Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Basalt Weathering Crust from Rutki near Niemodlin (Opole Voivodeship) - opportunities for its current utilization and remarks on its former use

Wyszomirski Piotr, Szydłak Tadeusz, Zawadzki Tomasz, Baranowski Marcin

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 2

69--87

EN

In contrast to the western part of the Lower Silesia, information about the basalt-derived weathering crusts occurring in the Opole region is rather limited. However, in 2018, significant volumes of such regolith (about 20,000 m3) were discovered during development works in the NW part of the Rutki Quarry near Niemodlin. This weathering crust is rich in clay minerals and represents a smectite-kaolinite mixture with some halloysite, the latter being a poorly ordered member of the kaolinite group. The minerals of the smectite group contain in their interlayer spaces bivalent cations (calcium and magnesium), which is the most often case in the nature. The mineral composition of the regolith mass is supplemented by iron-containing phases, i.e. goethite and magnetite, and traces of phosphate mineral – crandallite. A significant amount of clay minerals, particularly those belonging to the smectite group and halloysite, results in high value of the specific surface area (up to 100 m2/g) of the studied crust. Such favorable property of the crust makes it a promising sorptive raw material that can be applied, even in an unprocessed form, for waterproofing. It must be emphasized that the sorption properties of basalt weathering crusts were noticed some centuries ago in the western part of Lower Silesia, where medicine called terra sigillata was produced from them. Moreover, the crust from Rutki was also used in the XIXth century, in a ceramic manufacture located in nearby Tułowice, where the so-called “Silesian black porcelain” was produced.

PL

W przeciwieństwie do zachodniej części Dolnego Śląska, wzmianki o zwietrzelinach rozwiniętych na bazaltach trzeciorzędowych w okolicy Opola są nieliczne i sporadyczne. W 2018 r. zwietrzelina tych skał została odsłonięta w większej ilości podczas prac górniczych prowadzonych w NW części kamieniołomu w Rutkach k. Niemodlina. Jej zasoby są znaczne i w odsłoniętym fragmencie szacowane na około 20 tys. m3. Zwietrzelina ta reprezentuje typ smektytowo-kaolinitowy. Występuje w niej też słabo uporządkowany minerał grupy kaolinitu, tj. haloizyt. Minerały grupy smektytu zawierają kationy dwuwartościowe (wapń, magnez) w ich przestrzeniach międzypakietowych, co jest najczęstszym – obserwowanym w przyrodzie – przypadkiem. W zwietrzelinie występują też fazy żelaziste reprezentowane przez goethyt i magnetyt oraz – w śladowej ilości – minerał fosforanowy, tj. crandallit. Znaczna zawartość minerałów ilastych w badanej zwietrzelinie – a zwłaszcza minerałów grupy smektytu i haloizytu – decyduje o dużej wartości jej powierzchni właściwej, dochodzącej do 100 m2/g. Stanowi to korzystną przesłankę do wykorzystania tej kopaliny jako materiału sorpcyjnego, który w stanie nieprzetworzonym może być stosowany w znacznych ilościach dla celów hydroizolacyjnych. Właściwości sorpcyjne zwietrzelin dostrzeżono już przed wieloma wiekami w zachodniej części Dolnego Śląska, wytwarzając z nich preparat leczniczy o nazwie terra sigillata. Zwietrzelina bazaltowa z Rutek była natomiast stosowana w XIX wieku w manufakturze ceramicznej w pobliskich Tułowicach do wytwarzania tzw. czarnej porcelany śląskiej.

2

Characterization and treatment of clayey waste using a sulfuric acid roasting-water leaching process for the extraction of lithium

Obut Abdullah, Aktosun Zeynep, Girgin İsmail, Deveci Hacı, Yörükoğlu Abdulkerim

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2022

|

Vol. 58, iss. 4

art. no. 149635

EN

In this study, a detailed characterization of the clayey waste of the Kırka boron plant was undertaken before the development of a sulfuric acid roasting-water leaching process for the extraction of lithium from this waste. The effects of roasting temperature (650-800°C) and sulfuric acid/waste ratio (90-260 kg H2SO4/1000 kg waste on a dry basis) on the extraction of lithium were investigated. By roasting the waste sample, which contained 0.37% Li2O with dolomite, smectite and borax as the main phases, at temperatures between 650°C and 800°C in the absence of sulfuric acid as the additive, CaMgSiO4 was found to form as the dominant phase after the decomposition of dolomite and smectite present in the sample. On the other hand, the X-ray diffraction analyses of the waste sample subjected to sulfuric acid treatment without roasting showed the in-situ formation of various hydrated calcium sulfate phases for all sulfuric acid/waste ratios tested. Besides, at the highest acid/waste ratio of 260, a hydrated magnesium sulfate phase was also identified in the sample. The application of the sulfuric acid roasting-water leaching process under the optimum roasting temperature of 750°C and the acid/waste ratio of 180 was found to lead to a lithium extraction of 85.7%. The applied sulfuric acid roasting-water leaching process appeared to be an attractive process with its attributes including low roasting temperature, high extraction percentage and no requirement for gypsum as the external sulfation agent.

3

Bentonite from the Central Slovakia Volcanic Field – A prospective raw material for Polish industry

Górniak K., Szydłak T., Gaweł A., Klimek A., Tomczyk A., Motyka J., Bahranowski K.

Mineralogia

|

2017

|

Vol. 48, iss. 1/4

23--38

EN

This paper summarizes information about recently worked bentonite deposits in Slovakia and presents the results of studies on bentonite from the Central Slovakia Volcanic Field (CSVF). The authors compared the mineralogy of commercial bentonites exploited in the Stara Kremnička (Jelšový potok), Kopernica, and Hliník nad Hronom deposits. X-ray diffraction (XRD), chemical analyses and microscopy showed that the main component is montmorillonite (37–88%), followed by opal C/CT (5–25%), clinoptilolite (up to 15%), feldspars (3–12%), quartz (up to 8%), biotite (2–5%), and kaolinite (up to 2%). The microscopic imaging provided information valuable for the technological assessment of bentonites, particularly the evaluation of mineralogy determined by XRD. The low variability of the mineral composition of commercial bentonites exploited in the western CSVF, together with the significant reserves and localization of deposits close to the Polish–Slovak state border prove that this raw material deserves more attention from Polish industry.

4

Ocena przydatności wybranych surowców ilastych południowo-wschodniej Polski do produkcji kruszyw lekkich na podstawie mikroskopii wysokotemperaturowej

Panna W., Wyszomirski P., Gasek K., Dudek R., Łabuz A.

Cement Wapno Beton

|

2015

|

R. 20/82, nr 2

79--87

PL

W celu określenia przydatności niektórych surowców ilastych południowo-wschodniej Polski do produkcji kruszyw lekkich zbadano iłowce i iły, o dużej zawartości smektytu, pochodzące z Dylągówki, Harasiuk, Woli Rzędzińskiej i Łukowej. Do badań tych zastosowano mikroskop wysokotemperaturowy oraz wykorzystano numeryczną analizę obrazu, zaproponowaną przez autorów. Stwierdzono, że największy przyrost objętości w trakcie obróbki termicznej, wynoszący około 200%, wykazują iłowce, pochodzące z górnej i dolnej części złoża Dylągówka. Ustalono, że jest to przede wszystkim spowodowane dużym udziałem smektytu, a także hematytu. Oprócz tego surowce ilaste z Dylągówki osiągają duży interwał prażenia, około 150ºC, na co duży wpływ ma zwiększona zawartość opalu. Natomiast występowanie w surowcach ilastych skaleni znacznie zmniejsza ten interwał, prawdopodobnie ze względu na powstanie fazy ciekłej o niskiej lepkości w zakresie temperatur bliskich 1100ºC.

EN

The authors tested the suitability of some clay raw materials from southeastern Poland for the production of light-weight aggregate. The examined samples were the claystones and clays with high smectite contents from Dylągówka, Harasiuki, Wola Rzędzińska and Łukowa. Hot stage microscopy combined with the image processing analyses was an important part of the methods, including also X-ray diffraction and grain size analyses. The experimental results have shown that the highest volume increase, equal to ca 200%, reveal the claystone samples from the upper and lower parts of the Dylągówka deposit. Such a favourable volume increase was caused by high smectite content and additionally also of hematite. These samples have also a wide interval of thermal expansion (the I coefficients reach 150°C), being mainly an effect of higher opal content. However, the presence of feldspars in this raw materials considerably lowers the firing interval as it generates the formation of an undesired liquid phase with low viscosity, at the temperatures not exceeding 1100°C.

5

Charakterystyka surowcowa kopaliny ilasto-krzemionkowej ze złoża Dylągówka–Zapady (polskie Karpaty fliszowe)

Panna W., Wyszomirski P., Myszka R.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2014

|

T. 30, z. 2

85--102

PL

Badaniom zostały poddane trzy próbki z nieeksploatowanego dotąd złoża Dylągówka–Zapady. Charakterystyka surowcowa tych próbek, pochodzących z różnych głębokości złoża, polegała na określeniu ich składu fazowego (przy użyciu takich metod jak: analiza rentgenograficzna, spektroskopia w podczerwieni oraz analiza termiczna), składu chemicznego, ziarnowego oraz określenia właściwości sorpcyjnych. Badania te wykazały, że kopalina w przekroju pionowym złoża wykazuje zmienny skład chemiczny i mineralny, aczkolwiek generalnie jest zasobna w minerały grupy smektytu (montmorillonit). Zawartość tego minerału ilastego mieści się w przedziale 28–43%. Kolejną fazą mineralną, która ma istotny wpływ na właściwości technologiczne omawianej kopaliny jest opal. Obecność tej fazy krzemionkowej została potwierdzona analizą rentgenograficzną i termiczną. Stwierdzono, że w próbkach pobranych z różnych głębokości złoża występuje zarówno opal-A jak i opal-CT. Ponadto, w próbce pobranej z nadkładu złoża, stwierdzono także obecność innego minerału wykazującego właściwości sorpcyjne, tj. zeolitu (klinoptilolit). Z występowaniem w badanej kopalinie podwyższonej ilości smektytów, opalu i zeolitów, wiąże się jej wybitna drobnoziarnistość i dobre właściwości sorpcyjne, co predysponuje ją do wykorzystania jako sorbentu różnego rodzaju zanieczyszczeń.

EN

Examinations were carried out on three samples from the as yet unexploited Dylągówka–Zapady shale deposit. The samples represent various horizons of the deposit, from which the following characteristic features were determined: phase composition (using XRD analysis, infrared spectroscopy IS, and thermal analysis), chemical composition, grain-size distribution, and sorption properties. The results prove that the shales show vertical variability with respect to their chemical and mineral compositions, being generally rich in the minerals of the smectite group (montmorillonite). The content of this mineral ranges from 28 to 43%. The next mineral phase that significantly affects the technological properties of the prospective commodity is opal. This siliceous compound was identified with the XRD and DTA methods as two phases, i.e., opal-A and opal-CT. Additionally, in a sample collected from the overburden of the deposit, another mineral with sorption properties, i.e., clinoptilolite (group of zeolites), has been identified. The presence of higher amounts of smectite, opal, and zeolite results in the considerably fine grain size of the rocks as well as good sorption properties, being a potential sorbent of contaminants of various kinds.

6

Spherules associated with the Cretaceous–Paleogene boundary in Poland

Brachaniec T., Karwowski Ł., Szopa K.

Acta Geologica Polonica

|

2014

|

Vol. 64, no. 1

99--108

EN

The succession of the Lechówka section near Chełm in south-eastern Poland presents the first complete record of the Cretaceous–Paleogene (K–Pg) boundary in Poland. Samples of the boundary clay were examined for microtektites and shocked minerals to confirm the impact origin of the sediment. The spheroidal fraction reveals morphological and mineralogical features, e.g., spherules, similar to material from the K–Pg boundary as described from elsewhere. The impact genesis of the spherules is confirmed by the presence of nickel-rich spinel grains on their surfaces. The spinels are considered to be primary microlites and, thus, the spherules at Lechówka can be classified as microkrystites. No shocked minerals were noted. The deposits with spherules comprise Aland Mg-rich smectite (Cheto smectite). This almost pure Mg-rich smectite, forming up to 100% of the clay fraction, derived from the weathering of the impact glass. It is proposed that the spherules isolated from the Cretaceous-Paleogene boundary clay at Lechówka come from the Chicxulub crater in Mexico.

7

Characterization of barren, granitic soils from the Nubian Desert (SW Egypt) by 57Fe Mössbauer spectroscopy

Hassan K. M., Gunnlaugsson H. P.

Mineralogia

|

2013

|

Vol. 44, iss. 1/2

39--50

EN

57 Fe Mössbauer spectroscopy - a versatile technique involving the recoil-free, resonant absorption and emission of nuclear gamma (γ) rays by the iron-57 isotope in natural iron in solids - has been used to provide quantitative information about the mineral host, occupation sites and oxidation states of iron atoms in geological samples. This technique has been applied to the bulk chemistry of a barren soil (Soil A) derived from an aluminous-type granite and another barren soil (Soil B) derived from a sodic-type granite located ~ 100 kilometers apart in the Nubian Deseit in the currently hyper arid south-west of Egypt and which exhibit distinct chemical and mineral differences. The analyses indicate different mineral hosts for the iron in these samples, namely, vermiculite-chlorite plus some hematite in Soil A and hematite and goethite plus minor aegirines in Soil B. Each soil has distinct intensities of oxidized iron (89% for Soil A and 100% for Soil B) and these differences reflect changes in soil sources and processes.

8

Pyromorphite formation from montmorillonite adsorbed lead

Bajda T., Marchlewski T., Manecki M.

Mineralogia

|

2011

|

Vol. 42, iss. 2/3

75--91

EN

The reaction of Pb-adsorbed montmorillonite with aqueous solutions of PO4 and Cl ions results in the decrease in phosphate concentration associated with the formation of a new phase – pyromorphite Pb5(PO4)3Cl. Pyromorphite crystals range in size from hundreds of nm to several tens of μm, depending on the PO4, K, and Ca concentrations in the reacting system. A strong ion-exchange effect of K+ and Ca2+ cations on desorption of Pb2+ from Pb-adsorbed montmorillonite was observed. Also, a high concentration of cations leads to a rapid desorption of Pb and the formation of fine pyromorphite crystals. In contrast, low PO4, K and Ca concentrations result in the formation of relatively large euhedral crystals. Final Pb concentrations are much lower in experimental sets than in control experiments with no phosphate present.

9

Ceramizacja sorbentów naturalnych zawierających jony CrO42-

Król M., Lada A., Mozgawa W.

Materiały Ceramiczne

|

2011

|

T. 63, nr 2

413-418

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem naturalnych sorbentów do pochłaniania anionów chromianowych(VI) z roztworów wodnych i późniejszego wykorzystania w procesie ceramizacji do otrzymywania tworzyw budowlanych. Do badań wykorzystano naturalne sorbenty pochodzące ze złóż karpackich. Sorpcję jonów CrO42- przeprowadzono na odpowiednio przygotowanych smektycie i klinoptilolicie. Obróbka wstępna polegała na przekształceniu sorbentów w jednorodne formy sodowe, a następnie otrzymaniu form organicznych z wykorzystaniem HDTMA. Proces miał na celu zmianę ładunku powierzchniowego sorbentów i tym samym przekształcenie ich w anionity. Tak przygotowany materiał wykorzystano do pochłania jonów CrO42- z wodnego roztworu chromianu(VI) sodu. Wielkość sorpcji określono na podstawie badań spektrofotometrycznych. Sorbenty po procesie sorpcji użyto do otrzymywania nowych tworzyw budowlanych o korzystnych właściwościach wytrzymałościowych. Tworzywa te otrzymano poprzez wypalanie w temperaturach 900°C i 1100°C sześciennych kształtek, wykonanych z mieszaniny smektytu i klinoptilolitu w proporcjach wagowych 4:1. Wykazano także skuteczność immobilizacji jonów chromu w mineralnej osnowie. Metodami badań wykorzystanymi w niniejszej pracy były spektroskopia w podczerwieni, rentgenowska analiza fazowa, obserwacje w skaningowym mikroskopie elektronowym, spektrofotometria UV-VIS i badania technologiczne.

EN

This work presents the results of natural sorbents application for immobilization of chromates from aqueous solutions and the usage of them to prepare building materials. For the study, the natural sorbents originated from a Polish deposit were used. Sorption of the CrO42- ions was carried out on suitably prepared smectite and clinoptilolite. Pretreatment consisted in transformation of the sorbents into sodium forms, and obtaining organic forms by using HDTMA. The process changed a surface charge of the sorbents and transformed them into anion exchangers. These preparations were used to adsorb the CrO42- ions from an aqueous solution of sodium chromate(VI). The quantity of sorption was determined on the basis of UV-VIS spectrophotometric analysis. The sorbents after sorption were applied to obtain building materials. The samples ware obtained by firing the cubic samples at 900°C or 1100°C. The samples were prepared from smectite and zeolite in a weight ratio of 4:1. Immobilization effectiveness of CrO4 2- ions in the mineral matrix is shown. In the work, the results of IR spectroscopy, X-ray diffraction analysis, SEM observations, spectrophotometeric analysis and technological investigations are presented.

10

Immobilizacja kationów metali ciężkich w materiałach wypalanych na bazie smektytu i zeolitu naturalnego

Król M., Mozgawa W., Pichór W.

Materiały Ceramiczne

|

2010

|

T. 62, nr 2

218-223

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad zastosowaniem naturalnych sorbentów do immobilizacji kationów metali ciężkich (Cd2+, Cr3+, Pb2+, Zn2+ lub Ag+) i późniejszym wykorzystaniem do otrzymywania tworzyw budowlanych. Sorpcja została przeprowadzona na sodowych formach klinoptilolitu i smektytu, pochodzących ze złóż karpackich. Obydwa sorbenty zawierające różne kationy metali ciężkich wykorzystano do otrzymywania nowych tworzyw budowlanych o dobrych właściwościach użytkowych. Próbki otrzymano podczas wypalania w temperaturach 900°C lub 1100°C, wykorzystując jako składnik podstawowy smektyt, a jako składniki schudzające klinoptilolit lub piasek kwarcowy w ilości 20% wagowych. Stwierdzono, że temperatura wypalania, rodzaj kationów metali ciężkich i rodzaj wykorzystanego surowca schudzającego wpływa na gęstość pozorną i wytrzymałość na ściskanie uzyskanych materiałów. Wartości wytrzymałości na ściskanie mieszczą się w zakresie 3-17 MPa. Zaobserwowano także wyraźny wpływ rodzaju kationów metali ciężkich wprowadzonych do struktury materiału na jego wytrzymałość; rośnie ona wraz ze wzrostem stopnia utlenienia jonów. Pomimo to brak jest istotnych różnic w składzie fazowym i mikrostrukturze. Wykazano także skuteczność immobilizacji kationów metali ciężkich w mineralnej osnowie. Metodami badań wykorzystanymi w niniejszej pracy były spektroskopia w podczerwieni, rentgenowska analiza fazowa, obserwacje w skaningowym mikroskopie elektronowym, atomowa spektroskopia absorpcyjna i badania technologiczne.

EN

The work presents results of the application of natural sorbents for immobilization of heavy metal cations (Cd2+, Cr3+, Pb2+, Zn2+ or Ag+) performed from aqueous solutions and of usage them to prepare building materials. Sorption was conducted on sodium form of natural clinoptilolite and smectite originated from Poland. Both sorbents containing various heavy metal cations were applied to obtain building materials. It was demonstrated that the samples composed of 80% smectite - 20% clinoptilolite and 80% smectite - 20% sand, fired at 900°C or 1100°C are safe materials with insignificant leaching of cations. It was found that the temperature of sintering, the introduction of heavy metal ions into materials and a kind of leaching component had the clear influence on bulk density and compressive strength. A range of compressive strength of about 3-17 MPa was measured. The influence of heavy metal cations on the compressive strength values was significant and dependent on the valence of cation immobilized. However, the cations did not modify the phase composition and the microstructure of materials. Effectiveness of cation immobilization in the mineral matrix is shown. In the work, results of IR spectroscopy, X-ray diffraction analysis, SEM observations, AAS analysis and technological investigations are presented.