Otrzymywanie aluminium pierwotnego: Aluminium otrzymywane jest z rudy – boksytu, w której skład wchodzą: hydraragilit, bemit, diaspor oraz zanieczyszczenia: krzemionka i tlenki żelaza. Z produkcją al pierw związane są dwa podstawowe procesy. Pierwszy z nich to wydzielenie z rudy tlenku glinowego, który jest materiałem wyjściowym dla procesu wytwarzania metalicznego aluminium. Metody otrzymywania tlenku glinowego możemy podzielić na następujące grupy: — sposoby alkaliczne, — sposoby kwasowe. Rozróżnia się dwie podstawowe metody alkaliczne: 1) metoda Bayera, 2) metoda spiekania boksytu z sodą i wapieniem. Sposoby te wykorzystują oddziaływanie związków alkalicznych np. NaOH, Na2CO3,na rudę boksytową. Wytwarzanie tlenku glinowego metodami kwasowymi polega na ługowaniu rudy aluminium roztworami kwasów, np. H2SO4,HCl,HNO3,H2SO3. W wyniku ługowania otrzymuje się sole glinowe i żelazowe, a po oczyszczeniu soli glinowych z żelaza poprzez kalcynację i rozkład cieplny otrzymuje się bezwodny tlenek glinowy. Tlenek aluminium uzyskany jedną z wymienionych metod poddawany jest następnie procesowi elektrolizy. W procesie tym Al2O3 dysocjuje na jony aluminium i tlenu. Oczyszczanie za pomocą rafinacji elektrolitycznej.

Źródła złomu aluminiowego: • złom technologiczny, • zużyte puszki po napojach (UBC), • folie, 8 Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska, vol. 12 nr 1 (2010) • złom po wyciskaniu, • złom przemysłowy, • wióry, • stary walcowany i odlewany metal.

Glin w środowisku: Zajmuje 3 miejsce, po tlenie i krzemie, pod względem występowania w skorupie ziemskiej. Dostaje się do organizmu wraz z pożywieniem do przewodu pokarmowego, lub drogą wziewną do płuc (uszkadza wątrobę). Jest toksyczny dla roślin i gleby. Kwaśne deszcze stanowią jedną z przyczyn stopniowego zwiększania się dostępności biologicznej glinu.

Rodzaje złomu aluminiowego: - Al. Sektor (grube druty); -Al. Chłodnice (miedziane rurki); - Al. Linka (splecione druty); -offset (blachy drukarskie); - Al. felgi, puszki, żaluzje, wióry, folia, dezodoranty, odlew (klamki), cekiny (krążki), gary, spożywka (widelce itp.); - Al. lakierowany lub nielakierowany (okna, drzwi).

Korzyści wynikające z przetwarzania złomu aluminiowego: - Korzyści gospodarcze i ekonomiczne; - Większa niezależność surowcowa kraju; - Wzrost miejsc pracy w skupie i przetwórstwie; - Sprzyja redukcji zanieczyszczeń; - Zmniejsza degradację środowiska; - Oszczędność energetyczna.

Zanieczyszczenia powstające w procesie wytwarzania al. pierwotnego: - Fe, Si, Cu, Ti, Mg, H2. W procesie przetwarzania: - Pyły, związki metali, chlorki, HCL, dioksyny i in. zw. org.

Otrzymywanie aluminium wtórnego: - Mechaniczne przygotowanie złomu (sortowanie, oddzielenie zanieczyszczeń); - Termiczne usuwanie powłok; - Topienie; - Rafinowanie i odlewanie.

CW.4

Olej roślinny jako paliwo silnikowe: - Może być wyk jako paliwo zastępcze do silników Diesla, zamiast oleju napędowego; - Tańszy od oleju nap; - Może być wyk jako samodzielne paliwo silnikowe, domieszka do paliwa 15-20%, surowiec do produkcji biodiesla; - Ma znacznie wyższą lepkość niż ON dlatego konieczne jest jego podgrzanie przed użyciem w komorze spalania (ok 70C); - Konieczna instalacja dwuzbiornikowa paliwa.

Surowce do produkcji biopaliwa: - Stałe (Biomasa drzewna z odpadów, Biomasa z upraw energetycznych, Słoma)=Energia elektryczna lub cieplna; - Ciekłe (Rośliny oleiste, Oleje posmażalnicze, Ziarno zbóż, Buraki cukrowe)=Biodiesel lub bioetanol; - Gazowe (Biomasa świeża z upraw polowych, Odpady organiczne w tym odchody zwierzęce)=Biogaz

Transestryfikacja: Reakcja chem., prowadzi do otrzymania estrów przez reakcję estrów w obecności jonów wodorowych jako katalizatora z:

- innymi alkoholami (alkoholiza): R1C(O)OR2 + R3OH ↔ R1C(O)OR3 + R2OH

- kwasami (acydoliza): R1C(O)OR2 + R4COOH ↔ R4C(O)OR2 + R1COO-

- innymi estrami: R1C(O)OR2 + R5C(O)OR6 ↔ R1C(O)OR6 + R5C(O)OR2.

Produkty uboczne: - Odpad glicerynowynawozy sztuczne; - Glicerynaprzemysł spożywczy, kosmetyczny itp.; - Śruta poekstrakcyjnapasza białkowa; - Sólnawozy sztuczne; - Metanolodzysk i ponowne użycie w procesie produkcyjnym.

Źródła biopaliw płynnych i ich zastosowanie:

- Bioetanol – zboża, ziemniaki, burak, słoma, uprawy energ, rośliny trawiaste Substytut i/lub dodatek do benzyny

- Biometanol – uprawy energetyczne Ogniwa paliwowe

- Olej roślinny i Biodiesel – rzepak, słonecznik Substytut i/lub dodatek do oleju napędowego

- Bioolej – uprawy energetyczne Substytut ON lub benzyny

ĆW. 5

Otrzymywanie sody metodą Solvaja:

- przygotowanie solanki (Ługowanie wodą pokładów soli, Solanki takie mają zanieczyszczenia w postaci soli Mg, Ca, K, Strącanie osadów CaCO3 i Mg(OH)2)

- nasycanie solanki amoniakiem w celu otrzymania solanki amoniakalnej (NH3 bardzo dobrze rozpuszcza się w solance ze znacznym efektem cieplnym)

- wypalanie wapna z kamienia wapiennego z jednoczesnym wytworzeniem gazów zawierających CO₂

- nasycanie solanki amoniakalnej CO₂ (karbonizacja),

- oddzielenie kryształów NaHCO₃ od ługu macierzystego,

- suszenie wilgotnego NaHCO₃ i jego rozkład termiczny (kalcynacja) Aby otrzymać sodę bezwodną osad NaHCO3 należy osuszyć a następnie poddać termicznemu rozkładowi.

- regeneracja NH₃ z ługów macierzystych przez zmieszanie z mlekiem wapiennym i ogrzewanie

Metody oczyszczania solanki surowej: - Metoda wapienno – sodowa – wytrącanie jonów magnezu w postaci wodorotlenku zachodzi pod wpływem dodanego mleka wapiennego zgodnie z reakcjami:

MgCl2+Ca(OH)2 => Mg(OH)2↓ + CaCl2

MgSO4+Ca(OH)2=> Mg(OH)2↓ + CaSO4

Jony wapnia znajdujące się w solance, jak tez wprowadzone z mlekiem wapiennym, wytrąca się za pomocą sody:

CaCl2+Na2CO3=>CaCO3↓+2NaCl

CaSO4+Na2CO3=> CaCO3↓+Na2SO4

Ca(OH)2+Na2CO3=>CaCO3↓+2NaOH

Mleko wapienne i sodę można wprowadzić niezależnie lub też zmieszane razem. Zmieszanie obu roztworów powoduje przebieg reakcji kaustyfikacji: Na2CO3+Ca(OH)2=>2NaOH + CaCO3. Uzyskany NaOH ułatwia znacznie wytrącenie wodorotlenku magnezu. Zwiększa się szybkość reakcji oraz stopień oczyszczania od jonów Mg2+.

Odpady w technologii Solvaja: - Ciecz odpływająca z kolumn odpędowych w procesie produkcji sody amoniakalnej kierowana jest do wielkich osadników ziemnych, w których osadza się zawiesina, a klarowny roztwór soli odprowadza się do zbiorników wodnych. Ciecz ma następujący skład (kg/m³): NaCl – 56, CaCl2 – 112, Ca(OH)2, CaCO3, CaSO4, SiO2 – 21. Do osadników kieruje się osady z oczyszczania solanki i osad CaCO3 z kaustyfikacji sody. Osadniki te noszą nazwę "białych mórz". "BM” powodują silne zasolenie wód gruntowych i skażenie naturalnych zbiorników wodnych oraz gleby chlorkiem wapnia.

Zastosowanie odpadów z produkcji sody metodą Solvaya: -Do usuwania jonów PO4 3- ze ścieków. Przepał kamienia wapiennego zapewnia wydajność usuwania jonów PO4 3- z roztworów wodnych na poziomie 99%. Dawka przepału niezbędna dla określonej redukcji stężenia jonów rośnie wraz ze wzrostem wyjściowego stężenia jonów fosforanowych, a niezbędny nadmiar tego materiału maleje. Drugi zbadany odpad, tj. wapno posodowe, zapewnia wydajność eliminacji fosforanów przekraczającą 97%, jednak jego zużycie w tym procesie jest większe niż przepału. W wyniku stosowania obu materiałów wyraźnie wzrasta pH roztworów. Neutralizacja mieszaniny poreakcyjnej zachodzi samoczynnie w ciągu tygodnia, na skutek pochłaniania CO2 z powietrza.