Laboratórium ATNS

Laboratórium zabezpečuje takmer kompletný servis technologicko – technických prác (drvenie, mletie, gravitačné rozdružovanie, flotáciu, magnetickú separáciu), granulometrické a mineralogické analýzy (RTG, DTA) pre potreby geologického výskumu, prieskumu a vývoja technológií v úprave surovín, využívania odpadov, dekontaminácie pôd a dnových sedimentov.

Laboratórium ďalej ponúka široký záber výskumu aplikácie rôznych druhov sorbentov pre remediáciu povrchových a podzemných vôd od organických polutantov, anorganických komponentov a toxických prvkov.

V oblasti likvidácie CO2 karbonatizáciou sú využívané vysokotlakové reaktory na testovanie nebezpečných odpadových materiálov – ultraľahké horniny s obsahom azbestu, popolčeky, trosky, ako aj staršie ekologicky nevhodné stavebné materiály.

Kolektívu oddelenia ATNS Košice bola v roku 2016 udelená Cena ministra životného prostredia SR za mimoriadne výsledky a dlhoročný prínos v starostlivosti o životné prostredie a rozvoj environmentalistiky.

Kontakt

Ing. Štyriaková Iveta, PhD.
vedúca oddelenia
Oddelenie: Oddelenie ATNS
Odbor: Odbor geológie
Pracovisko: Regionálne centrum Košice
Telefón: 055/6224315
Email: iveta.styriakova@geology.sk

História

Oddelenie Aplikovanej technológie nerastných surovín (ATNS) vzniklo v roku 1073. Úspešne vyriešilo viac ako 100 projektov zaoberajúcich sa efektívnym a ekonomickým spracovaním nasledujúcich nerastných surovín: suroviny s obsahom turmalínov, bentonity, zeolity, diatomity, pemzy , grafit, mastenec a magnezit, vysokokvalitné vápence, kremenné piesky, kaolín a iné keramické suroviny s využitím kombinácie fyzikálno-chemických a biochemických metód.

Pri sulfidických surovinách a ťažobných odpadoch bol výskum zameraný na minerálne väzby Cu-Fe-Sb-As-Ag, Sb-Au, Hg-Ba, Pb-Zn-Cu, Si-Au a W, vzácne a drahé kovy s cieľom uvoľnenia a získania úžitkových prvkov z minerálnych a amorfnych fáz pomocou lúhovania.

V oblasti environmentálnej geológie sa monitorujú a analyzujú fyzikálno-chemické a biochemické aspekty kolobehu kovov a metaloidov v pôde, sedimentoch a podzemných vodách, t.j. minerálna fixácia, redistribúcia a uvoľňovanie. Pozitívne výsledky boli dosiahnuté pri dekontaminácii geologického prostredia kontaminovanej pôdy, dnových sedimentov a vody prostredníctvom modifikovaných prírodných sorbentov, ako aj postupmi biologicko – fyzikálno – chemických procesov.

V oblasti likvidácie CO2 karbonatizáciou je využívaný nebezpečný odpadový materiál – ultraľahké horniny s obsahom azbestu, popolček, troska, ako aj staršie ekologicky nevhodné stavebné materiály. Na výskum sekvestrácie minerálov CO2 sa využívajú laboratórne vysokotlakové miešacie reaktory.

Profil

       Oddelenie Aplikovanej technológie nerastných surovín, ktoré je organizačne zaradené do geologického odboru má 7 zamestnancov:

  • Iveta Štyriaková, Ing., PhD. – vedúca oddelenia
  • Katarína Čechovská, Ing.
  • doc. Ing. Marián Košuth, PhD.
  • Ľubica Kovaničová, Ing.
  • Ivana Semjanová, Bc.
  • Rečlo Michal, RNDr.
  • Jaroslav Šuba, Ing., PhD.

ATNS zabezpečuje najmä tieto hlavné činnosti a úlohy:

  • základný mineralogicko-petrografický a technologický výskum vlastností nerastných surovín, hor­nín a podmienok ich zušľachťovania;
  • základný až aplikovaný výskum minerálnej sekvestrácie (likvidácie) CO2 využitím zložiek geo­lo­gic­kých, odpadových a sekundárnych materiálov
  • výskum sorpčných a desorpčných vlastností geologických materiálov a hornín, prípadne z nich pri­pra­vených sorbentov v statických a dynamických podmienkach;
  • výskum, vývoj, overovanie, testovanie a aplikáciu rôznych geologických materiálov pre imo­bili­zá­ciu škodlivých zložiek v životnom prostredí;
  • výskum zužitkovania sekundárnych surovín a posúdenie možností eliminácie vply­vu zložiek škod­livých pre životné prostredie;
  • laboratórne až modelové overovanie podmienok a možností aplikácie nerastných surovín rôznymi me­tódami riešenia v oblasti environmentálnej (znečistené vody, ovzdu­šie a odpady) a technolo­gic­kej upraviteľnosti a zušľachťovania hornín (su­rovín);
  • testovanie mineralogických, fyzikálno-chemických a technologických vlastností nerastných surovín a produktov pripravených na ich báze;
  • separáciu a prípravu minerálnych (užitkových) zložiek pre ďalšie účely ich výskumu a využitia
  • vypracovanie posudkov o kvalite surovín a ich produktov;
  • orientačné hodnotenie ekonomiky možnej úpravy a využitia nerastných surovín;
  • vykonávanie technickej a technologickej mineralógie;
  • kvalitatívny a kvantitatívny rozbor karbonátov a karbonátových hornín;
  • riadenie RTG pracoviska s ionizujúcim žiarením, vykonávanie RTG difrakčných rozborov a ich vy­hod­nocovanie;
  • mineralogické, petrografické, granulometrické, separačné, technologické, úpravnícke, chemické a environmentálne prá­ce so zhodnotením vykonaných na objednávku.

Využitie a úprava nerastných surovín v technologickej a environmentálnej oblasti

Efektívnejšie - Technologický výskum a úprava nerastných surovín

Nerastné suroviny

Odborná náplň zahŕňa základný, laboratórny, modelový výskum a testovanie nerastných surovín s cieľom zistenia a overenia nových resp. známych technológií a podmienok spracovania resp. úpravy nerastných surovín s možnosťou prípravy nových produktov alebo výrobkov pre možné využitie v rôznych oblastiach hospodárstva.

Konkrétne odborné práce je možné rozdeliť do piatich kategórií, ktoré sú medzi sebou viac – menej kontinuálne prepojené a navzájom na seba naväzujú v závislosti od typu a charakteru nerastnej suroviny alebo horniny:

1. Základný výskum vlastností nerastných surovín a podmienok ich zušľachťovania:
– výskum mineralogických, fyzikálnych, chemických, fyzikálno – chemických a technologických vlastností
– výskum podmienok a možností upraviteľnosti
– posúdenie možností využitia a praktického použitia:
a. v rôznych odvetviach hospodárstva
b. v ochrane a tvorbe životného prostredia

2. Laboratórne až modelové overenie možností aplikácie nerastných surovín procesmi riešenia:
– úpravou
– zušľachťovaním vlastností
– zvyšovaním účinnosti
– prípravou a testovaním produktov
– hodnotením efektívnosti procesov využitia
– technicko – technologicko – ekonomickým posúdením

3. Testovanie nerastných surovín a na ich báze pripravených produktov vlastnosťami :
– mineralogickými
– fyzikálno – chemickými
– technologickými
– vypracovanie posudku o kvalite surovín a ich produktov

4. Separácia, oddeľovanie a príprava zušľachtených a vysoko čistých minerálnych zložiek a produktov pre ďalšie účely ich výskumu a následné využitie

5. Výskum možností zúžitkovania sekundárnych, odpadových, netradičných a špeciálnych surovín, a posúdenie možností získania úžitkových zložiek z nich so zamedzením vplyvu jalových, škodlivých zložiek na životné prostredie (odkaliská, odpadové vody, haldy, skládky a podobne)

Ekologickejšie - Výskum v oblasti ochrany a tvorby životného prostredia

NERASTNÉ SUROVINY – Ekologickejšie

Odborná náplň zahŕňa výskum sorpčných, mechanických, fyzikálnych, chemických a iných vlastností rôznych prírodných geologických materiálov resp. z nich technologickým vý-skumom pripravených produktov s možnosťou eliminácie alebo odstraňovania škodlivých zložiek zo životného prostredia a ich ďalšieho smeru využívania.

Výskum vlastností surovín vhodných a použiteľných pre:

1. Ekosorbenty

– toxických a ťažkých prvkov z vôd
– organických polutantov z vôd
– eliminujúce kyslosť z vôd
– zachytávajúce NH4+ ióny, amíny z vôd, fosfáty
– rozliatych nebezpečných anorganických a organických kvapalín

2. Náplne do statických a prietokových filtrov

3. Výrobu ekologických čistiacich hmôt

4. Výrobu stavebných ľahkých „ekomateriálov“

5. Plnivá pri výrobe umelých hmôt a papiera, a pre ekologické náterové farby a omietky (pigmenty)

6. Budovanie skládok odpadov (tesniace vrstvy)

7. Úpravu pH pôdy a vylepšujúce ornú, lesnú a záhradnú pôdu

 

Postupy technologického a mineralogického výskumu

V laboratóriách pre výskum vlastností, úpravy a aplikácie nerastných surovín (ATNS Košice) je každá vzorka spracovaná podľa všeobecnej nasledovnej metodiky technologického a mineralogického výskumu:

  • 1 – archívne štúdium údajov o druhu nerastnej suroviny, spracovanie základných poznatkov,
  • 2 – zhodnotenie nerastnej suroviny a návrh na ďalší postup,
  • 3 – odber základných vzoriek, ich mineralogické a laboratórne spracovanie a zhodnotenie výsledkov,
  • 4 – odber vzoriek nerastnej suroviny na technologický výskum,
  • 5 – vlastný technologický výskum – pri vlastnom technologickom výskume vzoriek nerastných surovín sa využívajú podľa účelu rôzne metódy a spôsoby zušľachťovania a upraviteľnosti:
    • a – zdrobňovanie kusových materiálov drvením vzoriek rôznej tvrdosti,
    • b – homogenizácia a kvartovanie vzoriek a materiálov,
    • c – mletie surovín suchým alebo mokrým spôsobom,
    • d – triedenie rôznych materiálov a surovín suchým alebo mokrým spôsobom,
    • e – rozplavovanie nerastných surovín a hornín statickým a dynamickým spôsobom,
    • f – suché a mokré zrnitostné analýzy s vyhodnotením,
    • g – spracovanie vzoriek v cykle predúpravy: drvenie – triedenie, mletie – triedenie a drvenie – mletie – triedenie
  • 6 – laboratórne gravitačné metódy rozdružovania na ťažké a ľahké produkty:
    • a – rozdružovanie na koncentračných splavoch,
    • b – rozdružovanie v hydrocyklónoch,
    • c – rozdružovanie na špirále,
    • d – rozdružovanie v ťažkých kvapalinách
  • 7 – laboratórne elektromagnetické rozdružovanie na magnetické a nemagnetické produkty:
    • a – polygradientná kalová separácia,
    • b – suchá elektromagnetická separácia,
  • 8 – laboratórne flotačné rozdružovanie na koncentráty, medziprodukty a odpady:
    • a – frakčná flotácia,
    • b – obrátená flotácia,
    • c – flotácia v režime cyklickom a kontinuálnom,
  • 9 – laboratórne sorpčné skúšky v statických a dynamických podmienkach,
  • 10 – termická úprava vzoriek nerastných surovín a ich produktov,
  • 11 – chemická úprava materiálov vzoriek a ich produktov,
  • 12 – odvodňovanie resp. filtrácia, koagulácia, sedimentácia, sušenie, príp. výpal vzoriek, produktov, medziproduktov, koncentrátov pre ďalšie stanovenia a rozbory alebo spracovanie,
  • 13 – vyhodnotenie výsledkov technologicko – mineralogického výskumu,
  • 14 – písomné, tabuľkové, grafické spracovanie a vyhodnotenie dosiahnutych technologických ukazovateľov, výsledkov, údajov

Ukážka laboratórií

Synteticky pripravený hydromagnezit a nesquehonit
zo serpentinitu Lokality Rudník po pôsobení vysokotlakového reaktora s CO2

Vysokotlakový reaktor PARR 4577

Kompresor
(Vysokotlakový reaktor PARR 4577)

RTG analyzátor Bruker D2

DTA analyzátor STA 449 F3 Jupiter

Laserový granulometer MS 3000

Laboratórna muflová pec KSL-1700X-A2

Laboratórny mlyn pre jemnozrnné mletie Lab Wizz 320

Laboratórny planetárny mlyn LMPM 2000

Laboratórny čelusťový drvič LMC 100-D

Polarizačný mikroskop Axiolab A1 Pol

Polarizačný mikroskop UDM LV 100D-U

Referencie

     Oddelenie ATNS riešilo a spoluriešilo doteraz viac než 100 výskumných úloh zo štátneho rozpočtu a realizovalo rôzne druhy prác v rámci externých zákaziek (technologické, laboratórne, mineralogické, environmentálne a špeciálne práce) pre cca 60 štátnych a súkromných organizácií, napríklad:

UK Bratislava,
STU Bratislava,
TU Košice,
UPJŠ Košice,
UVL Košice,
Česká geologická služba Praha,
SAV- Ústav geotechniky Košice,
U.S.Steel s.r.o., Košice,
Magnimex a.s., Bratislava,
Uranpres s.r.o., Spišská Nová Ves,
Kerko – Perlit a.s., Košice,
ÚVR a.s., Košice,
VSK Mineral s.r.o., Košice,
GEO Slovakia s.r.o., Košice,
ENERGOGAZ a.s., Košice,
PIDECO CGF s.r.o., Košice,
Silicon s.r.o., Dobšiná,
Envigeo s.r.o., Banská Bystrica,
Východoslovenská ťažobná spoločnosť s.r.o., Banská Bystrica,
AllDECO s.r.o., Jaslovské Bohunice,
POWEL Anti s.r.o., Prešov,
GEL s.r.o., Turčianske Teplice,
KOVOHUTY a.s., Krompachy
ALAS Slovakia s.r.o., Bratislava,
Kerko a.s., závod Michalovce,
Nerast s.r.o., Žilina,
Progeo s.r.o., Žilina
ŽELBA a.s., Spišská Nová Ves
SABAR, s.r.o., Markušovce
QUARK, s.r.o., Lučenec
Kremnická banská spoločnosť s.r.o., Kremnica,
QUALIFORM Slovakia s.r.o., Bratislava,
VILLARD, združenie pre r. a o. p., Bratislava,
HS – INGREAL a.s., Košice,
Bel NOVAMAN s.r.o.,- skúšobné laboratóriá T. Teplice,
LB Minerals a.s., Košice a ďalšie.