GJ - Privredna komora Srbije

NEMETALIĈNE MINERALNE SIROVINE – POTENCIJAL ZA RAZVOJ
MATERIJALA PRIMENLJIVIH U ZAŠTITI ŢIVOTNE SREDINE
NONMETALLIC MINERAL RAW MATERIALS – POTENTIAL FOR
DEVELOPMENT OF MATERIALS FOR ENVIRONMENTAL
PROTECTION
Aleksandra Daković 1 , Milan Kragović 1 , Marija Marković 1 , Tanja Stanić 2 , Sneţana Zildţović 1
1 Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina, Beograd
2 Galenika, Fitofarmacija, Zemun
Izvod
Istraţivanja koja se obavljaju i u svetu i u Srbiji ukazuju da modifikovane nemetaliĉne mineralne sirovine (na primer
prirodni zeolit – klinoptilolit) nalaze sve veću primenu za uklanjanje razliĉitih katjona toksiĉnih metala (olovo, bakar,
cink, itd), kao i neorganskih anjona (arsenati, hromati) iz zagaĊenih voda. TakoĊe modifikacijama prirodnog zeolita –
klinoptilolita i bentonita – montmorilonit sa dugolanĉanim organskim katjonima je moguće je dobiti materiale koji
znaĉajno povećavaju efikasnost uklanjanja slabo polarnih organskih molekula (na primer mikotoksina koji su prsutni u
stoĉnoj hrani).
Kljuĉne reĉi: nemetaliĉne sirovine, zeoliti, bnetonit, zagaĊivaĉi, adsorpcija
Summary
Recent investigations showed that modified non-metallic mineral raw materials (the natural zeolite – clinoptilolite), may
be used for removal of different toxic metal cations (lead, cadmium, zinc, etc.), as well as inorganic anions (arsenates,
chromates, etc.) from contaminated water. Also, modifications of the natural zeolite – clinoptilolite and bentonite –
montmorillonite with long chain organic cations lead to the development of materials with the increase affinity for
removal of low polar organic molecules (for example mixotoxins present in animal feed).
Key words: non metallic mineral raw materials, zeolites, bentonite, pollutants, adsorption
Uvod
ZagaĊenje ţivotne sredine toksiĉnim metalima (olovo, kadmijum bakar, itd.), neorganskim anjonima
(hromati, sulfati, fosfati, itd.), kao i organskim molekulima, se povećava iz godine u godinu. Jedan od
najvećih problema jeste zagaĊenje vodenih resursa. Opasnost od zagaĊenja prirodnih izvorišta vode, dolazi,
poĉev od izlivanja otpadnih industrijskih voda u površinske vodotokove, prelaska podzemnih voda kroz
kontaminirana zemljišta, kao i nekontrolisanog korišćenja hemijskih sredstava u svim granama urbanog
ţivota. Veliki broj zemljišnih lokacija je kontaminirano toksiĉnim metalima, što predstavlja direktnu
opasnost od prisustva istih u podzemnim vodama [1]. Pored nabrojanog, kontaminacija stoĉne hrane
mikotoksinima predstavlja tekući problem u proizvodnji stoĉne hrane. Savremeni pristup uklanjanju
pomenutih zagaĊivaĉa je njihova adsorpcija na prirodnim alumosilikatnim mineralima (najĉešće prirodni
zeolit – klinoptilolit i bentonit – montmorilonit). Zeoliti su kristalni, hidratisani alumosilikati alkalnih i
zemnoalkalnih katjona koji poseduju beskonaĉnu trodimemzionu kristalnu strukturu. Karakterišu se
sposobnošću da gube i primaju vodu i izmenjuju neke od svojih konstitutcionih katjona. Osnov strukture
zeolita je prostorna alumosilikatna mreţa (SiO 4 ) 4- i (AlO 4 ) 4- tetraedara. Tetraedri se mogu meĊusobno
povezivati na razliĉite naĉine, ĉineći strukturu zeolita bogatu kanalima i šupljinama. Usled izostrukturne
zamene Si 4+ jona sa Al 3+ jonom, elementarna ćelija zeolita je negativno naelektrisana, pa se ovaj višak
negativnog naelektrisanja kompenzuje jednovalentnim i/ili dvovalentnima izmenljivim katjonima (najĉešće
kalcijum, magnezijum, natrijum i kalijum), koji su smešteni u kanalima i šupljinama zeolita i predstavlja
kapacitet katjonske izmene zeolita. Kapacitet katjonske izmene zeolita je funkcija stepena supstitucije
silicijuma aluminijumom u mreţi tetraedara. Ukoliko je taj stepen supstitucije veći, više alkalnih i
zemnoalkalnih katjona je potrebno da kompenzuje negativno naelektrisanje elementarne ćelije. Najširu
primenu od svih zeolitskih minerala ima mineral klinoptilolit [2]. Montmorilonit pripada grupi slojevitih
alumosilikata, ĉiju osnovnu strukturu ĉine tetraedarski slojevi nastali meĊusobnim povezivanjem tetraedara
sa Si 4+ jonom u centru i ĉetiri O 2- jona u rogljevima i oktaedarski slojevi nastali povezivanjem oktaedara sa
Al 3+ jonom ili Mg 2+ jonom u centru i šest hidroksilnih grupa u uglovima. Kondenzacijom dva tetraedarska i
507