Clay Ceramic Pellets for Water Treatment / Mālu keramikas granulas ūdens apstrādei

Abstract Two different Quaternary clays from deposits Slucenieki and Prometejs were used for production of porous ceramic pellets. 3 wt % of sawdust additive was used to increase porosity of the obtained ceramic. Porosity and surface area of pellets was determined by mercury porosimetry. pH values after water immersion of fired pellets were determined using a pH meter. Pellets produced from both clays after sintering at similar temperatures had different pore size distribution and different sorption properties. Sorption properties were determined for a molecular substance (iodine) and anionic organic substance (methyl orange dye). Porainas keramikas granulas ieguva no diviem atšķirīgiem kvartāra māliem: liesiem Šļūcenieku un trekniem Prometeja atradnes māliem. Abi māli atšķiras gan ar karbonātu saturu (CaO saturs, attiecīgi, 11,18 % un 5,95 %), gan ar dažādu mālu frakcijas saturu (attiecīgi, 46,0 % un 84,9 %). Granulu porainības palielināšanai mālam pievienoja 3 masas% koksnes skaidu (Ø ≤ 2 mm) un granulas ar diametru 5 mm veidoja no plastiskas masas ar ekstrūzijas paņēmienu. No Prometeja māliem izgatavoja divu veidu granulas - otrā veida granulu veidošanas masai pievienoja arī 2 masas% glicerīna. Granulas apdedzināja 800 °C, 900 °C, 1000 °C un 1100 °C temperatūrā. Granulu sorbcijas spēju noteica attiecībā uz jodu, kas ir molekulārs savienojums ar kovalentu saiti, un attiecībā uz anjonu tipa krāsvielu (metiloranžu), kurā starp katjonu un anjonu pastāv jonu saite. Pastāvēja atšķirība abu mālu sorbcijas spējās gan no granulu īpašību viedokļa, gan no atšķirīgo vielu sorbcijas rakstura. Šļūcenieku mālu granulu porainība bija lielāka, salīdzinot ar tādā pašā temperatūrā apdedzinātām Prometeja mālu granulām. Sorbējot vielas ar kovalentu nepolāru saiti, sorbcija bija fizikāla, t.i., sorbcijas spēja bija atkarīga no poru izmēriem un virsmas laukuma. Tāpēc Šļūcenieku mālu keramikas granulu sorbcijas spēja attiecībā uz jodu bija lielāka un notika ievērojami īsākā laikā, salīdzinot ar Prometeja mālu granulām. Attiecībā uz savienojumu sorbciju, kuros pastāv jonu saite, svarīga nozīme bija absorbcijas vides pH un daļiņu zeta potenciālam, t.i., virsmas lādiņam, bet porainība, poru izmēri un virsmas laukums mazāk ietekmēja šādu vielu absorbciju. Granulām, kuru veidošanas procesā mālu masai pievienoja arī glicerīnu, konstatēts vidēji liels zeta potenciāls (23-34, atkarībā no apdedzināšanas temperatūras), kas arī ietekmēja sorbciju savienojumos ar jonu saiti. Tomēr Prometeja mālu gadījumā metiloranža sorbcija bija maza un nepārsniedz 6 % no šķīdumā esošā metiloranža daudzuma salīdzinot ar metiloranža sorbciju uz Šļūcenieku mālu granulām, kas bija 40-60 %.