1 / 13

Juraj MOSEJ, Miroslava DRABOVÁ, Martin SISOL

Technická Univerzita v Košiciach Fakulta baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológií Ústav montánnych vied a ochrany životného prostredia. Príprava alkalicky aktivovaných spojív z popolčeka zo spaľovania čierneho uhlia v granulačných kotloch. Pracovisko úpravy

gaura
Download Presentation

Juraj MOSEJ, Miroslava DRABOVÁ, Martin SISOL

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Technická Univerzita v Košiciach Fakulta baníctva, ekológie, riadenia a geotechnológií Ústav montánnych vied a ochrany životného prostredia Príprava alkalicky aktivovaných spojív z popolčeka zo spaľovania čierneho uhlia v granulačných kotloch Pracovisko úpravy primárnych a sekundárnych surovín Juraj MOSEJ, Miroslava DRABOVÁ, Martin SISOL

  2. Obsah • Čo sú to alkalicky aktivované spojivá • Vznik alkalicky aktivovaných spojív • Ciele práce • Charakteristika materiálu • Príprava vzoriek • Vyhodnotenie experimentov • Zhrnutie PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  3. Alkalicky aktivované spojivá • sú syntetické anorganické polyméry, ktoré vznikajú anorganickou polykondenzačnou reakciou tuhých alumosilikátových materiálov v silne alkalických podmienkach • ich štruktúra pozostáva z SiO4 a AlO4tetraédrov, ktoré sú striedavo pospájané zdieľaním všetkých atómov kyslíka • ako zdroj alumosilikátu môže byť použitý akýkoľvek materiál, ktorý obsahuje SiO2 a Al2O3 v dostatočnom množstve a v reaktívnej forme • alkalický aktivačný roztok okrem vody najčastejšie obsahuje hydroxidy, buď samostatne alebo v kombinácii s kremičitanmi • syntéza môže prebiehať buď pri zvýšenej teplote, ale aj pri teplote prostredia PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  4. Alkalická aktivácia • je komplexný mnohofázových proces • rýchlosť reakcie a chemické zloženie výsledných reakčných produktov závisí od viacerých faktorov, ktoré možno rozdeliť nasledovne: • a) vlastnosti vstupného materiálu ako sú chemické a fázové zloženie, zrnitosť • b) zloženie aktivačného roztoku – druh a koncentrácia aktivačného roztoku, prítomnosť rozpustných kremičitanov a obsah vody PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  5. Cieľ práce • posúdiť vhodnosť použitia popolčeka zo spaľovania čierneho uhlia na prípravu alkalicky aktivovaných spojív • zistiť vplyv dvoch faktorov – množstvo Na2O a pomer SiO2/Na2O v aktivačnom roztoku na pevnosť alkalicky aktivovaných spojív • zistiť optimálne zloženie aktivačného roztoku pre daný typ popolčeka. PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  6. Charakteristika materiálu • čiernouhoľný popolček zo spaľovania v granulačnom kúrenisku • chemickou analýzou popolčeka bol stanovený obsah základných zložiek PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  7. Obr. 1 Morfológia častíc popolčeka zistená pomocou elektrónovej mikroskopie (SEM) a EDX analýza vybraných častí Obr. 2 Zrnitostná analýza popolčeka PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  8. Príprava vzoriek • Čiernouhoľný popolček bol alkalicky aktivovaný alkalickým roztokom, ktorý pozostával z tuhého hydroxidu sodného, vodného skla sodného a vody. • Na základe plánu experimentov bolo navrhnutých 28 zmesí, v ktorých sa množstvo Na2O pohybovalo v rozsahu od 6 do 9 % a pomer SiO2/Na2O v rozsahu od 0 do 1,5. • Celkové množstvo vody bolo vo všetkých zmesiach konštantné 31 % vyjadrené vodným súčiniteľom w. • Zmesi boli vytvrdzované v teplovzdušnej sušiarni po dobu 6 hodín pri teplote 80 °C. • výsledky pevností boli štatisticky spracované pomocou testu ANOVA, pričom hladina významnosti bola určená α=0,05a štatisticky významný vplyv mal faktor s parametrom p<α. PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  9. Vplyv obsahu Na2O a pomeru SiO2/Na2O na pevnosť PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  10. zobrazenie polynómu získaného preložením experimentálnych údajov funkciou Y lineárna regresia polynomického modelu a nameraných experimentálnych údajov Y = p00 + p10x + p01y + p11xy + p02y2 + p12xy2 + p03xy3 + p13xy3 + p04y4, kde x je Na2O; y je pomer SiO2/Na2O; p00 = -19,99; p10 = 5,16; p01 = 81,86; p11 = -14,84; p02 = -159; p12 = 14,24; p03 = 179,6; p13 = -3,167; p04 = -68,69. PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  11. Záver • Popolček zo spaľovania čierneho uhlia v granulačnom kúrenisku je vhodný ako zdroj alumosilikátu na výrobu alkalicky aktivovaných spojív, pričom dosahujú pevnosť v tlaku až 40 MPa. • Na pevnosť v tlaku majú štatisticky významný vplyv oba sledované faktory, avšak vplyv pomeru SiO2/Na2O je vyšší. • Na pevnosť v ohybe alkalicky aktivovaných spojív má štatisticky významný vplyv iba pomer SiO2/Na2O. • Aj na základe navrhnutého modelu je možné vysloviť predpoklad dosiahnutia najvyšších hodnôt pevností v tlaku pri pomere SiO2/Na2O >= 1,25 a hodnotách Na2O >= 9%. • Pomocou modelu funkcie Y je možné s vysokou presnosťou určiť pevnosť v tlaku alkalicky aktivovaných spojív z použitého popolčeka. PRACOVISKO ÚPRAVY PRIMÁRNYCH A SEKUNDÁRNYCH SUROVÍN

  12. Ing. Miroslava Drabová, PhD. Technická univerzita v KošiciachFakulta BERG, ÚMVaOŽPPark Komenského 19042 00 Košicemiroslava.drabova@tuke.sk Ďakujem za Vašu pozornosť ! Práca vznikla počas riešenia grantových projektov VEGA 1/1222/12 a APVV č. 0423-11

More Related