A study of application of chalcedonite as a manganese dioxide carrier

• Autorzy: Michel M.M.

Warianty tytułu

PL

Badania nad zastosowaniem chalcedonitu jako nośnika tlenku manganu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Chalcedonite is a sedimentary siliceous rock, which occurs at four deposits in Poland and is included into a group of unique rocks. Chalcedonite is utilized in water treatment technology, mostly as an effective fi ltration material due to its mesoporous structure and extended outer surface of the grains. This paper presents three different methods of impregnation of the mineral material (MDMC-1, MDMC-2, MDMC-3) by manganese dioxide. As an oxide carrier chalcedonite was used. The results of the chalcedonite surface modifi cation with SEM-EDS technique were presented. It was found that the chalcedonite is a very good manganese dioxide carrier and the modification of the chalcedonite surface changes its chemical composition, structure and value of the specific surface area.

PL

Chalcedonit jest osadową skałą krzemionkową, która występuje w Polsce w czterech złożach i jest zaliczana do grupy skał unikalnych. Chalcedonit jest wykorzystywany w technologii uzdatniania wody głównie jako efektywny materiał filtracyjny, na co wpływa jego mezoporowata struktura oraz rozwinięta zewnętrzna powierzchnia ziaren. W artykule zaprezentowano trzy metody modyfikacji materiału mineralnego (MDMC-1, MDMC- -2, MDMC-3) za pomocą tlenku manganu(IV). Chalcedonit był zastosowany jako nośnik tlenku. Zaprezentowane zostały efekty modyfikacji powierzchni chalcedonitu identyfi kowane techniką SEM-EDS. Stwierdzono, że chalcedonit jest bardzo dobrym nośnikiem tlenku manganu(IV) a modyfikacja jego powierzchni zmienia jej skład chemiczny, strukturę oraz wielkość powierzchni właściwej.

Słowa kluczowe

EN

chalcedonite; manganese oxide; siliceous rock; carrier; surface modification

• Wydawca: -
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Land Reclamation
• Rocznik: 2012
• Tom: 44
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.63-73,fig.,ref.

Twórcy

autor

Michel M.M.

• Department of Civil Engineering, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159, 02-776 Warsaw, Poland

Bibliografia

• AL-DEGS Y., TUTUNJU M.F., SHAWAB-KEH R.A. 2000: The Feasibility of Using Diatomite and Mn-Diatomite for Remediation of Pb2+, Cu2+, and Cd2+ from Water. Separ. Sci. Technol. 35: 2299-2310.
• AL-DEGS Y., KHRAISHEH M.A.M., TU-TUNJU M.F. 2001: Sorption of lead ions on diatomite and manganese oxides modified diatomite. Water Res. 35: 3724-3728.
• ANIELAK A.M. 2006: Właściwości fizykochemiczne klinoptylolitu modyfikowanego ditlenkiem manganu [The physicochemical properties of manganese dioxide-modified clinoptylolite]. Przem. Chem. 85: 487-491.
• ANIELAK A.M., SCHMIDT R. 2011: Sorption of lead and cadmium cations on natural and manganese-modified zeolite. Pol. J. Environ. Stud. 20 (1): 15-19.
• BOONFUENG T., AXE L., XU Y. 2005: Properties and structure of manganese oxide-coated clay. J. Colloid Interf. Sci. 281: 80-92.
• CALDERON ROSAS C.A., FRANZREB M., VALENZUELA F., HÖLL W.H. 2010: Magnetic manganese dioxide as an amphoteric adsorbent for removal of harmful inorganic contaminants from water. Reactive & Functional Polymers 70: 516-520.
• EREN E., AFSIN B., ONAL Y. 2009: Removal of lead ions by acid activated and manganese oxide-coated bentonite. J. Hazard. Mater. 161: 677-685.
• GOLDEN D.C., DIXOAN J.B., CHEN C.C. 1986: Ion exchange, thermal transformations, and oxidizing properties of birnessite. Clays Clay Minerals 34 (5): 511-520.
• HAN R., ZOU W., ZHANG Z., SHI J., YANG J. 2006: Removal of copper(II) and lead(II) from aqueous solution by manganese oxide coated sand I. Characterization and kinetic study. J. Hazard. Mater. B137: 384-395.
• HAN R., ZOU W., WANG Y., ZHU L. 2007: Removal of uranium(VI) from aqueous solutions by manganese oxide coated zeolite: discussion of adsorption isotherms and pH effect. J. Environ. Radioactivity 93: 127-143.
• http://www.mikrosil.com.pl/index.php/ja-kosc-zloza/atest-pzh (20 April 2012 a).
• http://www.mikrosil.com.pl/index.php/refer-encje-wdrozenia (20 April 2012 b).
• HU P.-Y., HSIEH Y.-H., CHEN J.-C., CHANG C.-Y. 2004: Characteristics of manganese-coated sand using SEM and EDAX analysis. J. Colloid Interf. Sci. 272: 308-313.
• KOSK I. 2010: Kompleksowe zagospodarowanie odpadowych surowców chalcedonitowych z osadników kopalni Inowłódz w ochronie środowiska oraz w przemyśle materiałów budowlanych [Complex management of chalcedonite waste fractions from inowłódz mine clarifiers in environment prevention and in building materials industry]. Gosp. Sur. Min. 26 (1): 5-22.
• KOWAL A.L., ŚWIDERSKA-BRÓŻ M. 2009: Oczyszczanie wody [Water purification]. Polish Scientific Publishers PWN, Warsaw.
• LEE C.-I. YANG W.-F. HSIEH C.-I. 2004: Removal of copper(II) by manganese-coated sand in a liquid fluidized-bed reactor. J. Hazard. Mater. B 114: 45-51.
• MA S.-B., AHN K.-Y., LEE E.-S., OH K.-H., KIM K.-B. 2007: Synthesis and characterization of manganese dioxide spontaneously coated on carbon nanotubes. Carbon 45: 375-382.
• MALIYEKKAL S.M., SHARMA A.K., PHILIP L. 2006: Manganese-oxide-coated alumina: A promising sorbent for defluoridation of water. Water Res. 40: 3497-3506.
• MICHEL M.M. 2006: Sorpcja oleju na złożach mineralnych [The sorption of oil on the mineral beds]. Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska SGGW 33 (1): 95-102.
• MICHEL M.M. 2008a: Usuwanie jonów manganu(II) z roztworów wodnych na chalcedonicie naturalnym i modyfikowanym [Removal of manganese(II) from aqueous solution by natural and modified chalcedonite]. Materials of 8th International Conference „Water Supply and Water Quality" Poznań-Gniezno, Poland, Vol. 1: 557-569.
• MICHEL M.M. 2008b: Zastosowanie chal-cedonitu w procesach usuwania manganu z wód podziemnych [The application of chalcedonite in the processes of manganese removal from underground water]. Ph. D. dissertation, Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Warsaw.
• MICHEL M. M. 2009: Odmanganianie wody podziemnej na modyfikowanym chalce-donicie [Groundwater Demanganization by Modified Chalcedonite]. Gaz, Woda i Technika Sanitarna 4: 22-26.
• MICHEL M.M. 2011: Charakterystyka chal-cedonitu ze złoża Teofilów pod kątem możliwości wykorzystania w technologii uzdatniania wody i oczyszczania ścieków [Characteristics of chalcedonite from Teofilów deposit for possible use in technology of water and wastewater treatment]. Gosp. Sur. Min. 27: 49-67.
• MICHEL M.M., KIEDRYŃSKA L., TYSZKO E. 2008: Badania skuteczności odmanganiania wody podziemnej na modyfikowanym chalcedonicie i masie katalitycznej Purolite MZ-10 [Manganese removal from groundwater on modified chalcedomte and Purolite MZ-10 beds]. Ochrona Środowiska 3: 15-20.
• MICHEL M.M., KIEDRYŃSKA L. 2011: Modelling equilibrium data for manganese(II) sorption onto manganese dioxide modified chalcedomte using the non-linear regression method. Ann. Warsaw Univ. of Life Sci. - SGGW, LandReclam. 43 (2): 155-163.
• MOORE W.S., REID D.F. 1973: Extraction of radium from natural waters using manganese - impregnated acrylic fibers. J. Geophysical Res. 36: 8880-8886.
• Purolite Product Guide. Characteristics and Applications. The Purolite Company, 2011. http://www.purolite.com/Custom-ized/Uploads/Purolite%20Product%20S ummary%20Guide.pdf (20 April 2012).
• RATAJCZAK T., WYSZOMIRSKI P. 1991: Charakterystyka mineralogiczno-surowcowa chalcedonitów spongiolitowych z Teofilowa nad Pilicą [Mineralogical and technological characteristics of spongoli-thic chalcedonites of Teofilów on Pilica]. Gosp. Sur. Min. 7 (1): 65-84.
• SIWIEC T. 2007: Warunki płukania jednowarstwowych i dwuwarstwowych filtrów pospiesznych [Conditions for backwa-shing of monolayers and duolayers rapid filters]. Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Warsaw.
• SOZAŃSKI M.M., WEBER Ł., JEŻ-WAL-KOWIAK J. 2008: Usuwanie jonów amonowych z wody podziemnej. Badania pilotowe na stacji uzdatniania wody „Odra" w Świnoujściu [Removal of ammonia ions from groundwater. Results of pilot studies on wtp „Odra" in Świnoujście]. Materials of 8th International Conference „Water Supply and Water Quality" Poznań-Gniezno, Poland, Vol. 1: 683-697.
• TCHORZEWSKA D., PABIS J. 1997: Dodatek nr 2 do dokumentacji geologicznej złoża chalcedonitu „Teofilów" w kat. B+C1+C2. Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Kraków. [The appendix No. 2 to the geological documentation of the "Teofilów" deposit in cadastres B+C1+C2. Archives of the Institute of Ceramics and Building Materials, Cracow].
• SU Q., PAN B., PAN B., ZHANG Q., ZHANG W., LV L., WANG X., WU J., ZHANG Q. 2009: Fabrication of polymer-supported nanosized hydrous manganese dioxide (HMO) for enhanced lead removal from waters. Sci. Total Environ. 407: 5471-5477.
• ZHANG L., MA J., YU M. 2008: The microtopography of manganese dioxide formed in situ and its adsorptive properties for organic micropollutants. Solid State Sciences 10: 148-153.