Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characteristics of selected physical and mechanical properties as well as chemical composition of aggregates based on: steel slags, porphyry and diabase

Jonczy I., Grzesik B., Stawowiak M., Gerle A.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 4

363--379

EN

This paper presents the results of tests of selected physical and mechanical properties as well as the chemical composition of two types of natural aggregates: porphyry and diabase, as well as artificial aggregate based on steel slags. Based on the conducted tests, it was established that the physical and mechanical properties of the artificial aggregate exhibit slightly lower parameters as compared to the results obtained for porphyry and diabase aggregates. However, this does not limit the possibility of using the aggregate based on steel slags, as according to the applicable WT-4 and WT-5 standards, it can be used in mixtures unbound to the improved subsoil and layers of the road foundation as well as road mixtures with hydraulic binders for each category of traffic load. The chemical composition of the aggregate based on steel slags differs from the chemical composition of the tested natural aggregates. The slags contain lower amounts of SiO2 and Al2O3, while the concentration of CaO and Fe2O3 is greater. Additionally, heavy metals have also been exhibited in the slags. However, it was established that the alkaline nature of the slags, which is affected by low sulphur content and a significant proportion of CaO, as well as the way the metals occur limit the possibility of heavy metals release and migration from slags. The tested steel slags may constitute a prospective material used in road construction.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości fizyko-mechanicznych oraz składu chemicznego dwóch rodzajów kruszywa naturalnego: porfirowego i diabazowego oraz kruszywa sztucznego wyprodukowanego na bazie żużli stalowniczych. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że właściwości fizyko-mechaniczne (gęstość objętościowa, nasiąkliwość, mrozoodporność, odporność na rozdrabnianie LA, wytrzymałość na miażdżenie) kruszywa sztucznego wykazują nieco niższe parametry w odniesieniu do wyników oznaczeń uzyskanych dla kruszywa porfirowego i diabazowego. Nie ogranicza to jednak możliwości wykorzystania kruszywa na bazie żużli stalowniczych, gdyż wg obowiązujących standardów WT-4 i WT-5, może być ono stosowane w mieszankach niezwiązanych do ulepszonego podłoża i warstw podbudowy drogowej oraz drogowych mieszankach związanych spoiwami hydraulicznymi dla każdej kategorii obciążenia ruchem. Skład chemiczny kruszywa na bazie żużli stalowniczych różni się od składu chemicznego badanych kruszyw naturalnych. Żużle zawierają mniejsze ilości SiO2 oraz Al2O3, wzrasta w nich natomiast koncentracja CaO oraz Fe2O3, w żużlach oznaczono także obecność metali ciężkich. Stwierdzono jednak, że zasadowy charakter żużli, na który wpływa niska zawartość siarki oraz znaczny udział CaO, jak również sposób występowania metali przede wszystkim w formie rozproszonej w szkliwie oraz jako podstawienia w strukturze wewnętrznej faz krzemianowych i tlenkowych ograniczają możliwości uwalniania i migracji metali ciężkich z żużli. Badane żużle stalownicze mogą stanowić perspektywiczny materiał znajdujący zastosowanie w budownictwie drogowym.

2

Application of thermal analysis in the examination of phase composition of converter slag

Jonczy I., Strzałkowska E.

Inżynieria Materiałowa

|

2018

|

Vol. 39, nr 3

105--110

EN

Metallurgical slags are characterized by variable phase composition, which results from the technological process in which they were formed. The identification of the composition of slag, however, requires the application of a broad spectrum of complementary scientific methods. Besides the identification of phases using X-ray diffraction and using X-ray spectral microanalysis, one of the methods applied in mineralogical studies of slag is thermal analysis. Based on such analysis, it is not only possible to identify individual components of slags but also to analyse the transformations that occur in them under the influence of high temperature. The simultaneous application of DTA, TG and DTG measurement methods for converter slag has exhibited that the following processes occurred in the slags under the influence of variable temperature: dehydration, coal combustion, dehydroxylation, oxidation of iron, decarbonatization and phase transitions. The knowledge of the behaviour of slag under the influence of high temperature may provide valuable information in terms of its reuse.

PL

Żużle hutnicze stanowią grupę odpadów, która charakteryzuje się zróżnicowanym składem fazowym zależnym od procesu technologicznego, w wyniku którego powstały. Identyfikacja poszczególnych składników żużla wymaga precyzyjnych badań, często prowadzonych za pomocą różnych metod badawczych. Jedną z metod analitycznych stanowiących dobre uzupełnienie badań na temat składu fazowego żużli oraz przemian, jakie w nich zachodzą pod wpływem wysokiej temperatury, jest analiza termiczna. W artykule zaprezentowano wyniki badań prowadzonych dla żużla konwertorowego pochodzącego z bieżącej produkcji huty. Podjęto próbę ustalenia, na ile badania termiczne (DTA, TG i DTG) żużli konwertorowych mogą przyczynić się do uściślenia i dokładniejszego oznaczenia ich składu fazowego.

3

Crystalline phases in the waste foundry sands based on quartz sand matrix

Jonczy I., Kamińska M., Bilewska K., Gerle A.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2018

|

T. 21, nr 3

213--226

EN

This paper characterizes the crystalline phases present in waste foundry sands prepared based on a quartz sand matrix. The main component of the examined waste is quartz, which is accompanied by its polymorphic forms: tridymite and cristobalite. In addition to quartz, iron oxides such as magnetite, hematite and occasionally wüstite, and grains represented by metallic iron precipitation and Cu-Zn-Pb polymetallic aggregates were found. A particular emphasis was placed on the magnetite present in relatively high amounts, characterized by variable chemical composition, associated with the presence of numerous admixtures of chromium and titanium, which may suggest presence of chromite and titanomagnetite.

PL

W odlewnictwie powszechnie odlewy wykonywane są w formach piaskowych. Sporządzone na bazie piasku masy formierskie stanowią mieszaninę, do której oprócz piasku kwarcowego dodawane są: woda, bentonit, pył węglowy oraz spoiwa nieorganiczne lub organiczne. Zużyte masy formierskie, w których udział piasku dochodzi do około 90%, są na ogół poddawane w odlewni wewnętrznemu odzyskowi (czyli regeneracji), ale część z nich trafia na składowiska. Odpady mas formierskich, których głównym składnikiem jest piasek kwarcowy, w swoim składzie często zawierają minerały reprezentujące tlenki różnych metali, ponadto mogą być w nich obecne drobne wytrącenia metaliczne. Z uwagi na ich obecność materiał ten może stać się wtórnym źródłem ich odzysku. W artykule scharakteryzowano, pod względem jakościowym, skład fazowy zużytych mas formierskich sporządzonych na osnowie piasku kwarcowego. Do badań ze zwałowiska pobrano 3 próbki materiału odpadowego charakteryzujące się odmienną barwą: szarą, brązowo-czerwoną i czarną, które poddano identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej oraz rentgenowskiej analizie spektralnej w mikroobszarach; ponadto przy użyciu metod spektrometrycznych oznaczono zawartość wybranych metali występujących w odpadach. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że w składzie fazowym wszystkich analizowanych odpadów dominujący udział ma kwarc, obok którego oznaczono jego dwie polimorficzne odmiany: trydymit i krystobalit - ich obecność jest wynikiem przemian alotropowych dokonujących się w trakcie wykonywania odlewów w formach z mas kwarcowych. Oprócz kwarcu w odpadach występują dość znaczne ilości tlenków metali oraz wytrąceń metalicznych, co znalazło swoje odzwierciedlenie w udziale poszczególnych metali w składzie chemicznym odpadów. W próbce 1 obok dominującego żelaza w większych ilościach występują Cr i Mn, ponadto w pojedynczych analizach zaznacza się udział Ti. Pierwiastki te były również wskazane jako główne w składzie chemicznym faz tlenkowych oznaczonych podczas rentgenowskiej analizy spektralnej w mikroobszarach. Na podstawie tych badań oraz przy wykorzystaniu identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej wśród faz tlenkowych wyróżniono: roztwór stały FeO-MnO-MgO, magnetyt, tytanomagnetyt, chromit, a także hematyt. Obok nich stwierdzono występowanie α-żelaza. W próbce 2 obok dość znacznej ilości żelaza zaznacza się obecność: Cu, Mn, Pb, Ti, V, Zn. Pierwiastki te są przede wszystkim związane z wtrąceniami metalicznymi, które obok kwarcu i faz tlenkowych żelaza (magnetytu, hematytu i sporadycznie występującego wüstytu) stanowią jeden z głównych składników próbki 2. Próbka 3 charakteryzuje się najwyższym, wśród badanych odpadów, udziałem Fe, któremu towarzyszą Mn i Cr. Rentgenowska analiza spektralna w mikroobszarach wykazała, że chrom tworzy własną fazę - chromit, natomiast mangan wchodzi w skład wytrąceń metalicznych żelaza. Podczas identyfikacji faz metodą dyfrakcji rentgenowskiej potwierdzono obecność α-żelaza, wykazano również dość znaczący udział magnetytu. Obecność w badanych odpadach domieszek magnetytu oraz wytrąceń metalicznych mogłaby wskazywać na potencjalne źródło ich pozyskiwania.

4

Charakterystyka geochemiczna wybranych pierwiastków krytycznych w żużlach po hutnictwie rud Zn-Pb

Jonczy I.

Chemistry, Environment, Biotechnology

|

2018

|

Vol. 21

19--25

PL

Surowce krytyczne charakteryzują się dużym znaczeniem gospodarczym, ale też jednocześnie dużym ryzykiem niedoboru dostaw. Obecnie podejmowane są działania mające na celu poprawę stanu wiedzy na ich temat, co ma doprowadzić do utworzenia w 2020 roku ogólnoeuropejskiej bazy wiedzy o możliwościach ich pozyskiwania. W grupie wyróżnionych 27 surowców krytycznych znaczną część stanowią pierwiastki krytyczne. Obok źródeł naturalnych pierwiastki krytyczne mogą także występować w materiałach odpadowych, w tym w żużlach po hutnictwie rud Zn-Pb. Przeprowadzone badania wykazały, że w ich składzie chemicznym w największych ilościach występują: W, Co, Ce, Y, La, Sc, w śladowych ilościach oznaczono: Dy, Pd, Pt, Ir. Żaden z tych pierwiastków nie tworzy w analizowanych żużlach własnych faz krystalicznych; występują one w stanie rozproszonym w substancji amorficznej lub tworzą podstawienia w strukturze wewnętrznej innych faz. Stwierdzono, że precyzyjne oznaczenie zawartości danego pierwiastka oraz określenie form jego występowania wymusza konieczność prowadzenia kompleksowych analiz w oparciu o kilka wzajemnie uzupełniających się metod.

EN

Critical raw materials are characterized by a high economic importance, but also by a high risk of shortage of supplies. Currently, some actions of improving a state of knowledge about them are taken. In 2020, it should be lead to the creation of a pan-European knowledge database about the possibilities of their obtaining. In the group of distinguished 27 critical raw materials, critical elements are a significant part. Apart from natural sources, critical elements may also appear in waste materials, including slags from the Zn-Pb ore industry. Researches showed that in their chemical composition W, Co, Ce, Y, La, Sc are concentrated in the largest amounts. In trace amounts: Dy, Pd, Pt, Ir were also noticed. In the analyzed slags none of these elements creates their own crystalline phases; they are dispersed in an amorphous substance or they form substitutions in the internal structure of other phases. Researches have shown that the precise determination of content of a given element and the determination of its occurrence, require the necessity of conducting comprehensive analyzes based on several complementary methods.

5

Fazy siarczkowe i siarczanowe w żużlach hutniczych

Jonczy I., Kamińska M., Bilewska K.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2018

|

Vol. 20, nr 1

1--10

EN

Metallurgical slags are characterized by a varied and rich phase composition, which undergoes transformations under the influence of landfill waste disposal. The aim of the research was to check if, despite the long-term slags storage on the dumps and the impact of external factors on them, the sulfide phases are still present in their phase composition. The conducted tests confirmed the presence of sulphide phases in the analysed slags. In the Zn-Pb slags, the presence of iron sulphide with a chemical composition similar to pyrrhotite FeS and zinc sulphide – sphalerite ZnS were found. In the martensite slags calcium sulphide – oldhamite CaS and manganese sulphide – alabandin MnS (characteristic sulphides for steel wastes) were found. Sulphides create fine precipitation, most often surrounded by glaze, which forms an insulating layer for them. As the glaze devitrification, the sulphides are oxidized and sulphates are formed. Their presence can affect the acidification of the environment.

PL

Żużle hutnicze charakteryzują się zróżnicowanym i bogatym składem fazowym, który pod wpływem składowania odpadów na zwałowiskach ulega przeobrażeniom. Celem badań było sprawdzenie, czy pomimo długoletniego składowania żużli na zwałowiskach i oddziaływania na nie czynników zewnętrznych, fazy siarczkowe nadal są obecne w ich składzie fazowym. Przeprowadzone badania potwierdziły obecność w analizowanych żużlach faz siarczkowych. W żużlach Zn-Pb stwierdzono obecność siarczku żelaza o składzie chemicznym zbliżonym do pirotynu FeS oraz siarczku cynku – sfalerytu ZnS. W żużlach martenowskich występują charakterystyczne dla odpadów stalowniczych: siarczek wapnia – oldhamit CaS oraz siarczek manganu – alabandyn MnS. Siarczki tworzą drobne wytrącenia, najczęściej w otoczeniu szkliwa, które stanowi dla nich otoczkę izolującą. W miarę postępującego procesu dewitryfikacji szkliwa siarczki ulegają utlenieniu, tworzą się siarczany, których obecność może wpływać na zakwaszenie środowiska.

6

Wykorzystanie rentgenowskiej analizy spektralnej w mikroobszarach w oznaczaniu pierwiastków towarzyszących minerałom rud cynkowo-ołowiowych ze złoża Klucze I

Jonczy I., Chwedorowicz B., Kamińska M., Kowalski B.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2017

|

Vol. 6, iss. 3

79--91

PL

Pierwiastki towarzyszące rudom cynkowo-ołowiowym budzą szczególne zainteresowanie zwłaszcza, że część z nich jest zaliczana do grupy pierwiastków krytycznych, których pozyskiwanie z nowych źródeł stanowi obecnie jeden z priorytetów gospodarki w krajach Unii Europejskiej. W celu precyzyjnego oznaczenia pierwiastków towarzyszących sfalerytowi, galenie i markasytowi należy zastosować metody instrumentalne, które w dokładny i wiarygodny sposób pozwolą na oznaczenie ich koncentracji oraz form występowania. Jedną z takich technik jest rentgenowska analiza spektralna w mikroobszarach, którą wykorzystano w badaniach minerałów rudnych ze złoża Klucze I. W kilkunastu mikroobszarach dla sfalerytu, galeny i markasytu oznaczono skład jakościowy i ilościowy pierwiastków; na tej podstawie stwierdzono, że siarczkom cynku, ołowiu i żelaza, obok kadmu Cd i arsenu As, towarzyszą tal Tl i antymon Sb, a także pierwiastki zaliczane do grupy krytycznych: wolfram W, dysproz Dy oraz iryd Ir. W, Dy i Ir nie były dotychczas opisywane w literaturze, jako towarzyszące minerałom rud Zn-Pb; w badanych minerałach występują w stanie rozproszonym, przede wszystkim w sfalerycie i markasycie. Ich obecność może stanowić przesłankę odnośnie możliwości pozyskiwania alternatywnych źródeł pierwiastków krytycznych.

EN

Elements associated with lead-zinc ores arouse a particular interest of scientists, especially that some of them are included to the group of critical elements. Now, in the European Union the obtaining a new sources of them is one of the priorities of the economy. Instrumental methods, which in the most accurate and reliable way, allow for determination of the concentration and occurrence forms of elements associated with sphalerite, galena and marcasite, should be used. One of such technique is X-ray spectral microanalysis, which was used in the researches of ore minerals from Klucze I deposit. In several micro areas of galena, sphalerite and marcasite, the qualitative and quantitative composition of elements was marked; on this basis, it has been found, that sulfides of zinc, lead and iron, beside cadmium Cd, arsenic As, thallium Tl and antimony Sb, contain elements included to the group of critical elements: tungsten W, dysprosium Dy, and iridium Ir. W, Dy and Ir were not previously described in the literature as associated elements of Zn-Pb minerals; in the studied minerals, these elements are dispersed mainly in sphalerite and marcasite. Their presence can be the premise regarding the possibility of obtaining alternative sources of critical elements.

7

Waloryzacja zwałowisk odpadów pogórniczych z kopalń Katowickiego Holdingu Węglowego S.A.

Probierz K., Gawor Ł., Jonczy I., Marcisz M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 1

35--50

PL

Na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego zinwentaryzowano ponad 220 zwałowisk odpadów po górnictwie węgla kamiennego. Ze względu na znaczne zawartości substancji węglowej w odpadach, obiekty te mogą stanowić perspektywiczne złoża wtórne. W celu określenia możliwości odzysku podjęto próbę powiązania jakości węgla w złożach oraz w materiale odpadowym. Kolejnym istotnym krokiem jest rekultywacja oraz zagospodarowanie zwałowisk po zakończeniu efektywnych procesów odzysku. Badania miały na celu inwentaryzację, skartowanie oraz waloryzację zwałowisk po górnictwie węgla kamiennego z kopalń Katowickiego Holdingu Węglowego S.A. (KHW S.A.), pod kątem rekultywacji i zagospodarowania badanych obiektów oraz określenia potencjalnych możliwości odzysku węgla ze zwałowisk. Waloryzacja zwałowisk pogórniczych została wykonana z wykorzystaniem autorskiej metodologii, uwzględniającej zagadnienia rekultywacji, zagospodarowania, dostępności oraz zagrożeń środowiskowych. Określono kierunki rekultywacji technicznej (przykładowo obiekty krajobrazowe, zwałowiska stołowe) i biologicznej (np. kierunek leśny – zadrzewienie), rekultywacja mieszana (zadarnienie i zadrzewienie, zadarnienie, brak rekultywacji), oceniono dostępność w odniesieniu do otwarcia/zamknięcia terenu zwałowiska oraz rodzaju dróg prowadzących do obiektu. Powiązanie jakości węgla w złożach eksploatowanych przez kopalnie KHW S.A. i węgla w materiale odpadowym zwałowisk pozwoliło na ocenę możliwości bardziej efektywnego odzysku z nich węgla.

EN

The cataloging of over 220 coal mining dumping grounds after hard coal mining was carried out on the area of the Upper Silesian Coal B asin (USCB ). Considering the significant content of coal particles in the waste, these object may be perceived as perspective anthropogenic deposits. In order to define the possibilities of recovery, an attempt of linking the quality of coal in the deposit and the in waste material was performed. Another step is the reclamation and use of dumping grounds after completing effective recovery processes. The purpose of the research was the cataloging, mapping and valorization of coal mining waste dumps from Katowicki Holding Węglowy coal mines, for the needs of reclamation and management of examined objects and defining the potential recovery of coal from the dumps. The valorization of the post-mining waste dumps was done with the use of original methodology, considering the problems of: reclamation, management, accessibility of the dumps as well as environmental hazards. The directions of the technical reclamation (e.g. landscape objects, tabular dumps) and biological reclamation (e.g. forest direction, mixed reclamation (grass and tree reclamation), grass cultivation, lack of reclamation) were defined. Accessibility with regard to open access/closing of the dump area and the roads leading towards the object were evaluated. The connection of coal quality in the deposits of KHW S.A. and in waste material enabled the definition and evaluation of the potential possibilities of recovery of coal from the post mining dumping grounds.

8

Coal mining and post-metallurgic dumping grounds and their connections with exploitation of raw materials in the region of Ruda Śląska

Jonczy I., Gawor Ł.

Archives of Mining Sciences

|

2017

|

Vol. 62, no. 2

301--311

EN

Characteristics of mining and metallurgical waste dumps in Ruda Śląska was presented in this article. Special attention was paid to the relationship of waste material accumulated on the dumps with resources exploited on studied area. The possibilities of dumps management were also traced and two directions were indicated. The first one is associated with forming a biological covering on the dumps and the second one - with the dumps liquidation and with recovery areas now occupied by the dumps and thus with the secondary use of material collected on them.

PL

W artykule scharakteryzowano odpady górnicze i hutnicze ze zwałowisk w Rudzie Śląskiej. Szczególną uwagę zwrócono na związek odpadów zgromadzonych na zwałowiskach z surowcami eksploatowanymi na badanym obszarze. Prześledzono również możliwości zagospodarowania zwałowisk, wskazano dwa kierunki: pierwszy z nich związany jest z utworzeniem na zwałowiskach obudowy biologicznej, drugi natomiast – z likwidacją zwałowisk i odzyskiem obszarów obecnie zajmowanych przez zwałowiska, a tym samym z wtórnym wykorzystaniem zgromadzonych na nich odpadów.

9

Wybrane procesy geochemiczne zachodzące w zwałowiskach odpadów przemysłowych z rejonu Górnego Śląska

Jonczy I., Gawor Ł.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

93--108

PL

W artykule scharakteryzowano procesy geochemiczne zachodzące na zwałowiskach odpadów przemysłowych, które przez wiele lat poddane były składowaniu. Obserwacje terenowe oraz badania laboratoryjne wykonano w oparciu o materiał zgromadzony na wybranych zwałowiskach odpadów po górnictwie węgla kamiennego oraz odpadów hutniczych po przeróbce żelaza, cynku i ołowiu. Stwierdzono, że w wyniku oddziaływania czynników zewnętrznych odpady zgromadzone na zwałowiskach ulegają przemianom o charakterze mechanicznym oraz przeobrażeniom pod względem zmiany ich składu mineralnego i chemicznego.

EN

In the paper there are described geochemical processes occurring on industrial waste dumps, which has been stored for years. Field observations and laboratory tests have been done on the basis of material gathered on chosen waste dumps after hard coal mining and metallurgic waste after preparation of iron, zinc and lead. It was determined that as a result of exogenous processes the wastes disposed on dumps undergo changes of mechanical character and metamorphosis considering changes of mineral and chemical composition.

10

Wybrane pierwiastki z grupy surowców krytycznych w żużlach stalowniczych

Jonczy I., Chwedorowicz B.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2016

|

nr 13

36--39

PL

W artykule scharakteryzowano skład chemiczny trzech rodzajów żużli stalowniczych pod kątem zawartości wybranych pierwiastków zaliczanych do grupy surowców krytycznych. Stwierdzono, że żużle bogate są w wolfram, niob i antymon; natomiast z grupy lantanowców odznacza się stężenie lantanu, ceru i neodymu. Istotnym aspektem jest forma występowania pierwiastków oraz sposób ich powiązania ze składnikami żużli.

EN

The article describes chemical composition of three steel-making slags types and their content of some elements belonging to the group of critical raw materials. It has been found that the slags are rich in tungsten, niobium and antimony; while the lanthanide stands out of concentration of lanthanum, cerium and neodymium. An important aspect is the presence of mold elements and their relationship with the components of slags.

11

Archeometria w naukach o Ziemi – wkład profesora dr hab. Janusza Skoczylasa. Recenzja

Probierz K., Jonczy I.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 10

78--79

12

Charakterystyka przypowierzchniowej części warstw orzeskich w rejonie siodła głównego w aspekcie procesów wietrzenia

Jonczy I., Borówka B.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2016

|

T. 32, z. 2

111--123

PL

W artykule scharakteryzowano przypowierzchniową część warstw orzeskich w rejonie siodła głównego. W profilu litologicznym omawianego rejonu stwierdzono obecność iłowców przewarstwionych piaskowcami oraz występujące na powierzchni piaski. Wśród iłowców nawiercono warstwę węgla. Obserwacje terenowe z użyciem kamery, bezpośrednio w wykonanych otworach wiertniczych oraz badania laboratoryjne pobranych próbek skał wykazały znaczny stopień zwietrzenia utworów klastycznych. W obrębie warstw piaskowców w wyniku oddziaływania czynników wietrzenia tworzą się szczeliny oraz pustki skalne, którymi w głębsze partie górotworu swobodnie przesącza się woda opadowa. Piaskowce w składzie mineralnym zawierają przede wszystkim kwarc, któremu w mniejszych ilościach towarzyszą plagioklazy, łyszczyki, okruchy skalne i minerały ciężkie. Spoiwo piaskowców jest typu cement, ilasto-węglanowe. Występujące na powierzchni piaski stanowią ich zwietrzelinę, o czym świadczą podobne cechy teksturalne obu osadów. Iłowce bogate są w kaolinit i kwarc; w ich składzie stwierdzono również minerały z grupy smektytu. Charakteryzują się bardzo dużą nasiąkliwością, co prowadzi do ich pęcznienia i rozmywania. Stwierdzono, że zwietrzałe partie skał wykazują znacznie obniżoną wytrzymałość na ściskanie w stosunku do wartości przyjmowanych dla skał warstw orzeskich.

EN

The article presents the characterization of a near-surface part of Orzesze beds in the region of the main saddle. The lithological profile of the region in concern has been confirmed to contain claystones with interburdens of sandstones and sands occurring at the surface. Among the claystones, a coal bed was drilled into. Field observations with a video camera, direct observations made in the boreholes and laboratory studies of the obtained rock samples have indicated high levels of weathering of the clastic formations. The weathering processes within the sandstones form fissures and rock voids by means of which rainwater flows freely into the deeper parts of the rock mass. The mineral composition of the sandstones includes mostly quartz, accompanied by plagioclases, micas, breccias and heavy minerals in smaller amounts. The binding material is cement-type and clayey-carbonate. The sands occurring at the surface constitute their eluvium, which is evidenced by similar texture qualities of both the sediments. The claystones contain mostly kaolinite and quartz; in their composition minerals from smectite group were also found. They are characterized by very high absorbability, which leads to their swelling and washing out. It has been found that the weathered parts of rocks indicate significantly lowered compressive strength in comparison to the values assumed in case of the rocks of the Orzesze beds.

13

Fazy wtórne na zwałowiskach odpadów hutniczych

Jonczy I., Chwedorowicz B.

Ekologia i Technika

|

2016

|

R. 24, nr 1

22--26

PL

W artykule scharakteryzowano fazy wtórne: węglanowe, siarczanowe oraz wodorotlenki krystalizujące w zwałowiskach żużli stalowniczych oraz żużli po przeróbce rud Zn-Pb. W wyniku długoletniego składowania w zwałowiskach zachodzi szereg procesów wietrzenia fizycznego związanego z mechanicznym rozkruszaniem odpadów oraz wietrzenia chemicznego, którego jednym z efektów jest m.in. krystalizacja faz wtórnych. Makroskopowo, fazy wtórne tworzą zazwyczaj drobnokrystaliczny nalot pokrywający powierzchnię żużli. Badania mikroskopowe oraz metodą dyfrakcji rentgenowskiej wykazały obecność wśród nich: kalcytu, gipsu, barytu oraz goethytu. Fazy te charakteryzują się różnorodnością form morfologicznych, jak również zróżnicowanym składem chemicznym, odnotowano m.in. podstawienia ołowiu, cynku i arsenu w barycie. Obecność faz wtórnych może doprowadzić do zmian pH środowiska glebowego w otoczeniu zwałowisk. W żużlach, znaczna zawartość węglanów sprzyja zachowaniu ich właściwości alkalicznych, natomiast jony siarczanowe wpływają na zakwaszenie środowiska i wzmożoną migrację metali.

EN

The secondary phases: carbonates, sulfates and hydroxides crystallized in steelmaking slags dumps as also in dumps of slags after zinc and lead production were characterized in this article. In the dumps, as a result of long-term storage, there are a number of physical weathering processes associated with mechanical crushing of wastes as also chemical weathering processes, one of whose effects include crystallization of secondary phases. Macroscopically, secondary phases usually form a finecrystalline deposit covering the surface of the slags. Microscopic studies and X-ray diffraction analysis showed the presence among them of calcite, gypsum, barite and goethite. These phases are characterized by a variety of morphological forms, as well as the diverse chemical composition, for example in barite some substitutions of lead, zinc and arsenic were noted. The presence of secondary phases may lead to changes of pH of soil surrounding the dumps. In the slags, a significant content of the carbonates conducive to maintaining their alkali properties, whereas sulfates ions influence on the acidification of the environment and increased migration of metals.

14

Wpływ procedury przeprowadzania próbki do roztworu na ilościowe oznaczenia talu w minerałach rud cynkowo-ołowiowych z rejonu śląsko-krakowskiego

Jonczy I., Chwedorowicz B., Kowalski B.

Chemistry, Environment, Biotechnology

|

2016

|

Vol. 19

131--135

PL

Tal jest pierwiastkiem znajdującym duże zastosowanie gospodarcze , w związku z tym stale poszukuje się nowych źródeł jego pozyskiwania. Na obszarze śląsko-krakowskim tal w postaci domieszek izostrukturalnych występuje w minerałach siarczkowych rud Zn-Pb. Wykonano eksperyment polegający na zastosowaniu różnych metod przeprowadzania próbek minerałów rudnych (sfalerytu, galeny i markasytu) do roztworu w celu odpowiedzi na pytanie , w jakim stopniu sposób ich roztwarzania wpływa na oznaczalność talu. Badania wykazały, że największa koncentracja talu występuje w markasycie i również w przypadku tego minerału odnotowano największe różnice oznaczalności talu pomiędzy zastosowanymi procedurami roztwarzania próbki. Najkorzystniejsze efekty uzyskano przy zastosowaniu mieszaniny: kwas azotowy, kwas solny i nadtlenek wodoru; najgorsze przy użyciu wody królewskiej.

EN

Thallium is an element of a high possibility of commercial use , scientists are constantly looking for new sources of its acquisition. Thallium accompanied by sulphide minerals Zn-Pb ores in the form o f iso-structural admix tures in the area o f Silesia – Cracow. We performed an experiment involving the use of different digestion methods for the ore minerals sample (sphalerite , galena, and marcasite) to see what extent the manner of their digestion affects the determination of thallium. Experience have shown that the largest concentration of thallium occurs in marcasite and in the case of this mineral also recorded the biggest differences between the determination of thallium applied sample digestion procedures. The most preferred results were obtained using the solvent of nitric acid, hydrochloric acid, and hydrogen peroxide, while the worst with aqua regia.

15

Microstructures of Metallurgical Slags

Jonczy I.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2016

|

Vol. 61, iss. 1

61--66

EN

The article characterizes microstructures of metallurgic slag of varying age remaining from the production of iron and steel and the Zn-Pb ore processing in relation to magmatic rocks and ores. Based on microscopic observations - among others - hypocrystalline, hyaline and felsite (characteristic for magmatic rocks) microstructures were observed in the slag. Also microstructures related to ores, including framework and dendritic, colomorphic and corrosive structures were noted. The diversity of the microstructures presented in the article is a result of the differentiation in the formations of individual components of the slags, which depends, inter alia, on the method and the rate of cooling of the alloys.

16

Wykształcenie litologiczne warstw orzeskich na południowym skrzydle siodła głównego GZW

Borówka B., Jonczy I.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 4

52--55

PL

W strefie przejściowej pomiędzy siodłem głównym a niecką główną występują osady warstw orzeskich, które ostatnio poznano jednym otworem z powierzchni. Rozpoznano część profilu, który uległ znacznym, daleko zaawansowanym procesom wietrzeniowym, o czym świadczy występowanie skał słabo zdiagenezowanych i luźnych o nietypowych dla karbonu brązowo-żółtych barwach. Pobrane z analizowanego profilu próbki skał okruchowych zostały poddane badaniom petrograficzno-mineralogicznym. Na ich podstawie stwierdzono, że reprezentują one piaskowce, mułowce oraz iłowce, których jednym z głównych składników jest kwarc. Badany fragment profilu pod względem litostratygraficznym należy do warstw orzeskich reprezentujących górną część serii mułowcowej (moskow).

EN

Orzesze Beds, which recently have been known by one bore hole from the surface, occur in the transition zone between the main saddle and the main basin sediments. The part of profile under the advanced weathering processes has been recognized, as evidenced by the occurrence of poorly diagenetically formed rocks and loose rocks characterized by unusual for Carboniferous brown-yellow colors. Petrographical and mineralogical tests were carried out for the samples from the analyzed profile. On this basis, it was found that they represent sandstones, mudstones and claystones, which mainly contain quartz. The tested fragment of lithostratigraphic profile belongs to Orzesze Beds representing the upper part of mudstone series (Moscovian).

17

Metale ciężkie w silnie zwietrzałych żużlach stalowniczych oraz żużlach po przeróbce rud Zn-Pb

Jonczy I.

Ekologia i Technika

|

2015

|

R. 23, nr 1

39--42

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę wybranych metali ciężkich występujących w silnie zwietrzałych żużlach stalowniczych oraz żużlach po przeróbce rud Zn-Pb. Dokonano tego w oparciu o analizę właściwości geochemicznych metali, analizę ich zawartości w badanych żużlach oraz sposobu ich powiązania ze składnikami żużli. Na tej podstawie stwierdzono, że pomimo długoletniego składowania żużli na zwałowiskach, metale nadal są obecne w ich składzie. Proces ich powolnego uwalniania i migracji do środowiska zaznacza się szczególnie w odniesieniu do żużli Zn-Pb, czemu sprzyja obecność w ich składzie chemicznym siarki. W żużlach stalowniczych znaczna koncentracja wapnia wpływa na zachowanie właściwości alkalicznych przez żużle, co hamuje proces uwalniania metali. Istotnym zagadnieniem jest sposób występowania metali w żużlach. Najłatwiej migrują metale ciężkie ze szkliwa, które jest jednym z najbardziej podatnych składników odpadów na procesy wietrzenia. Najtrudniej uwalnianie metali zachodzi z faz krzemianowych, w których tworzą one podstawienia w strukturach wewnętrznych.

EN

Characteristics of selected heavy metals present in the highly weathered steelmaking slag and slag after zinc and lead production was presented in the article. It was done by analysis of geochemical properties of metals, analysis of their content in the studied slags and their relationships with the components of the slags. On this basis, it was found that despite the long storage of slags on dumps, metals are still present in their chemical composition. Processes of slow releases and migration of heavy metals are especially expected in relation to the Zn-Pb slags, what is facilitated by the presence of sulfur in their chemical composition. In steelmaking slags a significant concentrations of calcium affects the behavior of the slags alkaline properties, what inhibits the process of metals release. An important issue is form of metals occurrence in the slags. The easiest migration of heavy metals is from glaze, which is one of the most vulnerable waste components to weathering processes. The hardest release of metals takes place from silicate phase, in which they form substitution in the internal structures.

18

Charakterystyka form występowania żelaza w wybranych odpadach hutniczych

Jonczy I.

Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska

|

2015

|

Vol. 17, nr 3

123--132

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań mineralogiczno-geochemicznych kilku rodzajów odpadów hutniczych powstałych w różnych procesach związanych z produkcją żelaza i stali, a także żeliwa i staliwa. Uwagę skupiono na zawartości w nich żelaza oraz formach i sposobie jego powiązania ze składnikami odpadów. Żelazo, które w wymienionych procesach hutniczych stanowi najistotniejszy pierwiastek, może również w pewnej części przechodzić do materiału odpadowego. W związku z tym coraz częściej pojawiają się plany wtórnego odzysku żelaza z odpadów lub bezpośredniego zawracania materiału odpadowego do procesu hutniczego. Podejmowanie tego typu decyzji wymusza konieczność poznania form występowania żelaza w odpadach. Przeprowadzone badania wykazały, że pierwiastek ten może występować zarówno w postaci metalicznej, jak również tworzyć własne fazy siarczkowe lub tlenkowe oraz występować w postaci podstawień w strukturze wewnętrznej faz krzemianowych oraz być rozproszony w szkliwie.

EN

Article presents the results of mineralogical and geochemical research of several types of metallurgical wastes produced in various processes associated with the production of iron and steel as well as cast iron and cast steel. Attention has been focused on the content of iron as well as forms of iron occurrence and its relationships with waste components. Iron, which in metallurgical processes is one of the most important elements, can also move to the waste material. As a result, more andmore often, there are plans of the secondary recovery of iron from wastes or recycling of waste material direct for the metallurgical processes. Before taking such decisions, it is necessary to know the forms of iron occurrence in wastes. The study showed that this element may be either in metallic form, as well as create their own phases (oxide or sulfide); iron can also forms substitutions in the internal structure of the silicate phases or can be dispersed in glaze.

19

Mössbauer Spectroscopy in the Studies of Iron Phases From the Slags After Zinc and Lead Production

Jonczy I., Fornal P., Stanek J.

Archives of Foundry Engineering

|

2015

|

Vol. 15, iss. 3 spec.

21--24

EN

Upper Silesia District is one of the most polluted areas in the country. Rich deposits of metal ores and hard coal have contributed to the extensive development of metallurgy and mine industry which started as early as in the Middle Ages. The ecological hazard can be illustrated by an over 100-year-old waste dump of Zn-Pb ores in one of the Silesian cities – in Ruda Śląska. Despite the long storage period, the wastes, represented mainly by weathered slags as also vitrified waste material, contain of lot of heavy metals in varied their chemical forms. The following metals have been found in wastes: Cd, Pb, Zn, As, Cu, Ti and other, and also a lot of amounts of iron. In the article the results Mössbauer spectroscopy are presented, as a preliminary stage of mineralogical studies of Zn-Pb wastes. Depending on the type of tested waste material different iron phases have been shown: in the weathered slag four different products of the iron oxidation were detected: divalent Fe(OH)2, mixed valence magnetite, Fe3O4 and three valence Fe(OH)3, α Fe2O3 and γ-Fe2O3 compounds, in the vitrified material metallic forms of iron are dominated.

20

Historyczna kopalnia rud rtęci w Idriji (Słowenia)

Jonczy I., Gawor Ł.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 12

119--123

PL

W artykule przedstawiono zarys budowy geologicznej oraz charakterystykę złoża rudy rtęci (cynobru) w okolicach Idriji (Słowenia), gdzie znajduje się drugie, co do wielkości (po Almaden w Hiszpanii) złoże tej rudy. Na przykładzie zabytkowej kopalni Idrija opisano bogatą historię górnictwa rud rtęci, którego początki datuje się w tym regionie na 1490 rok. Kopalnia Idrija została przekształcona w muzeum, a w 2012 roku włączono ją do zabytków Światowego Dziedzictwa UNESCO.

EN

This paper presents a profile of geological structure and characteristics of mercury deposit (cinnabar) in the area of Idriji in Slovenia with the second-largest (after Almaden in Spain) deposit of this ore. The monumental Idrija mine was an inspiration to describe the rich history of mercury mining, the beginning of which is originally dated back to 1490. Idrija mine was transformed into a museum and included on UNESCO's World Heritage List in 2012.