Charakterystyka mineralogiczno-technologiczna surowców kaolinowych pochodzących z płukania piasków kwarcowych w zakładach Osiecznica i Grudzeń Las

• Autorzy: Galos K. , Kurylonek M. , Gierczak B.

Warianty tytułu

EN

Mineralogical and technological characteristics of kaolins from quartz sand washing in Osiecznica and Grudzeń Las plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem badań przedstawionych w pracy były cztery gatunki surowców kaolinowych, otrzymywane w wyniku płukania piasków szklarskich, w tym dwa gatunki pochodzące z zakładów Grudzen Las i Syski firmy Grudzen Las Sp. z o.o., oraz dwa gatunki pochodzące z firmy KSM Surmin-Kaolin S.A. (KSP - surowy, KOS - wzbogacany) z płukania piasków szklarskich w zaktadzie Osiecznica. Surowce te poddano badaniom w zakresie składu fazowego, ziarnowego i chemicznego, a także określono ich podstawowe parametry technologiczne. Dwoma głównymi składnikami badanych surowców kaolinowych są kaolinit i kwarc, choć ich proporcje są zmienne. Zawartość kaolinitu jest najwyższa dla surowca KOS - około 90%, a najniższa dla gatunku KSP - okoto 45%. Znajduje to potwierdzenie w najwyższej plastyczności surowca KOS (wytrzymałość na zginanie po wysuszeniu okoto 1,8 MPa), a najniższej dla surowca KSP (okoto 0,7 MPa), który wykazuje podwyższoną zawartość kwarcu. Przypuszczalną obecność illitu na poziomie kilku procent odnotowano tylko dla surowca Syski. Zdecydowanie najgrubszym uziarnieniem charakteryzuje się kaolin w gatunku KSP, dla którego mediana przekracza 9 mikro/m, podczas gdy dla pozostatych surowców mieści się ona w przedziale 1,2-2,0 mikro/m. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej kaolinitów we wszystkich badanych surowcach jest dość wysoki, a udział innych minerałów ilastych znikomy, z czym wiąże się słaba spiekalność badanych surowców (nasiąkliwość po wypaleniu rzędu 17-26%). Udział Fe2O3 i TiO2 jest zdecydowanie najniższy w surowcach otrzymanych z materiału z kopalni Osiecznica - KSP i KOS, w których nie przekracza on 0,4% Fe2O3 i 0,4% TiO2, natomiast dla gatunków z niecki tomaszowskiej zawartość Fe2O3 wynosi około 1,4%, a TiO2 okoto 0,5-0,6%. Znajduje to odzwierciedlenie w poziomie białości tych surowców po wypaleniu, która dla gatunków KSP i KOS sięga 88%, a dla gatunków Grudzen Las i Syski nie przekracza 60%. Skład mineralny, chemiczny i ziarnowy oraz parametry technologiczne badanych kaolinów Grudzen Las, Syski oraz KSP pozwalają na stwierdzenie, że są to surowce ilaste przydatne do produkcji ceramiki technicznej, w szczególności do produkcji płytek w technologii szybkiego wypalania. Lepsze parametry jakościowe kaolinu KOS: wyższa plastyczność (wytrzymałość na zginanie po wysuszeniu >1,8 MPa) oraz wysoka białość po wypaleniu (około 88%) sprawiają, że surowiec ten może być z powodzeniem stosowany także jako jeden z komponentów ilastych do produkcji porcelany szlachetnej i elektrotechnicznej.

EN

This paper presents the results of a study of four kaolin grades obtained in the process of glass sand washing, including two grades from the Grudzeń Las and Syski plants of the company Grudzeń Las Sp. z o.o., and two grades from the company KSM Surmin-Kaolin S.A. (KSP - raw, KOS - beneficiated) using material from glass sand washing at the Osiecznica mine. The study investigated the phase composition, grain size composition, and chemical composition, as well as the basic technological parameters of these kaolins. Two basic components of the studied kaolins are kaolinite and quartz, but their proportions are variable. Kaolinite content is the highest in the case of KOS kaolin (approx. 90%), while the lowest is found in KSP kaolin (approx. 45%). Kaolinite content is related to the highest plasticity of KOS kaolin (bending strength after drying of approx. 1.8 MPa), and the lowest plasticity of KSP kaolin (approx. 0.7 MPa), which shows a greater content of quartz. The probable occurrence of illite (a few percent) is reported only for kaolin from the Syski plant. KSP is of the coarse-grained variety (grain size median >9 micro/m), while the other investigated kaolins have a grain size median in the range of 1.2-2.0 micro/m. Kaolinites in all studied kaolins represent quite well-ordered varieties while the share of other clay minerals is negligible, so all kaolins show weak sinterability (water absorption after firing in the range of 17-26%). Fe2O3 and TiO2 content is distinctly lower in the case of kaolins from Surmin-Kaolin (Osiecznica) - KSP and KOS, i.e. below 0.4% Fe2O3 and 0.4% TiO2. For Grudzeń Las and Syski kaolin, Fe2O3 content is much higher - approx. 1.4% - while TiO2 content is about 0.5-0.6%. As a consequence, the whiteness of KSP and KOS amounts to around 88%, while the whiteness of Grudzeń Las and Syski kaolins is under 60%. Phase composition, grain size composition, chemical composition, and technological parameters of investigated Grudzeń Las, Syski, and KSP kaolins lead to the conclusion that these grades are suitable for the production of ceramic tiles, especially gres porcellanato. KOS kaolin exhibits better quality parameters, especially higher plasticity (bending strength after drying of approx. 1.8 MPa) and high whiteness after firing (approx. 88%). Therefore, this kaolin can also be used as one of the clayey components for table chinaware and electro-porcelain.

Słowa kluczowe

PL

kaoliny; skład fazowy; parametry technologiczne

EN

kaolins; phase composition; technological parameters

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN
• Rocznik: 2012
• Tom: nr 83
• Strony: 5--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Galos K.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków; AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Kurylonek M.

• KSM Surmin-Kaolin S.A., Nowogrodziec

autor

Gierczak B.

• Opoczno I Sp. z o.o., Opoczno

Bibliografia

• 1. Kościówko H., Wyrwicki R., red., 1996 - Metodyka badań kopalin ilastych. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa-Wrocław.
• 2. Lewicka E., red., 2012 - Innowacyjne technologie pozyskiwania najważniejszych surowców ceramicznych i szklarskich. Studia Rozprawy Monografie 177. Wyd. IGSMiE PAN Kraków (w druku).
• 3. Lewicka E., 2012 - Surowce ceramiczne z odpadów - wybrane przykłady. Górn. Odkr. 1-2/2012.
• 4. Madejova J., 2003 - FTIR techniques in clay mineral studies. Vibrational Spectroscopy, 31 (2003).
• 5. Marczewski K., Wolska B., 2003 - Przystosowanie produkcji kaolinów do potrzeb odbiorców. Ceramika/ /Ceramics vol. 76, s. 49-56, Kraków.
• 6. Minerals Yearbook of Poland 2010. Wyd. IGSMiE PAN Kraków, 2012 (w druku).
• 7. Stensby P.S., 1967 - Optical Brighteners and Their Evaluation. Soap and Chemical Specialties, Vol. 43.
• 8. Wyszomirski P., Galos K., 2007 - Surowce mineralne i chemiczne przemysłu ceramicznego. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH Kraków.