Wstępne badania wykorzystania drobnej frakcji chalcedonitowej w technologiach ceramicznych

• Autorzy: Dziubak C. , Tymowicz-Grzyb P.

Warianty tytułu

EN

Preliminary studies on the use of fine fractions of chalcedonit in ceramic technologies

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Chalcedonit jest unikatowym surowcem krzemionkowym eksploatowanym ze złoża „Teofilów” w Inowłodzu. Specyficzne właściwości surowca, jak wysoka zawartość krzemionki bezpostaciowej oraz duża porowatość (do 25%) sprzyjają wbudowaniu cząstek składnika chromoforowego (Fe₂O₃) do porów i „zamykaniu go” w osnowie z SiO₂ w procesie spiekania wysokotemperaturowego. Dla potwierdzenia i ilościowej oceny wbudowania Fe₂O₃ do matrycy z SiO₂ stosowany jest test wymywalności składnika żelazowego ze struktury spieku w środowisku kwaśnym na gorąco. Otrzymany spiek barwny o charakterze kompozytu ma cechy obydwu składników jednocześnie. Podobnie jak kwarc jest odporny na chemiczne wpływy środowiska w wysokiej temperaturze oraz ma czerwonobrązowe zabarwienie pochodzące od barwy cząstek hematytu. Kolorystyka tworzywa ceramicznego (masa na płytki podłogowe) wyrażona za pomocą parametrów L*, a*, b* dowodzi trwałości barwy spieku, który pełni rolę pigmentu. Przedstawione wyniki badań mające charakter wstępnych, rokują na uzyskanie dobrych efektów okluzji hematytu w matrycy z SiO₂ także w powiększonej skali procesu.

EN

Chalcedonite is a unique siliceous material extracted from the Teofilów deposit in Inowłódz, Poland. Specific properties of the material, such as a high content of amorphous silicon dioxide and high porosity (up to 25%) promote an incorporation of the chromophore component (Fe₂O₃) particles into the pores and their “enclosure” in the SiO₂ structure in the process of high-temperature sintering. The test method used for verification and quantitative evaluation of Fe₂O₃ incorporation into the SiO₂ matrix is hot leaching of the ferric component from the sinter structure in an acidic environment. The obtained coloured sinter of a composite character displays the properties of both components simultaneously. Like quartz, it is resistant to chemical influences from the environment at high temperatures; also, it is red-brown due to the colour of the hematite particles. The colouration of the ceramic material (floor tile mass) expressed with the parameters: L*. a*, b*, proves colour stability of the sinter employed as a pigment. The presented study results of a preliminary nature promise good effects of hematite occlusion in the SiO₂ matrix, also in largescale processes.

Słowa kluczowe

PL

chalcedonit; okluzja; hematyt; porowatość; kompozyt

EN

chalcedonite; occlusion; hematite; porosity; composite

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 68, nr 6
• Strony: 6--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., fot., rys., tab.

Twórcy

autor

Dziubak C.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych

autor

Tymowicz-Grzyb P.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych

Bibliografia

• [1] Naziemiec Z., Dziubak C., Najduchowska M., Wykorzystanie oczyszczonych frakcji chalcedonitu z kopalni „Inowłódz” w przemyśle ceramiki i materiałów budowlanych, Sprawozdanie ICiMB, 2015 r. (niepublikowane).
• [2] Dziubak C., Gąsiński A., Pigmenty nieorganiczne nowej generacji do barwienia mas ceramicznych, Sprawozdanie ISiC 2004, (niepublikowane).
• [3] Dziubak C., Nieorganiczne pigmenty inkluzyjne, „Szkło i Ceramika” 2005, nr 2, ss. 2–5.
• [4] Ciecińska M., Szkła do immobilizacji odpadów radioaktywnych, „Szkło i Ceramika“ 2010, nr 1, ss. 16–19.
• [5] Zawada A., Łęgowik I., Strzelecka M., Immobilizacja nieorganicznych odpadów stałych w materiałach spiekanych, „Szkło i Ceramika“ 2013, nr 2, ss. 14–18.
• [6] Dziubak C., Ekologiczny pigment cyrkonowo-żelazowy, „Materiały Ceramiczne” 2008, R. 60, nr 4, ss. 149–152.
• [7] Trojan M., Oranžowý keramický pigment typu ZrSiO4-Cd(S,Se), „Sborník Vedeckých Praci. Scientific Papers“ 1986, nr 49, ss. 251–269.
• [8] Berry F.J., Eadon D., Holloway J., Smart L.E., Iron-doped zircon: the mechanism of formation, „Journal of Materials Science” 1999, nr 34, ss. 3631–3638.
• [9] Broll A., Zirkonfarbkörper – durch Neuen twicklungen eine lücken lose Farb palette für die Keramische Industrie, „Keramische Zeitschrift” 1978, Jg. 30, H. 6, ss. 324–325.
• [10] Lambies Lavilla V., Rincon Lopez J.M., Study of Mechanism of Formation of Zircon-Cadmium Sulfoselenide Pigment, „Transaction Journal British Ceramic Society” 1981, nr 3, ss. 105–108.
• [11] Li D., Wu D., Wang X., Lu L., Yang X., Rapid preparation of porous Fe2O3/SiO2 nanocomposites via an organic precursor, „Materials Research Bulletin”, R. 36, 2001, nr 2, ss. 2437–2442.
• [12] Bondioli F., Manfredini T., Siligardi C., Ferrari A. M., A new glass-ceramic red pigment, „Journal of the European Ceramic Society” 2004, nr 24, ss. 3593–3601.
• [13] Gualtieri A.F., Natural red pigment for single-fired ceramic glaze, „American Ceramic Society Bulletin” 2002, R. 81, nr 12, ss. 48–52.
• [14] Hosseini-Zori M., Taheri-Nassaj E., Mirhabibi A.R., Effective factors on synthesis of the hematite-silica red inclusion pigment, „Ceramics International” 2008, nr 34, ss. 491–496.
• [15] Yang-Su Han, Seon-Mi Yoon, Dong-Kuk Kim, Synthesis of Monodispersed and Sherical SiO2-coated Fe2O3 Nanoparticle, „Bulletin Korean Chemical Society” 2000, R. 21, nr 12, ss. 1193–1198.
• [16] Llusar M., Royo V., Badenes J.A., Tena M.A., Monrós G., Nanocomposite Fe2O3-SiO2 inclusion pigments from post-functionalized mesoporous silicas, „Journal of the European Ceramic Society” 2009, R. 29, nr 16, ss. 3319–3329.
• [17] Chanéac C., Tronc E., Jolivet J.P., Magnetic iron oxide-silica nanocomposites. Synthesis and characterization, „Journal Material Chemistry” 1996, R. 6, nr 12, ss. 1905–1911.
• [18] Dziubak C., Pigmenty ceramiczne – wytwarzanie i stosowanie, Wydawnictwo Instytut Śląski, Opole-Warszawa 2016.
• [19] Puff Z., Dziubak C., Jehn-Olszewski R., Zastosowanie mułku chalcedonitowego do wytwarzania ceramiki budowlanej, „Materiały Międzynarodowej Konferencji”, Mądralin 1997, ss. 97–104.
• [20] Dziubak C., Fizykochemiczne podstawy syntezy pigmentów cyrkonowych, „Ceramika” 2012, tom 112, Kraków 2012.
• [21] Dziubak C., Jakość surowca chromoforowego a właściwości barwiące pigmentu cyrkonowo-żelazowego, „Szkło i Ceramika” 2009, nr 1, ss. 5–9.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).