Struktura materiału geopolimerowego jako matryca do immobilizacji niebezpiecznych jonów


                

Kierownik projektu:

Wykonawcy projektu:

Numer grantu:

  • 2018/31/B/ST8/03109

Data rozpoczęcia:

  • 2019-08-07

Data zakończenia:

  • 2022-08-07

     Niekontrolowany rozwój przemysłu i szybki postęp cywilizacji stanowi poważne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Stąd w dzisiejszych czasach bardzo ważnym zagadnieniem jest jego ochrona. Jednym z jej aspektów jest utylizacja ciągle rosnącej ilości wytwarzanych odpadów. Deponowanie ich na składowiskach obarczone jest negatywnym oddziaływaniem na środowisko, dlatego też coraz bardziej popularne staje się termiczne utylizowanie odpadów. Przykładowo w Polsce działa siedem spalarni odpadów komunalnych o łącznej mocy przerobowej około 1 mln ton rocznie, a w planach jest budowa kolejnych. Oprócz zmniejszania masy i objętości spalanych śmieci, istotną zaletą tego podejścia jest możliwość odzysku energii elektrycznej i cieplnej.

     Termiczna utylizacja odpadów generuje jednak pewną ilość niespalonych pozostałości, czyli popiołów i żużli. Co więcej, popioły te zawierają często w swoim składzie substancje toksyczne, m.in. metale ciężkie, stanowiąc zagrożenie dla środowiska, a w konsekwencji dla zdrowia ludzi i zwierząt. Dlatego celem proponowanego projektu jest opracowanie materiału stanowiącego matrycę do unieszkodliwiania popiołów dennych ze spalania odpadów zawierających jony metali ciężkich.

     Popularną metodą immobilizacji metali ciężkich, jest zestalenie i stabilizacja odpadów z cementem portlandzkim. Jednakże w obliczu najnowszych badań cement przedstawiany jest jako materiał nietrwały w takiej aplikacji, co zwiane jest głównie z negatywnym oddziaływaniem niektórych jonów na jego strukturę. Dlatego poszukuje się innych materiałów – ze względu na wysoka trwałość chemiczną, odpowiednią matrycą wydaje się być struktura spoiw aktywowanych alkalicznie – tzw. geopolimerów. Zdolności immobilizacyjne obydwóch wymienionych matryc związane są głównie z właściwościami uwodnionych krzemianów wapnia i sodu, czyli produktów hydratacji. Stąd drugim, równorzędnym celem niniejszego projektu jest kompleksowa analiza właściwości strukturalnych otrzymanych materiałów. Spośród wielu metod badawczych stosowanych do opisu struktury materiałów aktywowanych alkalicznie, jedno z głównych miejsc zajmuje spektroskopia oscylacyjna. Podjęta zostanie próba wykazania, że na podstawie widm oscylacyjnych możliwy jest opis struktury uzyskiwanych materiałów, a w konsekwencji zastosowanie zaproponowanych metod do sterowania procesem ich wytwarzania i kontroli jakości.