480 likes | 833 Views
Environmentálne suroviny. Rozdelenie environmentálnych surovín. Suroviny imobilizujúce a odstraňujúce znečistenie Suroviny slúžiace ako bariéry proti migrácii znečistenia Suroviny šetriace energiu Suroviny fungujúce ako prírodné nosiče poľnohospodárskych hnojív.
E N D
Rozdelenie environmentálnych surovín • Suroviny imobilizujúce a odstraňujúce znečistenie • Suroviny slúžiace ako bariéry proti migrácii znečistenia • Suroviny šetriace energiu • Suroviny fungujúce ako prírodné nosiče poľnohospodárskych hnojív
Suroviny imobilizujúce a odstraňujúce znečistenie • Sorbujúce znečisťujúce látky – dočasne, permanentne • Katalyzujúce rozklad znečistenia • Molekulové sitá
Suroviny slúžiace ako bariéry proti migrácii znečistenia • Nepriepustné bariéry najrôznejších kvalitatívnych stupňov (komunálny odpad až extrémne toxický resp rádioaktívny odpad) • Priepustné bariéry – nepriepustné len pre istý typ znečistenia
Suroviny šetriace energiu • suroviny s tepelno-izolačnými vlastnosťami –kamenná vlna, diatomitové tehly, perlitové izolácie • suroviny znižujúce energetickú náročnosť výrobných procesov –znižovanie teploty výpalu, kalcinácie, minerálna transformácia pri technologických procesoch
Suroviny fungujúce ako prírodné nosiče poľnohospodárskych hnojív • Priamo aplikovateľné suroviny zlepšujúce kvalitu pôdy a uvoľňujúce výživné látky • Hydropóniové substráty • Suroviny umelo obohatené o výživné látky
Suroviny • Íly (bentonity, kaolíny, polyminerálne íly, glaukonit, illit, sepiolit, palygorskit), • Zeolity • Vulkanické sklá (perlity) • Karbonáty • Diatomit • Petrurgický čadič, mastenec, alginit • Oxihydroxidy
Perlit • Perlit je najvýznamnejšie vulkanické sklo z pohľadu praktického využitia • Nevyužíva sa priamo, ale v expandovanej forme • Perlit má schopnosť expandovať pri rýchlom zahriatí na teplotu medzi 900-1150°C
Expandovaný perlit Produkujú sa tri základné kategórie • EP100 = 100 kg/m3 • EP150 = 150 kg/m3 • EP200 = 200 kg/m3 Pôvodná hustota je cca 2,35 g/cm3 Perlit sa transportuje v neexpandovanom stave
Izolátor Násypy pod ľadovými plochami Izolačný betón Ľahčená stavebná hmota – perlibetón Izolačné zásypy v stavebných konštrukciách Poľnohospodárstvo Ľahčenie pôdy - agroperlit Nosič hnojív Sorbent Adsopcia ropných produktov Vapex Ostatné Plnidlo do asfaltu Žiaruvzdorné materiályVapex Hydrofobizovaný perlit Povrchová úprava za účelom zvýšenia efektivity adsorpcie ropných látok 1m3 vapexu je schopný adsobrovať 250l ropy 130l nafty 80l benzínu Perlit - využitie
Ložiská perlitu v ZK Stredoslovenské neovulkanity • Lehôtka pod Brehmi • Jastrabá Východoslovenské neovulkanity • Slánske vrchy: Byšta • Zemplínske vrchy: Malá Bara, Viničky
Zeolity • Zeolity sú prírodné alumosilikáty s priestorovou stavbou SiO4 tetraédrov • Silikátové tetraétre sa navzájom spájajú prostredníctvom atómov kyslíka a tým vytvárajú svoju špecifickú priestorovú stavbu • Najčastejšie vznikajú hydratáciou a premenou vulkanického skla v alkalickom prostredí pH 10-12 • Pri hypergénnych alebo hydrotermálnych procesoch (často kombinácia oboch) • V prírode exisuje viac ako 50 druhov zeolitov, väčšina však patrí k skuúine tzv puklinových zeolitov a nemá ekonomické využitie - obrázky • ferierit, klinoptilolit, mordenit, erionit, philipsit, chabazit
Vlastnosti zeolitov Zeolitová voda • Vzhľadom k pevnosti priestorového usporiadania zeolitov je možné vodu zo štruktúry odstrániť bez toho aby bola štruktúra poškodená. • Voda môže byť nahradená iným médiom - základ využitia zeolitov
Využitie prírodných zeolitov • Základom využitia je veľká katiónová výmenná kapacita a sorpčná schopnosť • Využitie v rôznych oblastiach, ale hlavne v environmentálnych aplikáciách • Priemysel: dehydratačné činidlo, plnidlo hlavne do papiera, keramických materiálov, katyzátor chemických procesov
Environmentálne aplikácie • Sorpcia a skladovanie rádioaktívnych izotopov – hlavne Cs, Sr • Veľká afinita k dusíku a amóniu sa využíva na obohacovanie kyslíka vo vzduchu – vzduchotechnika a na odstraňovanie amónneho znečistenia zo vzduchu, splaškov, vôd • Molekulové sito na separáciu a odstraňovanie organických molekúl • Sorbent zápachov • Prídavok do krmív, pôdne aditívum, hydropóniové médium • Prídavok do krmív – zlešpovanie tráviaceho procesu poľnohospodárskych zvierat, odstraňovanie škodlivých látok, pozotívny vplyv pri následnej aplikácii exkrementov ako hnojív • Pomaly uvoľňujúce hnojivo
Výhody • PÔDNA REMEDIÁCIA • POĽNOHOSPODÁRSTVO • ZÁHRADNÍCTVO Jednoduchá príprava piesčitej frakcie Veľké rozšírenie ložísk vulkano-sedimentárnych zeolitov Katiónová selektivita Pojem ZEOPONIKpredstavuje umelú pôdu, pozostávajúcu zo zeolitu ako hlavného komponenta
Zeolity na Slovensku • Nižný Hrabovec • Bratošova lehôtka • www.zeocem.sk • Využitie zeolitov - stavebné suroviny, cementy a pod.
Voľná minerálna vlna Rohože z bazaltovej plste Nobasil – dosky z bazaltovej plste Lamelové pásy s Al fóliou Hydropóniové podstieľky Odliatky, dlaždice Tavenie s prídavkom teplotu znižujúcich zložiek Tekutý materiál sa rozvlákňuje pomocou odstredivej sily kolesa, na ktoré kvapká roztavená bazaltová láva Rýchlym utuhnutím sa vytvára sklovitý materiál – sklená vata Drvivá väčšina produktov sa využíva v stavebníctve pre svoje vynikajúce izolačne schopnosti – jeden z najlepších tepelných izolantov Hydropóniové podstieľky sa využívajú v sadovníctve – produkcia priesad a v skleníkovom hospodárstve Petrurgický čadič
Diatomit Diatomit SiO2 bohatá surovina tvorená schránkami diatom • Sorbent • Ropných produktov, vody, chemických látok, Vysušovadlo • Poľnohospodárstvo • Nosič pesticídov, umelých hnojív, hydropóniové médium, pôdne aditívum • Filtračné médium • Filtrácia potravín a nápojov (napr. Pivo), filtrácia vodných nádrží, bazénov • Plnidlo do farbív, umelých hmôt, gumy • Ľahká stavebná hmota s veľmi dobrým tepelno izolačným efektom • Jemné abrazívum
Čo je alginit • Sedimentárna hornina s vysokým obsahom organickej hmoty a ílových minerálov • Organická hmota je riasového typu (ľahko degradovateľná) • Je možné ho zaradiť do kategórie horľavých bridlíc
Čo sú íly? • Íly sú horniny s obsahom viac ako 50% častíc <2 mm. Môžu byť tvorené fylosilikátmi, kremeňom, živcami, Al, Fe, Mn – hydroxidmi • Ílové minerály – vrstevnaté silikáty – fylosilikáty, ku ktorým zarďujeme aj sepiolit a palygorskit
Najdôležitejšie spôsoby vzniku • Hypergénnymi procesmi • Hydrotermálne • Postsedimentárnou premenou – diagenéza, anchimetamorfóza Akumulácie ílov • Primárne – in situ • Sedimentárne - redepozícia
Clays in Society Soils Agriculture Geology Chemical industry Clays Clay Minerals Construction Ceramics Mining Sediments Environment Clay Barriers
Využitie • Rôznorodé aplikácie väčšej kvantity • Stavebný priemysel – tehliarstvo, strešné krytiny • Bariéry v úložiskách odpadu s menším rizikom pre životné prostredie
Klasifikácia smektitov 2:1 expandujúce fylosilikáty Dioktaedrické:motmorillonit Mx [Al2-x(Fe2+Mg)x] Si4O10(OH)2 beidellit Mx Al2 (Si4-x Alx) O10(OH)2 nontronit Mx Fe3+2 (Si4-x Alx) O10(OH)2 Trioktaedrické: saponitMx (Mg3-yFe2+ y) (Si4-x Alx) O10(OH)2 hektorit Mx (Mg3-xLi x) Si4O10(OH)2
Bentonit Hornina s viac ako 50% smektitu Diagenetického a/alebo hydrotermálneho pôvodu
Smecite Illite Total Surface Area 800m2/g 30m2/g
Hlavné zdroje smektitu Smektit Suspendovaná hmota v riekach High charge smectite Low charge smectite Transport Weathering crust Volcanic origin Sedimentation Alteration Bentonite deposits Sediments
Využitie bentonitov • Podstieľka pre domáce zvieratá • Peletizácia Fe rudy • Vrtné výplachy • Hutníctvo – odlievanie do foriem • Chemický priemysel – bieliace hlinky, katalyzátory • Plnidlo do farieb • Čistenie a čírenie vína, olejov • Sorbent pachov, toxických prvkov • Bariéry proti šíreniu škodlivých látok
Bentonitové bariéry • Využívajú sa prirodzené tesniace vlastnosti ílov s obsahom smektitu – prirodzené bariéry – umiestnenie úložísk odpadu • Bentonity samotné sa využívajú pre konštrukciu inžinierskych bariér – rôzne úložiská, s rôznym stupňom rizika