Χημική επεξεργασία χρυσοτιλικού αμιάντου με οργανικά οξέα και ανάκτηση των παραπροϊόντων

Abstract

Ο αμίαντος αποτελεί ένα πυριτικό ορυκτό το οποίο, λόγω των χρήσιμων χημικών και φυσικών ιδιοτήτων του, χρησιμοποιήθηκε ευρέως κατά τον 20ο αιώνα σε πληθώρα εφαρμογών. Η περιεκτικότητά του στα διάφορα προϊόντα ποικίλει από 5 έως και 100%. Αν και υπάρχουν αρκετοί τύποι αμιάντου, ο πιο διαδεδομένος σε χρήση είναι ο χρυσοτίλης ή λευκός αμίαντος και υπολογίζεται πως τα αμιαντούχα προϊόντα με χρυσοτίλη αγγίζουν ένα ποσοστό πάνω από 90%. Η Ελλάδα υπήρξε παραγωγός χώρα αμιάντου κατέχοντας την 7η θέση παγκοσμίως και μέχρι πριν λίγα χρόνια στο Ζιδάνι της Κοζάνης λειτουργούσε το μεγαλύτερο ορυχείο ανοικτού τύπου αμιάντου στα Βαλκάνια με παραγωγή 100.000 τόνους χρυσοτίλη/έτος. Σήμερα ο αμίαντος θεωρείται ένας από τους σημαντικότερους παράγοντες καρκινογένεσης (κυρίως μεσοθηλίωμα και καρκίνος του πνεύμονα), στην περίπτωση που οι ίνες του εισχωρήσουν στον ανθρώπινο οργανισμό. Η διαπιστωμένη, πλέον, ενοχοποίησή του για καρκινογένεση έχει οδηγήσει πολλές χώρες στη λήψη αυστηρών μέτρων για τον περιορισμό της χρήσης του και σταδιακά την πλήρη απαγόρευσή του. Στην Ελλάδα και την υπόλοιπη Ευρώπη η νομοθεσία θεσπίζει ένα αρκετά αυστηρό πλαίσιο απαγορεύοντας την εξόρυξη και τη χρήση του αμιάντου. Σε περίπτωση που ένα αμιαντούχο υλικό χάσει τις ιδιότητές του, εγκαταλειφτεί ή πρόκειται να εγκαταλειφτεί χαρακτηρίζεται ως απόβλητο αμιάντου (Asbestos Containing Waste – ACW) και κατατάσσεται στα επικίνδυνα απόβλητα για τα οποία προβλέπεται ιδιαίτερη διαχείριση. Έχουν αναπτυχθεί διάφορες μέθοδοι επεξεργασίας όπως χημικές, θερμικές, μηχανικές κ.α. Η πιο κοινή μέθοδος είναι η διάθεση των αμιαντούχων υλικών σε ΧΥΤΕΑ, η οποία δεν αποτελεί βιώσιμη λύση αφού απαιτείται τεράστιος όγκος για διάθεση των αποβλήτων και η ίδια η μέθοδος δεν προκαλεί καμία μείωση στην τοξικότητα του αμιάντου. Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάστηκε η επίδραση μετρίως ισχύος και τοξικότητας οργανικού οξέoς, και πιο συγκεκριμένα του οξαλικού οξέος, στην αποδόμηση των καρκινογόνων ινών καθαρού χρυσοτιλικού αμιάντου από τα Μεταλλεία Αμιάντου Βορείου Ελλάδος (ΜΑΒΕ) και σε κομμάτια αμιαντοτσιμέντου (eternit). Μετά το πέρας των αντιδράσεων, εκτός από την αποσύνθεση του κρυσταλλικού πλέγματος του αμιάντου, έλαβε χώρα ανάκτηση οξειδίου του μαγνησίου (ΜgO) από τα προϊόντα της αντίδρασης, υλικό με μεγάλη αξία και εξαιρετικά χρήσιμο σε αρκετές βιομηχανικές εφαρμογές. Αναλύσεις FTIR και XRD έδειξαν ότι σε 10 μέρες το στρώμα βρουσίτη Mg(OH)2 στην επιφάνεια των ινών του αμιάντου έχει καταστραφεί σε μεγάλο βαθμό προκαλώντας μετατροπή του χρυσοτίλη σε άμορφο πυριτικό ορυκτό. Παρατηρήθηκε η δημιουργία ενός νέου ορυκτού, του οξαλικού μαγνησίου (Glushinskite). Με θερμική επεξεργασία σε θερμοκρασία 480 οC έγινε πλήρης μετατροπή του σε καθαρό ΜgO. Τέλος, η εφαρμογή οξαλικού οξέoς με πινέλο σε αμιαντοτσιμέντο δεν επέφερε κάποια επίδραση στην ινώδη δομή του χρυσοτίλη.