Zeolitok és víztisztítás – A bányától a felhasználóig · 2012. 10. 31. · pleisztocén-negyedkori törmelékes agyag és agyagvályog található. A bányából [4. ábra]

Zeolitok és víztisztítás – A bányától a felhasználóig

TDK dolgozat

készítette:

Husz Krisztián

II. éves hidrogeológus mérnöki MsC hallgató

konzulensek:

Dr. Mádai Viktor, Dr. Takács János, Dr. Papp János

Miskolci Egyetem

Hidrogeológiai - Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék

2012

I

Tartalom

Előszó ................................................................................................................................................. 1

1. Ásványtani jellemzés...................................................................................................................... 1

1.1 Szilikátok .................................................................................................................................. 1

1.2 Zeolitok .................................................................................................................................... 3

1.3 Klinoptilolit .............................................................................................................................. 4

2. Vizsgált minták .............................................................................................................................. 4

2.1 A mintavétel helye ................................................................................................................... 4

2.2 A tisztított minta elkészítése .................................................................................................... 7

3. Vizsgálatok ..................................................................................................................................... 9

3.1 Optikai vizsgálatok ................................................................................................................... 9

3.2 Szemcseméret eloszlás ........................................................................................................... 14

3.3 Ásványi összetétel .................................................................................................................. 16

3.4 Alaptulajdonságok .................................................................................................................. 23

3.5 Kationcserélő képesség .......................................................................................................... 25

4. Összefoglalás ................................................................................................................................ 28

Köszönetnyilvánítás ......................................................................................................................... 29

Ábrajegyzék ..................................................................................................................................... 30

Irodalomjegyzék ............................................................................................................................... 32

1

Előszó

Földünk nyersanyagkészletei közül talán az ivóvíz a legfontosabb. Nem csak az

életkörülményeinket javítjuk vele, mint pl. a szénhidrogén-származékok esetében, hanem

életben maradásunk függ tőle. Készleteink mennyisége és minősége mégis folyamatosan

romlik. Egyrészt a felelőtlen felhasználás miatt, másrészt, mert magunk is szennyezzük

azokat. A szénhidrogénekkel szemben a víznek azonban van egy nagy előnye. Megfelelő

kezeléssel a szennyezett, vagy használt víz jelentős része újra hasznosítható. Ez még

napjainkban is elsősorban költséges vegyi és mechanikai műveleteket jelent. Ez se nem

gazdaságos, sem természetbarát. Egyre több helyen alkalmaznak azonban természetes

szűrőközeget, amely egy lépésben képes elvégezni a vegyi, biológiai és fizikai tisztítást is.

Ilyen természetes szűrőközegként lehet felhasználni a zeolitot is, amely különleges

szerkezete révén molekulaszűrőként alkalmazható, ezáltal kiszűri a szennyezőanyagok és

baktériumok jelentős részét. Kationcserélő képessége miatt pedig kémiai víztisztításra is

alkalmas. Az, hogy a zeolitok víztisztító berendezésekben való alkalmazása során milyen

folyamatok játszódnak le, sok tudóst foglalkoztat. Kevesebbet kutatott téma az, hogy

milyen változásokon megy keresztül a kőzetem, amíg a kibányászástól eljut odáig. Ebben a

dolgozatban azt vizsgálom, hogy egy frissen kibányászott, mindössze aprításon és

osztályozáson átesett zeolitos riolittufa ásványianyag összetételében, fizikai és kémiai

tulajdonságaiban hogyan változik meg, amíg eljut odáig, hogy egy víztisztító készülékben

használható legyen.

1. Ásványtani jellemzés

1.1 Szilikátok

A zeolitok a szilikátok osztályába tartoznak, amely osztályban található a legtöbb

ásványfaj. Ezek száma becslések szerint mintegy 1100-ra tehető, és a földkéreg

tömegének mintegy 75%-át teszik ki. Legfontosabb alkotóelemeik a szilícium és az

oxigén, amely a földkéregben előforduló két leggyakoribb elem. Emellett legfőképpen

alumíniumot, vasat, kalciumot, nátriumot, magnéziumot és káliumot tartalmaznak,

amelyek szintén a leggyakoribb elemek közé tartoznak. [1]

2

Az ásványok megismeréséhez kettő alapvető szabályt kell megértenünk. Az első az, hogy

egy ásványban az atomok olyan módon kell, hogy elhelyezkedjenek, hogy stabil

szerkezetet hozzanak létre. A második szabály pedig az, hogy a töltéseknek egyensúlyban

kell lenniük. Tehát az ásványt leíró kémiai képlettben az azt felépítő ionok

töltésösszegének nullával kell egyenlőnek lennie. A szilikátásványok szerkezetének

alapvető építőköve a tetraéderes elrendezésű (SiO4)4- összetett anion. [1. ábra] [2]

1. ábra: Tetraéderes szilikát-anion

Ebben az elrendezésben a központi (Si4+) kationt tetraéderes elrendezésben veszi körül a

négy oxigén, amelyekhez az 50%-ban kovalens, 50%-ban ionos kötéssel kapcsolódik. Erre

jellemző, hogy általában erősebb, mint az anion és kationok közötti kötések. A tetraéderek

a csúcsoknál összekapcsolódva láncokat, rétegeket, térhálós szerkezeteket hozhatnak létre

attól függően, hogy 1, 2 vagy 3 irányból történt az összekapcsolódás. [2. ábra] Ez az alapja

a csoportosításuknak is, ami szerint a szilikátok osztályát hat alosztályra bontjuk. [1] A

zeolitok szempontjából a tektoszilikátok alosztályával érdemes foglalkoznunk.

2. ábra: láncos, réteges és térhálós elrendezés szilikátokban

3

A tektoszilikátok sajátossága, hogy bennük a kationoknak és az oxigénnek az aránya 1:2.

Ez azt jelenti, hogy minden TO4 tetraéder (ahol T általában Si vagy Al) minden oxigénjét

megosztja egy szomszédos tetraéderrel. Így térhálós szerkezet jön létre. [2]

A szilikátok alapvető sajátossága, hogy az őket felépítő tetraéderekben a Si4+-t Al3+

helyettesíthet. Ennek szemléltetéséhez tekintsük példaként a tektoszilikátok közé tartozó

egyik leggyakoribb kőzetalkotó ásványt, a földpátot. A földpát tekinthető úgy is, mint egy

Si4O8 csoport, amelyben az Si4+-t helyenként Al3+ helyettesíti. Így [AlSi3O8]--at kapnánk,

ami viszont töltésegyenlőtlenséghez vezetne, így nem teljesítenénk a második szabályt.

Ahhoz, hogy a töltéskülönbséget kiegyenlítsük, szükségünk van egy 1 vegyértékű kationra,

mint amilyen a Na+ vagy a K+. Ezek hozzáadásával a képletünk (Na,K) [AlSi3O8] -ra

módosul. Hasonló elven az Al további behelyettesítésével [Al2Si2O8]2- -ot kapunk, ahol a

töltéskiegyenlítődés eléréséhez 2 vegyértékű kationra, például Ca2+ -ra, vagy Mg2+ -ra van

szükségünk. A Loewenstein szabály értelmében az Al legfeljebb ennyi Si-t helyettesíthet

ahhoz, hogy ne kerüljön közvetlen kapcsolatba kettő AlO4 tetraéder. A földpátoknak laza

szerkezetű rácsuk van, amelyekben nagy méretű üregek találhatóak. A

töltéskiegyenlítéshez felvett ’extra’ ionok ezeknek az üregeknek a falába épülnek be. Ha

eltávolítjuk őket, és helyükre más iont, atomot teszünk, a rácsszerkezet változatlan marad,

így szokták őket ’rácson-kívüli’ kationoknak is nevezni. Ez az alapja a kationcserélő

képességeknek. [2]

1.2 Zeolitok

A tektoszilikátok alosztályába tartozó zeolit csoport tagjainál az SiO4 és AlO4 tetraéderek

olyan módon kapcsolódnak össze, hogy a rácsban nagy felületű csatorna és kalitka alakú

üregek jönnek létre. A rácson-kívüli kationok ezekbe az üregekbe épülnek be. Az üregek

nagy mérete miatt azonban az így beépült ionok egyik oldala ’fedetlen’ marad, ami helyi

töltéskiegyenlítetlenséghez vezet. Ennek kiegyenlítéséhez víz lép be a rendszerbe,

hidrátburkot alkotva a kation körül, negatív pólusukkal fordulva az ionok szabadon maradt

pozitív pólusa felé. [2]

Az ily módon a váz csatornáiban, üregeiben adszorpciósan kötött, ún. zeolitos víz már

enyhe hevítés hatására is eltávolítható anélkül, hogy a rács sérülne. Az így dehidratált

ásvány vizes vagy páradús környezetben az elvesztett vizet újra felveheti, tehát a folyamat

reverzibilis. A dehidratált ásvány egyéb illékony vagy folyékony anyagot is képes felvenni.

Így a már említett kationcserélő képességgel együtt a rácsra jellemző üregek és csatornák

4

sokféle ion, víz és egyéb kisméretű molekulák cseréjét teszik lehetővé. Emellett

természetes szűrőként is funkcionálnak, mivel nem engedik tovább, felületükön megkötik a

nagyobb méretű molekulákat, ezért szokás a zeolitokat molekulaszűrőknek is nevezni. A

zeolitok jellemzően kis nyomáson és hőmérsékleten keletkeznek víz jelenlétében.

Legtöbbször magmás kőzetek repedéseiben hidrotermás úton jönnek létre, illetve vulkáni

üveg hidratációjával piroklasztitokban. [1]

1.3 Klinoptilolit

Az Si-t Al-el helyettesítő szilikátok, másnéven aluminoszilikátok általános képlete

[Al nxSin(4-x)On8]nx- . Például egy [AlSi3O8]

--egységet véve alapul, n-t 9-nek és x-et 1-nek

véve kapunk egy [Al9Si27O72]9- összetételű szerkezeti vázat. A töltéskiegyenlítéshez 9

pozitív töltésre van szükség. Ezt elérhetjük 4 db 2 vegyértékű és 1 db 1 vegyértékű ionnal.

Így a képletünk (Na,K)Ca4[Al 9Si27O72] –re módosul. A 9 extra kation helyi

töltéskiegyenlítéséhez azonban vízre is szükség van, így a végső összetételünk

(Na,K)Ca4[Al 9Si27O72]*24H2O lesz. Ez a heulanditok általános képlete. Ezen dolgozatban

a zeolit klinoptilolit változatával foglalkozom, aminek megegyezik a rácsszerkezete a

heulanditéval, annyi eltéréssel, hogy kevesebb alumínium helyettesíti benne a szilikátot,

így kevesebb kationra van szüksége a töltéskiegyenlítéshez. A klinoptilolit általános

képlete (Na,K)6[Al 6Si30O72]*20H2O. Látható, hogy kevesebb vizet képes megkötni, mint

a heulandit, ez visszavezethető arra, hogy a két vegyértékű kationok általában nagyobb

hidrátburokkal rendelkeznek, mint az egy vegyértékűek, valamint a szerkezeti

csatornákban és üregekben több hely jut a víznek, mivel 1db Ca2+ kation kevesebb helyet

foglal el, mint 2db Na+. [2]

A klinoptilolit szerkezetében domináns kationok a K, Na és a Ca. A leggyakoribb faj a

klinoptilolit-K, ami a vulkáni tufákra jellemző, míg a klinoptilolit-Na a mélytengeri

üledékek sajátja. [1]

2. Vizsgált minták

2.1 A mintavétel helye

Az általam vizsgált minta a Rátka község határában található külszíni bányából származik,

Magyarország északkeleti részéből, Borsod-Abaúj-Zemplén megyéből. Az itt felszínre

kerülő cementált riolittufát [3. ábra] már nagyon régóta használják a környéken

építőanyagként, a környező községek kastélyai már a Rákóczi-korban is ebből az anyagból

5

épültek. Alacsony térfogatsúlya és nagy porozitása miatt viszonylag könnyű kézifejtéses

bányászata. Könnyen hasítható, faragható, emiatt még ma is kedvelt építőanyag.

Napjainkban felhasználási területe az építőiparról az első fejezetben tárgyalt speciális

tulajdonságai miatt környezetvédelmi, ipari, mezőgazdasági területre tevődött át. [3]

3. ábra: Zeolitos riolittufa, Rátka

A Rátkán bányászott kőzet felső-szarmata korú, a hasznosítható réteg vastagsága 80-100

méter. A fekü alsó-szarmata korú agyagmárga, míg a fedőben 0-15 méter vastagságban

pleisztocén-negyedkori törmelékes agyag és agyagvályog található. A bányából [4. ábra] a

zeolit üzemszerű termelése 1980-ban kezdődött kezdetben kisebb (pár száz tonnás)

mennyiségben, mára azonban a kitermelés eléri az évi 12000-15000 tonnát. Az itt található

ásványvagyont körülbelül 4 millió tonna klinoptilolitos riolittufára becsülik, amely a

jelenlegi igények mellett több száz évre elegendő nyersanyag ellátottságot jelent. [3]

4. ábra: A rátkai zeolitbánya bejárata és a külszíni fejtés területe

6

A riolittufa kitermelése külszíni műveléssel, kőzetszaggatásos jövesztéssel történik. A

nagyobb darabokat Roxon-kalapáccsal aprítják, majd szállítják a mádi telephelyre. Itt

további aprítás történik hengeres törővel, majd a kőzet szemcseméret szerinti

szétválasztása 3 síkú Mogensen osztályozóval. [5. ábra] A három sík szitájának

lyukátmérője 0,5 mm, 2 mm és 5 mm.

5. ábra: 3 síkú Mogensen osztályozó berendezés, Mád

A két szemcseméret tartományból (0.5-2mm, 2-5mm) jellemzően az elsőt használják

ivóvíz előállítására alkalmas tisztító berendezésekben, így mintámat abból vettem. Az

aprított zeolitos kőzet azonban felületén még nagyon sok port és egyéb szennyezőanyagot

tartalmaz, így azt mosni kell, mielőtt víztisztító berendezésekben töltetként alkalmazható

lenne. A mosást a mádi telephelyen forgódobos mosóberendezés [6. ábra] segítségével

oldják meg, majd a kőzetet szárítják, tárolják, végül értékesítésre kerül.

6. ábra: Forgódobos mosóberendezés, Mád

7

Ebből a cég által mosott kőzetből is vettem mintát a fentebb leírt szemcseméret

tartományban, mert a dolgozat szempontjából átmenetet képez a zeolit mosatlan, és egy

víztisztító berendezésben már töltetként funkcionáló, a rajta rendszeresen áteresztett nagy

mennyiségű víz hatására kisméretű szemcséket már nem tartalmazó állapota között. A

vizsgálatok során 3 mintával dolgoztam, egy mosatlan zeolittal, egy cég által mosott

zeolittal és egy általam laboratóriumi körülmények között mosott kőzettel, mely egy

teljesen átmosott állapotot hivatott reprezentálni. Ezen minták segítségével próbáltam

képet kapni arról, hogy miként változnak meg a zeolit tulajdonságai, amíg eljut a

kibányászástól a víztisztító berendezésekben való alkalmazásig.

2.2 A tisztított minta elkészítése

Az első két mintám készen állt a vizsgálatokra, azonban a harmadikat magamnak kellett

előállítanom. Ezt egy 50 cm hosszú, felül nyitott, alul szűrővel és elvezetőcsővel ellátott

üveghenger [7. ábra] segítségével kívántam megvalósítani, amit 40 cm magasan mosatlan

zeolittal töltöttem fel, s arra felülről folyamatosan vizet adagoltam. Terveim szerint a

mosást addig folytattam volna, amíg az alul elvezetett vízből vett minta már 0,45

mikronnál nagyobb szemcseméretet (lebegőanyagot) nem tartalmaz.

7. ábra: Zeolit mosására használt üveghenger

8

Ezt oly módon terveztem ellenőrizni, hogy az elvezetett vízből vett mintát 0,45 mikronos

szűrőn vákuum segítségével átszűrtem volna, s a szűrletet tisztának minősítem, ha a szűrőn

tömegváltozás nem tapasztalható. Ennek a módszernek kettős célja lett volna. Egyrészt

előállítottam volna vele a vizsgálatokhoz szükséges 3. mintát, másrészt meghatároztam

volna azt a vízmennyiséget, ami a hengerben lévő zeolitból való lebegőanyag tartalom

gravitációs úton történő kimosásához szükséges. Ez abból a szempontból lett volna fontos,

hogy nagyságrendileg következtetni lehetett volna egy mindössze aprításon és

osztályozáson átesett kőzet ipari mértékben történő mosásához felhasznált víz

mennyiségére.

A berendezésem pár órás működtetése után szembesülnöm kellett azzal, hogy a kívánt

hatást ezzel a módszerrel nem tudom elérni. Az első néhány liter víz még lassan szűrődött

át, ez a folyamat 6-7 liter körül felgyorsult, azonban az átszűrt víz opálosságában változás

nem volt tapasztalható, valamint szemmel láthatóan az üveghenger falára feltapadt finom

szemcsék mennyisége sem lett kevesebb. Arra a következtetésre jutottam, hogy a víz

valószínűleg már kijárt magának egy utat a rendszeremben, valamint a jelenlegi nyomás

nem elegendő ahhoz, hogy a falra feltapadt szemcséket eltávolítsa. Így más módszer

kereséséhez kezdtem a minta előállítására.

Végül a mosatlan kőzetmintám vizes szitálása mellett döntöttem. [8. ábra] Ezzel a

módszerrel egyrészt a legkisebb, 0,063 mm alatti frakció eltávolításával egy, a vizsgálati

céljaimnak megfelelő, tisztított mintához jutottam. Másrészt összehasonlítási alapot

szolgáltatott a száraz szitálással kapott eredményeimhez. (lásd ’Vizsgálatok’ fejezet) Most

már készen álltak a mintáim a vizsgálatokra.

8. ábra: A tisztított minta előállítása vizes szitálással

9

3. Vizsgálatok

3.1 Optikai vizsgálatok

A vizsgálatok során három mintával dolgoztam. Ezek:

1. minta: mosatlan zeolit

2. minta: cég által mosott zeolit

3. minta: általam tisztított zeolit

Első lépésben szabad szemmel vettem szemügyre ezeket a mintákat, ismerkedtem a

szemcsék alakjával, színével. Az 1. és 2. minta között színárnyalatbeli eltérést tapasztaltam

[9. ábra], ezt a 2. minta mosás során megnövekedett víztartalmával magyaráztam. A

víztartalombeli eltérés a két minta között a későbbi vizsgálatok során igazolást nyert. A 3.

mintán figyelhető meg legjobban, hogy a kőzetem zeoliton kívül valószínűleg más

ásványokat is tartalmaz, ezek színe és állaga szabad szemmel is megfigyelhetően eltér a

többitől. [10. ábra]

9. ábra: Mosatlan és mosott zeolitminták

10. ábra: Tisztított zeolitminta

10

Második lépésben arra voltam kíváncsi, hogy a mintáimat optikai mikroszkóppal

megvizsgálva mit tapasztalok. Kíváncsi voltam, hogy találom-e nyomát az első fejezetben

leírt pórusosságnak és üregeknek, csatornáknak. A legtisztább felülete a 3. mintámnak volt,

így azt vizsgáltam három szemcseméret tartományban. Ezek a tartományok 0,5 mm feletti,

0,125 mm és 0,5 mm közötti, valamint 0,063 mm és 0,125 mm közötti szemcsék. A

vizsgálathoz Stereo Discovery V20 sztereomikroszkópot használtam. [11. ábra]

11. ábra: Stereo Dsicovery V20 sztereomikroszkóp használat közben

A 0,5 mm feletti szemcseméret tartomány [12. ábra] vizsgálatával nem vettem észre

nyomát a pórusosságnak, csupán valamilyen szennyezésnek.

12. ábra: 0,5 mm feletti szemcseméret tartomány sztereomikroszkópos vizsgálata

A 0,125 mm és 0,5 mm közötti szemcseméret tartománnyal már több szerencsém volt.

Mindamellett, hogy valamilyen vélhetően érces anyagra bukkantam, sikerült találnom egy

szemcsét, amelyen jól látszanak a már említett üregek. [13. ábra]

11

13. ábra: 0,125mm és 0,5mm közötti tartomány sztereomikroszkópos vizsgálata

A legkisebb szemcsék vizsgálata során nem sikerült a szakirodalomban leírt speciális

szerkezet nyomára bukkannom, mindössze az derült ki belőle, hogy ebben a tartományban

az ásványi összetétel igen változatos, nagy arányban tartalmaz valamilyen áttetsző

kristályos anyagot, vélhetően kvarcot. [14. ábra]


Mivel a sztereomikroszkópos vizsgálat nem hozott olyan eredményt, mint amilyet

reméltem, így elektronmikroszkóppal [15. ábra] folytattam a szemcsék vizsgálatát, remélve,

hogy azzal jobban megfigyelhetem a 13. ábrán látható pórusosságot. A minták arannyal

lettek gőzölve a jobb láthatóság érdekében.

15. ábra: A megfigyeléshez használt Zeiss elektronmikroszkóp

12

A legnagyobb szemcseméret tartományban a szemcsék felületére ráközelítve látszik, hogy

azok kisebb szemcsékből épülnek fel, s a közöttük lévő teret valamilyen pórusos anyag

tölti ki. [16. ábra] Más megközelítésben a pórusos anyagba kisebb szemcsék vannak

beépülve.

16. ábra: 0,5-2mm mérettartományú szemcsék elektronmikroszkópos vizsgálata 1.

További nagyítással az ásványban található üregek és csatornák tisztán megfigyelhetőek.

[17. ábra]

17. ábra 0,5-2mm mérettartományú szemcsék elektronmikroszkópos vizsgálata 2.

A következő szemcseméret tartományban készített felvételeken sikerült megfigyelni a

zeolit ásványi szerkezetét egy sérült szemcse vizsgálatával. [18-19. ábra] A törés felületén

tisztán látszik, hogy a szemcse kisebb, lencse formájú alkotóelemekből épül fel, ami egybe

esik a szakirodalomban a klinoptilolitról leírtakkal. Ezzel szemmel látható bizonyítékot

találtam arra, hogy az általam vett minta fő alkotója valóban klinoptilolit. Az első

fejezetben leírt pórusosságra, és a zeolit egyik legjellegzetesebb tulajdonságának számító

üreg és csatornarendszer meglétére a leglátványosabb bizonyítékot a legkisebb

szemcseméret tartomány vizsgálata szolgáltatta. [20. ábra]

13

18. ábra: 0,125-0,5mm mérettartományú szemcsék elektronmikroszkópos vizsgálata 1.


14

20. ábra: 0,063-0,125mm mérettartományú szemcsék elektronmikroszkópos vizsgálata

Az, hogy a szerkezet a legkisebb szemcseméret tartományban figyelhető meg legjobban

valószínűleg annak tudható be, hogy a nagyobb szemcsék felszínén a mosás ellenére is

maradt annyi por, hogy az esetek többségében elfedje a pórusokat. A kisebb

mérettartományban többségében letöredezett szemcsedarabok találhatóak, ezeknél a törés

felületén jobban megfigyelhető a szerkezet.

Megjegyzendő, hogy minden óvatosság ellenére előfordulhat, hogy olyan szemcsék

kerültek vizsgálatra, amelyek nem tartoznak a zeolitok közé, ezért a fentebb leírtak csupán

irányadóul szolgálnak, azok fenntartással kezelendőek.

3.2 Szemcseméret eloszlás

Ahogyan arról az előzőekben már volt szó, a 3. mintámat vizes szitálással állítottam elő a

0,063mm alatti frakció eltávolításával. Emellett elvégeztem az 1. és 2. minta száraz

szitálását is, ezáltal egyrészt képet kaptam arról, hogy mennyi por van megtapadva a

nagyobb szemcsék felszínén (hogyan változik a legkisebb frakció mennyisége a vizes

szitálás hatására), másrészt megfigyelhettem, hogy a mintát biztosító cég által alkalmazott

mosási eljárás milyen hatással van az eredeti ásványomra. A táblázatokban az 1. mintát

mosatlan zeolitnak, a 2. mintát előmosott zeolitnak (cég által mosott), míg a 3. mintát

mosott zeolitnak (tisztított zeolit) neveztem el. A különböző frakciók elkülönítéséhez

használt sziták lyukátmérőjét, valamint a feladott anyag mennyiségét a táblázatok szintén

tartalmazzák. Megfigyelhető, hogy a 2. minta esetében a 0,2 mm feletti tartományban a

szemcseeloszlás kiegyenlítettebb, ez valószínűleg arra vezethető vissza, hogy a

forgódobban a kőzet jobban összekeveredett, szemcseméret szempontjából jobban

homogenizálódott. [21. ábra] Ez megfigyelhető azon is, hogy a 2. minta

szemeloszlásgörbéje kevésbé meredek, kissé nyújtottabb, mint az 1. mintáé. [22. ábra]

15

21. ábra: 1. és 2. minta száraz szitálással kapott szemcseméret eloszlás eredményei 1.

A 0,2 mm és 0,063 mm közötti tartományban a 2. minta kevesebb anyagot tartalmazott,

ami a mosásnak tulajdonítható, viszont a 0,063 mm alatti tartományban változás alig volt

tapasztalható.


A vizes szitálással előállított minta esetében ez a mennyiség az eddigi 0,052%-hoz (1.

minta) és 0,046%-hoz (2. minta) képest 3,54%, ami beigazolja az elektronmikroszkópos

vizsgálatok közben felmerült gyanút, hogy a nagyobb szemcsék felületén egyszerű

mosással nem, vagy csak nehezen eltávolítható por tapad meg. [23. ábra] A

szemeloszlásgörbéket egymással összehasonlítva azt figyelhetjük meg, hogy a mosás

hatására a 0,063 mm alatti frakció arányától eltekintve nagy változás nem tapasztalható.

[24. ábra]

16

23. ábra: A 3. minta vizes szitálással kapott szemcseméret eloszlás eredményei

24. ábra: Szemeloszlásgörbék összehasonlítása

3.3 Ásványi összetétel

Az eddigi vizsgálatokból láthattuk, hogy a minták közötti legnagyobb eltérés abban van,

hogy azok mennyit tartalmaznak az egészen kicsi nagyságú szemcsékből. Logikus a

feltételezés, hogy minél alaposabban mossuk az ásványt, annál jobban fog csökkeni a

szemcsék mennyisége a kisebb átmérőjűek felé haladva. Magától adódik a kérdés, hogy mi

az, amit kimosunk a kőzetből? Vagy, az ezen dolgozat szempontjából lényegesebb kérdés:

Mi az, ami benne marad a kőzetben egy alapos mosás után az eredeti összetételhez

viszonyítva? Ezen kérdések megválaszolásához az alaposan leporított mintákat

röntgendiffrakciós vizsgálatnak vetettem alá az ásványi anyag összetétel meghatározása

céljából. Külön vizsgáltam a mosatlan zeolitot, az ’előmosott’ zeolitot és az általam

előállított minta fentebb említett mindhárom szemcseméret tartományát. (0,5 mm felett,

17

0,125 mm és 0,5 mm között, 0,063 mm és 0,125 mm között) A 0,063 mm alatti tartományt

nem vizsgáltam, mivel annak nagy része a használat során kimosódik egy víztisztító

berendezésből, így nem vesz részt a töltet összetételében. A vizsgálat Philips PW 1830-as

röntgendiffraktométerrel lett végezve 40KV-on, 30mA-en, 5°-70°-ig 2Θ-val, 1mp-ként,

0,01° lépésközzel. [25. ábra]

25. ábra: Philips PW 1830-as röntgendiffraktométer

A röntgendiffrakció a legelterjedtebben használt anyagszerkezeti vizsgálati módszer. Azon

az elven működik, hogy, ha egy kristályra röntgensugárzást bocsájtunk, akkor azok a

kristály rácssíkjain elhajlanak, amennyiben a beeső röntgensugarak hullámhossza azonos

nagyságrendű a rácssíkok egymástól mért távolságával. Ez 10-10m (1 Angström)

nagyságrendű elektromágneses hullámokat jelent. A módszer a diffraktált sugarak

irányának és erősségének megállapításán alapul. A röntgendiffrakciós képet a rácssíkokról

visszaverődő hullámok interferenciája hozza létre. [26. ábra] A gyakorlatban a vizsgálat

úgy néz ki, hogy a vizsgálandó port forgatható mintatartóba helyezzük. A különböző

módon elhelyezkedő kristálylapok között lesznek olyanok, amelyek az elsődleges

röntgensugár irányával megfelelő Θ szöget zárnak be, így a sugarakat diffraktálják

(elhajlítják). A diffraktált sugár az elsődleges (primer) sugárral 2Θ szöget zár be. A

készülék a mérési adatokat diffraktogrammok formájában jeleníti meg. Az ezen megjelenő

csúcsok elhelyezkedése és intenzitása az anyag minőségéről és mennyiségéről ad

felvilágosítást. [4]

18

26. ábra: Rácssíkokról visszaverődő röntgenhullámok

Az 1. minta (mosatlan zeolit) vizsgálata során, a kiugró csúcsok elhelyezkedése és

intenzitása alapján [27. ábra] az alábbi ásványok jelenlétére lehet következtetni:

Klinoptilolit-Na, Quartz, Montmorillonit, Ortoklász (földpát), Mordenit és Illit. A quartz

jelenléte már a sztereomikroszkópos vizsgálatok során is valószínű volt, és az

elektronmikroszkópos vizsgálatok során találkoztam tűs szerkezetű kristállyal, ami utalhat

a mordenitre. A nátrium-klinoptilolit adja a riolittufa igazi értékét, a földpát és az illit

megjelenésére számítani lehetett.

27. ábra: Mosatlan zeolit röntgendiffraktogrammja

19

Volt egy csúcs azonban (d=4,059-el jelölve a 27-es ábrán), amire sokáig nem sikerült

választ kapni, leginkább a zeolitcsoport egy másik tagjának, a sztilbitnek a jelenlétére

utalhat. Összeségében kisebb klinoptilolit tartalmat kaptam, mint amire számítottam,

valamint a quartz és a földpátok erőteljesebben képviseltették magukat. [28. ábra] A

meglepetés a mordenit és a sztilbit volt, bár érdemes megjegyezni, hogy az 5% alatti

értékek ezeknél a vizsgálatoknál csak jelzés értékűek, nem szabad túlságosan hagyatkozni

rájuk. Valamint érdemes lenne a vizsgálatot többször megismételni ugyanazon minta más

részeiből készített porral is, de a nagy költségekre való tekintettel ettől a dolgozatban

eltekintettem.

28. ábra: Mosatlan zeolitminta röntgendiffraktogrammból kapott ásványi összetétele

29. ábra: Előmosott zeolit röntgendiffraktogrammja

20

A 2. minta (cég által mosott vagy ’előmosott zeolit’) vizsgálata során kapott

diffraktogramm [29. ábra] gyakorlatilag megegyezett az elsővel, csupán az összetevők

arányában változott meg.

30. ábra: Előmosott zeolitminta röntgendiffraktogrammból kapott ásványi összetétele

Az illit kimosódott a rendszerből, s ugyan az általa adott csúcs még látható, de mennyisége

már a mérhető tartomány alatt volt. A mosatlan mintához képest a klinoptilolit aránya

jelentősen megnőtt, míg a földpáté és a quartzé csökkent. A többi zeolitból is kevesebb

található ebben a mintában. [30. ábra] Ez arra enged következtetni, hogy az illit szemcsék

jellemző mérettartománya a 0,063 mm és 0,2 mm közé esik, mivel a két minta

szemeloszlását összehasonlítva itt figyelhető meg lényeges csökkenés. A klinoptilolit

megemelkedett mennyisége ezen az elven a 0,5 mm és 1 mm közötti mérettartományba eső

szemcsék arányának növekedésére vezethető vissza. Valószínűsíthető, hogy az ortoklász és

a quartz legnagyobb része az 1 mm és 2 mm közötti mérettartományba esik. [21. ábra]

A 3. mintát (tisztított minta) meghagytam az optikai vizsgálatoknál leírt 3 frakcióra

lebontva (0,5-2mm, 0,125-0,5mm, 0,063-0,125mm, s azokat külön-külön vizsgáltam.

Diffraktogrammjuk lényegében megegyezik az előzőekkel egy igen szembeötlő eltéréssel.

[31-33. ábra] Az ábra jobb szélén megjelent egy új csúcs, amit gibbsitként, Al(OH)3-ként

lehet beazonosítani. Ez az eddig nem jellemző csúcs egy újabbal gazdagodott a 0,063 mm

és 0,125 mm közötti tartományban, amely csúcs a diaszporra, AlO(OH)-ra jellemző. Ez a

jelenség magyarázható azzal, hogy az erőteljes mosás hatására olyan mállási folyamatok

indultak be, ami egy forgódobos mosás során nem volt megfigyelhető. Felmerül a kérdés,

hogy ez a mállási folyamat beindul-e egy víztisztító berendezésben használt, szintén

erőteljes mosásnak kitett töltet esetében? Egy tartósabb ideje használatban lévő

készülékből származó szűrőközeg szemcseeoloszlásának meghatározása és

röntgendiffrakciós vizsgálata érdekes eredményekkel szolgálhatna.

21

31. ábra: Tisztított zeolitminta (0,5-2mm) röntgendiffraktogrammja

32. ábra: Tisztított zeolitminta (0,125-0,5mm) röntgendiffraktogrammja

22

33. ábra: Tisztított zeolitminta (0,063-0,125mm) röntgendiffraktogrammja

Az illit mérhető mennyiségben való újbóli feltűnése alátámasztani látszik a fentebb már

leírt elméletet, hiszen a 3. minta szemcseméret eloszlása nagyságrendileg megegyezik a

0,063mm és 0,2 mm közötti szemcsemérettartományban a mosatlan zeolitéval. [21. ábra és

23. ábra] Annyi módosítás célszerű lenne, hogy a tartomány felső részét 0,1 vagy 0,125

mm-re módosítsuk. Ezen az elven a klinoptilolit arányát 45% körül várnánk, ennek

ellenére az még az eredeti, mosatlan zeolithoz képest is csökkenő tendenciát mutat,

ugyanakkor a quartz jelenléte megerősödött. [34-35. ábra] Ezek alapján, bár elképzelhető

annak a lehetősége, hogy a különböző szemcseméret tartományok és az ásványi összetétel

között kapcsolat lenne, az nem is bizonyított.

34. ábra: Tisztított zeolitminta röntgendiffraktogrammból kapott ásványi összetétele 1.

23


3.4 Alaptulajdonságok

A minták szemcseméret és ásványi összetétel eloszlásának meghatározása után a zeolitom

néhány alaptulajdonságát vizsgáltam meg. Ezek:

- térfogatsúly

- pH

- víztartalom

- vízfelvevő képesség

A térfogatsúly meghatározásához jelig töltöttem egy 250cm3-es mérőhengert a vizsgált

mintával, s a kőzet súlyának megmérése után visszaszámoltam az 1 cm3-re eső értéket.

Ahogyan az várható volt, az általam mosott mintára kaptam a legkisebb értéket, 0,83

g/cm3-t, miután ez a minta nem tartalmazott 0,063 mm-nél kisebb méretű szemcséket.

Ezen az elven egyre csökkenő értékeket kellett volna tapasztalnom az 1.-től a 3. minta

irányában, mivel ebben az irányban egyre kevesebb a legkisebb szemcsefrakció

mennyisége. Mégis a legnagyobb értéket a cég által mosott mintánál tapasztaltam,

valószínűleg azért, mert az jobban homogenizált a 0,5 mm feletti tartományban. [36. ábra]

36. ábra: A kőzet néhány alaptulajdonságának összefoglaló táblázata

24

A pH meghatározásához a mintákra öntött, s azon állni hagyott vizet vizsgáltam digitális

pH mérővel. Nem tapasztaltam lényeges változást, a 3. mintám többihez képest enyhén

magasabb értékét összefüggésbe lehetne hozni az abban talált csekély mennyiségű

Al(OH)3-al és AlO(OH)-val, de az eltérés nem olyan mértékű, hogy ez indokolt legyen.

A víztartalmat a kezdeti mintám és szárítószekrényben 105 C°-on 24 órára behelyezett

ugyanazon minta súlybeli eltérésének vizsgálatával határoztam meg százalékosan. A

vizsgálatot minden esetben 3-szor ismételtem meg és az eredményeket átlagoltam. A

táblázatból látható, hogy a mosatlan és az előmosott mintám között csaknem 10%-os

különbség figyelhető meg, minden valószínűség szerint a forgódobos mosás során felvett

víz miatt. [36. ábra] Erre számítani lehetett már az optikai vizsgálatok során is, mikor

megfigyelhettük, hogy az előmosott ásvány színe sötétebb a mosatlanénál. [9. ábra] A 3.

mintára kapott eredmény sajnos nem mértékadó, mivel az a vizes szitálás után egy

infralámpa alatti szárításon ment át, annak érdekében, hogy az egyes frakciók súlya

mérhető legyen.

A vízfelvevő képesség meghatározásához a zeolitot szárítószekrényben szárítottam a

fentebb leírt módon, majd súlyának lemérése után arra vizet öntöttem és néhány órára állni

hagytam. A víz ráöntése során pezsgésre emlékeztető hangot hallottam, a víz felszínén a

főzőpohár falához tapadva kevés fehér hab kialakulása volt megfigyelhető. Ennek

mennyisége a mosatlan zeolitnál volt a legnagyobb és csökkent a mosottság növekedésével.

Ugyanebben az irányban csökkent a kőzeten álló víz opálossága is. [37. ábra]

37. ábra: Mintán álló víz opálossága, balról jobbra: tisztított, előmosott és mosatlan zeolit

25

A zeolitot ezután szűrőpapíron leszűrtem és ugyancsak szűrőpapíron szobahőmérsékleten

állni hagytam addig, amíg a szemcsék tapadás nélkül görgethetőek nem lettek. Ezután

lemértem a súlyokat és összevetettem a szárított mintáéval. A 0,063 mm szemcseméret

alatti tartomány eltávolításával a vízfelvevő képesség pár százalékos csökkenése volt

megfigyelhető, míg a legnagyobb, közel 20%-os értéket az előmosott zeolit szolgáltatta,

valószínűleg a 0,5 mm feletti szemcsetartomány homogenizáltabb volta miatt. [38. ábra]

38. ábra: Zeolitok vízfelvevő képessége

3.5 Kationcserélő képesség

Az első fejezetben már volt szó a zeolitok kationcserélő képességéről. Ennek alapja az,

hogy a rácsszerkezeten kívüli kationok csak gyengén kötöttek, így azok eltávolíthatóak

vagy kicserélhetőek más ionokkal anélkül, hogy a rácsszerkezet megváltozna. Ezt általában

azzal érik el, hogy a zeolitot nagy töménységű oldattal mossák. A gyakorlatban azonban ez

attól is függ, hogy mekkora a bevinni szándékozott ionok mérete és a zeolitban található

csatornák nagysága. Nem tudunk kicserélni olyan iont, ami nem fér be egy adott

szerkezetbe. A nátrium-klinoptilolitban található csatornák 8 és 10 tetraéderes gyűrűből

állnak, s megfigyelések szerint azok az ionok, amik átférnek a 8 gyűrűs csatornákon

teljesen kicserélődnek Na+-al. A legjellemzőbb ilyen ion az NH4+. Azok az ionok, amik

elég kicsik ahhoz, hogy átférjenek a 10 gyűrűs részen, de túl nagyok a 8 gyűrűs részhez

csak részlegesen cserélődnek ki. Ilyen például a (CH3)3NH+. Azok az ionok, amik túl

nagyok még a 10 gyűrűs csatornákhoz is, egyáltalán nem cserélődnek ki. Megjegyzendő,

hogy nem minden ion épül be annak a helyére, amit kicserél és nem minden helyre kerül

be új ion, ahol hely szabadul fel a szerkezetben. Ennél fogva a zeolitokban nagy mértékű

kation rendezetlenség fordulhat elő. [5]

26

A fentebb leírtak miatt a klinoptilolit szelektív azokra az ionokra, amik elég kicsik ahhoz,

hogy átférjenek a 8 gyűrűs csatornákon, még nagyobb koncentrációban jelen lévő ionok

jelenlétében is. Ez az oka annak, hogy egy klinoptilolitos szűrőközeg alkalmas a vizekben

leggyakrabban jelenlévő, az emberi és állati egészséget leginkább érintő NH4+

eltávolítására. Ezen kívül a pórusosság miatt a zeolitok felülete elérheti a néhány 10 m2/g-

ot is. Ezen a felületen, a pórusokban képes csapdába ejteni és megkötni baktérium

nagyságú (10-1000 nm átmérőjű) részecskéket. Ezek azok a tulajdonságok, amik a

zeolitokat ideális szűrőközeggé teszik. [6]

A kationcserélő képesség vizsgálatához 3db merev falú permeábimétert használtam, amibe

egyenként 150g mintát helyeztem el. [39. ábra] Erre töltöttem meghatározott

koncentrációjú NH4NO3 oldatot, majd az átszűrt oldat NH4+ tartalmát vizsgáltam

spektrofotometriás módszerrel.

39. ábra: Merev falú permeábiméterek zeolit mintával

A méréshez DR/2000 spektrofotométert használtam 425 nm hullámhosszon [40. ábra], a

mintákon egyenként 15 liter NH4NO3 oldatot engedtem át, az ammóniumion koncentrációt

5 literenként mértem.

40. ábra: DR/2000 közvetlen mérésű spektrofotométer

27

A zeoliton átengedett oldat koncentrációját minden mintánál külön mértem meg, mivel

nem rendelkeztem elég nagy tároló alkalmatossággal 45 liter oldat egyszerre történő

elkészítéséhez. Az ioncserélő képességet az egyszerűsítés kedvéért %-ban adtam meg, ami

a kicserélt ammóniumion koncentrációját jelenti az eredeti oldathoz képest. [41. ábra]

41. ábra: Zeolitok kationcserélő képessége 1.

42. ábra: Zeolitok kationcserélő képessége 2.

28

A vizsgálat meglepő eredménnyel szolgált. Amíg a mosás különböző szakaszaiban lévő

minták kezdeti magasabb ioncserélő képessége gyors mértékben romlott, addig a mosatlan

zeolit stabilan hozott egy alacsonyabb, 43% körüli értéket. [42. ábra] Az eredmények arra

is rámutattak, hogy a vártnál gyorsabb ütemben merülnek a minták, ezért 5 literenként való

mérés helyett célravezetőbb lett volna 1 literes mérésközt választani, valamint kibővíteni a

vizsgálatot kb. 30 literig. A töltet mennyiségét 150g-ról megnövelve szintén érdekes

összefüggéseket figyelhetnénk meg. A határidőkre való tekintettel nem ismételtem meg a

mérést, arra lehetséges, hogy sor fog kerülni egy másik dolgozat keretében. Érdekes

megfigyelni, hogy a legtisztább zeolit merül a leggyorsabban, az hozza a legrosszabb

eredményeket. Elmondható, hogy víztisztító készülékekben való alkalmazás esetén

mindenképpen szükség van a töltet valamiféle regenerálására. Az ez irányban végzett

kísérletek újabb dolgozat témájául szolgálhatnának.

4. Összefoglalás

A dolgozatban 3, a mosás különböző fázisaiban lévő zeolitmintát vizsgáltam. Az első két

mintám egy mosatlan és egy forgódobos berendezéssel mosott kőzet volt, míg a 3. mintát

én állítottam elő vizes szitálással a 0,063 mm szemcseméret alatti tartomány eltávolításával.

Először sztereomikroszkóp segítségével próbáltam bizonyítékát találni a szakirodalomban

leírt pórusosságnak és üregekkel, csatornákkal teli szerkezetnek, majd, miután ez nem

vezetett kielégítő eredményre, elektronmikroszkóppal folytattam a megfigyelést. Ezzel a

módszerrel sikerült olyan felvételeket készítenem, amelyek alátámasztják a zeolitról

leírtakat. Elkészítettem a minták szemeloszlásgörbéjét is, amiből azt a következtetést

vontam le, hogy az első két mintám nagyobb szemcséinek felületén valószínűleg nagy

mennyiségű por van megtapadva, amit egy egyszerű mosás nem tud eltávolítani.

Röntgendiffraktométer segítségével meghatároztam egy lehetséges ásványianyag

összetételt is, ami alapján úgy gondolom, hogy intenzív mosás és nagy fizikai igénybevétel

hatására a zeolitban mállási folyamatok indulnak meg. Próbáltam összefüggést találni a

szemcseméret eloszlás és az ásványi összetétel között, de a kapcsolatot nem sikerült

bizonyítanom, igaz, kizárni sem sikerült azt. Meghatároztam a minták térfogatsúlyát,

víztartalmát, vízfelvevő képességét, valamint a rajta állni hagyott víz pH változását is. A

legnagyobb vízfelvevő képességgel meglepő módon a forgódobos mosáson átesett minta

rendelkezett. A kationcserélő képesség meghatározását spektrofotométerrel végeztem,

NH4NO3 oldat ammóniumion tartalmát vizsgálva a kőzeten való átszűrés után. Azt

29

tapasztaltam, hogy amíg a mosott minták ioncserélő képessége, bár magasabb értékről

indul, de gyors ütemben csökken, addig a mosatlan zeolit stabilan hoz egy alacsonyabb

értéket. Arra jutottam, hogy a zeolitok víztisztító berendezésekben való alkalmazása során

valamilyen töltetregenerációs eljárásra szükség van. A jövőre nézve érdekes eredményeket

hozhat az ioncserélő képesség meghatározására végzett kísérleteim kibővítése nagyobb

töltetvastagságra és hosszabb időn keresztül végzett vizsgálatokra, valamint egy, már egy

huzamosabb ideje működtetett zeolitos víztisztító berendezés töltetének röntgendiffrakciós

vizsgálata és szemcseeloszlásának meghatározása.

Köszönetnyilvánítás

Szeretnék köszönetet mondani azoknak, akiknek támogatása és segítsége nélkül ez a

dolgozat nem jöhetett volna létre. Köszönöm az iránymutatást konzulenseimnek, Dr.

Mádai Viktor egyetemi adjunktusnak, Dr. Takács János egyetemi docensnek, valamint Dr.

Papp Jánosnak, a Magyar Tudományos Akadémia Kémiai Kutatóközpontja tudományos

tanácsadójának. Szeretném megköszönni a Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Intézete

minden dolgozójának, különösen Üveges Valériának a türelmét és tanácsait, valamint

köszönöm a sok segítséget Bujdosó Istvánnénak, a hidrogeoloógiai laboratórium

laborvezetőjének. Az optikai és az ásványi összetétel vizsgálatok során felbecsülhetetlen

értékű támogatást nyújtottak az Ásvány-és Kőzettani tanszék dolgozói, elsősorban Dr.

Zajzon Norbert és Kristály Ferenc urak. Külön hálával tartozom Sólyom Jenő úrnak és a

Fémtani Intézeti Tanszék munkatársainak az együttműködésükért a vizsgálatok elvégzése

során felmerült technikai problémák megoldásában. Valamint köszönöm mindazon

tanároknak, laboránsoknak és a Miskolci Egyetem mindazon dolgozóinak, akiknek neve itt

nem került említésre.

„A tanulmány/kutató munka a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt

részeként, - az Új Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió

támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg”

30

Ábrajegyzék

1. ábra: Tetraéderes szilikát-anion, Szakáll Sándor: Ásványrendszertan, Miskolci

Egyetemi Kiadó, 2005

2. ábra: Láncos, réteges és térhálós elrendezés szilikátokban (forrás: google.com)

3. ábra: Zeolitos riolittufa, Rátka (saját felvétel)

4. ábra: A rátkai bánya bejárata és a külszíni fejtés területe (saját felvétel)

5. ábra: 3 síkú Mogensen osztályozó berendezés, Mád (saját felvétel)

6. ábra: Forgódobos mosóberendezés, Mád (saját felvétel)

7. ábra: Zeolit mosására használt üveghenger (saját felvétel)

8. ábra: A tisztított minta előállítása vizes szitálással (saját felvétel)

9. ábra: Mosatlan és mosott zeolitminták (saját felvétel)

10. ábra: Tisztított zeolitminta (saját felvétel)

11. ábra: Stereo Discovery V20 sztereomikroszkóp használat közben (saját felvétel)

12. ábra: 0,5 mm feletti szemcseméret tartomány sztereomikroszkópos vizsgálata (saját

felvétel)

13. ábra: 0,125mm és 0,5mm közötti tartomány sztereomikroszkópos vizsgálata (saját

felvétel)


(saját felvétel)

15. ábra: A megfigyeléshez használt Zeiss elektronmikroszkóp (saját felvétel)


(saját felvétel)


(saját felvétel)


(saját felvétel)


(saját felvétel)

20. ábra: 0,063-0,125mm mérettartományú szemcsék elektronmikroszkópos vizsgálata

(saját felvétel)


(saját táblázat)

31


(saját diagram)

23. ábra: A 3. minta vizes szitálással kapott szemcseméret eloszlás eredményei (saját

ábra)

24. ábra: Szemeloszlásgörbék összehasonlítása (saját ábra)

25. ábra: Philips PW 1830-as röntgendiffraktométer (saját kép)

26. ábra: Rácssíkokról visszaverődő röntgenhullámok (forrás: elektronikus jegyzet a

Pécsi Tudományegyetem Biofizikai Intézetének honlapjáról, linket lásd az

Irodalomjegyzékben)

27. ábra: Mosatlan zeolit röntgendiffraktogrammja (saját kép)

28. ábra: Mosatlan zeolitminta röntgendiffraktogrammból kapott ásványi összetétele

(saját táblázat)

29. ábra: Előmosott zeolit röntgendiffraktogrammja (saját kép)

30. ábra: Előmosott zeolitminta röntgendiffraktogrammból kapott ásványi összetétele

(saját táblázat)

31. ábra: Tisztított zeolitminta (0,5-2mm) röntgendiffraktogrammja (saját kép)

32. ábra: Tisztított zeolitminta (0,125-0,5mm) röntgendiffraktogrammja (saját kép)

33. ábra: Tisztított zeolitminta (0,063-0,125mm) röntgendiffraktogrammja (saját kép)


(saját táblázat)


(saját táblázat)

36. ábra: A kőzet néhány alaptulajdonságának összefoglaló táblázata (saját táblázat)

37. ábra: Mintán álló víz opálossága, balról jobbra: tisztított, előmosott és mosatlan

zeolit (saját felvétel)

38. ábra: Zeolitok vízfelvevő képessége (saját ábra)

39. ábra: Merev falú permeábiméterek zeolit mintával (saját kép)

40. ábra: DR/2000 közvetlen mérésű spektrofotométer (saját lép)

41. ábra: Zeolitok kationcserélő képessége 1. (saját táblázat)

42. ábra: Zeolitok kationcserélő képessége 2. (saját ábra)

32

Irodalomjegyzék

1. Szakáll Sándor: Ásványrendszertan, Miskolci Egyetemi Kiadó, 2005

2. T. Armbruster, M. E. Gunter: Crystal Structures of Natural Zeolites (Reviews in

Mineralogy and Geochemistry, vol. 45, Mineralogical Society of America, 2001)

3. A mintavételt engedélyező cég által biztosított ’klinoptilolit műszaki dokumentáció’

4. http://biofizika.aok.pte.hu/hu/oktatas/biofizika_bio/2010-2011/biofizika_bio_2010-

2011_07.pdf (elektronikus jegyzet a Pécsi Tudományegyetem Biofizikai Intézetének

honlapjáról, szerző nem megjelölt)

5. R.T. Pabalan, F.P. Bertetti: Cation-Exchange Properties of Natural Zeolites

(Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 45, Mineralogical Society of

America, 2001)

6. Dénes Kalló: Applications of Natural Zeolites in Water and Wastewater Treatment

(Reviews in Mineralogy and Geochemistry, vol. 45, Mineralogical Society of

America, 2001)

Zeolitok és víztisztítás – A bányától a felhasználóig · 2012. 10. 31. · pleisztocén-negyedkori törmelékes agyag és agyagvályog található. A bányából [4. ábra]

Documents