Wollastonit (CaSiO3) jest minerałem używanym w wielu gałęziach gospodarki. W Europie Środkowej nie występują ważne gospodarczo złoża wollastonitu, dlatego podjęto próbę syntezy tego materiału na bazie tanich, pospolitych surowców mineralnych. Reakcje przeprowadzono metodą reakcji w stanie stałym w zakresie temperatur 1000-1300°C. Jako surowca wapiennego użyto kredy jeziornej, wapienia i kalcytu żyłowego, jako surowce krzemionkowe zastosowano piasek szklarski i łupek kwarcytowy. Najlepsze wyniki uzyskano dla materiałów na bazie kredy jeziornej i łupku kwarcytowego. Innym ważnym czynnikiem było prasowanie próbek przed syntezą – najlepsze wyniki osiągnięto dla próbek nieprasowanych.
EN
Wollastonite is a mineral used in various industries. Since there is no economically important deposits of wollastonite in Central Europe, groups of experiments were performed to prepare wollastonite based on cheap natural raw materials. The solid state reaction method was selected with interval of temperature in the range of 1000-1300°C. Lacustrine chalk, limestone and calcite veins were sources of calcium, whereas glass sand and quartzite schist were used as a source of silica. Best results were obtained for lacustrine chalk and quartzite schist. Another important factor is pressing before synthesis – better results were obtained for non-pressed samples.
W pracy zaprezentowano wyniki szczegółowych badań mineralogicznych, które wraz z obserwacjami w wysokorozdzielczym mikroskopie skaningowym dostarczyły informacji na temat składu mineralnego, tekstur i charakteru wykształcenia porowatości w ordowicko-sylurskich skałach łupkowych basenu bałtyckiego. Głównymi składnikami tych skał są minerały ilaste oraz kwarc, kalcyt, dolomit, piryt i skalenie. Znaczna część kwarcu ma charakter diagenetyczny, co korzystnie wpływa na możliwości szczelinowania skał. Na podstawie uzyskanych wyników opisano także procesy, które w zasadniczy sposób wpłynęły na formowanie obecnie występującej porowatości. Stwierdzono, że najważniejszym procesem mającym wpływ na powstanie wtórnej porowatości było przeobrażanie minerałów ilastych (smektyt-illit), a współwystępująca wraz z tym procesem cementacja krzemionką spowodowała prawie całkowite wypełnienie powstałej przestrzeni porowej. Prawdopodobnie pory były wypełniane również przez autogeniczne ziarna chlorytów. Pory zachowane w badanych skałach łupkowych podzielono na cztery typy, biorąc pod uwagę morfologię i charakter ich występowania. Stwierdzono potencjalną możliwość występowania drobnych połączeń pomiędzy porami, co może pozwalać na powolną migrację mediów w skale.
EN
The paper presents the results of detailed mineralogical studies of shales in Ordovician-Silurian Baltic basin. Main constituents of these rocks are clay minerals (illite and smectite), quartz, calcite, dolomite, pyrite and feldspars. Significant part of quarz grains is of authigenic origin, which positively influences the process of hydraulic fracturing. Observations in the high-resolution scanning electron microscope gave information about the nature of porosity in the shale and the processes which significantly contributed to the formation of porosity. It was found that the most important process affecting the secondary porosity of shale was the transformation of clay minerals (smectite-illite). Created pore space was almost completely filled by silica cement. Preserved pores were divided into four types according to their morphology and nature of occurrence. There was also found the potential for occurrence of interconnections between fine pores that allow fluid migration.
Kopaliny ilaste towarzyszące złożom węgla brunatnego w środkowej Polsce przebadano pod kątem przydatności jako surowiec ceramiki budowlanej. Stwierdzono, że decydujący wpływ na właściwości technologiczne skał ilastych ma ich skład mineralny. Kopaliny zawierające odpowiednie proporcje kaolinitu, smektytów i kwarcu charakteryzują się najlepszymi właściwościami ceramicznymi. Takie skały występują głównie w kopalni "Adamów". Z drugiej strony większość badanych kopalin pochodzących z odkrywki "Szczerców" wykazała zbyt wysoką skurczliwość suszenia i plastyczność. Te właściwości mogą być łatwo skorelowane z bardzo wysoką zawartością smektytów. Nieliczne spośród tych kopalin posiadają korzystne właściwości ceramiczne, ale nawet wtedy zawierają zbyt dużo margla ziarnistego, by móc stosować te kopaliny do produkcji ceramiki budowlanej.
EN
Accompanying clay raw materials from lignite mines located in Central Poland were tested as raw materials for building ceramics industry. It was concluded that mineral composition has a decisive impact on technological properties of clay rocks. Rocks containing mixture of kaolinite, smectites and quartz have the best properties for ceramic uses. Clayey rocks overlie "Adamów" lignite deposit. On the other hand, most of clayey rocks from "Szczerców" deposit showed too high shrinkage and plasticity. This property can be easily correlated with very high content of smectites. Only few samples from "Szczerców" deposit have good ceramic properties, but unfortunately contain too many larger grains of carbonates, which makes them impossible to use in building ceramics industry.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Badania nad ilościowym składem mineralnym łupków są prowadzone od ponad 100 lat, a ich wyniki nabrały praktycznego znaczenia w ostatnich latach, gdy skały łupkowe zaczęły być szczegółowo badane pod kątem możliwości pozyskiwania z nich węglowodorów (tzw. niekonwencjonalne złoża ropy naftowej i gazu ziemnego). Skład mineralny łupków jest niezwykle ważnym parametrem, mającym zasadniczy wpływ na szereg właściwości fizycznych i chemicznych skał. Wzajemne proporcje minerałów o różnym składzie chemicznym, wielkościach ziaren, pokroju oraz właściwościach powierzchniowych decydują o porowatości skały, jej przepuszczalności, teksturze, a co za tym idzie – podatności na szczelinowanie i działanie chemiczne roztworów szczelinujących na skały. W pracy przedstawiono wyniki badań składu ilościowego utworów sylursko-ordowickich z basenu bałtyckiego (północna Polska). W badaniach wykorzystano obserwacje mikroskopowe oraz proszkowe badania rentgenodyfrakcyjne, uzupełnione o ilościową analizę Rietvelda. Badania potwierdziły, że analiza Rietvelda może być skuteczną metodą określania ilościowego składu mineralnego badanych próbek. Dodatkowym atutem tej metody jest krótki czas rejestracji i opracowania wyników (w odróżnieniu od innych dostępnych analiz rentgenodyfrakcyjnych).
EN
Studies on the quantitative mineral composition of shales are being carried out for more than 100 years. The results have taken practical importance in recent years, when the shale rocks began to be examined in detail as a possible source of hydrocarbons (unconventional oil and gas). The mineral composition of shales is a very important parameter which has a significant impact on a number of physical and chemical properties of rocks. The relative proportions of minerals and different chemical composition, particle sizes, and surface properties determine the porosity and permeability of the rock, and thus its susceptibility to fracturing. This paper presents the results of the quantitative composition of Sylurian-Ordovician shales from the Baltic Basin (Northern Poland). The study used microscopic observations and X-Ray Powder Diffraction (XRD), supplemented with quantitative Rietveld analysis. Studies have confirmed that a Rietveld analysis can be an effective method for the quantitative determination of the mineral composition of the samples. Another advantage of this method is the short time recording and processing of the results (as opposed to other available XRD methods).
Ostatnie lata w Polsce to olbrzymie zainteresowanie potencjalnymi złożami gazu ziemnego w sylurskich i ordowickich skałach drobnoziarnistych (typu shale gas). W Polsce, ze względu na brak wystarczającego rozpoznania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów, konieczne jest szukanie analogii do znanych złóż ze Stanów Zjednoczonych, reinterpretacja danych archiwalnych według współczesnych standardów oraz wykorzystanie nowoczesnych metod badawczych. W niniejszej pracy przedstawione zostały wyniki badań mineralogicznych wykonanych na podstawie rdzeni z otworów wiertniczych z lat 70. zlokalizowanych w basenie bałtyckim (północna część polskiego basenu dolnopaleozoicznego). Badaniom poddano skały drobnoziarniste wieku ordowickiego i sylurskiego. Na podstawie: dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), mikroskopii skaningowej (SEM) połączonej z analizą spektrometryczną (EDS) oraz z wykorzystaniem analizy metodą Rietvelda określono jakościowo i ilościowo skład mineralny skał drobnoziarnistych. Otrzymane wyniki mają duże znaczenie przy szacowaniu efektywności procesu szczelinowania hydraulicznego, określeniu warunków sedymentacji, procesów diagenetycznych oraz stratygrafii sekwencji w profilu dolnego paleozoiku.
EN
The last years in Poland is a great interest in potential natural gas deposits in the Silurian and Ordovician finegrained sediments (shale gas). In Poland, due to lack of sufficient recognition of unconventional hydrocarbon resources, it is necessary to look for analogies to the known deposits in the United States, a reinterpretation of archival data by modern standards and the use advanced research methods. This paper presents the results of mineralogical studies carried out on cores from boreholes in the 70's, located in the Baltic Basin (northern part of the Polish Lower Paleozoic Basin). Silurian and Ordovician finegrained sediments were investigated. The final result is qualitatively and quantitatively determination of the mineral composition of finegrained sediments based on: X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) combined with spectrometric analysis (EDS) and using Rietveld analysis. These results are important in estimating the effectiveness of hydraulic fracturing process, defining the conditions of sedimentation, diagenetic processes and sequence stratigraphy of the Lower Paleozoic profile.
Trwające obecnie prace zdejmowania nadkładu z Pola „Szczerców stworzyły unikalną okazją do wykonania dokładnych surowcowych badań jakościowych i technologicznych odsłanianych w odkrywce kopalin ilastych oraz do ocen porównawczych w stosunku do iłów wyróżnionych na obszarze Pola „Bełchatów". Wykonane analizy uziarnienia, składu mineralnego i chemicznego surowca oraz badania technologiczne mogą pozwolić na ocenę potencjalnego zastosowania badanych kopalin jako surowców surowceramicznych, sorbentów mineralnych, surowców do wytwarzania ceramizowanych kompozytów nawozowych, keramzytu lub materiału do budowy izolacyjnych przesłon mineralnych.
EN
The removing of overlying rocks from "Szczerców" lignite deposit creates unique possibility to obtain clay raw materials and to perform precise studies of their quality and technological properties. The performed analysis of particie size, mineral and chemical composition and tehnological tests can allow to point out potential applications of these clays as a raw materials and compare clays from Szczerców to clay material from rocks overlying neighboring "Bełchatów" lignite deposit. The proposed apllications of Szczerców clays include many fields: traditional ceramic, mineral sorbents, production of ceramic fertilizer composite, production of keramzite and building clay barrier for environmental protection.
Rozpoczęcie udostępniania złoża węgla brunatnego z Pola „Szczerców" stwarza okazję do przeprowadzenie dokładnych badań kopalin towarzyszących, w tym skał ilastych z nadkładu. Podczas wizyt terenowych w latach 2006-2011 pobrano kilkanaście próbek z różnych poziomów tych skał. Wykonano badania mineralogiczne i geochemiczne, w szczególności w odniesieniu do minerałów ilastych. Uzyskane wyniki pozwoliły dokładnie określić skład chemiczny minerałów ilastych, w tym faz uważanych dotychczas za beidellity. Dodatkowo przeprowadzono szczegółowe badania pod kątem przydatności kopalin ilastych z nadkładu Pola "Szczerców" kątem tradycyjnej ceramiki budowlanej. Stwierdzono, że jedynie nieliczne skały, głównie z niższych poziomów zalegających nad serią ilasto-węglową. nadają się do formowania wyrobów ceramicznych. Pozostałe są zbyt wrażliwe na suszenie. Właściwości te łatwo można skorelować ze składem mineralnym próbek składem chemicznym minerałów ilastych z grupy smektytu.
EN
Start of exploitation of lignite in open pit "Szczerców" made possible to perform precise investigation of accompanying raw materials including clay rocks. During field excursions in 2006, 2009 and 2011 over ten samples were taken from different horizons of clay rocks overlying brown coal deposit. Mineralogical and geochemical investigations were performed, especially on clay minerals. Additionally, detailed technological tests concerning traditional ceramic properties were performed. It was confirmed, that only very few clays from Szczerców overlying rocks can be used as a ceramic raw material. The other typically have too high drying sensitivity. These properties can be easy correlated with mineral composition of samples, and with chemical composition of smectites.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Istotną częścią skał nadkładowych zdejmowanych podczas udostępniania złoża węgla brunatnego na Polu "Szczerców" w KWB "Bełchatów" stanowią iły plioceńskie. Wykonane badania miały na celu określenie ich surowcowych właściwości jakościowych, a przede wszystkim zróżnicowania składu mineralnego, chemicznego i uziarnienia. Docelowym zadaniem było określenie na drodze eksperymentalnej ich właściwości sorpcyjnych i ustalenie korelacji pomiędzy tym parametrem a zróżnicowaniem cech petrologiczno-mineralogicznych. Próbki kopalin ilastych pobrano z poziomu III i IV pola "Szczerców", tak by reprezentowały one typową litologię dla ilastych skał nadkładu. Dla porównania pobrano również próbkę iłów podścielających węgiel w polu "Bełchatów". Uzyskane wyniki badań świadczą o ścisłych zależnościach istniejących pomiędzy cechami petrologiczno-mineralogicznymi a właściwościami sorpcyjnymi badanych iłów. Są one tak wyraźne, że mogą być podstawą dla selekcjonowania odmian iłów o najbardziej optymalnych parametrach sorpcyjnych dla praktycznego wykorzystania przy neutralizacji metali ciężkich w wodach i płynnych odpadach.
EN
Clays rocks play important role in the beds overlying "Szczerców" field in brown coal deposit "Bełchatów". Samples of the clay raw materials were taken from III and IV level. The main goal of the research was to determinate mineral and chemical composition of theses rocks and their particle size distribution. Additionally, sorption properties of the raw clays were experimentally investigated. Then, sorption properties were correlated to mineral and chemical composition of investigated clay rocks. It was shown, that there is a strong dependence between the type of clay and its sorption capabilities. Basing on the results of geochemical and mineralogical investigation, clays of best sorption properties can be selected from rocks overlying brown coal deposit. These materials can be used to neutralize heavy metals in water solutions and fluid wastes.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Skład mineralny plioceńskich iłów z nadkładu złoża w kopalni węgla brunatnego (KWB) „Bełchatów" jest bardzo zróżnicowany. W latach 1960-1963, wraz z prowadzeniem w rejonie Bełchatowa prac dokumentacyjnych złoża węgla brunatnego, zostały one rozpoznane jako kopaliny towarzyszące. Trwające obecnie w KWB „Bełchatów" prace udostępniania do eksploatacji pola „Szczerców" stwarzają unikalną okazję do wykonania dokładnych surowcowych badań jakościowych i technologicznych odsłanianych w odkrywce kopalin ilastych oraz do ocen porównawczych w stosunku do iłów wyróżnionych wcześniej na obszarze pola „Bełchatów". Na potrzeby wykonania koniecznych do tego celu badań pobrano próbki z poziomu III i IV nadkładu pola „Szczerców". Próbki zostały tak dobrane, by reprezentować dwie typowe, lecz makroskopowo różne skały ilaste z plioceńskich poziomów ilasto-piaszczystych. Dodatkowo, dla celów porównawczych pobrana została próbka z iłów podwęglowych z poła „Bełchatów", ze składowiska kopalin towarzyszących. Wykonane analizy uziarnienia, składu mineralnego i chemicznego surowca mogą pozwolić na ocenę potencjalnego zastosowania badanych kopalin jako sorbentu mineralnego, jako surowców ceramicznych lub surowców do budowy przesłon mineralnych.
EN
The mineral composition of pliocene clays from brown coal mine "Bełchatów" is highly varied. These clay rocks were classified as accompanying raw materials during documentation works on the brown coal deposit. Exploitation of coal deposit through open-pit mine creates an unique possibility to study quality and technological properties of clay materials overlying brown coal beds. Two different samples typical for theses rocks were collected from III and IV overlying rocks levels from the "Szczerców" field. Additionally one sample of clays underlying lignite deposit was taken from "Bełchatów" field to perform comparative study. To study mineral composition an X-Rays diffraction, Electron Microprobe analysis and Laser Diffraction Particle Size Analysis were performed. The results can be used to point out potential application of these material as mineral sorbent, ceramic raw material or clay mineral barrier.
Unikalnemu w skali światowej złożu łupków kwarcytowych Jegłowa towarzyszą między innymi kopaliny kaolinowe. W ciągu ostatnich lat złoże było eksploatowane z różną intensywnością i w innych kierunkach, zostały odsłonięte nowe partie kopaliny głównej i kopalin towarzyszących. W odsłoniętych fragmentach złoża mogły zachodzić pewne niekorzystne zmiany jakościowe dotyczące w szczególności surowca kaolinowego. Stąd zaistniała potrzeba ponownego, precyzyjnego udokumentowania jakości kaolinu z tego złoża. W niniejszej pracy zaprezentowano badania nad składem chemicznym metodą fluorescencji rentgenowskiej (XRF), składem mineralnym metodą proszkowej dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) i analizy termicznej (TG+DTA), charakterystyką uziarnienia metodą dyfrakcji światła laserowego (LD-PSA) oraz barwą i parametrami technologicznymi surowca kaolinowego z Jegłowej. Badania prowadzono nad uzyskaną po szlamowaniu frakcją technologicznie uzasadnioną. Wyniki badań wskazują, że szlamowany kaolin z Jegłowej jest surowcem bardzo wysokiej jakości, o charakterze niemal wyłącznie kaolinitowym. Jedyną niekorzystną cechą, wymagającą korekty jest stosunkowo niska wytrzymałość na zginanie. Nie stwierdzono również, by długa ekspozycja fragmentów złoża na warunki atmosferyczne obniżyła w znaczący sposób parametry jakościowe kopaliny kaolinowej. Niezwykle korzystną cechą jest bardzo mała zmienność jakości tej kopaliny. Wskazano również możliwe dziedziny aplikacji kopalin kaolinowych ze złoża łupków Jegłowa: przemysł ceramiczny, gumowy, papierniczy i kosmetyczny. Sugeruje się, by prowadzić dalej badania w kierunku rozpoznania złoża łupków kwarcytowych i obszarów do niego przylegających pod kątem zawartości kopaliny kaolinowej. Znalezienie nowych pokładów, gniazd i soczew kaolinów, przy założeniu małej zmienności parametrów jakościowych surowca i dużego uzysku kaolinu szlamowanego, może uczynić eksploatację tego surowca opłacalną.
EN
The unique refractory schists from Jegłowa deposit are accompanied, among others, by kaolin raw material. The deposit was exploited with various intensity and in different directions within last years. The new locations of minerals were uncovered. Alteration processes could change the quality of uncovered raw materials, what is especially important for kaolins. Thus there was a need to precisely investigate the quality of kaolins from Jegłowa beds. In this paper we present data on the mineral composition (X-Ray Diffraction and Differentia Thermal Analysis data) and chemical composition (X-Ray Fluorescence data) of the raw kaolin material. Also technological properties of kaolins were examined. All the analysis were carried out on the washed raw kaolin material. It was shown, that washed kaolin from Jegłowa has very high quality and kaolinite is almost its only mineral component. The possible fields of the application of this material were showed. The only unfavorable property of this material is its low dry strength. It has to be corrected by means of special additives. It was show that exposure of kaolin beds to atmospheric conditions in open-pit mine has no significant influence on the quality of this material. The low variability of the quality of washed kaolins from Jegłowa is a very favorable feature of the deposit. Washed kaolin from Jegłowa can be successfully using as a raw material for ceramics, rubbers, cosmetics and paper industry. It is suggested that finding of new lenses, veins and nests of kaolin near to Jegłowa deposit can make profitable exploitation of this raw material, taking high content of kaolin after washing and low variability of this material into account.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wyniki badania właściwości niebieskiego pigmentu cyrkonowo-wanadowego w zależności od składu mineralizatorów zastosowanych do jego syntezy. Ustalono warunki syntezy fazy ZrSiO4 odpowiedzialnej za parametry jakościowe pigmentu oraz wyznaczono kryteria oceny struktury krystalicznej. Otrzymane wyniki badań weryfikują niektóre dane literaturowe i posłużą do praktycznego wykorzystania w kontroli podczas syntezy pigmentu w warunkach produkcyjnych.
EN
This paper describes the properties of blue vanadian-zirconium ceramic pigment depend on mineralizer agents that were used to synthesize this pigment. The synthesis conditions of ZrSiO4, responsible for quality parameters, were established and there were identified the criterions of quality's estimation. The results verify some literature data, and can be used to practical control of quality during synthesis of the pigment in production scale.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zircon pigments are crystal, synthetic coloured compounds with crystal lattice of zirconium silicate. These pigments are produced when zirconia is combined with silica in the temperature of about 1500 degrees centigrade, in the presence of chromophores (e.g. vanadium, praseodymium, iron, cobalt) that are built into ZrSiO4 lattice. The product of this process are blue, yellow, pink and grey pigments. The process of production of zircon pigments is a solid-state reaction. Besides breaking and producing chemical bonds, there are also taking place crystallographic changes. The reaction starts in points of intergranular contacts. The speed of reaction is a function of contacts' quantity. The contacts depend on quantitative composition and properties of reaction mixture. In this article were presented effects of influence of reactants' properties on the colour of chosen zirconium pigments.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Wrażenie barwy wywołuje bodziec wzrokowy, który jest efektem różnorodnych procesów fizycznych: pochłaniania, rozpraszania lub interferencji światła - najczęściej białego - oświetlającego obserwowany przedmiot. Jakość obserwowanej barwy przedmiotu zależy więc od ilościowego udziału tych procesów. Barwienie szkliw ceramicznych polega zasadniczo na dyspersji cząstek pigmentu ceramicznego w stopionym szkliwie, toteż od właściwości rozproszonych cząstek zależą uzyskane efekty kolorystyczne wyrobów. Przez właściwości cząstek należy rozumieć wielkość, kształt, pokrój ziaren, rozkład ziarnowy. Czynniki te zależą między innymi od warunków mielenia spieku pigmentu.
EN
The perception of colour is created by visual stimulus which is effect of various physical processes: absorption, scattering and interference of light (most often white light) illuminating observed object. The quality of observed colour depends on interaction of these processes. Colouring of ceramic glazes bases mainly on dispersion of particles of ceramic pigment in melted glaze. Hence obtained colouristic effects depend on properties of dispersed particles. These properties are size and shape of particles, and particle size distribution. These factors depend on conditions of milling of ceramic pigment.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano najczęściej stosowane w czasach historycznych pigmenty do barwienia ceramiki, zarówno naturalne jak i syntetyczne. Dzięki badaniom tych pigmentów przy użyciu nowoczesnych metod, możliwe jest odrestaurowanie dawnych, zapomnianych technik dekorowania wyrobów ceramicznych. Scharakteryzowano również pigmenty ceramiczne zsyntezowane w ciągu ostatniego dwustulecia, wraz ze skrótowym omówieniem najnowszych kierunków badań w tej dziedzinie.
EN
In the paper, most popular historical ceramic pigments, both natural and synthetic, are described. Through the analysis of the pigments performed by means of modern methods. It is possible to restore old, forgotten techniques of ceramic decoration. Ceramic pigments synthesized during last two centuries are characterized. The latest trends in the field of the study of ceramic pigments are shortly discussed.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.