Leteći pepeo – od otpadnog materijala do sirovine za dobijanje strateški važnih elemenata Optimizacija metoda ekstrakcije i uticaj na luženje toksičnih i retkih elemenata zemlje iz letećeg pepela uglja – hemometrijski pristup

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Dragana Z. Živojinović http://orcid.org/0000-0002-7862-3246

Apstrakt

Sagorevanjem uglja u termoelektranama u Republici Srbiji svakodnevno se izdvaja velika količina letećeg pepela, kao otpadnog materijala, Ovaj otpad, pored toga što sadrži zagađujuće materije, kao što su teški metali i toksični elementi (olovo, arsen, kadmijum, živa), sadrži i retke elemente zemlje i plemenite metale, koji su danas prepoznati kao strateški elementi. U ovom radu predstavljeno je optimizovanje metoda pripreme uzoraka i efekat koji način pripreme ima na ekstrakciju elemenata iz pepela i njihove konačne koncentracije. Uzorci letećeg pepela uzorkovani su u termoelektranama Nikola Tesla blokovi A i B. Uzorci su tretirani na više načina: digestijom mineralnim kiselinama HNO3/HF/HCl i digestijom smešom kiselina HNO3/H2SO4 uz V2O5 kao katalizator, na različitim temperaturama i uz različito vreme digestije. Ekstrahovani elementi određeni su metodom indukovane spregnute plazme sa optičkim emisionim detektorom (ICP-OES), dok su elementi retkih zemalja zbog izuzetno niskih koncentracija određeni korišćenjem masenog detektora, ICP-MS. Rezultati ispitivanja pokazali su da način pripreme uzorka, s obzirom na kompleksnost matrice, ima veliki uticaj na dobijene koncentracije izluženih elemenata. Za dizajniranje eksperimenta, optimizaciju procesa i ocenu efikasnosti ekstrakcije primenjen je hemometrijski pristup. Relevantne multivarijacione metode statističke analize (PCA, HCA, ANN) primenjene su kao vrlo koristan alat u obradi ogromnog broja podataka dobijenih eksperimentima u cilju pronalaženja korelacija uzmeđu retkih i toksičnih elemenata i dobijanja korisnih informacija i zaključaka vezanih za iskorišćenje letećeg pepela kao resursa za strateški važne elemente kao i za predikciju budućih istraživanja.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Kako citirati
ŽIVOJINOVIĆ, Dragana Z.. Leteći pepeo – od otpadnog materijala do sirovine za dobijanje strateški važnih elemenata. Zbornik Međunarodnog kongresa o procesnoj industriji – Procesing, [S.l.], v. 37, n. 1, p. 249-261, june 2024. Dostupno na: <https://izdanja.smeits.rs/index.php/ptk/article/view/8079>. Datum pristupa: 17 july 2024
Sekcija
Procesne tehnologije

Reference

[1] *** BP Statistical Review of World Energy 2010.
[2] *** EIA International Energy Outlook 2010.
[3] *** An Interdisciplinary MIT Study, The Future of Coal, 2007.
[4] *** World Energy Council, Deciding the Future: Energy Policy Scenarios to 2050, 2007.
[5] *** EPA Sector Notebook – Profile of the Fossil Fuel Electric Power Generation Industry – Part 2, Displayed 9, 2006.
[6] Meawad, A.S., Bojinova, D.Y., Pelovski, YG., An overview of metals recovery from ther-mal power plant solid wastes, Waste Manage. 30 (2010) 2548–2559.
[7] Tishmack, J.K., Bulk chemical and mineral characteristics of coal combustion by-products (CBB), Proceedings of Coal Combustion By-Products Associated with Coal Mining – Inte-ractive Forum, 1996, str. 13–20.
[8] *** Statistički zavod R. Srbije, Energetski bilans Republike Srbije za 2008 godinu, 2008.
[9] *** Electric Power Industry of Serbia (EPS): Technical Report 2010 (http://www.eps.rs/Eng/Tehnicki%20Izvestaji/TEH_Godisnjak2010_en_web.pdf).
[10] *** Studija modeliranja mineralnih transformacija i raspodele mikroelemenata u lignitskim basenima EPS-a, Institut za opštu i fizičku hemiju Beograd, 2010.
[11] *** Electric Power Industry of Serbia (EPS): Environmental protection (http://www.eps.rs/Eng/Documents/Eps%20Environment%20protection.pdf).
[12] Obradović, M.O. Istraživanje i komparacija uticaja karakteristika ugljeva niske toplotne vrednosti na njihovu meljivost i parametre procesa mlevenja,” University of Belgrade, Fa-culty of Mechanical Engineering, 2015.
[13] Taggart, R. K., Hower, J. C., Dwyer, G. S., Kim, H. H., Trends in the Rare Earth Element Content of U.S. – Based Coal Combustion Fly Ashes, Duke University, North Carolina, Uni-ted States, 1-2, 2015.
[14] Voncken, J. H. I., ”The Rare Earth Elements – An introduction”, Springer International Publishing, Dodrecht, 2016.
[15] Van Der Krogt, P., ”Elementymology and Elements Multidict”, Utrecht, 2003.
[16] Binnemans K., Jones P. T., Van Acker K., Blanpain B., Mishra B., Apelian D., Rare-Earth economics: the balance problem, Jom 65, 1069-1071, 2013.
[17] Xin, G., Jia, X. Zheng, C. A Comparison of Microwave and Conventional Wet Acid Di-gestion Method for the Determination of Mercury in Coal and Coal Ash, Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects, 34:16, 1516-1522, 2012, DOI: 10.1080/15567036.2010.487276
[18] Živojinović, D. Z. Razvoj i primena hemometrijskih metoda za klasifikaciju i procenu kvali-teta vode, doktorska teza, Tehnološko-metalurški fakultet, Univerzitet u Beogradu, Beograd 2013.