Wpływ składu chemicznego leukogranitów z rejonu Sobótki (Dolny Śląsk) na barwę uzyskanych z nich tworzyw ceramicznych

• Autorzy: Lewicka E.

Warianty tytułu

EN

The examinations of the influence of chemical composition of leucogranites from the Sobótka Region on the color of the obtained ceramic bodies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia rezultaty kolejnego etapu badań próbek leukogranitów pochodzących ze złóż zlokalizowanych w masywie Strzegom-Sobótka na Dolnym Śląsku: Pagórki Wschodnie, Pagórki Zachodnie, Stary Łom i Strzeblów I. Celem prowadzonych prac jest ustalenie przyczyn zróżnicowania barwy próbek po wypaleniu w 1200ºC. Omawiany etap obejmował wykonanie pełnej analizy chemicznej na zawartość pierwiastków głównych i śladowych wszystkich próbek oraz badania metodą spektroskopii mössbauerowskiej dwóch z nich. Analiza składu chemicznego wykazała, że najciemniejszym zabarwieniem charakteryzują się próbki o najwyższych zawartościach składników barwiących: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce i Nd oraz V, przy relatywnie niskim udziale TiO2. Badania mössbauerowskie ujawniły przewagę ilościową Fe2+nad Fe3+ w próbce o ciemniejszej barwie i wysokim udziale Fe2O3, podczas gdy parametry jej widma sugerują, że Fe2+ może zajmować pozycję oktaedryczną, co prawdopodobnie jest źródłem zimnego błękitnawego odcienia. W drugiej z analizowanych próbek, o niższej zawartości Fe2O3 i relatywnie wysokim udziale TiO2, Ce i Nd, dominują natomiast kationy Fe3+ przypuszczalnie w koordynacji tetraedrycznej, powodując jej ciepły, czerwonawy odcień. Powyższe obserwacje i uzyskane wyniki badań skłaniają do stwierdzenia, że pojawienie się określonego zabarwienia próbek po wypaleniu należy wiązać z obecnością jonów metali przejściowych na różnym stopniu utlenienia, niektórych REE i aktynowców w strukturze minerałów.

EN

The article presents the results of successive stage of research of leucogranite samples coming from deposits of leucogranites located in the Strzegom-Sobótka massif in Lower Silesia: Pagórki Wschodnie, Pagórki Zachodnie, Stary Łom, and Strzeblów I. The goal of this examination is establishing the causes of color variation of these samples after firing at 1200° C. This step encompassed a detailed chemical analysis for main and trace elements contents of all investigated samples as well as Mössbauer studies of two of them. The chemical analysis reveals that the darkest samples are characterized by the highest contents of the following coloring components: Fe2O3, MnO, Th, U, Ce, Nd, and V, accompanied by a relatively low amount of TiO2. The Mössbauer studies demonstrated the quantitative predominance of Fe2+ over Fe3+ in the sample of relative darker hue with a high content of Fe2O3, while its spectra parameters suggest that Fe2+ is located in octahedral coordination that can result in cold blue tint. Cations Fe3+ (located probably in the tetrahedral position) prevail in the other analyzed sample that contain less Fe2O3 and a relatively high content of TiO2, Ce, and Nd. This probably causes a warm, reddish shade of the sample. The above-mentioned observations and examinations lead to the finding that the color of the analyzed samples after firing originates from ions of transition elements of various valence states, as well as some REE and actinides in the structure of minerals.

Słowa kluczowe

PL

leukogranity; metale przejściowe; spektroskopia mössbauerowska

EN

leucogranites; transition metals; Mössbauer spectroscopy

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2016
• Tom: nr 92
• Strony: 105--115
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Lewicka E.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków

Bibliografia

• [1] Alberto i in. 1992 – Alberto, H.V., Gil, J.M., Ayres DeCampos, N. i Mysen, B.O. 1992. Equilibria of iron in Ti-bearing calcium silicate quenched glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, s. 39–50.
• [2] Bancroft, G.M. 1973. Mössbauer Spectroscopy. Londyn: McGraw Hill.
• [3] Bolewski i in. 1991 – Bolewski, A., Budkiewicz, M. i Wyszomirski, P. 1991. Surowce ceramiczne. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 397 s.
• [4] Chyandrasekhar, S. i Ramaswamy, S. 2002. Influence of mineral impurities on the properties of kaolin and its thermally treated products. Applied Clay Science 21, s. 133–142.
• [5] Dziubak, C. 2012. Fizykochemiczne podstawy syntezy ceramicznych pigmentów cyrkonowych. Kraków: Ceramika/Ceramics 112, 179 s.
• [6] Lewicka, E. 2015. Barwa po wypaleniu a skład mineralny kopalin skaleniowych z rejonu Sobótki. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 29(1), s. 35–51.
• [7] Lewicka, E. 2013. Badanie wpływu domieszek żelaza na parametry barwy kopalin skaleniowo-kwarcowych po wypaleniu. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 31(1), s. 81–94.
• [8] Lewicka, E. 2005. Gospodarka surowcami skaleniowymi. [W:] Surowce mineralne Polski. Surowce skalne. Surowce krzemionkowe i skaleniowe red. R. Ney. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, s. 139–155.
• [9] Mielicki, J. 1997. Zarys wiadomości o barwie. Łódź: Fund. Rozw. Pol. Kolor.
• [10] Nassau, K. 1978. The origins of color in minerals. American Mineralogist 63, s. 219–229. Mineralogical Society of America.
• [11] Nieć, M. 2005. Złoża kopalin skaleniowych. [W:] Surowce mineralne Polski. Surowce skalne. Surowce krzemionkowe i skaleniowe [red. R. Ney]. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN, s. 101–110.
• [12] Polański, Z. 1984. Planowanie doświadczeń w technice. Warszawa: PWN.
• [13] Sikora, W. 1974. Żelazo w kaolinach pierwotnych Dolnego Śląska. Prace Mineralogiczne 39. Warszawa: Wydawnictwa Geologiczne, 76 s.
• [14] Spiering, B. i Seifert, F. A. 1985. Iron in silicate glasses of granitic composition: a Mössbauer spectroscopic study. Contributions to Mineralogy and Petrology. Springer-Verlag, s. 63–73.
• [15] Steffen i in. 1984 – Steffen, G., Seifert, F.A. i Amthauer, G. 1984. Ferric iron in sapphirine: A Mössbauer spectroscopic study. American Mineralogist 69, s. 339–349. Mineralogical Society of America.
• [16] Stevens i in. 2005 – Stevens, J.G., Khasanov, A.M., Miller, J.W., Pollak, H. i Li, Z. 2005. Mössbauer Mineral Handbook. Asheville (North Carolina): Mössbauer Effect Data Center. 636 s.
• [17] Weaver, C.E. 1976. The nature of TiO2 in kaolinite. Clays and Clay Minerals 24, s. 215–218.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.