Badania morfologii składników fazowych żużli stalowniczych przy wykorzystaniu mikroskopii skaningowej

• Autorzy: Jonczy I.

Warianty tytułu

EN

Research on morphology of phase components of iron slags by means of scanning microscopy

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania mineralogiczne żużli stalowniczych dostarczają informacji na temat faz powstających w piecu hutniczym. Ich skład chemiczny często jest bogatszy od ich naturalnych odpowiedników, tworzą one zróżnicowane formy będące wynikiem zmienności warunków krystalizacji ze stopu żużlowego. Wpływa to na tempo wzrostu kryształów i ich wykształcenie; ta sama faza krystaliczna może tworzyć odmienne formy morfologiczne, których charakterystykę umożliwiły badania przy wykorzystaniu mikroskopii skaningowej. Wytrącenia metaliczne oraz fazy tlenkowe metali (np. wüstyt, manganosyt) tworzą formy kuliste. Wśród tlenków jednym z charakterystycznych składników żużli jest roztwór stały FeO-MgO-MnO, tworzący formy szkieletowe. Różnorodność form morfologicznych wykazuje hematyt: tworząc naskorupienia, tabliczki oraz płytki ułożone w promieniste skupienia. Pokroje oktaedryczne zaobserwowano dla sporadycznie pojawiającego się korundu. Wśród krzemianów wyróżniono tabliczki akermanitu oraz krzemiany dwuwapniowe (larnit, bredigit) o zróżnicowanym pokroju: źle wykształconych tabliczek, ziaren, wydłużonych kryształów. Składniki wtórnie krystalizujące w porach żużli składowanych na zwałowiskach reprezentowane są przez gips wykształcony w postaci igiełek oraz form włóknistych, a także kalcyt o pokroju romboedrów lub kulistych wytrąceń. Tak znaczna ilość mineralnych składników fazowych oraz różnorodność ich form morfologicznych świadczy o bogatym i złożonym składzie fazowym żużli hutniczych, który zmienia się wraz z rodzajem wsadu hutniczego oraz dodatkami i topnikami zastosowanymi w procesie hutniczym.

EN

Mineralogical research on iron slags provides information on the phases that come into being in metallurgical furnaces. Their chemical composition is often richer than that of their natural counterparts; they create diverse forms resulting from the variability of crystallization conditions of a slag alloy. It influences the growth and formation of crystals; the same crystal phase may create different morphological forms. Their characteristics were enabled by the research using scanning microscopy. Metallic precipitations and metal oxide phases (wustite, manganosite) create spherical forms. One of the characteristic components of slags among oxides is the solid solution FeO-MgO-MnO, which crystallizes in the skeletal forms. Hematite shows a variety of forms: crust, plates and strips laid in radiant aggregates. Octahedral habits were observed in corundum, which appears sporadically. Among silicates, there were akermanite plates and two-calcium silicates (larnite, bredigite) with a varied habit: poorly formed plates, grains and elongated crystals. The components that crystallize secondarily in pores of the slags stored at dumping grounds are represented by crystallizing gypsum in the needles and fibrous forms, as well as by calcite with the habit of rhombohedrons or spherical precipitations. Such a substantial amount of phase components and the variety of their morphological forms are a proof of the rich and complex phase composition of metallurgical slags, which changes with the type of metallurgical feed as well as additions and fluxes used in the metallurgical process.

Słowa kluczowe

PL

żużel hutniczy; skład fazowy; morfologia

EN

metallurgical slag; phase composition; morphology

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 452
• Strony: 87--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Jonczy I.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, Instytut Geologii Stosowanej, ul. Akademicka 2, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• [1] BIELANKIN D.S., IWANOW B.W., ŁAPIN W.W., 1957 — Petrografia kamieni sztucznych. Wyd. Geol., Warszawa.
• [2] BRIL H.. ZAINOUN K., PUZIEWICZ J., COURTIN-NOMADE A., VANAECKER M., BOLLINGER J.-C., 2008 - Secondary phases from the alteration of a pile of zinc-smelting lag as indicators of environmental conditions: an example from Świętochłowice, Upper Silesia, Poland. Canad. Mineral., 46: 1235-1248.
• [3] CHODYNIECKA L., 2003 — Wpływ zwałowisk odpadów hutniczych na środowisko Górnego Śląska. Z. Nauk. P. Śl., seria Górnictwo, 256: 57-61.
• [4] CIOROI M., NISTOR CRISTEA L., CRETESCU I., 2010 — The treatment and minimization of metallurgical slag as waste. Environ. Eng. Managem. J., 1: 101-106.
• [5] ETTLER V., LEGENDRE O., BODENAN F., TOURAY J.-C., 2001 - Primary phases and natural weathering of old lead-zinc pyrometallurgical slag from Pribram Czech Republic. Canad. Mineral., 39: 873-888.
• [6] FIDANCEVSKA E., VASSILEV V., HRISTOVA-VASILEVA T., MILOSEVSKI M., 2009 — On a possibility for application of industrial wastes of metallurgical slag and tv-glass. J. Univ. Chem. Technol. Metall., 44, 2: 189-196.
• [7] IACOBESCU R.I., KOUMPOURI D., PONTIKES Y., SABAN R., ANGELOPOULOS G., 2011 - Utilization of EAF metallurgical slag in "GREEN" belite cement. U. P. B. Sci. Bull., Series B, 73: 1454-2331.
• [8] JAMIESON H.E., 2011 — Geochemistry and mineralogy of solid mine waste: Essentials knowledge of predicting environmental impact. Elements, 7: 381-386.
• [9] JONCZY I., 2006 — Charakterystyka mineralogiczno-chemiczna zwałowiska odpadów poprodukcyjnych huty cynku i ołowiu w Rudzie Śląskiej-Wirku oraz jego wpływ na środowisko. Monografia. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
• [10] JONCZY I., 2009 - Fazy krzemianowe jako składnik odpadów po hutnictwie żelaza i stali, na przykładzie odpadów ze zwałowiska Huty Kościuszko. Gosp. Sur Mineral. 25, 1: 19-34.
• [11] JONCZY I., 2011 — Charakterystyka mineralogiczno-chemiczna szkliw z żużli hutniczych. Gosp. Sur. Mineral.; 27, 1: 155-163.
• [12] KIERCZAK J., BRIL H., NEEL C., PUZIEWICZ J., 2010 — Pyrometallurgical slags in Upper and Lower Silesia (Poland): from environmental risks to use of slag-based products – a review. Arch. Environ. Protec., 36: 111-126.
• [13] KONSTANCIAK A., SABELA W., 1999 - Odpady w hutnictwie żelaza i ich wykorzystanie. Hutnik– Wiadomości Hutnicze, 12: 572-579.
• [14] KUCHA H., JĘDRZEJCZYK B., 1995 — Primary minerals of mining and metallurgical Zn-Pb dumps at Bukowno, Poland and their stability during weathering. Mineral. Polon., 26: 75-99.
• [15] MATEUS A., PINTO A., ALUES L.C., MATOS J.X., FIGUEIRAS J., NENG N.R., 2011 - Roman and modern slag at S. Domingos mine (IPB, Portugal): compositional features and implications for their long-term stability and potential reuse. Environ. Waste Managem., 8, 1/2: 133-159.
• [16] MUSZER A., 1996 - Charakterysryka petrograficzno-mineralogiczna żużli metalurgicznych z Huty Miedzi Głogów. Fizykochem. Probl. Mineral., 30: 193-205.
• [17] MUSZER A., 2006 — Petrographical and mineralogical characteristics of the metallurgical slag from the dorschl furnace (Głogów foundry, Poland). Physicochem. Probl. Mineral Process., 40: 89-98.
• [18] POGORZAŁEK J., RÓŻAŃSKI P., 2010 — Utylizacja żużli stalowniczych. Pr. Inst. Metal. Żelaza, 1: 281-285.
• [19] PUZIEWICZ J., ZAINOUN K., BRIL H., 2007 — Primary phases in pyrometallurgical slags from a zinc-smelting waste dump, Świętochłowice, Upper Silesia, Poland. Canad. Mineral., 45: 1189-1200.
• [20] RAI A., PRABAKAR J., RAJU C.B., MORCHALLE R.K., 2002 - Metallurgical slag as a component in blended cement. Constr. Build. Mater., 16: 489-494 (6).
• [21] RZESZOWSKI M., ZIELIŃSKI K., CHACHLOWSKI A., MOSTOWIK W., 2004 - Metody odzysku żelaza z żużli hutniczych i możliwości jego wykorzystania. Hutnik– Wiadomości Hutnicze, 1: 15-20.
• [22] SOBCZYŃSKI P., 1999 — Żużle hutnicze – ich natura i przydatność gospodarcza. Konferencja naukowo-techniczna: Odpady przemysłowe i komunalne – powstawanie oraz możliwości i wykorzystania: 111-117.
• [23] WYDERKO-DELEKTA M., BOLEWSKI A., 1995 - Mineralogia spieków i grudek rudnych. Wyd. AGH, Kraków.