Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of the feasibility of incorporating higher RAP materials content in asphalt concrete with the use of additives that improve the workability of asphalt mixtures

Liphardt Adam, Radziszewski Piotr, Sarnowski Michał

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2023

|

Vol. 22, no. 4

515--526

EN

The material recycling due to the environmental protection and sustainable development is playing an increasingly important role in the road pavement construction. This is especially true for the use of reclaimed asphalt pavement (RAP) materials for the pavement construction layers. One of the problems encountered in the use of larger quantities of the RAP in asphalt mixtures is the deterioration of their workability and homogeneity especially in the case of cold dosing of RAP. The paper reports the results of a study on the use of additives to improve the workability of asphalt concrete for the subbase layer with an increase of up to 40% in crushed RAP content, dosed in the cold technology. In the study, additives of the F-T waxes, plant-derived liquefiers and zeolites were used to improve homogeneity and compactability of the mixtures using reduced paving temperatures. An evaluation of the compactability of mixtures with different contents of the RAP, using 3 types of additives to improve workability, was carried out. Compactability was evaluated by the compaction analysis in a gyratory compactor, determining, among other things, the required number of cycles to achieve the required compaction, as well as the shear stress and compaction index as a function of the number of compaction cycles. Subsequently, the asphalt mixtures were tested to verify their resistance to permanent deformation and resistance to water. Based on the results of the research and analysis, it was shown that it is possible to use increased RAP materials content in asphalt concrete base layers at both standard and reduced paving temperatures, through the use of additives that improve the workability and compactability of the mixtures.

PL

Recykling materiałowy ze względu na ochronę środowiska, zrównoważony rozwój odgrywa coraz większe znaczenie w budowie nawierzchni drogowych. Szczególnie dotyczy to zastosowania destruktu asfaltowego do warstw konstrukcyjnych nawierzchni. Jednym z problemów występujących przy stosowaniu większych ilości destruktu asfaltowego w mieszankach mineralno-asfaltowych jest pogorszenie ich urabialności i jednorodności szczególnie w przypadku dozowania granulatu asfaltowego na zimno. Artykuł zawiera wyniki badań nad zastosowaniem dodatków poprawiających urabialność betonu asfaltowego do warstwy podbudowy ze zwiększonym do 40% dodatkiem granulatu asfaltowego dozowanym w technologii na zimno. W badaniach zastosowano dodatki parafin F-T, upłynniaczy pochodzenia roślinnego oraz zeolitów, które miały na celu poprawę homogeniczności i zagęszczalności mieszanek przy zastosowaniu obniżonych temperatur wbudowania. Przeprowadzono ocenę zagęszczalności mieszanek z różną zawartością granulatu asfaltowego przy zastosowaniu 3 rodzajów dodatków poprawiających urabialność. Zagęszczalność oceniano na podstawie analizy przebiegu zagęszczania w prasie żyratorowej, określając m.in. wymaganą ilość cykli do uzyskania wymaganego zagęszczenia, a także naprężenia ścinające oraz wskaźnik zagęszczenia w funkcji ilości cykli zagęszczania. W dalszej kolejności mieszanki mineralno-asfaltowe poddano badaniom w celu weryfikacji ich odporności na deformacje trwałe oraz działanie wody. Na podstawie wyników badań i analiz wykazano, że istnieje możliwość stosowania zwiększonej zawartości granulatu asfaltowego w warstwach podbudowy z betonu asfaltowego zarówno w standardowych, jak i obniżonych temperaturach wbudowania dzięki zastosowaniu dodatków poprawiających urabialność i zagęszczalność mieszanek.

2

Katalizatory złotowe osadzone na zeolitach

Walkowiak Adrian

Wiadomości Chemiczne

|

2021

|

[Z] 75, 11-12

1259--1293

EN

Heterogeneous gold catalysis is a relatively young but dynamically developing field of chemistry. At the end of the 1980s, Masatake Haruta and Graham Hutchings provided experimental evidence of high activity of supported gold catalysts in CO oxidation and acetylene hydrochlorination. Thus, these two researchers challenged the prevailing chemists’ belief that gold is almost completely chemically inert and catalytically inactive. Since then, gold catalysis has been constantly in the centre of attention of a wide array of scientists from around the world. However, there are still many questions about the nature of catalysts containing this noble metal, which inspires in-depth research in this field. From among various potential supports for gold heterogeneous catalysts, zeolites have drawn much attention thanks to several unique properties of this group of materials, among which the most important are high thermal stability and the presence of a system of pores of strictly defined sizes. Zeolites have extremely large surface area, which is desirable to obtain high dispersion of the active phase. The article provides a concise overview of the methods of gold nanoparticles deposition on zeolitic supports and catalytic applications of such materials. The first chapter sheds light on the properties of bulk and nano-sized Au and depicts the background of gold catalysis development. In the following part, a brief description of zeolites and their properties is delivered. The third chapter is devoted entirely to the description of several preparation methods of zeolite-supported gold catalysts and their applications in different catalytic processes. The following post-synthetic methods of zeolite modification with gold are described: impregnation, ion exchange, deposition-reduction, chemical vapour deposition, and grafting. The most important advantages and disadvantages of each method are summarized. The article concludes with a résumé of literature reports concerning the use of zeolitesupported gold catalysts in various processes. Special attention was paid to selective oxidation of alcohols and biomass-derived chemicals (e.g. glucose).

3

Zakres zastosowania rozporządzenia REACH dla zeolitów

Adamczyk Zdzisław, Harat Andrzej

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 2 (22)

24--29

EN

REACH is an European Community regulation, which aims to improve the protection of hu-man health and the environment from the risks that can be posed by chemicals. All chemical substances within the European Community (EC) territory in quantities of more than 1 Mg P.A. have to be registered by manufactures or importers, which have to submit to ECHA dossiers about each substance. The last mentioned refers to both natural as well as synthet-ic substances. Good example of this type of substances are zeolites. This paper presents the aspects of REACH regulation in case of zeolites production. Zeolites are crystalline, micro porous, hydrated aluminosilicates that are built from an infinite-ly extending three dimensional network of [SiO4]4- and [AlO4]5- tetrahedral linked to each oth-er by the sharing of oxygen atoms. Zeolites, thanks to their sorptive and ion-exchange prop-erties, have a great potential in their application e.g. water and wastewater treatment (re-moval of ammonium ions, heavy metals, oil-derivative contaminants, radioactive com-pounds), adsorption processes etc. Zeolites are natural minerals (chabazite, phillipsite, mor-denite, clinoptilolite) but majority of zeolites used commercially are produced in synthetic processes. Natural zeolites are a substance within the meaning of REACH regulation as a consequence of mentioned substance definition given in 3rd Article of regulation. The prob-lem of synthetic zeolites is closely connected with status of waste in the meaning of Waste Framework Directive and REACH regulation.

4

Regularities of adsorption of α-oxypropionic acid by natural zeolite

Sabadash V., Gumnitsky J., Lyuta O., Hyvlyud A.

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 1(67)

43--56

EN

Wastewaters from dairy processing factories contaminated with α-oxypropionic acid were monitored. Theoretical analysis of industrial wastewater treatment methods on zeolites of Sokyrnytsia deposit was carried out. The process of sorption of α-oxypropionic (α-oxypropionic) acid by natural zeolite of Sokyrnytsia deposit was considered. It was established that the most economically advantageous and safe is the method of adsorption using a natural sorbent - zeolite, which provides the lowest concentration of contaminants in treated wastewaters from dairies. An assessment of their number, localization features and measures of toxicological impact on the environment was done. The existing theoretical apparatus of description of adsorption processes was analyzed. The sorption properties of natural zeolite (clinoptilolite of Sokyrnytsia deposit) and activated carbon to α-oxypropionic acid were tested. Equilibrium values of adsorption capacity were calculated and corresponding isotherms at a temperature of 20° С were constructed. The porosity of the sorbent and its influence on the sorption properties were studied by the methods of physicochemical analysis. Infrared spectroscopic and electron microscopic studies confirmed the presence of the process of sorption by the surface of the internal pores of the zeolite of α-oxypropionic acid molecules. Experimental studies have confirmed the possibility of using natural zeolite for wastewater treatment of dairy factories. It was experimentally confirmed by physicochemical methods of analysis (electron microscopy, IR spectroscopy, microprobe analysis, mercury porometry) and was established that the process takes place both by the mechanism of ion exchange and physical adsorption. The content of carbon radicals in the zeolite matrix after the sorption process was confirmed by X-ray spectral microanalysis. The ability of zeolite to adsorb organic carboxylic acid radicals was confirmed by the results of IR spectroscopic studies. On the IR spectra there are strips of deformation and valence oscillations of the groups of the crystal lattice of the zeolite Si-O, Si-O-SiOH: 452, 990–1210, 1638, 3368 cm-1. The oscillation spectra of free OH groups in the region of 2600 cm-1 were revealed.

5

Zeolity jako nośniki leków

Musielak Ewelina, Feliczak-Guzik Agnieszka, Nowak Izabela

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 6

949--952

PL

Przedstawiono przegląd literatury dotyczącej zastosowania zeolitów, krzemionkowych materiałów porowatych o uporządkowanej strukturze, w terapii chorób nowotworowych i bakteryjnych, chorobie Alzheimera oraz jako adiuwantów leków przeciwnowotworowych i środków kontrastowych w obrazowaniu metodą rezonansu magnetycznego.

EN

A review, with 60 refs., of structure and phys.-chem. properties of zeolites used in pharmacotherapy. The use of ordered porous silica materials in therapies for cancer and bacterial origin, in Alzheimer’s disease and as cancer adjuvants and contrast agents in magnetic resonance imaging was discussed.

6

Wybrane zastosowanie skał, minerałów oraz nowoczesnych nanomateriałów w biotechnologii

Odrobina Aleksandra, Pajdak Anna

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2020

|

T. 22, nr 1-4

93--101

PL

W artykule zaprezentowano wybrane zastosowania materiałów pochodzenia naturalnego oraz antropogenicznego w kilku gałęziach biotechnologii. Wśród materiałów naturalnych uwzględniono zeolity pochodzące z węgla kamiennego, węgiel brunatny, kalcyt, kwarc, piryt, hydroksyapatyt i żel krzemionkowy. Wśród materiałów syntetycznych opisano zastosowanie w biotechnologii struktur metaloorganicznych MOF, węgla aktywnego i nanorurek węglowych. Przykłady zastosowań wzbogacono o wyniki analiz strukturalnych tych materiałów, które przeprowadzono w ramach prac badawczych Instytutu Mechaniki Górotworu PAN.

EN

The article presents selected applications of materials of natural and anthropogenic origin in several branches of biotechnology. Natural materials include zeolites derived from hard coal, lignite, calcite, quartz, pyrite, hydroxyapatite and silica gel. Synthetic materials include the use of metal–organic framework MOF, active carbon and carbon nanotubes in the biotechnology. Examples of applications were enriched with the results of structural analyzes of these materials, which were carried out as part of the research work of the Strata Mechanics Research Institute of the Polish Academy of Sciences.

7

Wykorzystanie zeolitów naturalnych jako dodatku do zapraw i betonu

Pietras Maria, Iskra-Kozak Wioleta, Konkol Janusz

Izolacje

|

2020

|

R. 25, nr 7/8

50--53

PL

Celem artykułu jest przedstawienie wybranych wyników badań kompozytów cementowych modyfikowanych zeolitem, występującym jako alternatywa dla części cementu, w tym w połączeniu z nanoproszkami. W artykule zaprezentowano wyniki badań własnych w zakresie wytrzymałości na ściskanie, zginanie oraz badań morfologii powierzchni powstałych na skutek zniszczenia. Wykazano korzyści wynikające z zastosowania zeolitów oraz przydatność opisanej metodyki badań morfologii powierzchni.

EN

This paper aims at presenting selected results of analyses of cement composites with zeolite additives, used as an alternative to a portion of the cement content, including its combination with nanopowders. The article presents the outcomes of destructive tests in terms of compression strength, bending strength and surface morphology. It specifies the benefits of using zeolites and suitability of the described surface morphology testing methodology

8

Oczyszczanie wód z nuklidów promieniotwórczych z wykorzystaniem zeolitów

Chałupnik Stanisław, Wysocka Małgorzata, Chmielewska Izabela, Samolej Krzysztof

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 7

11--19

PL

Zeolity są uwodnionymi, krystalicznymi glinokrzemianami metali, w szczególności Na, K, Mg, Ca, Sr i Ba, I i II grupy układu okresowego. Obecnie znane jest ponad 35 zeolitów naturalnych i ponad 150 zeolitów syntetycznych. Wśród zeolitów syntetycznych do najważniejszych można zaliczyć zeolity typu NaP i Na-X, Na-Y, 4A-X a do naturalnych mordenit, klinoptylolit i chabazyt. Jedną z możliwości zastosowań zeolitów jest usuwanie z wód zanieczyszczeń promieniotwórczych. Podjęto badania dotyczące możliwości wykorzystania tych substancji do oczyszczania wód kopalnianych z nuklidów promieniotwórczych z wykorzystaniem zeolitów naturalnych i sztucznych. W badaniach skoncentrowano się na usuwaniu z wód naturalnych nuklidów promieniotwórczych. Prezentowane badania polegały na przepuszczaniu przez kolumny(ę) z zeolitami oczyszczanej wody i odbieraniu na wylocie z kolumny kolejnych porcji wody oczyszczonej. W ten sposób otrzymywano dla każdej z badanych mieszanin serię próbek, które następnie były poddawane preparatyce chemicznej i pomiarom z wykorzystaniem techniki spektrometrii ciekłoscyntylacyjnej. W badaniach wykorzystano zeolit syntetyczny typu NaP1. Zeolity typu NaP1 otrzymywane są w wyniku reakcji hydrotermalnej odpadów (popiołów lotnych – powstających w wyniku energetycznego spalania węgla) z ługiem sodowym (NaOH). Badania wykazały wysoką efektywność usuwania izotopów radu z wód przeznaczonych do spożycia oraz kopalnianych.

EN

Zeolites are hydrated, crystalline aluminosilicate minerals, containing metals from I and II group of periodic table of elements, especially Na, K, Mg, Sr, Ca and Ba. Nowadays more than 35 different natural zeolites are known as well as 150 synthetic ones. Among the latter zeolites, the most important are zeolites of NaP1 and Na-X types, Na-Y and 4A-X, while among natural zeolites best known are clinoptylolite, chabazite and mordenite. One of the possibilities of zeolite application is removal of radioactive contamination from water. For removal of radionuclides from mine waters the investigations on use of natural and synthetic zeolites have been undertaken, aimed on removal of radium isotopes. Laboratory experiments were performed with use of columns, filled with zeolite materials, through which treated water was percolating and aliquots of purified water were collected at outlet. For each of zeolite bed a series of samples (aliquots) were analysed – the radiochemical preparation of samples was done to retrieve radium isotopes. The prepared samples were measured with use of liquid scintillation spectrometry. The tested zeolite materials were synthetic zeolite NaP1, produced in the hydrothermal reaction of fly ash and sodium base (NaOH) and clinoptylolite. The high efficiency of radium removal with application of this technique was found not only for mine waters but also for potable waters.

9

Method for Introducing Zeolites and MCM-41 into Polypropylene Melt-Blown Nonwovens

Brochocka Agnieszka, Zagawa Aleksandra, Panek Rafał, Madej Jarosław, Franus Wojciech

Autex Research Journal

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

312--323

EN

In this work, a method for introducing zeolites and mesoporous siliceous materials into the melt-blown process for the production of polypropylene nonwovens was developed and the functional materials obtained were tested. Both types of additives were introduced in the melt-blown technology using a device placed in the duct of the die assembly. Nine types of polypropylene melt-blown nonwovens were made with different types of zeolites (clinoptilolite, Na-X, Na-A, Na-P1, sodalite, Na-P1 with hexadecyl trimethylammonium bromide (HDTMA), ZeoEco 20, and BioZeo R.01) or mesoporous silica material (Mobil Composition of Matter No. 41 , abbreviated as MCM-41). The nonwovens were studied in terms of protective and functional parameters: sodium chloride and paraffin oil mist aerosol penetration, airflow resistance, and sorption capacity for toluene, ammonia, acetone, and cyclohexane, in accordance with the requirements of the European standards concerning respiratory protective equipment. The tests showed that zeolites and MCM-41 can be successfully incorporated within the structure of elementary polymer fibers using an environmentally friendly “dry” melt-blown technology with nonwovens modified so as to impart multiple functionalities in one integrated technological process. The developed method of introducing the studied materials to polypropylene melt-blown nonwovens led to the production of new multipurpose materials with good protective and functional properties. The best polypropylene nonwovens were produced with the addition of 250 g/m2 of MCM-41 or Na-P1 zeolite modified with HDTMA.

10

Instalacja pomiarowa do sorpcji rtęci z gazów na sorbentach stałych

Kunecki P., Czarna-Juszkiewicz D., Panek R., Wdowin M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 104

153--162

PL

Problem emisji rtęci oraz potrzebę podjęcia działań w tym kierunku zauważono w roku 2013 w konwencji Minamata (UNEP 2013), stąd coraz częściej zaczynają pojawiać się prace i nowe przepisy nakazujące redukcję tego związku ze środowiska. W pracy przedstawiono problem usuwania rtęci z gazów odlotowych z uwagi na nowe restrykcje BREF/BAT, w których poruszono też problem potrzeby poszukiwania nowych wydajniejszym rozwiązań usuwania tego zanieczyszczenia. Zwrócono uwagę na problem występowania rtęci w spalinach w formie elementarnej oraz potrzebę realizowania testów laboratoryjnych. Zaprezentowano prototypową instalację do testów sorpcji rtęci elementarnej w czystym strumieniu gazu na sorbentach stałych. Instalację zbudowano w ramach projektu LIDER finansowanego przez Narodowe centrum Badań i Rozwoju w projekcie pt.: „Zastosowanie energetycznych surowców odpadowych do wychwytywania gazowych form rtęci ze spalin”. Instalacja służy do testów w warunkach laboratoryjnych, w której gazem nośnym rtęci elementarnej jest argon. Przy użyciu opisanej aparatury dokonano pierwszych testów na sorbencie zeolitowym. Testowanym materiałem był zeolit syntetyczny typu X otrzymany w wyniku dwustopniowej reakcji syntezy popiołu lotnego klasy C z wodorotlenkiem sodu. Aby zwiększyć powinowactwo chemiczne testowanego materiału względem rtęci, otrzymany materiał sorpcyjny poddano aktywacji jonami srebra (Ag+) metodą wymiany jonowej, stosując azotan srebra (AgNO3). Pierwszy test przeprowadzono w interwale czasowym 240 min. W tym czasie nie zarejestrowano przebicia badanego złoża rtęcią, w związku z czym wnioskować można, że badany materiał może być obiecujący w opracowywaniu nowych rozwiązań wychwytywania rtęci w sektorze energetycznym. Przedstawione w artykule wyniki mogą być interesujące dla sektora energetycznego z uwagi na rozwiązanie kilku aspektów środowiskowych. Jednym z nich są testy sorpcji rtęci w celu opracowania nowych technologii oczyszczania spalin. Natomiast drugi aspekt porusza możliwość przedstawienia nowego kierunku zagospodarowania ubocznych produktów spalania, jakimi są popioły lotne.

EN

The issue of mercury emission and the need to take action in this direction was noticed in 2013 via the Minamata Convention. Therefore, more and more often, work and new law regulations are commencing to reduce this chemical compound from the environment. The paper presents the problem of removing mercury from waste gases due to new BREF/BAT restrictions, in which the problem of the need to look for new, more efficient solutions to remove this pollution was also indicated. Attention is paid to the problem of the occurrence of mercury in the exhaust gases in the elemental form and the need to carry out laboratory tests. A prototype installation for the sorption of elemental mercury in a pure gas stream on solid sorbents is presented. The installation was built as part of the LIDER project, financed by the National Center for Research and Development in a project entitled: “The Application of Waste Materials From the Energy Sector to Capture Mercury Gaseous Forms from Flue Gas”. The installation is used for tests in laboratory conditions in which the carrier gas of elemental mercury is argon. The first tests on the zeolite sorbent were made on the described apparatus. The tested material was synthetic zeolite X obtained as a result of a two-stage reaction of synthesis of fly ash type C with sodium hydroxide. Due to an increase, the chemical affinity of the tested material in relation to mercury, the obtained zeolite material was activated with silver ions (Ag+) by an ion exchange using silver nitrate (AgNO3). The first test was specified for a period of time of about 240 minutes. During this time, the breakthrough of the tested zeolite material was not recorded, and therefore it can be concluded that the tested material may be promising in the development of new solutions for capturing mercury in the energy sector. The results presented in this paper may be of interest to the energy sector due to the solution of several environmental aspects. The first of them is mercury sorption tests for the development of new exhaust gases treatment technologies. On the other hand, the second aspect raises the possibility of presenting a new direction for the management and utilization of combustion by-products such as fly ash.

11

Concepts of modern technologies of obtaining valuable biomass-derived chemicals

Czekaj I., Sobuś N.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 8

35--58

EN

In this paper, we present the review of modern technologies for obtaining valuable biomass-derived chemicals, such as furfural, levulinic acid, adipic acid, dihydroxyacetone, lactic acid and acrylic acid. We have included our own research approach using the nano-design of zeolites for the dehydration of lactic acid into acrylic acid.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono przegląd nowoczesnych technologii uzyskiwania cennych związków chemicznych pochodzących z biomasy, takich jak furfural, kwas lewulinowy, kwas adypinowy, dihydroksyaceton, kwas mlekowy i kwas akrylowy. Zaprezentowano również własne podejście badawcze obejmujące projektowanie w skali nanoskopowej zeolitów do odwadniania kwasu mlekowego do kwasu akrylowego.

12

The utilisation of zeolites for the reduction of ammonium concentration in biogas processes

Hajduk A., Dębowski M., Zieliński M., Rusanowska P.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 11(114)

107--116

EN

The aim of this study was to determine the impact of the utilisation of zeolites in the removal of ammonium from systems of biological the transformation of organic substrates to biogas during methane fermentation. The results showed that the highest efficiency of removal of ammonium from digestate was achieved with a 10 g/dm3 dose of zeolite. This efficiency was from 37.87 ± 0.54% to 46.01 ± 0.8%. The experiment demonstrated a linear relationship between the dose of zeolite in the range from 1 g/dm3 to 10 g/dm3 and the efficiency of the sorption and the final concentration of N-NH4. The highest sorption of N-NH4 was observed in a variant with the zeolite dose of 1 g/dm3 and it was from 161.74 ± 2.01 mg N-NH4/g to 132 ± 4.7 mg N-NH4/g in the digestate and from 112 ± 8.54 mg N-NH4/g to 122 ± 12.90 mg N-NH4/g in the effluent from digestate.

PL

Celem zrealizowanych prac badawczych było określenie wpływu zastosowania zeolitów w procesie usuwania azotu amonowego z systemów biologicznej transformacji substratów organicznych do biogazu w procesie fermentacji metanowej. Udowodniono, że najwyższą efektywność usuwania amoniaku z osadu beztlenowego uzyskano przy zastosowaniu dawki zeolitu wynoszącej 10 g/dm3. Zawierała się ona w zakresie od 37,87 ± 0,54% do 46,01 ± 0,8%. Eksperyment udowodnił liniową zależność między dawką zeolitu w zakresie od 1 g/dm3 do 10 g/dm3 a efektywnością sorpcji N-NH4 oraz stężeniem końcowym tego parametru. Największa jednostkowa ilość N-NH4 sorbowana była w wariancie, w którym zastosowana dawka zeolitu wynosiła 1 g/dm3. W odniesieniu do osadu pofermentacyjnego mieściła się w zakresie od 161,74 ± 2,01 mgN-NH4/g do 132 ± 4,7 mgN-NH4/g, natomiast w przypadku odcieku mieściła się w przedziale 112 ± 8,54 mgN-NH4/g do 122 ± 12,90 mgN-NH4/g.

13

Effects of natural zeolite particle size on the cement paste properties

Czapik P., Czechowicz M.

Structure and Environment

|

2017

|

Vol. 9, no. 3

180--190

EN

This paper reports the test results of the Transcarpathian zeolite grain size on the cement-zeolite pastes properties. Materials used in this study included CEM I 42.5R and the zeolite chiefly composed of clinoptilolite. Tests were performed to determine the setting times, hydration kinetics and phase composition of pastes, and the consistency and compressive strength of mortars. It was demonstrated that the degree of fineness of zeolite had a significant effect on its pozzolanic properties, thereby affecting the properties of mortars. Depending on the zeolite gradation, the compressive strength of mortars can increase or decrease. Likewise, the zeolite fineness can contribute to higher or lower flowability of mortars compared to the mortars without the mineral additive.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań wpływu rozdrobnienia zeolitu zakarpackiego na właściwości zaprawy cementowo-zeolitowej. W badaniach użyto dostępnego na polskim rynku cementu CEM I 42,5R oraz zeolitu, który w głównej mierze składał się z klinoptilolitu. Przeprowadzono badania czasu wiązania, kinetyki hydratacji i składu fazowego w zaczynie oraz badania konsystencji i wytrzymałości na ściskanie zapraw. Stwierdzono, że rozdrobnienie zeolitu ma istotny wpływ na jego właściwości pucolanowe, a przez to i na właściwości zaprawy. W zależności od uziarnienia zeolitu wytrzymałość na ściskanie zapraw może rosnąć lub maleć. Podobnie z uwagi na rozdrobnienie zeolitu płynność zaprawy może być mniejsza lub większa od płynności zaprawy bez dodatku mineralnego.

14

Zastosowanie popiołów lotnych i zeolitów modyfikowanych chitozanem do usuwania jonów metali ciężkich

Kołodyńska D., Gęca M., Franus M., Franus W.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 1

124--131

PL

Zeolity modyfikowane za pomocą chitozanu zastosowano do usuwania jonów Cu(II). Omówiono wpływ czasu kontaktu faz, stężenia, pH i wielkości próbki, a także rodzaju zeolitu na efektywność procesu sorpcji. Jak wykazano zastosowanie popiołów lotnych w syntezie zeolitów i wykorzystanie zeolitów syntetycznych w oczyszczaniu ścieków ma uzasadnienie ekonomiczne oraz duże znaczenie dla ochrony środowiska.

EN

Five fly ashes and 4 zeolites optionally modified with chitosan were used for removing Cu(II) ions by sorption from their aq. solns. at pH 3-5. The modification resulted in improving the sorption capacity of the sorbents.

15

Mezoporowate zeolity : między zeolitami a uporządkowanymi materiałami mezoporowatymi

Jaroszewska K.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 6

1398--1406

PL

Mezoporowate zeolity to nowa grupa materiałów, wykazująca obecność centrów kwasowych zlokalizowanych w mikroporach zeolitu oraz wysoką dostępność do wnętrza ziarna dzięki obecności mezoporów (ewentualnie makroporów). Ostatnia dekada przyniosła osiągnięcia w zakresie syntez tej nowej grupy materiałów zeolitowych. Metody te w zależności od sposobu generowania mezoporów polegają na (i) wprowadzeniu wewnątrzkrystalicznych przestrzeni w pojedynczych kryształach zeolitu, (ii) generowaniu mezoporów międzykrystalicznych pomiędzy nanokryształami zeolitu lub (iii) preparatyce materiałów kompozytowych. Przedstawiono metody syntezy mezoporowatych zeolitów oraz kierunki ich rozwoju. Omówiono metody syntez bezpośrednich oraz tych polegających na obróbkach post-syntezowych wraz z pokreśleniem zalet i ograniczeń poszczególnych procedur.

EN

A review, with 38 refs., of top-down and bottom-up methods for prepn. of primary and secondary mesopores-contg. materials by generating intracryst. mesopores in the microporous zeolite crystals, inducing intercryst. mesopores between the intergrown nanosized zeolite crystals or prodn. of composites.

16

Sorpcja chromu (VI) na modyfikowanych zeolitach naturalnych

Sobolewska P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 1

305--316

PL

Celem badań było wyznaczenie równowagi sorpcji jonów chromu (VI) z roztworów wodnych na modyfikowanych zeolitach naturalnych pochodzących z Włoch i USA. Do syntezy organo-zeolitów zastosowano HDTMA-Br w ilości dwukrotnej pojemności kationowymiennej zeolitów (2,0 ECEC). Badania przeprowadzono w warunkach nieprzepływowych przy odczynie pH równym 3,0; 4,0 i 5,0 w temperaturze pokojowej. Największą efektywność sorpcji jonów Cr(VI) uzyskano dla chabazytu przy pH=4 i uziarnienia poniżej 0,25 mm, kiedy w roztworze dominowały jony wodorochromianowe HCrO4

EN

The objective of the study was to determine the equilibrium of sorption of ions of chromium (VI) from aqueous solutions on modified natural zeolites from Italy and the USA. For the synthesis of organo-zeolite HDTMA-Br was used in an amount twice the cation exchange capacity of zeolite (2.0 ECEC). The studies were conducted under static at a pH of 3.0; 4.0 and 5.0 at room temperature. The highest sorption efficiency of Cr(VI) was obtained for chabazite at pH = 4 and grain size below 0.25 mm when the solution was dominated by the hydrogen chromate ions HCrO4-.

17

Środowiskowe aspekty zastosowania modyfikowanego zeolitu typu X z popiołów lotnych do wychwytywania rtęci w perspektywie cyklu życia

Lelek Ł., Wdowin M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

117--127

PL

W pracy przedstawiono analizę korzyści środowiskowych zastosowania zeolitu typu X (Ag-X) otrzymywanego z ubocznych produktów spalania (UPS), takich jak popioły lotne, jako sorbent rtęci elementarnej (Hg0). Badany zeolit w celu zwiększenia jego zdolności wiązania rtęci poddany został modyfikacji jonami srebra. Jako materiał porównawczy wykorzystano komercyjnie stosowany w tym celu surowiec tj. węgiel aktywny. W artykule rozważono korzyści środowiskowe wynikające z zastosowania zeolitu Ag-X uwzględniając cykl życia produktu, wydajność sorbentu oraz możliwość jego regeneracji w porównaniu do węgla aktywnego (AC/Br). Z uwagi na laboratoryjną skalę przedstawionych badań przeprowadzono uproszczoną analizę LCA uwzględniającą oszacowane bilanse materiałowe i energetyczne procesów wytwarzania. Porównując proces produkcji materiałów zeolitowych oraz węgli aktywnych w ilości niezbędnej do wychwycenia z gazów odlotowych 375 g Hg analiza LCA wykazała, iż zeolity przyczyniają się do mniejszego potencjalnego wpływu na środowisko. Do wychwycenia tej samej ilości rtęci niezbędne jest 5 razy mniej sorbentu zeolitowego niż węgli aktywnych. Materiały zeolitowe dodatkowo można regenerować co wydłuża ich czas życia.

EN

The paper presents an analysis of the environmental benefits of the use of zeolite X (Ag-X) obtained from combustion wastes (fly ash) as a sorbent of elementary mercury (Hg0). In order to improve its efficiency with respect to the sorption of mercury, the analyzed zeolite was subjected to silver ion activation. The activated carbons were used as a reference material because they are commercially used for mercury sorption. In the paper the environmental benefits of Ag-zeolite X in the life cycle perspective were assessed including the capacity sorbent and the possibility of regeneration compared to the activated carbon (AC/Br). Due to the laboratory scale, simplified LCA were used in the studies, taking the estimated material and energy balances into account. Comparing the production process of zeolite and activated carbon in an amount necessary to capture of 375 g Hg from flue gases, the analysis showed that the zeolites contribute to lower the potential impact on the environment. To capture the same amount of mercury, it is necessary to have five times less of the zeolite sorbent than in the case of activated carbon. Zeolite materials also can be regenerated which extends their life time.

18

Kompozyty chitozanowo-zeolitowe otrzymywane na bazie popiołów lotnych do usuwania metali ciężkich

Kołodyńska D., Franus W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

145--155

PL

Adsorpcja to jedna z najskuteczniejszych metod stosowanych do usuwania substancji toksycznych z roztworów wodnych. Skuteczność tej metody uzależniona jest od doboru i ilości odpowiedniego sorbentu. W ostatnim czasie obserwuje się wzrost zainteresowania usuwaniem szkodliwych i toksycznych związków od wód powierzchniowych i ścieków za pomocą tak zwanych sorbentów naturalnych. Wykazano m.in. dużą skuteczność usuwania fosforanów, jonów metali ciężkich, fluorków, boru ze ścieków za pomocą popiołów lotnych. Ponadto, w wielu pracach opisano wykorzystanie tego typu materiałów w usuwaniu barwników, fenoli, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych i innych związków organicznych. Popioły lotne powstają w procesie spalania węgla. Roczna produkcja popiołów lotnych utrzymuje się na poziomie 5,5 • 10 8 Mg, przy czym największymi producentami popiołów lotnych są Chiny, USA i Indie. W Polsce w 2013 roku wytworzono 4,5 • 10 6 Mg popiołów lotnych z czego 87% zostało wykorzystane. Stwarza to ogromne problemy środowiskowe. Skład chemiczny i mineralogiczny jak również właściwości popiołów lotnych uzależnione są od pochodzenia, wartości kalorycznej węgla, a także innych parametrów, takich jak zawartość wody, rozmiar ziaren, stopień amorficzności itp. Popioły lotne mogą być stosowane w wielu dziedzinach, między innymi dodawane są do cementu i betonu. Ze względu na obecność mikro- i makroelementów stosuje się je w rolnictwie. Po procesie modyfikacji, m.in. za pomocą wysokiej temperatury, mielenia, działania kwasów czy dodatku chitozanu mogą być stosowane jako efektywne sorbenty substancji szkodliwych i toksycznych z wód i ścieków.

EN

Adsorption is one of the most effective methods used to removal of toxic substances from aqueous solutions. The effectiveness of this method depends on the selection and amounts of the corresponding sorbent. Recently there has been observed growth of interest in removal of harmful and toxic compounds from surface waters and wastewaters by means of so called natural sorbents. Among others good efficiency of removal of phosphates, heavy metal ions fluorides, boron from wastewaters was proved by means of fly ash. Moreover, it is useful in removal of dyes, phenols, polycyclic aromatic hydrocarbons and other organic compounds as discussed in nu- merous papers. Fly ash is formed as a by-product in coal combustion. The yearly fly ash production is estimated to be 5.5 • 10 8 Mg, however, the largest amounts are produced in China, the USA and India. In Poland in 2013 there was created 4.5 • 10 6 Mg of fly ash, of which 87% was subjected to recovery. This enormous amount of industrial wastes can be a serious environmental problem. Chemical and mineralogical compositions as well as physicochemical properties of fly ash depend on geochemical origin and calorific capacity as well as water content, particle size, degree of amorphicity etc. Fly ashes can be used in many fields, among others, they are added to cement and concrete. Due to the presence of micro- and macroelements they are applied in agriculture. After modification using high temperature, grinding, acid activation or chitosan they can be applied as an effective sorbents of different pollutants from waters and wastewaters.

19

Wykorzystanie zeolitu do usuwania jonów azotu amonowego z cieczy osadowej

Sperczyńska E.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2016

|

T. 19, nr 3

391--399

EN

Research work on the possibilities of adsorption/ion exchange processes use for ammonium nitrogen removal form reject water was performed. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of ammonium nitrogen removal from reject water separated after methane digestion. Zeolites were used from ammonium nitrogen removal. Reject water was taken from municipal wastewater treatment plant of PE over 100 000. They were sampled after mechanical dewatering of digested sewage sludge. High concentrations of biogens were stated in the reject water: nitrogen concentration was equal to 893.4 mg N-NH4+/dm3, whereas phosphorus was equal to 40.8 mg P-PO43-/dm3. COD value was 276 g O2/dm3. Reject water had brown colour and alkaline pH (pH = 7.92). Turbidity of reject water was equal to 94.1 NTU. Removal of ammonium nitrogen was performed on zeolite bed of 50 cm high and with diameter of 3.4 cm. At first model reject water was introduced into the bed. Concentration of ammonium nitrogen in model reject water was equal to 100 mg N-NH4+/dm3 (filtration velocity 5.0 m/h). Removal efficiency of ammonium nitrogen was in the range 80÷90%. Simultaneously increase in turbidity of treated model water was observed. Further experiment were performed with reject water taken from wastewater treatment plant. Filtration velocities were equal to 3.4 and 12.7 m/h. At higher filtration velocity ammonium nitrogen removal was in the range of 20 and 52%. For the last three samples removal efficiency has set at level of 30%, As filtration velocity was lower removal efficiency of ammonium nitrogen increased to 30÷70% in subsequent portions of filtrate. Stabile results were obtained for the fifth portion of filtrate. Removal of ammonium nitrogen from reject water on zeolite beds depends on filtration velocity. As filtration velocity decreases removal efficiency of ammonium nitrogen increases. Stabile results of ammonium nitrogen removal efficiency from reject water by zeolite beds water at level of 30%. It must be emphasised that parameters of reject water differed during the experiment. As concentration of ammonium nitrogen decreased alkalinity, pH and turbidity increased. Turbidity increase was especially visible at low filtration velocities. The same trend was observed in the case of COD.

PL

Badania prowadzono w kierunku określenia możliwości zastosowania procesu adsorpcji/ wymiany jonowej na zeolitach w celu usunięcia azotu amonowego z cieczy osadowych. Do badań wykorzystano ciecze osadowe pochodzące z odwadniania przefermentowanych komunalnych osadów ściekowych z oczyszczalni ścieków o RLM powyżej 100 000. Ciecze osadowe charakteryzowały się bardzo wysokimi stężeniami związków biogennych: azotu (893,4 mg N-NH4+/dm3) oraz fosforu (40,8 mg P-PO43-/dm3). Ponadto ciecze wyróżniały się wysoką brunatną barwą, odczynem zasadowym (pH = 7,92) oraz wysoką mętnością (94,1 NTU). Usuwanie azotu amonowego na złożu zeolitowym prawdzono w pierwszej kolejności dla cieczy modelowej o stężeniu około 100 mg N-NH4+/dm3. Uzyskano od 80 do 90% efektywność usunięcia N-NH4+. Jednocześnie zaobserwowano zwiększenie mętności filtratu. Następnie określono wpływ prędkości filtracji na efektywność usuwania jonów amonowych z cieczy osadowych. Badania prowadzono dla vf = 3,4 oraz 12,7 m/h. Przy wyższej prędkości filtracji uzyskano zmniejszenie zawartości azotu amonowego od 20 do 52%, natomiast przy niższej od 30 do 70% w kolejnych porcjach filtratu. Usunięcie azotu amonowego z cieczy osadowych w warunkach przepływowych jest uzależnione od prędkości filtracji; im mniejsza prędkość filtracji, tym bardziej zwiększa się efektywność usunięcia azotu amonowego. Uzyskano możliwość stabilnego usunięcia azotu amonowego z cieczy osadowych na złożu zeolitowym na poziomie nie większym niż 30%.

20

Biogaz i charakterystyka wybranych metod jego odsiarczania

Kwaśny J., Balcerzak W., Rezka P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 2/I

129--141

PL

W niniejszym artykule w oparciu o dane literaturowe, poruszono kwestie otrzymywania biogazu oraz jego odsiarczania. Biogaz stanowi odnawialne źródło energii, które powstaje w wyniku fermentacji beztlenowej biomasy różnego pochodzenia. W zależności od rodzaju substratów stosowanych w procesie, zmienia się skład chemiczny otrzymywanej mieszaniny gazowej. Należy pamiętać, że pozyskiwany biogaz surowy zawiera tylko średnio 60% obj. metanu, natomiast pozostałymi składnikami są ditlenek węgla, para wodna, siarkowodór, amoniak, siloksany i inne. Wyróżnia się biogaz wysypiskowy, który otrzymuje się w wyniku przetwarzania nieposegregowanych odpadów komunalnych; biogaz rolniczy, otrzymywany z odpadów rolniczych, a także biogaz pozyskiwany z osadów ściekowych i biogaz powstający w wyniku przetworzenia odpadów z branży przemysłu żywnościowego. Obecność w biogazie surowym substancji gazowych, innych niż metan, obniża jego potencjał energetyczny, a także ogranicza możliwości jego zastosowania. Wspomniane substancje gazowe stanowią zanieczyszczenia, które charakteryzują się niekorzystnym wpływem na środowisko naturalne (gazy cieplarniane) oraz korozyjnością w stosunku do aparatury (głównie siarkowodór). Aby polepszyć właściwości użytkowe biogazu należy przeprowadzić jego odsiarczanie, oczyszczanie i uzdatnianie. Skutkuje to uzyskaniem biogazu o właściwościach gazu ziemnego, który można wtłoczyć do sieci infrastruktury gazowej. Odsiarczanie biogazu polega na usunięciu lub ograniczeniu zawartości siarkowodoru w mieszaninie gazowej. Proces ten może być prowadzony kilkoma metodami. Wśród metod odsiarczania wyróżnia się m.in. utlenianie biologiczne, metody mokre, a także metody sorpcyjne, np. adsorpcję na węglu aktywnym.

EN

In this article, based on the literature, the issues of obtaining biogas and its desulphurization were discussed. Biogas is a renewable source of energy that is produced by anaerobic fermentation of various origins biomass. Depending on the type of feedstock used in the process, chemical composition of obtained gas mixture is changed. Must be remembered that sourced raw biogas contains only an average of 60% vol. methane and other ingredients are CO2, water vapor, hydrogen sulfide, NH3, siloxanes and others. Biogas is divided into landfill biogas, agricultural biogas, biogas extracted from sewage sludge and biogas which is produced by processing waste from the food industry.The presence of gases other than methane in the raw biogas, reduce its potential energy and limits possibility of its application. These gaseous substances are the impurities which have a negative impact on the environment (CO2) and are corrosive with respect to the apparatus (mainly H2S). To improve the performance of the biogas its desulfurization, purification and treatment should be carried out. The obtained biogas has properties as natural gas and can be pumped into the gas infrastructure network. Desulfurization of biogas involves removing or reducing the amount of hydrogen sulfide in the gas mixture. Desulphurization methods can be divided into biological oxidation, wet methods and the adsorption method.