Microwave oven in synthesis of Na-zeolites from fly ash (preliminary results)

• Autorzy: Derkowski A.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie pieca mikrofalowego w syntezie zeolitów sodowych z popiołów lotnych (wyniki wstępne)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Fly ash - the finest fraction of coal combustion wastes - can be transformed into zeolites because of its high content of Si and Al. Samples of fly ash collected from power plants in Kraków were activated using NaOH and NaCl solutions of various concentrations in microwave ovens of two types. Sodalite, hydroxysodalite, NaP1 (gismondine type), and analcime were obtained in syntheses under various conditions. The highest zeolite productivity was observed during reactions with a presence of Cl anions (beside OH groups) in activation solution. Application of the microwave oven shortens the time of synthesis to minutes, but results of reactions are more difficult to predict than those in hydrothermal synthesis.

PL

Popioły lotne - najdrobniejsza frakcja odpadów paleniskowych - mogą być przetwarzane w zeolity ze względu na dużą zawartość Si i Al. Z elektrowni krakowskich pobrano próbki popiołów i poddano reakcjom z udziałem roztworów NaOH i NaCl o różnych stężeniach, przy użyciu pieców mikrofalowych Milestone MLS-1200 i UniClever. W wyniku reakcji w różnych warunkach otrzymano następujące fazy zeolitowe: sodalit, hydroksysodalit, NaP1 (faza typu GIS) i analcym. Najwyższą produktywność faz zeolitowych zaobserwowano podczas reakcji z udziałem jonów Cl- w roztworze i wysokich (3-5M) stężeniach NaOH. Zastosowanie pieca mikrofalowego w syntezie zeolitów wydatnie skraca czas syntezy do kilkudziesięciu minut, lecz rezultaty reakcji są o wiele trudniejsze do przewidzenia niż w klasycznej syntezie hydrotermalnej.

Słowa kluczowe

EN

fly ash; zeolite synthesis; microwave oven; salt effect

PL

piec mikrofalowy; zeolit; popioły lotne

• Wydawca: Mineralogical Society of Poland
• Czasopismo: Mineralogia
• Rocznik: 2002
• Tom: Vol. 33, iss. 1
• Strony: 81--94
• Opis fizyczny: Bibliogr. [27] poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Derkowski A.

• Jagiellonian University, Institute of Geological Sciences, Oleandry 2a, 30-063 Kraków, Poland

Bibliografia

• AMRHEIN CH., HAGINA G.H., KIM T.S., MOSHER P.A., GAGAJENA R.C., AMANIOST., TORRE de la L., 1996: Synthesis and properties of zeolites from fly ash. Environ. Sei. Technol. 30, 735-742.
• BACCOUCHE A., SRASRA E., MAAOUI EL M., 1998: Preparation of Na-Pl and sodalite octahydrate zeolites from interstratified illite-smectite. App. Clay Sei. 13, 255-273.
• BAERLOCHER CH., MEIER W.M., OLSON D.H., 2001: Atlas of zeolite framework types. Str. Comm. IZA. 5th Revised Edition, Editor: Elsevier. London-Boston-Singapore-Sydney-Toronto-Wellington, http/ /www .iza .org.
• BAHRANOWSKI K„ GÓRNIAK K„ RATAJCZAK T., SIKORA W.S., SZYDLAK T„ WYSZOMIRSKI P„ 1999: Wymywalność niektórych pierwiastków głównych i śladowych z zawiesiny wodnej popiołów lotnych. Pol. Tow. Min. Prace Spec. 13, 35-42.
• BERKGAUT V., SINGER A., 1996: High capacity cation exchanger by hydrothermal zeolitization of coal fly ash. App. Clay Sei. 10, 369-378.
• CHANG H.L., SHIH W.H., 1998: A general method for the conversion of fly ash into zeolites as ion exchangers for cesium. Ind. Eng. Chem. Res. 37, 71-78.
• CHERMAK J.A., 1993: Low temperature experimental investigation of the effect of high pH KOH solutions on the Opalinus shale, Switzerland. Clays Clay Min. 41(3), 365-372.
• CHRISTIDIS G.E., PASPALIARIS L, KONSTANTOPOULOS A., 1999: Zeolitisation of perlite fines: mineralogical characteristics of the end products and mobilization of chemical elements. App. Clay Sei. 15, 305-324.
• COOKS P.A., POPE CH.G., 1995: Salt effects on the synthesis of some aluminous zeolites. Zeolites 15, 701-707.
• DERKOWSKI A., 2001: Różnorodne metody syntezy zeolitów z popiołów lotnych jako próba utylizacji odpadów paleniskowych. Prz. Geol. 49(4), 337-338.
• HALL A., 1998: Zeolitization of volcanic sediments: the role of temperature and pH. J. Sed. Res. 68(5), 739-745.
• HARI BABU E„ UPADHYA Y.D., UPADHYAY S.N., 1993: Removal of phenols from effluents by fly ash. Intern. J. Environ. Stud. 43, 169-176.
• HOLLMAN G.C., STEENBRUGGEN G„ JANSSEN-JURKOVICOVA M., 1999: A two-step process for the synthesis of zeolites from coal fly ash. Fuel 78(10), 1225-1230.
• KAWANO M., TOMITA K., 1997: Experimental study on the formation of zeolites from obsidian by interaction with NaOH and KOH solutions at 150 and 200°C. Clays Clay Min. 45(3), 365-377.
• MA W.P., BROWN P.W., KOMARNENIS., 1998: Characterization and cation exchange properties of zeolite synthetized from fly ashes. J. Mat. Res. 13(1), 3-7.
• MICHALIK M., WILCZYŃSKA-MICHALIK W., 1998: Synteza zeolitów z popiołów lotnych wytwarzanych w elektrowniach jako próba rozszerzenia możliwości utylizacji odpadów. Prz. Geol. 46(5), 421-425.
• PARK M., KOMARNENI S., 1998: Rapid synthesis of A1PO4-11 and cloverite by microwave-hydrotherma processing. Microp. Mesop. Mat. 20(1-3), 39-44.
• QUEROL X., ALASTUEY A., FERNANDEZ-TURIEL J.L., LOPEZ-SOLER A., 1995: Synthesis of zeolites by alkaline activation of ferro-aluminous fly ash. Fuel 74(8), 1226-1231.
• QUEROL X., ALASTUEY A., LOPEZ-SOLER A., PLANA F„ ANDRES J.M., JUAN R„ FERRER P„ RUIZ CJŁ. I 1997a: A fast method for recycling fly ash: microwave-assisted zeolite synthesis. Environ. Sei. Tedtntl j 31(9), 2527-2533.
• QUEROL X., PLANA F„ ALASTUEY A., LOPEZ-SOLER A., 1997b: Synthesis of Na-zeolites from fly ash Fuel 76(8): 793-799.
• SARBAK Z., KRAMER-WACHOWIAK M., 1997: Chemically modified fly ash from Turów power plane as amine adsorbents from gas phase. Arch. Ochr. Środow. 23,19-29.
• SARBAK Z., KRAMER-WACHOWIAK M., 1998: Structural, thermal and adsorption properties of chemically modified fly ash. Hungar. J. Ind. Chem. 26(2), 101-104.
• TREACY M.M.J., HIGGINS J.B., 2001: Collection of simulated XRD powder patterns for zeolites. Str. Comm IZA. 5th Revised Edition, Editor: Elsevier. London-Boston-Singapore-Sydney-Toronto-Wellingtor http //www .iza.org.
• TYSON R., 1997. Scientists link coal fly ash disposal to amphibian abnormalities. Environ. Sei. Technol. 31, 408.
• WILCZYŃSKA-MICHALIK W., MICHALIK M., 1996: Charakterystyka morfologiczna i chemiczna produktów spalania paliw stałych. Aura 6, 5-6.
• WIRSCHING U., 1981: Experiments on the hydrothermal formation of calcium zeolites. Clays Clay Mir. 29(3), 171-183.
• YANG G.C.C., YANG T.Y., 1998: Synthesis of zeolites from municipal incinerator fly ash. J. Haz. Mat. 62(1), 75-89.