Příprava a technologické vlastnosti materiálů na bázi sulfoaluminát hydrátů

dizertace

čeština

Proces formování ettringitu je z hlediska základního poznání zajímavý, protože je řízen pH prostředí. To způsobuje, že dochází ke změně rozpustnosti fází na bázi Al3+ a tím se významně mění mechanismus vzniku krystalické fáze. To se projevuje v morfologii produktu a konečných vlastnostech získaných materiálů. Předkládaná práce řeší tyto problémy s důrazem na využití síranu amonno-hlinitého (kamence) vyráběného podnikem DIAMO, Stráž pod Ralskem jako produkt sanace uranových dolů. V rámci této práce je navrženo připravovat z kamence ettringit, minerál s dalšími možnostmi aplikací v praxi. Ettringit byl připravován reakcí suspenze hašeného vápna a nasyceného roztoku síranu amonno-hlinitého, přičemž byla používána pitná voda z vodovodního řadu. Získaný produkt byl analyzován rentgenovou práškovou difrakční metodou a jeho morfologie byla studována pomocí skenovaní mikroskopie. Při reakci se uvolňuje amoniak, který následně zůstává ve filtrátu. Jeho množství bylo analyzováno třemi analytickými metodami: titrací kyselinou sírovou, Nesslerovou metodou a indofenolovou metodou. Získané výsledky jsou konfrontovány s normami Evropské unie. Byl navržen způsob odstranění amoniaku z filtrátu pomocí destilace vodní parou. Získaný amoniak pak lze využít pro výrobu např. síranu amonného jako průmyslového hnojiva. V této souvislosti byla navržena možná schémata výrobní technologie, resp. technologie zpracování filtrátu a provedeny některé chemicko-technologické výpočty. Dopady na životní prostředí byly zkoumány také vyluhovacími testy. Pevný produkt byl vyluhován v destilované vodě a získané výluhy byly analyzovány metodou ICP-OES. V neposlední řadě byly navrženy aplikační možnosti připravovaného produktu.

Formation of ettringite is connected with many scientific topics. Most interesting of them is the dependence of solid phase crystallization mechanism in medium with various pH values. Al3+ ion in structure is influenced by these conditions and presented phases change their solubility. Presented thesis is based on utilization of ammonium aluminium sulphate (alum), the product of the uranium mines saving. On the basis of achieved results, utilization of alum for ettringite preparation is suggested. For this reaction suspension of lime, saturated solution of alum and fresh water have been used. Obtained products have been analyzed by XRD and SEM. Decomposition of alum in water medium causes liberation of ammonium during reaction. The ammonium remains in filtrate. Its amount is analyzed by titration method, Nesslerization method and indophenol method. Obtained results have been compared with EU environmental standards. The method of ammonium removing from filtrate by distillation with steam was suggested. The distilled ammonium may be used for production of commercial fertilizer on the basis of ammonium sulphate. In connection with ammonium sulphate production, two types of technological schemes were suggested. Environmental aspects have been included by leaching tests of solid products in distilled water. Obtained leaches have been analyzed by ICP-OES. Several applications of prepared solid products were presented.

FRANK, V.

8. 11. 2005

101