Module also offered within study programmes:
General information:
Name:
Mineral engineering in environmental protection
Course of study:
2015/2016
Code:
BOS-2-206-TO-s
Faculty of:
Geology, Geophysics and Environmental Protection
Study level:
Second-cycle studies
Specialty:
Techniques of Environment Remediation
Field of study:
Environmental Protection
Semester:
2
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Full-time studies
Course homepage:
 
Responsible teacher:
dr hab. inż. Bajda Tomasz (bajda@geol.agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr hab. inż. Bajda Tomasz (bajda@geol.agh.edu.pl)
dr hab. inż. Matusik Jakub (jmatusik@agh.edu.pl)
Module summary

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera środowiska, szczególnie jej wpływ na środowisko naturalne oraz związaną z tym odpowiedzialność za podjęte decyzje OS2A_K09 Report
Skills
M_U001 Umie zaprojektować i wykonać eksperyment syntezy wybranych odmian kompozytów i materiałów mineralnych, dokonać ich charakterystyki chemicznej i fazowej oraz wskazać ich zastosowanie w ochronie środowiska OS2A_U17, OS2A_U21, OS2A_U16, OS2A_U01 Report
M_U002 Potrafi interpretować wyniki badań właściwości wysyntetyzowanych kompozytów i materiałów OS2A_U12 Report
Knowledge
M_W001 Ma podstawową wiedzę na temat badań nad otrzymywaniem materiałów i kompozytów o kontrolowanej strukturze i własnościach fizykochemicznych OS2A_W18, OS2A_W07 Test
M_W002 Posiada podstawową wiedzę na temat wybranych technologii mineralnych stosowanych w odnowie środowiska OS2A_W18, OS2A_W07, OS2A_W08 Test
M_W003 Ma ogólną wiedzę na temat sposobów wykorzystania i podstawowych zastosowań w ochronie środowiska syntetycznych kompozytów mineralnych i organo-mineralnych OS2A_W18, OS2A_W07, OS2A_W08 Test
M_W004 Potrafi opisać wybrane procesy przemysłowe, w których stosowane są osiągnięcia inżynierii mineralnej OS2A_W18, OS2A_W07, OS2A_W08 Test
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 Ma świadomość ważności i rozumie pozatechniczne aspekty i skutki działalności inżyniera środowiska, szczególnie jej wpływ na środowisko naturalne oraz związaną z tym odpowiedzialność za podjęte decyzje + - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 Umie zaprojektować i wykonać eksperyment syntezy wybranych odmian kompozytów i materiałów mineralnych, dokonać ich charakterystyki chemicznej i fazowej oraz wskazać ich zastosowanie w ochronie środowiska - - + - - - - - - - -
M_U002 Potrafi interpretować wyniki badań właściwości wysyntetyzowanych kompozytów i materiałów - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Ma podstawową wiedzę na temat badań nad otrzymywaniem materiałów i kompozytów o kontrolowanej strukturze i własnościach fizykochemicznych + - - - - - - - - - -
M_W002 Posiada podstawową wiedzę na temat wybranych technologii mineralnych stosowanych w odnowie środowiska + - - - - - - - - - -
M_W003 Ma ogólną wiedzę na temat sposobów wykorzystania i podstawowych zastosowań w ochronie środowiska syntetycznych kompozytów mineralnych i organo-mineralnych + - - - - - - - - - -
M_W004 Potrafi opisać wybrane procesy przemysłowe, w których stosowane są osiągnięcia inżynierii mineralnej + - + - - - - - - - -
Module content
Lectures:

1. Aktualne kierunki badań nad uzyskaniem nowych pochodnych minerałów i substancji mineralnych w aspekcie otrzymywania materiałów i kompozytów stosowanych w inżynierii i ochronie środowiska.
2. Omówienie znaczenia tych materiałów we współczesnych technologiach.
3. Nukleacja i wzrost kryształów z roztworów. Rekrystalizacja.
4. Omówienie podstaw inżynierii struktury zeolitów dla otrzymywania odmian o zdefiniowanej morfologii, mikrostrukturze oraz chemiźmie.
5. Sterowanie procesem synetzy zeolitów z minerałów ilastych, popiołów lotnych i innych materiałów odpadowych.
6. Właściwości i zastosowanie sorbentów mineralnych i węglowych w inżynierii i ochronie środowiska.
7. Interkalowane pochodne minerałów ilastych o zdefiniowanej mikrostrukturze (sita molekularne), sorbenty.
8. Perspektywy otrzymywania nowych kompozytów organiczno-mineralnych.

Laboratory classes:

Synteza, preparatyka i charakterystyka fazowa i chemiczna materiałów wykorzystywanych w inżynierii mineralnej. Transformacja popiołów lotnych w zeolity. Synteza sorbentów mineralnych oraz modyfikacja ich właściwości sorpcyjnych. Eksperymenty sorpcji wybranych związków nieorganicznych i organicznych na syntetycznych sorbenatch i produktach ich modyfikacji. Zastosowanie metod analizy fazowej do identyfikacji i opisu neoformowanych faz mineralnych.

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 79 h
Module ECTS credits 3 ECTS
Participation in lectures 14 h
Participation in laboratory classes 28 h
Preparation for classes 10 h
Preparation of a report, presentation, written work, etc. 10 h
Realization of independently performed tasks 15 h
Examination or Final test 2 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

ocena końcowa = 0,5 × ocena ze sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych + 0,5 × ocena z kolokwium

Prerequisites and additional requirements:

Znajomość podstaw mineralogii i chemii nieorganicznej

Recommended literature and teaching resources:

Blicharski M. 1995. Wstęp do Inżynierii Materiałowej, Wyd. AGH, Kraków.
Bolewski A., Manecki A. 1993. Mineralogia szczegółowa. Polska Agencja Ekologiczna.
Bolewski A., Żabiński W. (red.). 1988. Metody badań minerałów i skał.
Dereń J., Haber J., Pampuch R. 1975. Chemia Ciała Stałego, PWN, Warszawa.
Handke M. 2008. Krystalochemia krzemianów. Wyd. AGH, Kraków.
McMurry J. 2010. Chemia organiczna.
Pampuch R. 2005. Współczesne Materiały Ceramiczne. Ucz. Wyd. Naukowo-Dydaktyczne, Kraków.

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

Bahranowski, K., Włodarczyk, W., Wisła-Walsh, E., Gaweł, A., Matusik, J., Klimek, A., Gil, B., Michalik-Zym,
A., Dula, R., Socha, R.P., Serwicka, E.M. 2015. [Ti,Zr]-pillared montmorillonite – A new quality with respect to Ti- and Zr-pillared clays. Microporous and Mesoporous Materials, 202, 155-164.
Bajda T. 2011. Dissolution of mimetite Pb5(AsO4)3Cl in low-molecular-weight organic acids and EDTA.
Chemosphere, 83(11), 1493–1501.
Bajda T., Kłapyta Z. 2006. Sorption of chromate by clinoptilolite modified with alkylammonium surfactants.
Mineralogia Polonica, 37(2), 93–99.
Bajda T., Mozgawa W., Manecki M., Flis J. 2011. Vibrational spectroscopic study of mimetite-pyromorphite
solid solutions. Polyhedron, 30(15), 2479–2485.
Bajda T., Szmit E., Manecki M. 2005. Removal of As(V) from solutions by precipitation of mimetite Pb5(AsO4)3Cl. W: Pawłowski L., Dudzińska M., Pawłowski A. (red.). Environmental engineering: proceedings of the second national congress of Environmental engineering, Lublin, Poland, 4–8 September 2005. Taylor & Francis, London, s. 119–124.
Flis J., Borkiewicz O., Bajda T., Manecki M., Klasa J. 2010. Synchrotron-based X-ray diffraction of the lead
apatite series Pb10(PO4)6Cl2-Pb10(AsO4)6Cl2. Journal of Synchrotron Radiation, 17(2), 207–214.
Grela A., Bajda T., Mikuła J. 2015. Skład mineralny i właściwości teksturalne zeolitów z metakaolinu — The mineral composition and textural properties of zeolites with metakaolin. Przemysł Chemiczny, 94(4), 619–622.
Kleszczewska A., Manecki M., Figuła A., Bajda T. 2009. Immobilization of Pb2+ using new generation glass fertilizers. Fresenius Environmental Bulletin, 18(7a), 1205–1209.
Matusik J., Bajda T., Manecki M. 2008. Immobilization of aqueous cadmium by addition of phosphates.
Journal of Hazardous Materials, 152, 1332–1339.
Matusik, J., Gaweł, A., Bielańska, E., Osuch, W., Bahranowski, K. 2009. The effect of structural order on nanotubes derived from kaolin-group minerals. Clays and Clay Minerals, 57, 452-464.
Matusik, J., Stodolak, E., Bahranowski, K. 2011. Synthesis of polylactide/clay composites using structurally different kaolinites and kaolinite nanotubes. Applied Clay Science, 51, 102-109.
Matusik, J., Wisła-Walsh, E., Gaweł, A., Bielańska, E., Bahranowski, K. 2011. Surface area and porosity of nanotubes obtained from kaolin minerals of different structural order. Clays and Clay Minerals, 59, 16-135.
Matusik, J., Gaweł, A., Bahranowski, K. 2012. Grafting of methanol in dickite and intercalation of hexylamine. Applied Clay Science, 56, 63-67
Matusik, J., Scholtzová, E., Tunega, D. 2012. Influence of Synthesis Conditions on the Formation of a Kaolinite-Methanol Complex and Simulation of Its Vibrational Spectra. Clays and Clay Minerals, 60, 227-239.
Matusik, J., Bajda, T. 2013. Immobilization and reduction of hexavalent chromium in the interlayer
space of positively charged kaolinites. Journal of Colloid and Interface Science, 398, 74-81.
Matusik, J., Kłapyta, Z. 2013. Characterization of kaolinite intercalation compounds with benzylalkylammonium chlorides using XRD, TGA/DTA and CHNS elemental analysis. Applied Clay Science, 83-84, 433-440.
Matusik, J., Kłapyta, Z., Olejniczak, Z. 2013. NMR and IR study of kaolinite intercalation compounds with benzylalkylammonium chlorides. Applied Clay Science, 83-84, 426-432.
Matusik, J. 2014. Arsenate, orthophosphate, sulfate, and nitrate sorption equilibria and kinetics for halloysite and kaolinites with an induced positive charge. Chemical Engineering Journal, 246, 244-253.
Matusik, J., Matykowska, L. 2014. Behaviour of kaolinite intercalation compounds with selected ammonium
salts in aqueous chromate and arsenate solutions. Journal of Molecular Structure, 1071, 52-59.
Michalik-Zym, A., Dula, R., Duraczyńska, D., Kryściak-Czerwenka, J., Machej, T., Socha, R.P., Włodarczyk, W., Gaweł, A., Matusik, J., Bahranowski, K., Wisła-Walsh, E., Lityńska-Dobrzyńska, L., Serwicka, E.M. 2015. Active, selective and robust Pd and/or Cr catalysts supported on Ti-, Zr- or [Ti,Zr]-pillared montmorillonites for destruction of chlorinated volatile organic compounds. Applied Catalysis B: Environmental, 174-175, 293-307.
Mozgawa W., Bajda T. 2005. Spectroscopic study of heavy metals sorption on clinoptilolite. Physics and Chemistry of Minerals, 31, 706–713.
Mozgawa W., Król M., Bajda T. 2009. Application of IR spectra in the studies of heavy metal cations immobilization on natural sorbents. Journal of Molecular Structure, 924–926, 427–433.
Ratajczak T., Rzepa G., Bajda T. (red.) 2013. Sorbenty Mineralne – Surowce, Energetyka, Ochrona Środowiska, Nowoczesne Technologie, Wyd. AGH, Kraków.
Szala B., Bajda T., Jeleń A. 2015. Removal of chromium(VI) from aqueous solutions using zeolites modified with HDTMA and ODTMA surfactants. Clay Minerals, 50, 103–115.
Szala B., Bajda T., Matusik J., Zięba K., Kijak B. 2015. BTX sorption on Na-P1 organo-zeolite as a process controlled by the amount of adsorbed HDTMA. Microporous and Mesoporous Materials, 202, 115–123.
Szala B., Greiner-Wronowa E., Piccardo P., Kwaśniak-Kominek M., Bajda T. 2014. Influence of environment
on the corrosion of glass-metal connections. Applied Physics, A, Materials Science & Processing, 116(4) 1627–1635.
Szala B., Turek P., Bajda T., Matusik J. 2013. Optymalizacja procesu syntezy organo-zeolitu. W: Szychowski D. (red.). Młodzi dla techniki: wybrane problemy naukowo-badawcze chemii i technologii chemicznej. Politechnika Warszawska. Wydział Budownictwa, Mechaniki i Petrochemii. P.P.H. „DRUKARNIA” Sp.z o.o., s. 109–118.

Additional information:

None