Zeolit - adsorbčný substrát

Zeolity sú vulkanické minerály, s mikropórovitou štruktúrou, ktoré obsahujú kremíkové, alebo hliníkové atómy, ktoré sú obklopené štvorstenom z atómov kyslíka. Sú to prírodné adsorbenty, adsorbujú len tie látky, ktoré môžu pórmi prenikať do vnútra kryštalických štruktúr, t.j. také, ktoré majú kritický priemer molekúl menší než priemer pórov príslušného zeolitu. Ich fyzikálno-chemické vlastnosti sú dané ich kryštalickou štruktúrou, ktorú tvoria tetraédre a systém kanálikov a pórov. Majú schopnosť vymieňať si svoje vymeniteľné katióny za iné. Ich jedinečný negatívny náboj - v ríši minerálov veľmi ojedinelý - spôsobuje ich schopnosť adsorbovať ťažké kovy, toxíny, rádioaktivitu...z prostredia, atmosféry, i z ľudského tela.

V priebehu miliónov rokov došlo pôsobením vysokých teplôt a tlaku na usadené vrstvy sopečného popola k fyzikálnej a chemickej premene, ktorá zabezpečila vznik rôznorodej skupiny zeolitov, medzi ktoré patrí aj klinoptilolit. Klinoptilolit patrí do zeolitickej skupiny heulanditu.

Vlastnosti klinoptilolitu
Rozsiahle možnosti využitia zeolitu vyplývajú predovšetkým z týchto špecifických fyzikálno-chemických vlastností:
• Vysoká iónová výmena a selektivita
• Reverzibilná hydratácia a dehydratácia
• Vysoká schopnosť sorpcie plynov
• Vysoká termostabilita
• Odolnosť voči agresívnym médiám
• Vysoko špecifický povrch

Využitie
Prírodný zeolit – začiatok využívania zeolitov sa datuje do 50-tych rokov minulého storočia, kedy boli prvýkrát bližšie preskúmané vlastnosti tohto prírodného minerálu.

Štruktúra
Štruktúra klinoptilolitu je tvorená trojrozmernou mriežkou. Pozostáva z kremičitanových tetraédrov (SiO4)4- navzájom pospájaných cez atómy kyslíka, pričom časť atómov kremíka je nahradená atómami hliníka (AlO4)5-.Takto sa vytvára charakteristická priestorová konštrukcia so značným výskytom dutín, pospájaných do kanálikov, v ktorých sú uložené katióny kovov, alebo molekuly vody. Celkový objem týchto dutých priestorov je 24 – 32 %.

Aplikácie
Klinoptilolit – Zeolit má široké využitie v poľnohospodárstve, chovateľstve, stavebníctve, pri ochrane životného prostredia, pri čistení vôd a spalín a v rôznych odvetviach priemyslu.

Mechanizmus účinku vlastností zeolitu
Reverzibilná hydratácia a dehydratácia – jedným z bodov spracovania klinoptilolitu je sušenie pri optimálnej teplote. Dochádza pri ňom k odstráneniu voľnej a viazanej vody z   kryštálovej mriežky, ktorá je potom späť vyväzovaná pri kontakte s materiálmi ako je uskladnené obilie a krmivo, podstieľky pre domáce zvieratá, v spaľovniach na zabránenie kondenzácie spalín a pod. Klinoptilolit tak pri nízkom dávkovaní stabilizuje vlhkosť v určitom objeme a zabráni vzniku nepriaznivých účinkov vody.
Iónová výmena – mriežková štruktúra umožňuje klinoptilolitu pracovať ako ionomenič a selektívny adsorbent. Adsorbcia (adsorbcia – význam slova - schopnosť látok viazať na svojom povrchu iné pevné a plynné látky; povrchové pohlcovanie) a výmena iónov záleží od ich náboja a veľkosti. Klinoptilolit adsorbuje: amoniak, ťažké kovy, rádionuklidy, zápachové plyny, vodu. Čím viac sa veľkosť iónu zhoduje s veľkosťou vstupných pórov do mriežky klinoptilolitu, tým ľahšie v nej bude zachytený a udržaný. Priemer vstupných pórov je približne 4 Angströmy, čo zodpovedá priemeru iónov amónia NH4+, H2O, 134Cs a 137Cs. Tieto látky vykazujú najväčšiu afinitu k naviazaniu na klinoptilolit, ktorý však pôsobí ako selektívny adsorbent na širokú škálu škodlivín.


Hlavné výhody Zeolitu

• ekologický spôsob na úpravu vody
• vhodné použitie pre jazierka ako filtračné médium. Pórovitá štruktúra zeolitu poskytuje optimálny povrch pre kolonizáciu biologicky užitočných nitrifikačných bakterií.
• znižuje hodnoty železa, mangánu a antimónu, ktoré sa vo vode vyskytujú v priemerných množstvách
• adsorbuje znečisťujúce látky na extrémne veľkej povrchovej ploche minerálu (extrémne veľká plocha minerálu na adsorpciu znečisťujúcich látok /100 kg zeolitu má vonkajšiu plochu cez 3 milióny m2 a vnútornú plochu 60 miliónov m2/)
• zvyšuje účinnosť sanitačných látok
• netoxický a nealergický
• adsorbuje škodlivé látky ako amoniak a fosfáty (1 kg zeolitu môže naviazať až 23 g iónov NH4+)
• zabraňuje expandovaniu pri tvorbe kalu
• znižuje náklady značnou úsporou chemických prostriedkov
• adsorbuje pachy
• stabilizuje procesy a bezpečnosti prevádzky aj pri silne kolísajúcom znečistení
• redukuje celkový obsah dusíka

Použitie v jazierku:

Pond Zeolit preventívne zaisťuje priezračnú vodu v záhradnom jazierku a dlhodobo podporuje prirodzené čistenie vody. Zachytáva škodliviny, zamedzuje tvorbe rias, zachytáva amoniak z výlučkov rýb. viaže tiež škodlivé látky a prebytočné živiny. Poskytuje aj ideálne prostredie pre množenie nitrifikačných baktérií. Pond Zaoli je možné použiť ako náplň do biologických filtrov a fitračných zón kúpacích jazierok.

www.zahradnejazierka.sk

Přečtěte si tento článek v češtině na našich stránkách www.petomar.cz