Дома / Проекти /

Можности за примена на зеолит при прочистување на води загадени со тешки метали

The possibility for application of zeolite in the treatment of water contaminated with heavy metals

Главен истражувач: Проф д-р Мирјана Голомеова

Истражувачи: Проф д-р Борис Крстев, Проф д-р Благој Голомеов, Проф д-р Крсто Блажев

Млади истражувачи: д-р Александар Крстев, м-р Афродита Зенделска

 

Третманот на рудничките дренажи, води чие протекување е условено од рудниците со подземна експлоатација и површинските копови и содржат високи концентрации на растворени метали, може да биде базиран на две технологии т.е. технологии за пасивен третман и технологии за активен третман. Кај пасивниот третман се применуваат природни хемиски и биолошки реакции за третирање на рудничка дренажа и бара низок степен на одржување, а кај активниот третман се користат алкални хемикалии за неутрализирање на киселата загадена вода, што го прави да биде скап во поглед на хемикалиите, изградбата и одржувањето на постројката. Освен овие се користат и други третмани како што се: електро-дијализа, ултра-филтрација, реверсна осмоза, адсорпција со користење на адсорпциони материјали: мртва биомаса, активен јаглен, глина, зеолит, или јонска размена (размена на јони помеѓу течната фаза и порозна цврста фаза која може да биде синтетичка – смоли, или природна – зеолит).

Зеолитите се природни кристални алумосиликатни минерали, склоп од [SiO4]4- и [AlO4]5- тетраедри, споени во различни аранжмани преку заеднички атоми на кислород, формирајќи отворена кристална решетка која содржи пори со молекуларни димензии во кои може да продрат страни молекули (вода и катјони).

Поради голем број атрактивни карактеристики зеолитите наоѓаат широка примена. Во процесите на адсорпција и сепарација се користат за отстранување на штетни гасови од воздухот: SO2, NO2, H2S, HCl; одвојување на фруктоза од сахароза и други шеќери. Зеолитите се користат и како катализатори. Микропорозната природа на зеолитот му дава голема површина каде што може да се одвиваат реакциите, а обликот и големината на порите го контролираат пристапот само на одредени реактанти. Во реакциите на јонска размена, структурата на зеолитот која содржи некои катјони кои лесно се разменуваат со други катјони е искористена при омекнување на водата, каде алкалните метали, како што се натриумот или калиумот се заменуваат со јони на калциум и магнезиум од водата. Индустриските отпадни води кои содржат тешки метали (овде спаѓаат и руднички дренажи) и нуклеарните ефлуенти кои содржат радиоактивни изотопи исто така може да се прочистат со примена на зеолити. Зеолитите може да се применат и за контролирање на pH на почвата и хранливите материи, како и додаток во сточната храна.

Третирањето на руднички дренажи со природни зеолити главно е реакција на јонска размена при што разменливите катјони во структурата на зеолитот (Na+, Ca2+, K+и Mg2+) се заменуваат со катјони на тешки метали (oлово, бакар, цинк, железо, никел, манган, алуминиум). Фактот дека разменетите катјони од зеолитот се безопасни ги прави зеолитите атрактивни за отстранување на непожелните и токсични тешки метални јони од загадените води.

Други фактори кои го прават зеолитот атрактивна алтернатива за третирање на руднички води се: ниската цена, имаат поволен капацитет за јонска размена, добра селективност за катјоните, голема површина поради порозната структура, дејствуваат како молекуларни сита па може да се модифицираат за да им се зголеми ефикасноста. Зеолитите имаат структурна стабилност, дури и во кисели услови, па лесно може да се регенерираат со мал ефект врз нивната структура и адсорпционен капацитет.

Во овој проект истражувања се насочени кон испитување на адсорпцијата на јони од тешки метали, во синтетички водени раствори, со примена на природен зеолит. Врз основа на добиените резултати ќе се направи и истражување за третирање на руднички води со примена на зеолит. 

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Heavy metals are one of the most serious threats to the aquatic environment. Mine drainage, which present complex of elements may cause various harmful effects on wildlife, but unfortunately are treat rare.

There are many technologies for treating water contaminated with heavy metals, mainly divided into two broad categories: passive and active treatment. Passive treatments are cheaper and do not require special equipment or chemicals, while the active treatment are more complex and higher maintenance costs.

One of the cheaper and more effective treatments is application adsorption materials such as activated carbon, zeolite, etc.

These studies are directed at examining adsorption on heavy metal ions from synthetic aqueous solution using natural zeolite. Based on the results will be made research for the treatment of mine waters using zeolite.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Објавени трудови:

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana and Blažev, Krsto and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Krstev, Aleksandar andJakupi, Shaban (2014) Equilibrium studies of manganese removal from aqueous solution by adsorption on natural zeolite. In: VI International Metallurgical Congress, 29 May-01 June 2014, Ohrid, Macedonia.

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana and Blažev, Krsto and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Krstev, Aleksandar (2014)Kinetic studies of zinc ions removal from aqueous solution by adsorption on natural zeolite. International Journal of Science, Environment and Technology, 3 (4). pp. 1303-1318. ISSN 2278-3687

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana (2014) Effect of competing cations (Cu, Zn, Mn, Pb) adsorbed by natural zeolite.International Journal of Science, Engineering and Technology, 2 (5). pp. 483-492. ISSN 2348-4098

Golomeova, Mirjana and Zendelska, Afrodita and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Blažev, Krsto and Krstev, Aleksandar (2014)Adsorption of lead ions from aqueous solutions using clinoptilolite. In: 14th International Mineral Processing Symposium, 15-18 Oct 2014, Kusadasi, Turkey.

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana and Blažev, Krsto and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Krstev, Aleksandar (2015) Adsorption of copper ions from aqueous solutions using natural zeolite, Environment Protection Engineering, Vol 41, Issue 4 (Imapct factor 0.439)

Golomeova, Mirjana and Zendelska, Afrodita and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Blažev, Krsto (2014) Removal of lead and zinc ions from aqueous solutions using clinoptilolite. In: VII Стручно советување со меѓународно учество Подекс-Повекс '14, 14-15 Nov 2014, Radovis, Macedonia.

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana and Blažev, Krsto and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Krstev, Aleksandar (2014)Equilibrium Studies of Zinc Ions Removal from Aqueous Solutions by Adsorption on Natural Zeolite. Journal of Materials Science and Engineering A, 4 (7). pp. 202-208. ISSN 2161-6213

Golomeova, Mirjana and Zendelska, Afrodita and Blažev, Krsto and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj (2014) Removal of Heavy Metals from Aqueous Solution using Clinoptilolite and Stilbite. International Journal of Engineering Research & Technology, 3 (11). pp. 1029-1035. ISSN 2278-0181

Zendelska, Afrodita and Golomeova, Mirjana and Blažev, Krsto and Boev, Blazo and Krstev, Boris and Golomeov, Blagoj and Krstev, Aleksandar (2015) Kinetic studies of manganese removal from aqueous solution by adsorption on natural zeolite. Macedonian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 34 (1). ISSN 1857-5552 (online) 1857-5625 (Imapct factor 0.31)