Możliwości wykorzystania wapna posodowego z produkcji sody metodą Solvay’a

• Autorzy: Olejarczyk Małgorzata , Urbaniak Włodzimierz , Rykowska Iwona , Waciński Witold

Identyfikatory

DOI

10.21303/2023.1.5

Warianty tytułu

EN

Possibilities of using post-soda lime from the production of soda ash by the Solvay method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Polska jest drugim producentem sody kalcynowanej w Europie. Roczna produkcja sody w naszym kraju szacowana jest na 1,2 mln ton. Stosowany do produkcji sody proces Solvay’a generuje znaczne ilości współproduktów, które w zależności od składu i właściwości mogą mieć charakter produktu ubocznego lub odpadu, stanowiąc istotny problem zakładów produkujących sodę. Należy do nich tzw. wapno posodowe, które w praktyce powstaje na kilku etapach produkcji sody, różniąc się w sposób istotny składem i właściwościami. W konsekwencji opis składu i właściwości takiego materiału, z pominięciem dokładnego źródła powstania w procesie technologicznym, jest często niejednoznaczny. Prowadząc badania nad wapnem posodowym konieczne jest zatem zróżnicowane podejście do różnych frakcji wapna posodowego jako odmiennych, niezależnych materiałów.

EN

Poland is the second producer of soda ash in Europe. The annual production of soda in Poland is estimated at 1.2 million tonnes. However, the Solvay process used for the production of soda ash generates significant amounts of co-products, which, depending on the composition and properties, may be a by-product or waste, constituting a significant problem for soda production plants. They include the so-called "post-soda lime", which in practice is formed at several stages of soda production, differing significantly in composition and properties. As a consequence, the description of the composition and properties of such material, omitting the exact source of its formation in the technological process, is often ambiguous. When conducting research on post-soda lime, it is, therefore, necessary to have a differentiated approach to different fractions of post-soda lime as separate, independent materials. This study is a review of knowledge on the formation, properties, and possibilities of using post-soda lime from the production of soda ash using the Sovaya method. Keywords: postsoda lime, circular economy, neutralization of fluorides, industrial waste, sorbents.

Słowa kluczowe

EN

postsoda lime; circular economy; neutralization of fluorides; industrial waste; sorbents

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2023
• Tom: Nr 1-4
• Strony: 54--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys.

Twórcy

autor

Olejarczyk Małgorzata

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Chemii, Przedsiębiorstwo Budowlane ,,Waciński” Witold Waciński

autor

Urbaniak Włodzimierz

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Chemii

autor

Rykowska Iwona

• Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu, Wydział Chemii

autor

Waciński Witold

• Przedsiębiorstwo Budowlane ,,Waciński” Witold Waciński

Bibliografia

• [1] Z. Kowalkiewicz, “Otrzymywanie i właściwości syntetycznych topników fluorkowych,” Rozprawa doktorska, UAM, Poznań, 2017.
• [2] “Powstała największa na świecie instalacja do produkcji sody kalcynowanej.” https://www.chemiaibiznes.com.pl/artykuly/powstalanajwieksza-na-swiecie-instalacja-do-produkcji-sody-kalcynowanej [dostęp 03.02.2022].
• [3] “Metoda Solvaya – Wikipedia, wolna encyklopedia.” https://pl.wikipedia.org/wiki/Metoda_Solvaya [dostęp:07.11.2022].
• [4] “Integrated Pollution Prevention and Control Reference Document on Best Available Techniques for the Manufacture of Large Volume Inorganic Chemicals-Solids and Others industry,” 2007. http://eippcb.jrc.es [dostęp: 05.03.2023].
• [5] B. Cichy, “Odpady nieorganiczne przemysłu chemicznego - foresight technologiczny” - podsumowanie badań - Chemik - Tom Vol. 66, nr 3, 2012.
• [6] E. B. Krzysztof Schmidt-Szałowski, M. Szafran, J. Sentek, Technologia chemiczna, Wydanie I. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013. https://libra-1ibuk-1pl-1niywsrlt94de.han.amu.edu.pl/book/62609 [dostęp: 11.05.2021]
• [7] Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 18 czerwca 2008 r. w sprawie wykonania niektórych przepisów ustawy o nawozach i nawożeniu, Dz.U. 2008 nr 119 poz. 765.
• [8] Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 8 września 2010 r. w sprawie sposobu pakowania nawozów mineralnych, umieszczania informacji o składnikach nawozowych na tych opakowaniach, sposobu badania nawozów mineralnych oraz typów wapna nawozowego. Dz.U. 2010 nr 183 poz. 1229.
• [9] J. Dombek, “Doświadczenia Grupy CIECH S.A. w ochronie środowiska”, 2017. https://powermeetings.eu/konferencja/forum-ochrony-srodowiska/wpcontent/uploads/sites/18/2017/12/11-Jacek-Dombek-CIECH.pdf[dostęp: 27.09.2021].
• [10] J. Siuta, “Rekultywacyjna efektywność osadów ściekowych na składowisku odpadów posodowych w janikowie,” Inżynieria Ekologiczna, vol. Nr 36, 2014, doi: 10.12912/2081139X.07.
• [11] A. Nowacki, “Badania nad zastosowaniem wapna posodowego do wytwarzania asfaltobetonu,” Drogownictwo, vol. 5, s. 155–157, 1975.
• [12] Z. Konik, W. Parnicki, S. Pobiegły, S. Skoczylas, A. Stok, and H. Tworek, “Sposób otrzymywania kompozytu wiążącego,” P.334174, 1991.
• [13] S. Piesik, “Eko-rozwiązania na jutro w sektorze budownictwa,” 2021. www.min-pan.krakow.pl [dostęp 24.07.2022].
• [14] B. Dębska, “Materiały budowlane produkowane z wykorzystaniem odpadów,” Izolacje, 2010.
• [15] F. G. Bell, “Stabilisation and treatment of clay soils with lime: part 1 – basic principles.,” Ground Engineering, vol. 21, no. 1, 1988, doi: 10.1016/0148-9062(88)90321-x.
• [16] P. Indiramma, C. Sudharani, and S. Needhidasan, “Utilization of fly ash and lime to stabilize the expansive soil and to sustain pollution free environment - An experimental study,” in Materials Today: Proceedings, 2020, vol. 22, s. 694–700. doi: 10.1016/j.matpr.2019.09.147.
• [17] J. L. Eades and R. E. Grim, “Reaction of hydrated lime with pure clay minerals in soil stabilization.” https://trid.trb.org/view/118473 [dostęp: 27.02.2022].
• [18] D. N. Little, Evaluation of structural properties of lime stabilized soils and aggregates volume 1: summary of findings prepared for the national lime association. 1999.
• [19] J. L. Eades and R. E. Ponury, “A quick test to determine lime requirements for lime stabilization.” http://onlinepubs.trb.org/Onlinepubs/hrr/1966/139/139-005.pdf [dostęp: 27.02,2022].
• [20] S. Gąsiorowski, “Ulepszanie i stabilizacja gruntów spoiwem wapiennym,” Buduj z Głową, 2011, https://bzg.pl/poradnik/artykul/ulepszanie-i-stabilizacja-gruntow-spoiwem-wapiennym/id/14135 [dostęp 26.07.2022].
• [21] P. Indiramma and C. Sudharani, “Scanning Electron Microscope Analysis of Fly Ash, Quarry Dust Stabilized Soil,” Sustainable Civil Infrastructures, s. 284–296, 2017, doi: 10.1007/978-3-319-61902-6_22.
• [22] M. Olejarczyk, “Opracowanie technologii kompleksowego zagospodarowania odpadów z produkcji i stosowania sody. Nowe materiały z wapna posodowego,” Rozprawa doktorska, UAM, Poznań, 2023.
• [23] A. Gücek, S. Şener, S. Bilgen, and M. A. Mazmanci, “Adsorption and kinetic studies of cationic and anionic dyes on pyrophyllite from aqueous solutions,” J Colloid Interface Sci, vol. 286, no. 1, s. 53–60, 2005, doi:10.1016/J.JCIS.2005.01.012.
• [24] S. Şener, “Use of solid wastes of the soda ash plant as an adsorbent for the removal of anionic dyes: Equilibrium and kinetic studies,” Chemical Engineering Journal, vol. 138, no. 1–3, s. 207–214, 2008, doi: 10.1016/J.CEJ.2007.06.035.
• [25] D. Ziółkowska i in. “Zastosowanie odpadów z produkcji sody metodą Solvay’a do usuwania jonów fosforanowych,” Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 11, no. 3, pp. 95–104, 2009, Accessed: Jul. 28, 2022. [Online]. Available: http://yadda.icm.edu.pl/baztech/element/bwmeta1.element.baztech-article-BSL7-0055-0008
• [26] D. Ziółkowska, A. Shyichuk, M. Cichurska, “Odpadowy kalcynowany kamień wapienny z produkcji sody jako efektywny środek do usuwania jonów fosforanowych,” Przemysł Chemiczny, vol. 92/11, s. 2076–2080, 2013.
• [27] M. Wang, J. Yang, W. He, J. Li, Y. Zhu, and X. e. Yang, “Vertical distribution of fluorine in farmland soil profiles around phosphorous chemical industry factories,” Environmental Science and Pollution Research, vol. 26, no. 1, s. 855–866, Jan. 2019, doi: 10.1007/s11356-018-3647-x.
• [28] Y. Yan et al., “Removal of phosphate from etching wastewater by calcined alkaline residue: Batch and column studies,” J Taiwan Inst Chem Eng, vol. 45, no. 4, s. 1709–1716, Jul. 2014, doi: 10.1016/J.JTICE.2013.12.023.
• [29] W. Waciński, M. Olejarczyk, W. Urbaniak, and I. Rykowska, “Sposób usuwania jonów fluorkowych z zanieczyszczonych nimi wód, szczególnie ścieków,” polskie zgłoszenie patentowe P.440957 (2022).
• [30] W. Waciński, M. Olejarczyk, W. Urbaniak, and I. Rykowska, “Sorbent, zwłaszcza do usuwania z roztworów wodnych jonów w postaci trudno rozpuszczalnych soli oraz sposób jego otrzymywania,” polskie zgłoszenie patentowe P.440956 (2022).
• [31] W. Urbaniak and Z. Kowalkiewicz, “Fluoride flux and method of preparation thereof,”europejskie zgłoszenie patentowe WO 2017217876 A1.
• [32] Z. Kowalkiewicz and W. Urbaniak, “Sposób zagospodarowania wapna posodowego,” patent polski PL 237455 B1(2021).
• [33] S. K. Nath and R. K. Dutta, “Significance of calcium containing materials for defluoridation of water: a review,” New pub: Balaban, vol. 53, no. 8, s. 2070–2085, 2015, doi: 10.1080/19443994.2013.866056.
• [34] A. Iljina, K. Baltakys, A. Bankauskaite, A. Eisinas, and S. Kitrys, “The stability of formed CaF2 and its influence on the thermal behavior of C–S–H in CaO–silica gel waste-H2O system,” J Therm Anal Calorim, vol. 127, s. 221–228, 2017.
• [35] W. Tang, P. Kovalsky, D. He, and T. D. Waite, “Fluoride and nitrate removal from brackish groundwaters by batch-mode capacitive deionization,” Water Res, vol. 84, pp. 342–349, 2015, doi: 10.1016/J.WATRES.2015.08.012.
• [36] A. Lhassani, M. Rumeau, D. Benjelloun, and M. Pontie, “Selective demineralization of water by nanofiltration application to the defluorination of brackish water,” Water Res, vol. 35, no. 13, s. 3260–3264, 2001, doi: 10.1016/S0043-1354(01)00020-3.
• [37] E. J. Reardon and Y. Wang, “A limestone reactor for flouride removal from wastewaters,” Environ Sci Technol, vol. 34, no. 15, pp. 3247–3253, 2000, doi:10.1021/ES990542K/ASSET/IMAGES/LARGE/ES990542KF00008.JPEG.
• [38] S. Saha, “Treatment of aqueous effluent for fluoride removal,” Water Res, vol. 27, no. 8, pp. 1347–1350, 1993, doi: 10.1016/0043-1354(93)90222-4.
• [39] M. Olejarczyk, W. Urbaniak, I. Rykowska „A new sorbent for the removal of fluoride ions from aqueous solutions” Materiały konferencyjne, SSCHE 2022 & PERMEA 2022 Conference, Słowacja, 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).