Polski
Angielski
Synteza zeolitów z pyłów skalnych – potencjał odpadowej frakcji granitu i diatomitu w inżynierii materiałów adsorpcyjnych
Sesja: Synteza zeolitów z pyłów skalnych – potencjał odpadowej frakcji granitu i diatomitu w inżynierii materiałów adsorpcyjnych
Godzina/Sala: - -
Tytuł: Synteza zeolitów z pyłów skalnych – potencjał odpadowej frakcji granitu i diatomitu w inżynierii materiałów adsorpcyjnych
Title: Growing environmental pressure and the need for the rational management of natural resources have led to an intensive search in recent years for new applications of industrial waste and post-production dusts. One of the most promising directions is their use as raw materials for the synthesis of functional materials, including zeolites—crystalline, microporous materials with ion-exchange and sorption properties.This presentation outlines a concept for the synthesis of zeolites from waste fractions of granite and diatomite dust generated during the cutting, grinding, and processing of natural rocks, as well as during the extraction and treatment of diatomaceous earth. These raw materials exhibit a high content of silica and alumina, making them an excellent base for alkaline activation and conversion into zeolites with sorptive capabilities.The presented work was carried out as part of the CleanLake project, whose main objective is to develop a comprehensive lake water restoration and protection system using sorbent materials with controlled selectivity towards biogenic compounds—primarily nitrogen and phosphorus species responsible for eutrophication. The project involves the development of a technology for producing zeolites from waste mineral raw materials (including rock dust and ashes from thermal processes) and the evaluation of their application potential in engineering solutions dedicated to aquatic environmental protection.The developed composites containing synthesized zeolites will be used to create three main types of demonstrator products:• Cleaning pathways – located along the shoreline of lakes, serving as filtration belts for surface runoff pollution;• Floating platforms – performing both filtration and habitat functions for waterfowl;• Submerged platforms – structural solutions for filtering water in the lake column, which can also serve as habitats for fish, small aquatic organisms, or be used for educational and training purposes.After completing their filtration cycle (approx. one season), these products will undergo material recycling and be converted into mineral-organic fertilizers dedicated to energy crop cultivation. Thanks to the content of previously captured nitrogen and phosphorus compounds, it will be possible to produce fertilizers with controlled nutrient release.Zeolite synthesis is conducted under hydrothermal (alkaline) conditions using, among others, a 3M NaOH solution and mild temperatures (
Rosnąca presja środowiskowa i potrzeba racjonalnego gospodarowania zasobami naturalnymi sprawiają, że w ostatnich latach intensywnie poszukuje się nowych zastosowań dla odpadów przemysłowych i pyłów poprodukcyjnych. Jednym z najbardziej obiecujących kierunków jest ich wykorzystanie jako surowców do syntezy materiałów funkcjonalnych, w tym zeolitów – krystalicznych, mikroporowatych materiałów wykazujących właściwości jonowymienne i sorpcyjne.
W prezentacji/referacie przedstawiono koncepcję syntezy zeolitów z odpadowych frakcji pyłów granitowych i diatomitowych, powstających podczas cięcia, szlifowania i obróbki skał naturalnych oraz wydobycia i przetwórstwa ziem okrzemkowych. Surowce te wykazują wysoką zawartość krzemionki i glinu, a tym samym stanowią doskonałą bazę do alkalicznej aktywacji i przekształcenia w zeolity o właściwościach sorpcyjnych.
Przedstawiona praca została zrealizowana w ramach projektu CleanLake, którego głównym celem jest opracowanie kompleksowego systemu rekultywacji i ochrony wód jeziornych poprzez zastosowanie materiałów sorpcyjnych o kontrolowanej selektywności względem związków biogennych – przede wszystkim form azotu i fosforu odpowiedzialnych za eutrofizację. W ramach projektu opracowywana jest technologia produkcji zeolitów na bazie odpadowych surowców mineralnych (w tym pyłów skalnych i popiołów z procesów termicznych), a następnie testowane są możliwości ich aplikacji w rozwiązaniach inżynierskich dedykowanych ochronie środowiska wodnego.
Opracowane kompozyty z udziałem syntetyzowanych zeolitów będą wykorzystane do stworzenia trzech głównych typów produktów demonstracyjnych:
• Ścieżek czyszczących – zlokalizowanych w strefie brzegowej jezior, stanowiących pas filtracyjny dla spływających zanieczyszczeń powierzchniowych;
• Platform nawodnych – pełniących jednocześnie funkcję filtracyjną oraz siedliskową dla ptactwa wodnego;
• Platform podwodnych – strukturalnych rozwiązań filtrujących wodę w toni jeziora, mogących równocześnie pełnić rolę siedlisk dla ryb, małych zwierząt wodnych lub służyć celom dydaktycznym i szkoleniowym.
Po zakończeniu cyklu filtracyjnego (ok. 1 sezonu), produkty te będą podlegały recyklingowi materiałowemu i zostaną przekształcone w nawozy mineralno-organiczne, dedykowane dla upraw energetycznych. Dzięki zawartości wychwyconych wcześniej związków N i P możliwe będzie uzyskanie nawozu o kontrolowanym uwalnianiu składników odżywczych.
Synteza zeolitów przeprowadzana jest w warunkach hydrotermalnych (alkalicznych), z wykorzystaniem m.in. 3M roztworu NaOH oraz łagodnych temperatur (
