Diatomová zem, bežne označovaná ako diatomit, je prírodný sedimentárny materiál, ktorý vzniká výlučne z fosilizovaných pozostatkov diatôm — mikroskopických vodných organizmov, ktoré vylučujú krehké škrupiny na báze kremíka, tzv. frustuly. Tieto malé jednobunkové organizmy prekvitajú v rôznorodých vodných nádržiach, od teplých tropických jazier a morských zátok po studené oceánske hĺbky a sladkovodné rieky, prispôsobujúc sa rôznym teplotám a hladinám živín. Keď diatomy dokončia svoj životný cyklus (ktorý trvá zvyčajne len niekoľko dní až týždňov), ich frustuly – odolné voči rozkladu – postupne klesajú ku dnu vodných nádrží a časom tvoria tenké vrstvy. Počas miliónov rokov sa tieto vrstvy hromadia do značnej hrúbky a geologické procesy začínajú pôsobiť: postupná kompresia spôsobená váhou nadložných usadenín vytláča prebytočnú vodu, zatiaľ čo minerálmi obohatené tekutiny prenikajú cez vrstvy a spojujú frustuly do pevných, pórovitých ložísk diatomovej zeme. Najvýraznejšou vlastnosťou diatomovej zeme je jej komplikovaná pórovitá štruktúra, ktorá je priamym odrazom medovníkovitých, rebrovitých alebo trnovitých tvarov frustúl. Táto štruktúra vytvára obrovský vnútorný povrch — často stovky štvorcových metrov na gram — čo diatomovej zemi dodáva silné adsorpčné schopnosti, efektívne filtračné vlastnosti a vynikajúce izolačné schopnosti. Práve tieto základné vlastnosti ju robia nevyhnutnou v širokej škále priemyselných aplikácií, od úpravy až po stavebníctvo.
Filtrácia je jednou z najzrelších a najrozšírenejších aplikácií diatomovej zeminy, ktorá využíva svoju pórovitú štruktúru ako prírodné filtračné médium schopné zachytávať drobné častice – niektoré dokonca len niekoľko mikrometrov veľké – neviditeľné voľným okom. Vo výrobe sa na diatamovú zeminu spoliehajú nespočetné odvetvia pri presnej úprave kvapalín. Napríklad v chemickom priemysle sa diatamová zemina používa na filtrovanie roztokov letúcich rozpúšťadiel a vysoko čistých reagentov používaných pri výrobe farmaceutických intermediátov (nelekárskych) a elektronických súčiastok. Zachytáva dokonca stopové pevné nečistoty, ktoré by mohli znečistiť konečný výrobok alebo upchať citlivé výrobné zariadenia, ako sú mikroreaktory. V ropnom rafinériách je kľúčovou zložkou pri filtrovaní derivátov crude oil, ako sú mazivé oleje, nafta a letecké palivá (mimo leteckého použitia), pričom odstraňuje jemné pevné častice a lepkavé koloidné látky, ktoré by mohli zhoršiť mazacie vlastnosti oleja alebo spôsobiť usadeniny v motore. Okrem filtračných kvapalín hrá diatamová zemina dôležitú úlohu aj pri filtračnej úprave vzduchu. Po spracovaní na jemné prášky a viazané do pórovitých filtračných kaziet sa používa v priemyselných odsávačoch prachu v odvetviach ako spracovanie kovov, výroba cementu a spracovanie dreva. Tieto kazety zachytávajú prach, triesky a škodlivé častice z výrobných línií, výrazne zlepšujú kvalitu vzduchu vo výrobných priestoroch a znížia riziko respiračných ochorení u pracovníkov.
Čistenie odpadových vôd je ďalšou kľúčovou oblasťou uplatnenia, v ktorej diatomit preukazuje vynikajúce vlastnosti, najmä vzhľadom na zvyšujúci sa globálny dôraz na ochranu vody a kontrolu znečistenia. So zvyšujúcou sa ekologickou povedomím sa čistenie priemyselných a komunálnych odpadových vôd na splnenie prísných noriem vypúšťania stáva celosvetovou prioritou pre vlády aj podniky. Vysoká adsorpčná kapacita diatomitu – vyplývajúca z jeho pórovitej štruktúry – ho robí ideálnym materiálom na úpravu odpadových vôd, pretože dokáže súčasne odstraňovať viaceré kontaminanty. Po pridaní do nádrží s odpadovými vodami sa častice diatomitu rovnomerne rozptýlia a na svoje povrchy adsorbujú organické znečisťujúce látky (napr. syntetické farbivá z textilného priemyslu), ťažké kovy (ako olovo a kadmium z výroby elektroniky) a suspendované tuhé látky (napr. kal z papierní). Tieto adsorbované častice sa potom prirodzene zhlukujú do väčších a hustších flók, ktoré rýchlo klesajú na dno pôsobením gravitácie – čím eliminujú potrebu drahého mechanického separačného zariadenia. V porovnaní so syntetickými flokulantmi (ktoré často obsahujú toxické chemikálie a rozkladajú sa počas niekoľkých rokov) je diatomit netoxický, biologicky rozložiteľný a nezanecháva žiadne škodlivé zvyšky, čím sa predchádza sekundárnemu znečisteniu vôd. Mnohé textilné továrne a tlačiarenské prevádzky napríklad používajú čistiace systémy na báze diatomitu na odstraňovanie tvrdohlavých zvyškov farbív (ako reaktívne alebo disperzné farbivá) z odpadových vôd, čím efektívne dosahujú požadované limity vypúšťania a zároveň znížia dlhodobé náklady na čistenie.
Vo výstavbe sa diatomová zem vyvinula na veľmi žiadaný materiál pre zelené budovy, odvetvie, ktoré rýchlo rastie v dôsledku celosvetového úsilia o energetickú účinnosť a nízkoemisný životný štýl. Jej vlastné nízke hmotnostné parametre a izolačné vlastnosti dokonale vyhovujú požiadavkám na energeticky úspornú výstavbu, keďže ľahké materiály znižujú zaťaženie konštrukcie budov (čím sa znížia náklady na stavbu základov), zatiaľ čo izolácia šetrí energiu. Po pridaní do stenových materiálov – ako sú diatomitové sadrokartónové dosky, stierky na vnútorné steny a ekologické nátery – vytvára tepelnú bariéru, ktorá spomaľuje prenos tepla. Napríklad budovy, ktoré používajú stenové panely z diatomovej zeme, môžu znížiť spotrebu energie na vykurovanie v zime až o tridsať percent a chladenie v lete o podobnú mieru, čím priamo smerujú k cieľom úspory energie a zníženia emisií uhlíka. Navyše sa diatamová zem výrazne odlišuje od tradičných stavebných materiálov vďaka svojej vynikajúcej schopnosti regulovať vlhkosť. Dokáže aktívne pohlcovať nadbytočnú vlhkosť z ovzdušia počas vlhkého obdobia (čím zabraňuje tvorbe plesne, odlupovaniu stien a rastu plesní, ktoré poškodzujú kvalitu vnútorného ovzdušia) a uvoľňuje uloženú vlhkosť späť do ovzdušia, keď klesne vlhkosť – a tým udržiava relatívnu vlhkosť vo vnútorných priestoroch medzi štyridsiatimi a šesťdesiatimi percentami, čo je rozsah najpohodlnejší pre ľudské zdravie. Tieto vlastnosti robia materiálom na báze diatomovej zeme mimoriadne obľúbenými v bytových komunitách, kancelárskych budovách a zdravotníckych zariadeniach (nelekárske oblasti), ktoré smerujú k získaniu ekologických certifikácií, ako sú LEED alebo BREEAM.
Okrem vyššie uvedených aplikácií slúži diatomit ako univerzálna funkčná prísada v mnohých priemyselných odvetviach vďaka svojej chemickej inertnosti a štrukturálnej stabilite. V plastovom a gumárskom priemysle sa bežne používa ako zosilňujúca plniaca látka, ktorá zvyšuje výkon výrobkov a súčasne zníži náklady. Pri miešaní do plastových kompozítov na výrobky ako vodovodné rúry, vonkajšie nábytky a elektrické skrine sa častice diatomitu rovnomerne rozptýlia, čím zvyšujú mechanickú pevnosť (odolnosť voči praskaniu a nárazom), odolnosť proti opotrebeniu (predlžujú životnosť výrobkov) a tepelnú stabilitu (zabraňujú deformácii pri vysokých teplotách). U gumových výrobkov, ako tesniace krúžky alebo dopravné pásy, zvyšuje pevnosť v ťahu a zníži smršťovanie počas vulkanizácie – a to všetko pri nahradení až dvadsiatich percent drahších surových polymérov, čo výrazne zníži výrobné náklady. V náterovom priemysle pôsobí ako vysokovýkonný matný činidlo, ktoré vytvára žiaduce povrchy. Častice diatomitu – s ich nepravidelným tvarom a pórovitými povrchmi – rovnomerne rozptyľujú svetlo na vysušených náterových povrchoch, čím odstraňujú nadmerný lesk a vytvárajú hladké matné alebo polomatné povrchy, ktoré sú obľúbené v architektonických náteroch (na steny a stropy) a náteroch na nábytok (na drevené skrinky a podlahy). Výrobcovia môžu upravovať veľkosť častíc diatomitu, aby ovládali intenzitu matnosti, čím ponúkajú flexibilné riešenia pre rôzne dizajnové potreby. Okrem toho sa diatomit používa ako nosič v katalytickej výrobe. Jeho veľká povrchová plocha poskytuje bohaté prichytenie katalytických častíc, zatiaľ čo jeho inertný charakter zabezpečuje, že nereaguje s reaktantmi ani produktmi. To zvyšuje katalytickú účinnosť pri chemických reakciách, ako je organická syntéza a spracovanie ropy, a znižuje spotrebu energie a tvorbu vedľajších produktov.
×
