Alkaliczna aktywacja popiołów po spalaniu mułów węglowych

Muły węglowe powstają w procesach wzbogacania węgla w zakładach przeróbki mechanicznej kopalni węglowych. Mogą być wykorzystywane przy wytwarzaniu mieszanek energetycznych lub też składowane w osadnikach. Po spaleniu mułów pozostaje kilkadziesiąt procent popiołów, które warto w odpowiedni sposób zagospodarować. Niniejsza praca opisuje koncepcję wykorzystania popiołu ze spalania mułów węglowych do wytwarzania sorbentów i materiałów zeolitowych. Badany popiół aktywowany był roztworem wodorotlenku sodu o stężeniu 5 M w dwóch temperaturach (75°C i 175°C). W pracy przedstawiono charakterystykę fazową i chemiczną produktów syntezy. Zastosowanie skaningowej mikroskopii elektronowej pozwoliło na opis powstałych form morfologicznych. Wykonano analizy składu chemicznego oraz wyznaczono parametry tekstualne powstałych materiałów. Przeprowadzone badania pozwalają stwierdzić, że synteza w środowisku alkalicznym popiołów ze spalania mułów węglowych prowadzi do zmiany morfologii tych popiołów. Dominującymi składnikami mineralnymi produktów syntezy są zeolity: faujasyt i sodalit, którym towarzyszą nie przereagowane składniki wyjściowego popiołu: skalenie, kwarc, illit, kalcyt. Analiza SEM wykazała obecność żelu glinokrzemianowego. Stwierdzono ponad czterokrotny wzrost powierzchni właściwej (BET) produktu alkalicznej aktywacji w temperaturze 75°C. Stwarza to potencjalne możliwości zastosowania takich materiałów jako sorbentów.

Mules carbon are formed in the process of coal beneficiation in coal mines mechanical processing plants. They can be used in the manufacture of energy compound or stored in settling ponds. Following the burning of sludge tens of percent ash remains, which should develop in the right way. This paper describes the concept of using ash from the combustion of coal slurry to produce sorbents and zeolite materials. Tested ash was activated with a solution of sodium hydroxide at a concentration of 5 M in two temperatures (75°C and 175°C). The paper presents the phase and chemical characteristics of synthesis products. The use of scanning electron microscopy allowed for the description of the resulting morphological forms. Analysis of the chemical composition and determination of parameters textural resulting materials were performed. The studies lead to the conclusion that the synthesis of the alkaline ashes from the combustion of coal slurry results in a change of morphology of these ashes. The dominant mineral components of products synthesis are the zeolites: faujasyt and sodalite, accompanied by unreacted components of the output ash: feldspar, quartz, illite, calcite. SEM analysis showed the presence of the aluminosilicate gel. It was found more than 4-fold increase in surface area (BET) of the product of alkaline activation at 75°C. This creates the potential use of these materials as sorbents.