Environmentálne suroviny

1. Environmentálne suroviny

2. 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

3. Suroviny imobilizujúce a odstraňujúce znečistenie • Sorbujúce znečisťujúce látky – dočasne, permanentne • Katalyzujúce rozklad znečistenia • Molekulové sitá

4. 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

5. 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

6. 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

7. Suroviny • Íly (bentonity, kaolíny, polyminerálne íly, glaukonit, illit, sepiolit, palygorskit), • Zeolity • Vulkanické sklá (perlity) • Karbonáty • Diatomit • Petrurgický čadič, mastenec, alginit • Oxihydroxidy

8. Základné vlastnosti vulkanických skiel

9. 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

11. 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

12. 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

13. Ložiská perlitu v ZK Stredoslovenské neovulkanity • Lehôtka pod Brehmi • Jastrabá Východoslovenské neovulkanity • Slánske vrchy: Byšta • Zemplínske vrchy: Malá Bara, Viničky

15. 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

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

21. Zeolity na Slovensku • Nižný Hrabovec • Bratošova lehôtka • www.zeocem.sk • Využitie zeolitov - stavebné suroviny, cementy a pod.

22. 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

23. 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

24. 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

25. TOC 14-15 %

26. 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

27. Najdôležitejšie spôsoby vzniku • Hypergénnymi procesmi • Hydrotermálne • Postsedimentárnou premenou – diagenéza, anchimetamorfóza Akumulácie ílov • Primárne – in situ • Sedimentárne - redepozícia

28. Clays in Society Soils Agriculture Geology Chemical industry Clays Clay Minerals Construction Ceramics Mining Sediments Environment Clay Barriers

29. Využitie • Rôznorodé aplikácie väčšej kvantity • Stavebný priemysel – tehliarstvo, strešné krytiny • Bariéry v úložiskách odpadu s menším rizikom pre životné prostredie

30. Klasifikácia fylosilikátov

31. 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

32. Bentonit Hornina s viac ako 50% smektitu Diagenetického a/alebo hydrotermálneho pôvodu

33. Smecite Illite Total Surface Area 800m2/g 30m2/g

34. Hlavné zdroje smektitu Smektit Suspendovaná hmota v riekach High charge smectite Low charge smectite Transport Weathering crust Volcanic origin Sedimentation Alteration Bentonite deposits Sediments

35. Najvýznamnejšie bentonitové ložiská

36. Najvýznamnejšie bentonitové ložiská

38. 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

39. 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

40. Dočasné úložisko