Działalność badawcza:

Chemiczna technologia nieorganiczna obejmuje badania w zakresie opracowywania i modernizacji technologii nieorganicznych, a w szczególności zadania, których celem jest zmniejszanie zagrożenia dla środowiska naturalnego oraz opracowywanie technologii mało- i bezodpadowych z uwzględnieniem zasad zrównoważonego rozwoju i czystszej produkcji.

W Zakładzie prowadzone są badania nad opracowaniem proekologicznych technologii produkcji związków nieorganicznych (w szczególności związków chromu i fosforu) oraz metod oczyszczania ścieków i utylizacji odpadów zawierających metale ciężkie.

W zakres badań wchodzą również zagadnienia dotyczące tzw. czystych produkcji oraz zrównoważonego rozwoju, ekologicznych i ekonomicznych aspektów wpływu procesów przemysłowych na stan środowiska naturalnego. Badania te prowadzone są w pełnym zakresie technologii nieorganicznej, ze szczególnym uwzględnieniem problematyki regionu krakowskiego.

W sposób ciągły prowadzone są prace badawcze nad wykorzystaniem odpadów chromowych zawierających uwodnione tlenki chromu jako substytut rudy chromowej w produkcji chromianu sodu oraz możliwości wykorzystania odpadów pochromowych, pogarbarskich i pogalwanicznych w przemyśle szklarskim, ceramicznym i materiałów budowlanych. Opracowano w tym zakresie modele wykorzystania odpadów z wykorzystaniem metody LCA.

W zakładzie prowadzone są prace nad opracowaniem modelowych rozwiązań recyklingu i substytucji surowców naturalnych odpadami chromowymi powstającymi przy produkcji i stosowaniu związków chromu. Wynikiem badań jest wdrożenie technologii produkcji chromianu sodu z recyrkulacją błota pochromowego i odpadów zawierających uwodnione tlenki chromu w Zakładach Chemicznych „Alwernia” S.A. Efekty to zmniejszenie ilości wytwarzanych odpadów o 60% i obniżenie kosztów produkcji związków chromu o ponad 20%.

W ZCh. „Alwernia” S.A. wdrożono, również, metodę oczyszczania infiltratów z przemysłowych hałd chromowych zawierających niewielkie ilości chromu (VI).

Prowadzono prace dotyczące badań funkcji nieorganicznych związków fosforu w układach biologicznych, obejmujące min. badania przemian fazowych wybranych hydratów fosforanu oktawapniowego, oraz modyfikacji struktury hydroksyapatytów. Przeprowadzone zaostały badania nad wykorzystaniem odpadów z oczyszczania ekstrakcyjnego wstępnie zatężonego kwasu fosforowego w produkcji fosforanów paszowych.

Opracowano technologie niskotemperaturowe produkcji wapniowych fosforanów paszowych. Metodę niskotemperaturową produkcji jednowapniowego fosforanu paszowego wdrożono w skali przemysłowej w ZWP „Silikaty” w Kluczach w latach 1999-2000.

Inną istotną tematyką były prace nad metodami ekstrakcyjnymi i strąceniowymi oczyszczania ekstrakcyjnego kwasu fosforowego, prowadzone pod kątem zastosowania go jako surowca do produkcji soli fosforowych, a zwłaszcza trójpolifosforanu sodu. Metodę produkcji odsiarczonego ekstrakcyjnego kwasu fosforowego wdrożono w ZCH Alwernia w roku 1998. W ramach współpracy z ZCH Wizów prowadzone są prace nad utylizacją odpadów powstających przy oczyszczaniu ekstrakcyjnego kwasu fosforowego, podczas produkcji trójpolifosforanu sodu.

Systematycznie prowadzone są badania nad metodami kompleksowej przeróbki fosfogipsu apatytowego i fosforytowego. Przebadano możliwości eliminacji substancji radioaktywnych z tego odpadu. Opracowano założenia technologiczne metody kompleksowej przeróbki fosfogipsu apatytowego na cement anhydrytowy z jednoczesnym odzyskiem pierwiastków ziem rzadkich.

Prowadzono badania warunków tworzenia się i przemian fazowych fosforanów wapnia w środowisku wodnym w aspekcie ich roli w organizmie człowieka ze szczególnym uwzględnieniem hydroksyapatytu – podstawowego składnika fazy mineralnej kości i zębów.

Fizyko-chemiczne badania materiałów syntetycznych- biologicznie kompatybilnych, przydatnych do zastosowania w stomatologii i chirurgii kości prowadzone są przy współpracy z Uniwersytetem, (NYU), w Nowym Yorku.

Kontynuowane są badania w zakresie oczyszczania ścieków przemysłowych i komunalnych od fosforu prowadzone także pod kątem wykorzystania otrzymywanych osadów do produkcji związków fosforu. Badania w tym zakresie obejmują w szczególności metody termiczne utylizacji odpadów z oczyszczania ścieków komunalnych, oraz odzysk fosforu z popiołów ze spalania tych osadów metodami ekstrakcji kwaśnej i zasadowej, oraz wytwarzanie z ekstraktów fosforanów wapnia.

Nowe kierunki badań obejmują metody termicznej utylizacji odpadów ściekowych i półproduktów, oraz odpadów z przemysłu mięsnego. Celem tych prac jest opracowanie metod odzysku związków fosforu z popiołów po obróbce termicznej wymienionych materiałów i ich powtórne użycie jako surowca do wytwarzania fosforanów wapnia, które mogą być używane w przemyśle nawozowym i paszowym.

W Zespole Technologii i Utylizacji Odpadów Metalonośnych podstawowy zakres prac dotyczy utylizacji odpadów poflotacyjnych ZG Trzebionka, a zwłaszcza ich zastosowania jako głównego składnika samozestalających się mieszanin podsadzkowych. Temat ten realizowany jest w ramach projektu celowo z Zakładami Górniczymi Trzebionka w Trzebini.

W Zespole Korozji badania koncentrują się głównie na kinetyce i mechanizmie siarkowania metali z grupy przejściowej. Przebadano własności transportowych siarczków w szerokim zakresie temperatur i ciśnień parcjalnych siarki. Wykonano badania zachowania się metali i stopów w atmosferach utleniająco-siarkujących (SO2). Stwierdzono, że siarczki tworzą się w początkowym etapie utleniania, a ich dalszy wzrost odbywa się w wyniku dordzeniowego transportu cząsteczek siarki i SO2. Opracowana została technologia rozwinięcia powierzchni na foliach stopu Fe-Cr-Al poprzez wysokotemperaturowe utlenianie w mieszaninach SO2/O2 (grant celowy z Hutą Baildon). Metoda ta polega, na wytworzeniu zgorzeliny o strukturze wiskerów zbudowanych z tlenków aluminium. Materiały te służą do opracowania nośników metalicznych o rozwiniętej powierzchni przeznaczonych do katalizatorów samochodowych. Wykonano badania utleniania stali Fe-Cr-Mn w atmosferach zawierających siarkę. Prowadzone są również badania nad zachowaniem się TBC w warunkach korozji siarkowej.

Prace dotyczące korozji wysokotemperaturowej koncentrują się na badaniach kinetyki i mechanizmu siarkowania materiałów konstrukcyjnych przeznaczonych do pracy w przemyśle energetycznym. Badano mechanizm narastania zgorzeliny, ich budowę morfologiczną i skład fazowy (opracowano powłoki typu hybrydowego wykorzystywane w niskoemisyjnych kotłach energetycznych – grant celowy z EC Siekierki).

Zespól badań nad technologiami spalania prowadzi badania nad procesami spalania fluidalnego, utylizacją termiczną odpadów przy zastosowaniu spalania fluidalnego, podstawami teoretycznymi procesów spalania, oraz utylizacją popiołów. Przeprowadzono analizę zjawisk fizycznych i procesów chemicznych zachodzących w pęcherzach, w których dochodzi do wybuchów w czasie ich przepływu przez złoże fluidalne. Badano emisję w paśmie widzialnym, związaną z chemiluminescencją towarzyszącą reakcjom rodnikowym występujących podczas spalania. Uzyskane wyniki pozwalają na sformułowanie poprawnych fizycznie modeli procesu spalania paliw gazowych w inertnych złożach fluidalnych.