Татарско-Шатрашанское цеолитсодержащее месторождение, расположенное на юго-западе Республики Татарстан, содержит большое количество кальцита (10–50%) от общей массы породы, а также других минералов – цеолита, опал-кристобаллит-тридимита. Такой состав требует дорогостоящего процесса обогащения цеолита, существенно сказывающегося на стоимости конечного продукта. В работе предлагается применение цеолитсодержащей породы для синтеза кальциевых силикатов, в частности, волластонита. В качестве Са-содержащего исходного материала в данной работе были использованы кальцит – мука известняковая (доломитовая), в качестве кремнийсодержащего материала была использована цеолитсодержащая кремнистая порода Татарско-Шатрашанского месторождения, включающая в себя также и источник кальция, в виде кальцита (до 40%). Процесс твердофазного синтеза проводился в муфельной печи SNOL 1100/7,2 при температурах 900 и 1100°С, подъем до заданной температуры осуществлялся со скоростью 5 °C/мин, выдержка составляла 3 часа. Исходные компоненты смешивали в стехиометрических соотношениях СаО:SiO2=0,7-1,1. В работе применялся общепринятый метод идентификации продуктов синтеза – рентгенографический количественный анализ. Показано, что при соотношении CaO:SiO2 в пределах 0,8-0,9 и изотермической выдержки в течение 3 часов при температуре 1100 °C наблюдается наибольший выход волластонита – 67–79%. Морфологию кальциевого силиката изучали методом растровой электронной микроскопии. Полученный кальциевый силикат можно охарактеризовать как спеченный продукт с малым соотношениям сторон, по своей форме, близкой к таблитчатым структурам. Волластонит такой формы может применяться в керамической промышленности, в качестве эффективной добавки, улучшающих сушильные характеристики керамических масс.

1. Айметдинов Р.Р., Макарова И.А., Бузаева М.В. Сорбционные методы в системах очистки природных вод // Наставничество и экология: сборник научных трудов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых учёных, преподавателей, приуроченной к IX Ежегодному молодежному фестивалю в области устойчивого развития ВУЗЭКОФЕСТ. Ульяновск, 2023. С. 123–125.

2. Burakov A., Galunin E., Burakova I., Kucherova A. et al. Adsorption of heavy metals on conventional and nanostructured materials for wastewater treatment purposes: A review // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018. V. 148. P. 702-712. doi: 10.1016/j.ecoenv.2017.11.034

3. Javed M., Cheng S., Zhang G., Dai P. et al. Complete encapsulation of zeolite supported Co based core with silicalite-1 shell to achieve high gasoline selectivity in Fischer-Tropsch synthesis // Fuel. 2018. V. 215. P. 226-231. doi: 10.1016/j.fuel.2017.10.042

4. Matiur R., Asif H. Green synthesis, properties, and catalytic application of zeolite (P) in production of biofuels from bagasse // International Journal of Energy Research. 2019. № 6. P. 1-8. doi: 10.1002/er.4628

5. Fanta F.T., Dubale A.A., Bebizuh D.F., Atlabachew M. Copper doped zeolite composite for antimicrobial activity and heavy metal removal from waste water // BMC Chemistry. 2019. V. 13. P. 1-12. doi: 10.1186/s13065-019-0563-1

6. Tran Y.T., Lee J., Kumar P., Kim K.-H. et al. Natural zeolite and its application in concrete composite production // Composites Part B. 2019. V. 165. P. 354-364. doi: 10.1016/j.compositesb.2018.12.084

7. Исламова Р.Р., Яковлева Г.Ю., Тюрин А.Н., Ильинская О.Н. и др. Цеолиты Татарско-Шатрашанского месторождения как носители модельного альбумина для перспективной адсорбции терапевтических белков // Записки Российского минералогического общества. 2022. № 1. С. 105–113.

8. Кулагина Е.М., Громова Е.Ю., Юсупова Р.И., Багаутдинов Ф.Ф. и др. Исследование адсорбционной способности цеолитов Татарско-Шатрашанского месторождения, применяемых в качестве гетерофункциональных сорбентов для получения органоминерального удобрения // Вестник Казанского технологического университета. 2019. № 7. С. 56–60.

9. Skleničková K., Koloušek D., Pečenka M., Vejmelková D. et al. Application of zeolite filters in fish breeding recirculation systems and their effect on nitrifying bacteria // Aquaculture. 2020. V. 516. doi: 10.1016/j.aquaculture.2019.734605

10. Irannajad M., Kamran Haghighi H. Removal of heavy metals from polluted solutions by zeolitic adsorbents: a review // Environmental Processes. 2021. V. 8. P. 7-35. doi: 10.1007/s40710-020-00476-x

11. Mishagin K., Gotlib E., Yamaleeva E., Sokolova A. et al. Comparison of the Properties of Calcium Silicates Derived from Different Raw Materials // E3S Web of Conferences. 2023. V. 410. P. 01001. doi: 10.1051/e3sconf/202341001001

12. Skawińska A., Owsiak Z. Wpływ zeolitu syntetycznego na syntezę tobermorytu Effect of synthetic zeolite on tobermorite synthesis // Cement Wapno Beton. 2022. V. 27. № 5. P. 320–329. doi: 10.32047/CWB.2022.27.5.2

13. Smalakys G., Siauciunas R. The synthesis of 1.13 nm tobermorite from carbonated opoka // Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2018. V. 134. P. 493–502. doi: 10.1007/s10973–018–7418–1

14. Попов Р.Ю., Дятлова Е.М., Самсонова А.С., Шиманская А.М. Синтез волластонитсодержащей керамики на основе природного сырья республики Беларусь // Стекло и керамика. 2023. № 4. С. 12–21.

15. Novembre D., Pace C., Gimeno D. Synthesis and characterization of wollastonite2M by using a diatomite precursor // Mineralogical Magazine. 2018. V. 82. № 1. P. 95–110. doi: 10.1180/minmag.2017.081.025

16. y González-Barros M.R., García-Ten J., Alonso-Jiménez A. Synthesis of wollastonite fromdiatomite-rich marls and itspotential ceramic uses // Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 2023. V. 61. № 6. P.585–594. doi: 10.1016/j.bsecv.2021.05.002

17. Güler S., Yavaş A., Pulat G., Özcan Ş. et al. Green 3step synthesis of bioactive wollastonite from industrial wastes: effects of sintering temperature, sintering time and milling time // Journal of the Australian Ceramic Society. 2023. V. 59. P. 605–620. doi: 10.1007/s41779–023–00860–4

18. Мишагин К.А., Ямалеева Е.С., Готлиб Е.М., Хацринов А.И. Изучение влияния кислотной активации на сорбционные характеристики цеолит содержащей кремнистой породы // Вестник технологического университета. 2022. Т. 25. № 6. С. 73–81.

19. Шичалин О.О., Тарабанова А.Е., Папынов Е.К., Федорец А.Н. и др. Гибридный микроволновой твердофазный синтез волластонита на основе природного возобновляемого сырья // Журнал неорганической химии. 2022. Т. 67. № 9. С. 1266–1273.

20. Muhammad A.A.H., Hasmaliza M., Zalita Z., Hamisah I. Comparative study on the physicomechanical, bioactivity, and biocompatibility properties of β-wollastonite and β-wollastonite/maghemite/strontium composites // Journal of the Australian Ceramic Society. 2023. V. 59. P. 449-458. doi: 10.1007/s41779-023-00855-1