RadnaStrana

OPŠTE KARAKTERISTIKE ZEOLITA

_________________________________________________________________________________________

Prirodni zeoliti obuvataju grupu minerala koji su po sastavu hidro alumosilikati alkalnih i zemnoalkalnih metala.
Kristalnu rešetku zeolita izgrađuju silicijski tetraedri koji su povezani u lance i prstenove,
pri tome je deo atoma silicijuma zamenjen sa aluminijom.
Ovako nastale konfiguracije tetraedra nazivaju se sekundarnim izgrađivačkim jedinicama (SIJ). Zbog takve građe,
unutar kristalnog prostora zeolita, formira se sistem međusobno povezanih mikrošupljina u
kojima su smešteni molekuli vode i izmenjujući katjoni.
Ova otvorena – porozna mikrostruktura zeolita uslovljava i njihova izuzetno korisna svojstva: adsorpciona, izmene jona,
katalitička, molekularnih sita i dr.

a) SIJ duž kristalografske b) SIJ duž kristalografske ravni
ose b (102) i ose b rotirane za 180°C

Strukturne konfiguracije

Ukoliko se zagrevanjem iz zeolita ukloni voda oni zadobijaju sposobnost adsorpcije molekula različitih materija,
koji po svojim dimenzijama ne prevazilaze prečnik pora – kanala koje povezuju intrakristalne mikrošupljine.
U vodenoj sredini zeoliti lako razmenjuju svoje katjone sa onim iz rastvora.
U procesu adsorpcije i jonske izmene zeoliti ispoljavaju tendenciju selektivnosti prema samo nekim molekulima,
oni uzimaju određene molekule ili jone, a odaju druge.
Reakciona sposobnost mnogih molekula koje su zeoliti adsorbovali naglo i selektivno se uvećava.
Zbog toga zeoliti ispoljavaju katalitičku aktivnost u reakcijama koje se nalaze u osnovi niza industrijskih
procesa prerade nafte, prirodnog gasa i drugih sirovina, kao i pri sintezi različitih proizvoda.
Pri promeni uslova adsorbovani molekuli se mogu udaljiti iz zeolita, a izmenjujući katjoni razmeniti sa drugim;
zeoliti se zatomogu regenerisati i mogu se koristiti u toku više – cikličnih procesa.
Zeoliti se, zatim mogu modifikovati obradom sa rastvorima soli,
kiselina i alkalija u cilju menjanja njihovih svojstava zavisno od rešavanja postavljenih zadataka.

_________________________________________________________________________________________

Velika i ekonomski značajna ležišta zeolita formiraju u prirodi analcim, klinoptilolit, hejlandit, i filipsit.
Ostali minerali (šabazit, mordenit, natrolit i dr.) su manje rasprostranjeni u prirodi,
ali takođe mogu obrazovati ležišta od ekonomskog značaja.
Na taj način, od oko 82 do danas poznatih mineralnih vrsta zeolita, potpuno zadovoljavajuće zahteve za
industrijsku primenu u adsorpcionim i drugim tehnologijama imaju: klinoptilolit, šabazit i mordenit,
a u pojedinim slučajevima i filipsit.
Prirodni zeoliti od ekonomskog značaja su sirovine sa mnogostranom primenom; ističu se tri glavne ob

Na slikama predstavljeni su reprezentativni primerci minerala serije hejlandita
iz različitih svetskih ležišta

_________________________________________________________________________________________

ISTORIJAT ISTRAŽIVANjA ZEOLITA

O istraživanjima prirodnih zeolita kod nas prve detaljnije podatke dali su:
D. Stojanović (1968) - "Vulkanski tufovi i sedimentne stene u
Srbiji sa sadržajem zeolita", B. Vakanjac (1975) "Zeoliti-nova nemetalična mineralna sirovina" i
J. Obradović (1977) - "Pregled pojava zeolita u sedimentnim stenama Jugoslavije".
Stručnjaci "Geozavoda-Instituta za nemetale" iz Beograda počeli su geološka istraživanja zeolitskih tufova 1976. godine
(Lj. Nejić i Lj. Radoš) na području vranjskog neogenog basena, u lokalitetu Zlatokop kod Vranja.
Istraživanja na ovom lokalitetu vršena su do 1989. godine.

GENEZA I GENETSKI TIPOVI LEŽIŠTA ZEOLITA U SRBIJI

Ležišta i pojave zeolita u Srbiji su vulkanogeno-sedimentnog tipa kasno-dijagenetskog pod-tipa.
"Nesumnjivo je da zeolitski tufovi u Srbiji sadrže kalcijski klinoptilolit od 70-95%,
sedimentni zeolit vezan je za dijagenetsku izmenu vulkanskog stakla.
Postavlja se pitanje kakvi su bili uslovi sredine u kojoj je izvršena dijagenetska izmena vulkanskog stakla u zeolit.
Poznato je da su jezerski baseni u neogenu Srbije izdvojeni kao slatkovodni baseni.
U tim basenima u određenom vremenskom periodu (srednji miocen) preko jezerskih laporovitih sedimenata deponovan je finozrni vulkanski pepeo.
Oplićavanje basena i verovatno klima koja je pogodovala isparavanju uticali su na promenu karakteristika vode jezera od slatkovodne do alkalne slane vode.
Pri tome ne treba isključiti ni uticaj hidrotermi vezanih za vulkanske erupcije u toj oblasti, koje su takođe mogle uticati na promenu vode jezera.
Takva sredina alkalno-slano jezero pogodovala je dijagenetskoj izmeni stakla (vulkanskog pepela) u klinoptilolit i hejlandit.
Ponovnim povećanjem dubine basena usled tonjenja i prilivom vode dolazi opet do oslađivanja i normalne jezerske sedimentacije sa taloženjem laporovitih sedimenata u kojima među karbonatima kalcit dominira a minerali piroklastita, koji su sve ređi, ostaju nepromenjeni". (Obradović J.).

_________________________________________________________________________________________

GEOLOŠKE KARAKTERISTIKE LEŽIŠTA ZEOLITISANOG TUFA “IGROŠ-VIDIJEVIĆI"
KOD BRUSA I MOGUĆNOSTI UPOTREBE ZEOLITA

Šire područje ispitivanog terena pripada ataru sela Igroš, koje se administrativno nalazi na području SO Brus.
Ležište zeolitisanih tufova „Igroš“ se nalazi oko 8 km istočno od Brusa, a 3 km severoistočno od reke Rasine.
Selo Igroš u čijem ataru se nalazi ležište zeolitisanih tufova udaljeno je oko 3 km od asfaltnog puta
Kruševac - Brus i povezano je delimično asfaltnim i makadamskim putem sa ovom saobraćajnicom.
U geomorfologiji terena izdvaja se dolina reke Rasine sa aluvionom i aluvijalnim terasama, iznad kojih se ka
jugozapadu izdižu obronci Kopaonika, a na istoku obronci Jastrepca.
Teren na kome su vršena geološka istraživanja je blago zatalasan i drenira ga nekoliko manjih potoka.
Najveći potoci su Barski i potok Dolovi koji se ulivaju u Igrošku reku.
Zeolitisani sloj tufova pruža se od severozapada prema jugoistoku i može se pratiti na dužini od 1,5 km.
Najstarija kartirana jedinica je fliš gornje krede. Sedimenti krednog fliša izdvojeni su na krajnjem zapadnom delu terena.
Flišna serija se sastoji iz peščara alevrolita i glinaca.
Pomenuti litološki članovi se smenjuju u seriji, pri čemu najveću zastupljenost imaju peščari. Slojevi peščara imaju najveću debljinu i karakteristični su po gradacionoj slojevitosti, koja je konstatovana u skoro svakom bankovitom sloju peščara.
Najveće rasprostranjenje na kartiranom terenu imaju sedimenti srednjeg miocena.
U okviru miocenske serije izdvojeni su kao kartirane jedinice: breče sa glinovito peskovitim vezivom (BrM2),
mrki i žuti peščari, konglomerati (pM2), crvene i zelene gline, crveni glinci (gM2), Zeolitisani tuf sa učešćem zeolita
od oko 90% (ze V M3) i
tuf sa zeolitom (V ze M3).
Na ispitivanom delu terena u lokalitetu Igroš izdvojena su dva rudna polja: rudno polje „Šovići-Đorđevići“ i rudno polje
„Igroš – Vidojevići“.

Zeolitisani tufovi su interstratifikovani u miocensko pliocenskoj seriji laporovitih glina koje
čine podinu i smeđih glina i peščara
koji čine povlatu.
Sloj zeolitisanog tufa je svetlosive do bele boje.
Što se tiče hidrogeoloških i inženjersko geoloških karakteristika terena na rudnom polju
„Igroš – Vidojevići“, teren je sa veoma visokim koeficijentom površinskog oticanja bez mogućnosti infiltracije u dublje delove.
Zeolitisani tuf na ovom rudnom polju se eksploatiše površinskim kopom.
Geološka istraživanja zeolitisanih tufova u
lokalitetu Igroš kod Brusa počela su 1995 godine.
Istraživanja su se sastojala od geološke prospekcije, istražnih bušenja i istražnih raskopavanja.

_________________________________________________________________________________________

Rudno polje je istraženo sa 17 bušotina sa ukupnom metražom od 245 m. Dubina je iznosila od 3,50 do 40 m.

Bušotine su locirane po kvadratnoj mreži za rezerve B kategorije na rastojanju od 40 m, C1 kategorije na rastojanju
od 80 m i za rezerve.
U cilju definisanja kvaliteta mineralne sirovine i mogućnosti primene izvršena su laboratorijska ispitivanja zeolitisanog tufa hemijskog sastava, mineraloško-petrografskog sastava, termička svojstva, kapacitet katjonske izmene i izmenljivi katjoni, sadržaj teških metala i tip i vrsta zeolitskog minerala, sadržaj zeolita u tufu.
Srednja vrednost kapaciteta katjonske izmene za rudno polje”Igroš-Vidojevići” iznosi 157,80 meq/100 g.
Prema standardima prihvaćenim u Institutu za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina u Beogradu,
granica kvaliteta zeolita koji sadrži klinoptilolit-hejlandit kao osnovne zeolitske minerale, a koji se može modifikovati i pripremati kao adsorbent mikotoksina je da vrednost kapaciteta katjonske izmene KKI iznosi ≥130 meq/100 g.
U tom slučaju se postiže adsorpcija aflatoksina preko 75%, što se može smatrati kao zadovoljavajuća granica.
S obzirom da prosečna vrednost kapaciteta katjonske izmene za iznosi 157,80 meq/100 g, te se
zeolit sa ovog ležišta može uspešno koristiti kao dodatak stočnoj hrani.
Određivanje zapreminske mase izvršeno je na pet uzoraka, prosečna vrednost iznosi 1,40 g/cm3.
Rentgenska ispitivanja tufova pokazuju da je osnovni zeolitski mineral iz grupe klinoptilolit-hejlandit,
a u tragovima su prisutni feldspatski minerali, minerali grupe liskuna, ilit i kvarc