1) αναφέρεται πως για την πρωτογενή παραγωγή χαλκού με πυρομεταλλουργικές μεθόδους, οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται είναι θειούχα συμπυκνώματα με περιεκτικότητητες 15 – 45 % Cu. Οι περιορισμοί αυτοί δεν τίθενται τυχαία. Τόσο το κατώτερο όριο ~ 14 % Cu, όσο και το άθροισμα Fe + S < 60 %, τίθενται για να μπορεί να σχηματιστεί αφενός μεν μια ικανοποιητικής ποιότητας και ως εκ τούτου και πυκνότητας matte και αφετέρου να αποφευχθεί το αυξημένο οξειδωτικό περιβάλλον που είναι αιτία δημιουργίας μεγάλων ποσοτήτων μαγνητίτη. Ο μαγνητίτης εισερχόμενος εντός της σκωρίας αυξάνει το ιξώδες της και δημιουργεί μια ενδιάμεση στρώση μεταξύ αυτής και της matte. Έτσι, τα σχηματιζόμενα στο φρέαρ αντιδράσεων της καμίνου σταγονίδια matte, χαμηλής πυκνότητας λόγω της χαμηλής ποιότητας του συμπυκνώματος, καταβυθιζόμενα δια μέσου της σκωρίας που έχει υψηλό σχετικά ιξώδες, λόγω του περιεχόμενου σ’ αυτή μαγνητίτη, εγκλοβίζονται εντός αυτής. Αποτέλεσμα σημαντικές απώλειες σε χαλκό και πολύτιμα μέταλλα, κάτι που ενισχύεται και από τον μη σαφή διαχωρισμό των φάσεων σκωρίας – matte. Το φαινόμενο αυτό ενισχύεται ακόμη περισσότερο από τον δευτερογενή σχηματισμό ανερχόμενων φυσαλίδων SO2, κατά την αντίδραση του μαγνητίτη με τον θειούχο χαλκό της matte (βλέπε: [2]).

Στο Technical Repot on the Olympias Project Au Pb Zn Ag Deposit της εταιρείας [8], που αναρτήθκε στο διαδίκτυο στις 14.07.2011, αναφέρεται ότι η μέθοδος ακαριαίας τήξης, όπως θα εφαρμοστεί για την επεξεργασία των συμπυκνωμάτων σιδηροπυριτών – αρσενοπυριτών της περιοχής, είναι μια νέα εφαρμογή της τεχνολογίας και βρίσκεται ακόμη στο στάδιο Έρευνας και Ανάπτυξης (Research & Development).

Έτσι, η εφαρμοσιμότητα της μεθόδου θα πρέπει να αποδειχθεί, τουλάχιστον, μετά από εκτεταμένες δοκιμές σε ημιβιομηχανική κλίμακα, ούτως ώστε οι αναπτυχθείσες τεχνικές να είναι περιβαλλοντικά αποδεκτές και τεχνικοοικονομικά βιώσιμες και σύμφωνα με το κείμενο αναφοράς της ΕΕ, η διαδικασία που πρόκειται να ακολουθηθεί πρέπει να είναι βιομηχανικά αποδεδειγμένη και αξιόπιση. Κι αυτό, θα έπρεπε ήδη να είχε γίνει, σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία, πριν ακόμη χορηγηθεί στην εταιρεία η περιβαλλοντική άδεια.

Ο ρόλος των δοκιμών αυτών είναι καθοριστικός για την ανάδειξη και εφόσον είναι δυνατόν την επίλυση όλων των προβλημάτων που σχετίζονται με την εφαρμογή της μεθόδου σε τέτοιας ποιότητας συμπυκνώματα. Δηλαδή, θα πρέπει να διερευνηθούν:

1. Πώς θα κατανέμεται το αρσενικό και στις τρεις φάσεις της καμίνου (απαέρια, σκωρία και matte); Από διάφορες δημοσιεύσεις που έχουν γίνει και αναφέρονται στη σχετική μελέτη [2], προκύπτει ότι οι συνήθεις κατανομές του αρσενικού στις τρεις φάσεις, σε καμίνους τεχνολογίας ακαριαίας τήξης, είναι: 5 – 25 % στη σκωρία, 15 – 40 % στη matte και 35 – 80 % στα απαέρια. Οι παράμετροι που επηρεάζουν την κατανομή αυτή, είναι: η ποιότητα τροφοδοσίας, η ποιότητα της παραγόμενης matte, η συγκέντρωση οξυγόνου, η θεμοκρασία και ο συντελεστής κατανομής wt % matte προς wt % slag. Επίσης, ο ρόλος των speiss, που είναι σύνθετες ενώσεις αρσενικού, χαλκού, σιδήρου κ.λπ. και σχηματίζονται στο φρέαρ αντιδράσεων της καμίνου, απορροφούν πολύτιμα μέταλλα και είναι ένας μηχανισμός με τον οποίο περνάει το αρσενικό στη matte και τη σκωρία. Από τις διάφορες καμίνους τήξης (flash ή bath smelting), οι κάμινοι ακαριαίας τήξης, λόγω του τρόπου λειτουργίας τους, δημιουργούν τα περισσότερα προβλήματα πάνω στο θέμα αυτό, καθώς μεγάλα σχετικά ποσοστά του αρσενικού κατανέμονται στη matte και τη σκωρία. Ενδεικτική είναι και η σχετική δημοσίευση: [9] Table IV και V, όπου συγκρίνονται οι κατανομές του αρσενικού σε κάμινο τύπου ISASMELT με αυτές της καμίνου ακαριαίας τήξης. Προβληματισμό, βέβαια, δημιουργεί ως προς την αξιοπιστία των δοκιμών που αναφέρει ότι έκανε η εταιρεία στο Pori της Φινλανδίας, όταν στη ΜΠΕ δίνεται ότι το 99 % του περιεχόμενου στην τροφοδοσία αρσενικού πηγαίνει στα απαέρια.

2. Τι ποιότητας matte μπορεί να παραχθεί από ένα τέτοιο μίγμα τροφοδοσίας με περιεκτικότητα 2.8 % Cu , 36.8 % Fe και 39.6 % S, και ποιές θα είναι οι απώλειες σε χαλκό και πολύτιμα μέταλλα; Σύμφωνα με τη ΜΠΕ, η ποιότητα της matte που θα παράγεται θα είναι ~ 10 % Cu. Έτσι, για να αυξηθεί από 2.8 % στο ~ 10 %, δηλαδή κατά 3.6 φορές, περίπου, θα πρέπει να οξειδωθούν σχετικά πολύ μεγάλες ποσότητες Fe και S. Στα συνήθη συμπυκνώματα χαλκού η αντίστοιχη αύξηση είναι 2 φορές περίπου (συμπύκνωμα: 20 – 35 % Cu, με Fe + S < 60 % → matte: 40 – 65 % Cu). Όσο αυξάνεται η σχέση αυτή τόσο μεγαλύτερες ποσότητες Fe και S οξειδώνονται, με αποτέλεσμα την αύξηση σχηματισμού μαγνητίτη και την αύξηση της σκόνης στα απαέρια, που συνήθως κυμαίνεται από 3 – 15 % της συνολικής τροφοδοσίας (συμπύκνωμα + συλλίπασμα). Όλα αυτά θα έχουν σαν αποτέλεσμα, πέραν της υποβαθμισμένης ποιότητας matte, τις σημαντικές απώλειες χαλκού και πολυτίμων μετάλλων. Η matte αυτή, ακόμη και μετά την προβλεπόμενη (από τη ΜΠΕ) αναβάθμισή της με εκχύλιση, δεν θα μπορεί να αξιοποιηθεί για την παραγωγή τελικών ποϊόντων και ως εκ τούτου θα διατίθεται ως ενδιάμεσο προϊόν (βλέπε: Technical Report [8] και Olympias Investor Trip June 2014 σελ. 14). Λαμβάνοντας δε υπόψη και τις υπερβολικά υψηλές τιμές του αρσενικού στο μίγμα τροφοδοσίας των συμπυκνωμάτων και την κατανομή του κατά ένα σημαντικό ποσοστό (15 – 40 %) στη matte, εκτιμάται πως θα προκύψει μια “ακάθαρτη” χαμηλής ποιότητας matte, προβληματική για οποιαδήποτε παραπέρα επεξεργασία, πέραν της διάθεσή της ως ένα υποβαθμισμένης ποιότητας “ακάθαρτο” συμπύκνωμα. Στη ΜΠΕ δίνεται περιεκτικότητα 0.14 % As στη matte, που σημαίνει ότι μόλις το 0.50 % του περιεχόμενου στην τροφοδοσία αρσενικού θα διεφεύγει στη matte, ενώ το ποσοστό αυτό για καμίνους ακαριαίας τήξης κυμαίνεται μεταξύ 15 και 40 % (βλέπε παράγρ. 1).

3. Ποιές είναι οι συγκεκριμένες εργαστηριακές και πιλοτικές δοκιμές επί της κοκκοποιημένης matte για την αναβάθμισή της από το ~ 10 % σε ~ 20 % Cu, και επί ποιών δειγμάτων έγιναν; Στο Technical Report [8] (παράγρ. 17.8.7) της εταιρείας, αναφέρεται πως οι υπολογισμοί της σύστασης του υπολείμματος εκχύλισης της matte, που χρησιμοποιήθηκαν στην διαδικασία, βασίστηκαν επί πιθανών αντιδράσεων και συνιστά τη διενέργεια καταρχήν εργαστηριακών δοκιμών. Για να υπάρξουν, βέβαια, τέτοιες εργαστηριακές και στη συνέχεια πιλοτικές δοκιμές θα πρέπει να είναι γνωστή και η σύνθεση της matte που πρόκειται να εκχυλιστεί; Ποια θα είναι η περιεκτικότητά της σε αρσενικό και πόσο αυτό θα επηρεάσει το όλο κύκλωμα; Η αναβαθμισμένη (μετά την εκχύλιση) matte με πριεκτικότητα ~ 20 % Cu, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην περαιτέρω επεξεργασία για την παραγωγή τελικών προϊόντων ή θα διατίθεται ως ενδιάμεσο προϊόν επιβαρυμένο από το περιεχόμενο αρσενικό;

4. Ποιές είναι οι πιλοτικές δοκιμές που έχουν γίνει επί της πολύπλοκης μεγάλης δυναμικότητας μονάδας καταβύθισης και απομάκρυνσης του αρσενικού υπό τη σταθερή μορφή του σκοροδίτη; Στη ΜΠΕ αναφέρεται ότι από ένα τόνο συμπυκνώματος τροφοδοσίας θα λαμβάνεται ένας τόνος στερεού αποβλήτου (υπό μορφή σκοροδίτη). Σε μια τέτοιου μεγάλου μεγέθους πολύπλοκη μονάδα δεν θα έπρεπε έχουν γίνει συστηματικές συνεχούς ροής πιλοτικές δοκιμές, σε συνδυασμό με τη μονάδα εκχύλισης της matte; Επίσης, επί των αποβλήτων αυτών δεν θα έπρεπε έχουν γίνει εργαστηριακές δοκιμές και μελέτες για τον περιβαλλοντικό τους χαρακτηρισμό, ιδιαίτερα όταν οι εκτιμούμενες ποσότητες θα είναι αυτού του μεγέθους; Οι κάποιες εργαστηριακές μελέτες αρκούν για να βεβαιωθεί ότι όλα αυτά τα παραγόμενα απόβλητα θα είναι πράγματι υπό τη μορφή σκοροδίτη;

5. Κατά πόσο η παραγόμενη σκωρία μπορεί να χαρακτηριστεί ως αδρανές υλικό (ΕΚΑ: 10 06 01); Στη χημική ανάλυση που δίνεται στη ΜΠΕ, η περιεκτικότητά της σε αρσενικό είναι 0.03 %. Αυτό σημαίνει ότι ένα πολύ μικρό ποσοστό, περίπου 0.2 %, του περιεχόμενου στην τροφοδοσία αρσενικού θα κατανεμηθεί στη σκωρία, ενώ όπως αναφέρθηκε (παράγρ. 1) το ποσοστό αυτό συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 5 και 25 %. Επίσης, στη χημική ανάλυση δίνεται και η ύπαρξη θείου 2.5 %, ενώ σε δύο δείγματα σκωρίας που δόθηκαν, τον Φεβρουάριο 2006, στο εργαστήριο μεταλλουργίας του ΕΜΠ για περιβαλλοντικό χαρακτηρισμό (Παράρτημα IV.3 της ΜΠΕ), στις χημικές αναλύσεις τους δεν καταγράφεται η ύπαρξη θείου. Αν και οι σκωρίες τήξης συνήθως θεωρούνται αδρανείς λόγω της υαλώδους δομής τους, ποια θα είναι η συμπεριφορά τους ως προς την εκχυλισιμότητα τοξικών στοιχείων σε διάφορες μεταβολές του pH, ιδιαίτερα στην περίπτωση υψηλών σχετικά τιμών σε αρσενικό και θείο (βλέπε: [10]);

6. Ποιά θα είναι η διαχείριση του υπερβολικά μεγάλου παραγόμενου όγκου των απαερίων, λόγω των υψηλών τιμών αρσενικού και θείου που περιέχονται στο μίγμα τροφοδοσίας της καμίνου; Τα απαέρια αυτά θα περιέχουν τοξικές πτητικές ενώσεις αρσενικού και SO2 και θα συμπαρασύρουν σχετικά μεγάλες ποσοτήτες σκόνης (μηχανική και χημική). Για τη διαχείρισή τους, απαιτείται κατασκευή πολύπλοκων μεγάλης δυναμικότητας μονάδων υγρής ψύξης και καθαρισμού, με υψηλό κόστος επενδύσεων, λειτουργίας και συντήρησης. Τι είδους δοκιμές και μελέτες έχουν γίνει πάνω στο σημαντικό αυτό θέμα (βλέπε: Technical Report [8]);

7. Ποιά μελέτη έχει γίνει για την αντιμετώπιση των διαφυγών των έντονα τοξικών ενώσεων, υπό μορφή σκόνης και αερίων, σε όλους τους χώρους εργασίας και στους περιβάλλοντες χώρους;

Όλα τα παραπάνω μπορούν να επιβεβαιωθούν μόνο μετά από εκτεταμένες πιλοτικές δοκιμές σε ημιβιομηχανική κλίμακα και σε συνεχή ροή, που θα περιλαμβάνουν όλες τις φάσεις: από την προετοιμασία του μίγματος τροφοδοσίας (λειοτρίβηση – ξήρανση), την τροφοδοσία του στην κάμινο, μέχρι και την επεξεργασία των προϊόντων και των τριών φάσεων της καμίνου (απαερίων, σκωρίας, matte). Και για να γίνουν όλα αυτά, θα πρέπει οι προκαταρτικές οικονομοτεχνικές μελέτες, εφόσον έχουν γίνει, να δείχνουν πράγματι ότι η βιωσιμότητα μιας τέτοιας πολύπλοκης επένδυσης επί της αξιοποίησης των συγκεκριμένων συμπυκνωμάτων με τη μέθοδο ακαριαίας τήξης, θα μπορούσε να είναι επιτυχής.

Η αρμόδια τεχνική δ/νση του ΥΠΕΚΑ, που μετά από το αίτημα της εταιρείας, ενέκρινε τις Τεχνικές Μελέτες του έργου (σχετικά: ∆8-/Φ.7.49.13/30258ΠΕ/5159ΠΕ/10.2.2012 και ∆8- A/Φ.7.49.13/2809/349/10.2.2012), έχοντας υπόψη τη γνωμοδότησή της επί της ΜΠΕ του συνολικού έργου (βλέπε: ∆8-Α/Φ.7.49.13/22343/3949/ 2.12.2010), που δεν ελήφθη υπόψη κατά την περιβαλλοντική αδειοδότηση, έθεσε παράλληλα με την έγκριση αυτή και ορισμένους όρους που θα πρέπει να εκπληρώσει η εταιρεία, μεταξύ των οποίων και τον όρο ότι: η μεταλλουργική επεξεργασία του συμπυκνώματος πυριτών, που περιγράφεται γενικά στη συνημμένη μελέτη, να εξειδικευθεί και συμπληρωθεί σε επίπεδο μελέτης εφαρμογής (engineering). Προς τούτο: α. Να εκτελεσθεί πρόγραμμα δοκιμών σε κατάλληλη ημιβιομηχανική μονάδα, επί τόπου του έργου,,κ.λπ, καθώς και τον όρο ότι η εταιρεία: να υποβάλει για έγκριση, εντός χρόνου όχι μεγαλύτερου των τριών (3) ετών τα υπόλοιπα προσαρτήματα της τεχνικής μελέτης, με τα οποία θα ολοκληρωθεί το σύνολο των τμημάτων του υποέργου…

Έτσι, όταν εκδικάστηκε η υπόθεση, μετά από προσφυγή των κατοίκων της περιοχής, στο ΣτΕ το καλοκαίρι του 2012, είχαν τεθεί υπόψή του και οι πιο πάνω όροι των τεχνικών αδειοδοτήσεων, αφού στο άρθρο 13 της σχετικής απόφασης (1492/2013) αναφέρεται ότι: «…Δεν κλονίζεται δε η αιτιολογία αυτή, όπως αβασίμως ισχυρίζονται οι αιτούντες, από το γεγονός ότι με την απόφαση περί εγκρίσεως της τεχνικής μελέτης του οικείου υποέργου, η αρμόδια Διεύθυνση έθεσε ως όρο την προηγούμενη εκτέλεση προγράμματος δοκιμών σε ημιβιομηχανική μονάδα επί τόπου του έργου και την εκπόνηση μελέτης εφαρμογής και ειδικών μελετών που να καλύπτουν όλες τις διεργασίες της μεταλλουργικής διαδικασίας, καθ’ όσον, όπως διευκρινίζεται και στο ανωτέρω έγγραφο απόψεων της εν λόγω Διεύθυνσης, οι όροι αυτοί τέθηκαν ώστε να επιτευχθεί η πλήρης προσαρμογή της μεθόδου στις συγκεκριμένες συνθήκες και την τροφοδοσία και να αντιμετωπισθούν όλες οι τεχνικές λεπτομέρειες των σταδίων της μεταλλουργικής επεξεργασίας πριν την κατασκευή των εγκαταστάσεων….».

Συμπερασματικά, η επιλεγείσα μεταλλουργική μέθοδος ακαριαίας τήξης, με τα μέχρι σήμερα δεδομένα, δεν μπορεί να εφαρμοστεί στην κατεργασία των “ακάθαρτων” συμπυκνωμάτων σιδηροπυριτών – αρσενοπυριτών Ολυμπιάδας είτε αυτά είναι μόνα τους είτε αναμιχθούν με τα “καθαρά” συμπυκνώματα χαλκού Σκουριών. Η διαδικασία που προτείνεται από την εταιρεία είναι μια νέα εφαρμογή της μεθόδου ακαριαίας τήξης σε τέτοιας ποιότητας συμπυκνώματα και βρίσκεται ακόμη (αν και έχουν περάσει 10 περίπου χρόνια από τότε που προτάθηκε) σε στάδιο έρευνας και ανάπτυξης. Για να αποδειχθεί η εφαρμοσιμότητά της σε ημιβιομηχανικό επίπεδο, ούτως ώστε να είναι τεχνικοοικονομικά βιώσιμη και περιβαλλοντικά αποδεκτή, θα πρέπει να διεξαχθούν εκτεταμένες συνεχούς ροής πιλοτικές δοκιμές. Οι δοκιμές αυτές θα πρέπει να περιλαμβάνουν όλα τα στάδια κατεργασίας και θα πρέπει να γίνουν επί τόπου του έργου κάτι που προτείνει η αρμόδια τεχνική δ/νση του ΥΠΕΚΑ και είναι συνήθης πρακτική σε τέτοιες περιπτώσεις. Το ΣτΕ προκειμένου να αιτιολογήσει την 1492/2013 απόφασή του, δηλαδή για τις δοκιμές που είχαν προταθεί από την αρμόδια δ/νση στη φάση της περιβαλλοντικής αδειοδότησης και δεν έγιναν, αναφέρει ότι θα γίνουν κατά το στάδιο της τεχνικής μελέτης. Τελικά, με την πρόσφατη ακυρωτική του απόφαση, 3191/2015, επανήλθε το θέμα των δοκιμών, τρία και πλέον χρόνια μετά την τεχνική αδειοδότηση του έργου, τη στιγμή που οι δοκιμές αυτές, σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία, θα έπρεπε να είχαν γίνει πριν την περιβαλλοντική αδειοδότηση.

Γ. Ψυχογυιόπουλος Μηχανικός Μεταλλείων

Αναφορές

[1] Annual Report for 1984 King River Delta Project, S.R.M. Harvey, for Elisna Pty Ltd (3.1.1 The Outokumpu Process, page 87).

[2] Παρατηρήσεις επί της Σχεδιαζόμενης Εφαρμογής της Μεθόδου Ακαριαίας Τήξης στην Επεξεργασία του Συμπυκνώματος Σιδηροπυριτών Ολυμπιάδας – Πρόταση Απομάκρυνσης του Αρσενικού από το Συμπύκνωμα πριν από την Επεξεργασία του με τη Μέθοδο Ακαριαίας Τήξης, Γ.Ψυχογυιόπουλος, Δεκέμβρης 2012.

[3] Σχολιασμός της 1492/2013 απόφασης του ΣτΕ σε ό,τι αφορά την εφαρμοσιμότητα της μεταλλουργικής μεθόδου ακαριαίας τήξης, Γ. Ψυχογυιόπουλος, Ιούνιος 2013.

[4] Pyrometallurgical Processing Technologies for Treating High Arsenic Copper Concentrates, Patrick R. Taylor, Perumin 31 Convecion Minera.

[5] Towards Clean Metallurgical Processing for Profit, Social and Environmental Stewardship, R.H. Schonewille et al, 51st Annual Conference of Metallurgists, 2012 Niagara Falls.

[6] Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC), Reference Document on Best Available Techniques in Non – Ferrous Metals Industries, European Commission, December 2001.

[7] Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Non-Ferrous Metals Industries, European Commission, Final Draft (October 2014).

[8] Technical Report on the Olympias Project Au Pb Zn Ag Deposit, Northern Greece, Patrick Forward et al, 14 July, 3011, European Goldfields Limited.

[9] Copper ISASMELT – Dealing with Impurities, Gerardo R. Alvear et al, Sonh International Symposium, Advanced Processing of Metals and Materials, Volume 8 – International Symposium on Sulfide Smelting, 2006.

[10] Effect of sample preparation on contaminant leaching from copper smelting slag, Martina Vitkova et al, Journal of Hazardous Materials, 2011.

Advertisements

Σας ακούμε...

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: