1. Surowce ceramiczne - definicja, rodzaje, źródła, zróżnicowanie znaczenia gospodarczego

Surowce ceramiczne są to pierwotne surowce mineralne, a także produkty ich przerobu i przetwarzania, które w całości lub w większości zużywane są przez szeroko rozumiany przemysł ceramiczny.

Rodzaje:
- urobek górniczy (np. wapienie iły)

- koncentraty (kaolin szlamowany, ,mączka wapienna)

- produkty termicznego przetworzenia (np. boksyty kalcynowane)

- odpady wielkopiecowe (żużel)

- surowce syntetyczne (np. korund syntetyczny)

Źródła przyrodnicze surowców: skorupa ziemska, hydrosfera, atmosfera, biosfera

Inne źródła: synteza chemiczna, złom, odpady

2. Skały magmowe - geneza, klasyfikacje, minerały struktury i tekstury

Skały magmowe powstały na skutek krystalizacji lub zakrzepnięcia magmy w głębi skorupy ziemskiej lub lawy na powierzchni ziemi

Klasyfikacja skał magmowych

Klasyfikacja chemiczna:

-skały kwaśne

-skały obojętne

-skały zasadowe

-skały ultra zasadowe

Klasyfikacja uproszczona:

-skały głębinowe

-skały subwulkaniczne

-skały wulkaniczne

-skały żyłowe

TEKSTURY- sposób uporządkowania składników skały i wypełnienia przez nie przestrzeni

Uporządkowanie składników skały

-tekstura bezładna

- tekstura kierunkowa

Wypełnienie przestrzeni skał

-tekstura zbita

-tekstura porowata

STRUKTURA-sposób wykształcenia składników skał

Stopień krystaliczności:

-struktura pełnokrystaliczna

-struktura półkrystaliczna

-struktura szklista

Relacja między składnikami:

-struktura równokrystaliczna

-struktura nierównokrystaliczna

Wielkość składników:

-struktura grubokrystaliczna >5mm

-struktura średniokrystaliczna 2-5mm

-struktura drobnokrystaliczna 0,1-2mm

-struktura mikrokrystaliczna < 0,1mm
Minerały: Pegmatyty, Ortoklazy, Plagioklazy, Pirokseny, Kwarc

3. Skały osadowe - geneza, klasyfikacje, minerały, główne grupy skał osadowych z omówieniem

Skały osadowe są produktami powstałymi w skutek nagromadzenia na powierzchni ziemi lub w jej pobliżu materiałów skałotwórczych. Powstała na skutek osadzania bądź wytrącania.
Klasyfikacja:
-okruchowe - rozkruszenie starszych skał i ich transport przez wodę, wiatr lub lód.
-piroklastyczne - materiał wyrzucony przez wulkan
-chemogeniczne - rozpuszczanie i ponowne wytrącanie się skał
-organogeniczne - powstałe ze szczątków organizmów żywych

Minerały: Kaolinit, Illit, Kalcyt, Dolomit

4. Kopaliny i surowce mineralne - definicje, złoża, rodzaje zasobów, metody pozyskiwania

Kopaliny (kopaliny użyteczne) to minerały i skały przydatne do technicznego wykorzystania.

Złoże kopalin to miejsce nagromadzenia minerałów skał oraz innych substancji stałych, gazowych i ciekłych, których wydobycie może przynieść korzyści gospodarcze.

Surowce mineralne to pierwotne surowce mineralne, pochodzące ze środowiska przyrodniczego, a także produkty ich bezpośredniego przerobu.
Zasoby dzielimy na odnawialne i nieodnawialne do których należą surowce mineralne.

Metodą pozyskiwania - Górnictwo: eksploatacja odkrywkowa, podziemna, otworowa.

5. Mikroskopia optyczna w świetle przechodzącym - podstawowe wykorzystywane zjawiska, budowa mikroskopu, tok badań, badane cechy optyczne

Podstawowe wykorzystywane zjawiska:

-Załamanie światła
-Podwójne załamanie światła

-Polaryzacja światła
Budowa mikroskopu:
Elementy mechaniczne:
-podstawa
-statyw

-tubus

-mechanizmy ruchu (śruba makro i mikrometryczna)

-stolik przedmiotowy
Elementy optyczne:
-obiektyw (obiektywy)
-okular,
-źródło światła
-polaryzator

Tok badań i badane cechy optyczne:

Badania mikroskopowe w świetle przechodzącym równoległym spolaryzowanym wykonuje się przy jednym polaroidzie lub przy skrzyżowanych polaroidach. Można również ustalić ilościowy skład mineralny w tym celu korzysta się z tabel oceny wizualnej.

Przy jednym polaroidzie obserwuje się cechy takie jak:

-obserwacja kryształu i wielkość ziaren, kąty między ścianami i krawędziami kryształów

-określanie barwy własnej minerału

-badanie obecności i charakteru pleochroizmu

-określanie reliefu i wartości współczynników załamania światła

Przy polaroidach skrzyżowanych:

-charakter badanego kryształu (izotropowy czy anizotropowy)

-w przypadku kryształów anizotropowych:

-rodzaj barw interferencyjnych

-kąt ściemniania światła

-zbliźniaczenia i jeśli występują, to ich charakter

6. Analiza rentgenograficzna - podstawy teoretyczne, analiza proszkowa, zasady identyfikacji, progi wykrywalności

Podstawy teoretyczne:

W rentgenografii wykorzystuje się zjawisko dyfrakcji promieni rentgenowskich, które zachodzi na elementach struktury ciała krystalicznego, ponadto ważne znaczenie ma intensywność interferencyjnie wzmocnionych promieni rentgenowskich, która zależy od zależy od wielu właściwości analizowanego ciała krystalicznego. Najczęściej wykorzystywana jest dyfraktometria rentgenowska, której zaletami są min. łatwość rejestracji i pomiaru intensywności refleksów niskokątowych. Próbki powinny być rozdrobnione do uziarnienia ok. 5µm. i następnie sprasowane.

Analiza proszkowa, zasady identyfikacji i progi wykrywalności:

Identyfikacja metodą proszkową DSH opiera się na założeniu, że każdą substancję krystaliczną charakteryzuje zbiór odległości międzypłaszczyznowych d. Na podstawie odczytanych z rentgenogramu kątowych położeń pików dyfrakcyjnych Θ określa się wartość d przy pomocy tablic bądź innych źródeł. Wyznacza się jeszcze intensywność pików I, co pomaga w analizie rentgenogramu. Następnie stwierdzamy zgodność wartości d i I kilku pików (przeważnie 5) z danymi wzorcowymi określanego materiału co pozwala na wstępna identyfikację. Potem stwierdzamy zgodność wszystkich pozostałych pików z danymi. Wykrywalność minerałów w mieszaninie zmienia się w szerokim zakresie, zwykle w granicach 0,5-40% mas. Najniższą wykrywalnością charakteryzują się substancje o niskim stopniu krystalizacji, a zwłaszcza amorficzne(rozmyte pasmo dyfrakcyjne), podczas gdy zwykłe substancje wykazują ostre piki.

7. Analiza termiczna - podstawy teoretyczne, termiczna analiza różnicowa (w tym rodzaje efektów), termograwimetria, zasady identyfikacji
Analiza termiczna wykorzystywana jest łącznie z analizami mikroskopową i rendgenograficzną do określenia składu fazowego surowców mineralnych. Analiza termiczna polega na rejestrowaniu zmian właściwości fizycznych bądź składu chemicznego substancji, jakie zachodzą w czasie ogrzewania lub chłodzenia. Rejestrować można zmiany: - różnice temperatur między próbką badana i próbką termicznie obojętną DTA, różnica ta jest spowodowana zachodzącymi w substancji reakcjami endo i egzotermicznymi, które są zapisywane na krzywej DTA jako efekt termiczny zwany pikiem endotermiczny zwrócony na dół, a egzotermiczny do góry, - różnic masy próbki temograwimetria TG są to urządzenia połączone z różniczkową analizą termograwimetryczną DTG, które umożliwia przeprowadzenie termicznej analizy różniczkowej, analizy termograwimetrycznej i wynikającej z niej różniczkowej analizy termograwimetrycznej. Endotermiczne efekty minerałów: Reakcje chemiczne: dysocjacja związana z wydzieleniem fazy gazowej (dehydratacja, dehydroksylacja), dysocjacja bez wydzielenia fazy gazowej. Procesy fizyczne: przemiany polimorficzne, zmiana stanu skupienia, utrata wody zaadsorbowanej. Egzotermiczne efekty minerałów: Reak chem utlenianie, synteza; procesy fizyczne: przemiany polimorficzne. Analizy termograwimetryczne surowców ceramicznych (TG,DTG) i termiczna różnicowa (DTA) wykonuje się w temp 10-1000oC w atmosferze powietrza, musimy znać masę próbki oraz wilgotność.

8. Analiza granulometryczna - rodzaje metod i ich przydatność, podstawy analizy sedymentacyjnej, krzywa kumulacyjna i populacyjna. Skład ziarnowy ocenia się za pomocą analizy sitowej i sedymentacji. Analiza sitowa oznacza się ziarna o rozmiarach od 5-125000 μm stosując sita o znormalizowanych rozmiarach oczek i polega na rozdzieleniu badanego materiału na frakcje ziarnowe określone rozmiarami oczek odpowiednich sit. Materiał przechodzący przez oczka sita stanowi nadawę do następnego sita. Przesiewani9e wykonuje się ręcznie lub mechanicznie, na mokro lub sucho przeważnie ziarna grube, za zakończenie przesiewania na sucho uważany jest moment, w którym w ciągu 1 minuty ilość substancji przesianej jest mniejsza od 0, 1% masy nadawy. Ważąc pozostałości na każdym sicie po ich po ich kolejnym zsumowaniu, otrzymujemy dane do wykreślenia krzywej sumacyjnej. Surowce zawierające ziarna bardzo drobne rozsiewa się na mokro (ze względu na oddziaływania kohezyjne). Metody sedymętacji określa się na podstawie prawa, Stokesa które stwierdza- że w środowisku lepkim ziarno opadające pod wpływem sił grawitacji porusza się ruchem jednostajnym z prędkością zależną od ich wielkości. Po upływie czasu t z wysokości h z prędkością opadania v=h/t sedymentuje frakcja ziarnowa, której średnica wynosi d=pierwiastek z h/ct. Pozycję ziaren w czasie sedymentacji określa reguła maksymalnego rzutu, mówiąca, że ziarno ustawia się tak, aby jego rzut prostokątny na płaszczyznę poziomą miał możliwie największą powierzchnię. Podstawowym warunkiem w przygotowanie jest przygotowanie stabilnej i zdyspergowanej zawiesiny ora dobór odpowiedniej cieczy sendymentacyjnej, która doskonale zwilża ziarna i nie reaguje z nimi. Obecnie stosuje się analizatory rentgenowskie i laserowe zasada działania polega precyzyjnym pomiarze zmian natężenia ciągłego promieniowania rentgenowskiego małej mocy, po jego przejściu przez naczynie pomiarowe wypełnione cieczą z sendymencyjnymi ziarnami. Promienie nie ulęgają rozproszeniu i odbiciu, zatem mierzona wartość pochłaniania zależy jednoznacznie od wielkości ziaren i ilości analizowanego materiału. Wyniki przedstawione są za pomocą krzywej kumulacji i populacyjnej na wykresie układu współrzędnych oś odcięta - średnica ziarn, na osi rzędnych procentową zawartość.

9. Piaski szklarskie - formy występowania zanieczyszczeń i metody ich usuwania, parametry jakościowe, źródła i główni producenci, kierunki zastosowań

Formy występowania zanieczyszczeń piasków szklarskich.

-Tlenki barwiące (Fe₂O₃, TiO₂) i Al₂O₃

-Samodzielne ziarna tlenków i wodorotlenków

-Tlenki i wodorotlenki tworzące otoczki na powierzchni ziaren kwarcu lub wypełniające szczeliny -spękań ziaren;

-Składniki chemiczne minerałów ilastych, minerałów ciężkich,

-Inkluzje ciekłe i gazowe
Podstawowe metody wzbogacania piasków szklarskich.

•Płukanie wodą

•Flotacja

•Separacja magnetyczna i elektromagnetyczna

•Trawienie chemiczne
Parametry jakościowe:
Wysoka zawartość SiO₂ w graniach 99,5% oraz niewielka zawartość tlenków barwiących Fe₂O₃, TiO₂ do 0,1%. Uziarnienie w granicach 0,1 - 0,5 mm.
Najważniejsi krajowi producenci piasków szklarskich oraz ich klasy.

Rejon BOLESŁAWCA (Osiecznica, Kleszczowa) kl. 1-3

Rejon TOMASZOWA MAZOWIECKIEGO (Biała Góra, Grudzeń-Las) kl. 3-5
Kierunki zastosowań:
Produkcja szkła, mas ceramicznych do produkcji porcelany i ceramiki szlachetnej

10.Kwarcyty ogniotrwałe - klasyfikacje, parametry jakościowe, źródła i dostawcy krajowi i zagraniczni

Ze względu na strukturę wyróżnia się następujące odmiany kwarcytów:

- kwarcyty cementowe

• kwarcyty kontaktowe

• kwarcyty podstawowe

- kwarcyty krystaliczne

Parametry jakościowe:

-Duża zawartość SiO₂ - min. 97 - 99%,

-Mała zawartość Al₂O₃, TiO2, alkaliów - max. 0,5 - 2,2 na ogół do 1%- tworzą z SiO₂ niskotopliwe związki, obniżając ogniotrwałość,

Dostawcy:
Bukowa Góra w Łącznej koło Kielc, Owrucz na Ukrainie.

11. Surowce kwarcowe - wymagania jakościowe, sposoby otrzymywania, źródła krajowe i zagraniczne, kierunki zastosowań

Wymagania:

zawartość SiO₂ - min. 97 -99,5%

niska zawartość Fe₂O₃ ok 0,01% do 0,8%

Al₂O₃ około 0,15-1%

Bardzo mała zawartość TiO₂

Sposoby otrzymywania:
kopalnie odkrywkowe
selektywna eksploatacja żył kwarcowych
kalcynacja
flotacja

Przemysł ceramiki szlachetnej, produkcja mas, ceramika budowlana.

Źródła: Rozdroże Izerskie- kopalnia Stanisław, Taczalin koło Legnicy, Krasków koło Świdnicy

12. Surowce skaleniowe - rodzaje skaleni i skaleniowców, typy skał jako źródeł skaleni i skaleniowców, podstawowe parametry jakościowe, dostawcy, główne kierunki zastosowań

Skalenie - glinokrzemiany potasu, sodu i wapnia

•Skalenie potasowe

•Skaleń sodowy

•Skaleń wapniowy

•Skaleniowce

•Skalenie sodowo-wapniowe

•Skalenie alkaliczne, sodowo-potasowe

Typy skał jako źródeł skaleni i skaleniowców

-pegmatyty granitowe

-kwaśne skały magmowe (głębinowe i wylewne)

-skały magmowe o pośrednim składzie chemicznym
-skały piroklastyczne
-skały osadowe

Kierunki zastosowań: przemysł ceramiczny, szklarski a także emalierski i materiałów ściernych

Żródła: Strzeblowskie KSM w Sobótce, Czechy, Turcja, Finlandia i Norwegia

13. Surowce skaleniowo-kwarcowe - parametry jakościowe, źródła krajowe i zagraniczne, główne kierunki zastosowań

Parametry jakościowe:
-zawartość SiO2 w granicach 70-75%
-zawartość Al2O3 w granicach 14-16%
-zawartość alkaliów (K2O + Na2O) około 10%
-zawartość Fe2O3 od 0,2-0,5%, z odpadów granitowych nawet 2%
Źródła: Strzeblowskie Kopalnie Surowców Mineralnych w Sobótce
zagraniczne: Czechy, Turcja
Kierunki zastosowań:
-produkcja płytek ceramicznych niższej jakości (płytki o ciemnej barwie)
-przemysł szklarski (szkło opakowaniowe)

14. Kaoliny szlamowane - źródła krajowe i zagraniczne, dostawcy, metody wzbogacania, parametry jakościowe
Parametry jakościowe:
-zawartość Al₂O₃ powyżej 32%
- zawartość tlenków barwiących Fe₂O₃ - <1%, Fe₂O₃ + TiO₂ <1,5% (białość po wypaleniu >75%)
- Plastyczność - oceniana na podstawie wytrzymałości na zginanie po wysuszeniu ≥ 2MPa

-odpowiednie uziarnienie w zależności od wyrobu
Źródła: KSM Surmin Kaolin złoże Maria III w Nowogrodźcu koło Bolesławca
-Osiecznica, Biała Góra, Grudzeń Las - z płukania piasków szklarskich
zagraniczne: Czechy, Niemcy
Metody wzbogacania:
-szlamowanie, oddzielenie kaolinitu od frakcji piaszczystej i minerałów towarzyszących
- bielenie i separacja magnetyczna

15. Ceramiczne iły kaolinitowe - główne rodzaje, podstawowe cechy jakościowe, dostawcy krajowi i zagraniczni

Główne rodzaje:
-iły ogniotrwałe
-iły biało (jasno) wypalające się
-iły kamionkowe
Cechy jakościowe:
Iły ogniotrwałe:
-wysoka ogniotrwałość w zakresie 1650° - 1750°C,
-zawartość kaolinitu nawet do 70%
Iły biało wypalające się:
-zawartość Fe₂O₃ około 2%,
-białość po wypaleniu w temp 1300°C pow. 50%, a w temp 1200°C pow. 60%
Iły kamionkowe:
-niska nasiąkliwość po wypaleniu 1200°C - 5%, 1300°C - 4%,
-plastyczność- wytrzymałość na zginanie 2 - 3 MPa.
Dostawcy:
-okolice Bolesławca i Nowogrodźca
-Suszki - kopalnia odkrywkowa
-KWB Turów
-Niecka Strzegomska
-Pałęgi i Kozów
zagraniczni: Ukraina, Niemcy , Czechy, Wielka Brytania

16. Surowce ilaste ceramiki budowlanej - podstawowe wymagania jakościowe, podstawowe odmiany, znaczenie obecności kalcytu
Parametry jakościowe:

•Plastyczność której miarą jest woda zarobowa - co najmniej 20%,

•Skurczliwość suszenia - 6% (cegła pełna budowlana), 12-14% (dachówki),

•Wytrzymałość na zginanie po wysuszeniu,

•Obecność kalcytu CaCO₃
Znaczenie kalcytu:
Obniża plastyczność, skurczliwość suszenia, temperaturę i czas spiekania.
Wpływa na podwyższenie nasiąkliwości wyrobów, sprawia że nawet przy podwyższonej zawartości żelaza barwa wypalonego produktu jest jasna. Duże ziarna kalcytu (tzw. Margiel) powoduje powstawanie białych wykwitów, odprysków a czasami nawet rozsypanie się wyrobu.

Odmiany:

•Iły zastoiskowe

•Iły poznańskie

•Iły mioceńskie zapadliska przedkarpackiego

•Iły triasowe

•Iły jurajskie

17. Boksyty surowe do produkcji cementu glinowego - skład fazowy, kierunki zastosowań, parametry jakościowe, źródła

Parametry jakościowe:

-Odmiana wysokożelazowa - Al₂O₃ - 45-59%, Fe₂O₃ - 22-24%, SiO₂ do 6%,

-Odmiana niskożelazowa - Al₂O₃ - 70%, Fe₂O₃ - 7-8%, SiO₂ do 2%,

-Stosunek Al₂O₃: SiO₂ 10:1 - dużo krzemionki - wolne wiązanie cementu

Źródła:

Zatoka koryncka, Bośnia, Chorwacja, Węgry
Skład fazowy: głownie boehmit i diaspor
Zastosowanie: produkcja cementu glinowego

18. Boksyty kalcynowane do materiałów ogniotrwałych - skład fazowy, kierunki zastosowań, parametry jakościowe, źródła

Parametry jakościowe:

Al₂O₃ - przed kalcynacją - 59-61%, po - 86% (88-90%),

Fe₂O₃ - przed - max 2%, po - 2,5%

TiO₂ - przed - max. 2,5%, po - 2,5%

SiO₂ - przed 1,5 - 5%, po - do 7%

Strata prażenia do 0,5%

Mała zawartość alkaliów

Gęstość >3,10 g/cm3

Skład fazowy: Korund, Mulit, Monticellit

Źródła: Chiny, Gujana i Brazylia.
Kierunki zastosowań: wyrób materiałów ogniotrwałych.

19. Surowce "mullitowe" - główne rodzaje, parametry jakościowe, główni dostawcy koncentratów andaluzytu

Główne rodzaje: Odmiany boksytów surowych: andaluzyt, sillimanit, cyanit.

Parametry jakościowe surowca:
Al₂O₃ co najmniej 54%
SiO₂ maksymalnie 42%
Fe₂O₃ maksymalnie 1%
TiO₂ maksymalnie 1%
niskie zawartości CaO i MgO

Pod względem składu mineralnego typowe koncentraty zawierają ok. 97% andaluzytu oraz do 3% innych minerałów.

Główni dostawcy koncentratów andaluzytu: RPA, Francja

20. Wapienie do produkcji mączek szklarskich - wymagania jakościowe, rodzaje wapieni do produkcji mączek szklarskich, główni dostawcy

Wymagania jakościowe:
-zawartość CaO 54-55,5%
-zawartość Fe₂O₃ od 0,05% w klasie najwyższej do zawartości 0,4% w klasie najniższej

Rodzaje Wapieni do produkcji mączek szklarskich, główni dostawcy:

- Wapienie dewońskie rejonu Sitkówki k. Kielc, eksploatowane przez zakłady w Trzuskawicy

- wapienie jurajskie w regionie świętokrzyskim (złoża Sobków i Bukowa)
- kambryjskie wapienie krystaliczne (Wojcieszow na Dolnym Śląsku)

21. Wapienie dla przemysłu wapienniczego - wymagania jakościowe, użytkowane odmiany wapieni, główni dostawcy

Wymagania jakościowe:

-zawartość CaO min 93% niekiedy powyżej 97%
-zawartość MgCO₃ (związanego w dolomicie) 1,3-4%

Użytkowe odmiany wapieni, główni dostawcy:

- Wapienie dewońskie - Trzuskawica i Ostrówka

- Wapienie karbońskie - Czatkowice

- Wapienie triasowe - Górażdże
- Wapienie i margle jurajskie - Bukowa

22. Wapienie i skały pokrewne dla przemysłu cementowego - wymagania jakościowe, użytkowane odmiany wapieni i skał pokrewnych, główni dostawcy

Wymagania jakościowe:

-zawartość CaO 70-80%
- odpowiednie wartości modułów (stosunek procentowy pozostałych tlenków)

Użytkowe odmiany wapieni, główni dostawcy:

- Wapienie dewońskie - Kowala

- Wapienie triasowe - Górażdże
- Wapienie i margle jurajskie - Małogoszcz, Ożarów
- Kreda pisząca, opoki kredowe, margle kredowe - Chełm, Rejowiec

23. Dolomity do produkcji mączek szklarskich - wymagania jakościowe, rodzaje zanieczyszczeń, rodzaje dolomitów do produkcji mączek szklarskich, główni dostawcy

-zawartość MgO 19-23%
-zawartość Fe₂O₃ od 0,05% w klasie najwyższej do zawartości 0,4% w klasie najniższej

Rodzaje zanieczyszczeń:

Występowanie minerałów będących nośnikiem żelaza: serpentynu, hematytu, a także obecność innych minerałów domieszkowych: kwarcu, kalcytu miki.

Mączki szklarskie:

Z marmuru dolomitowego i dolomitu.

Główni dostawcy:

Ołdrzychowice-Romanowo koło Kłodzka, Rędziny na Dolnym Śląsku, Węgry, Słowacja.

24. Dolomity dla przemysłu materiałów ogniotrwałych - wymagania jakościowe, znaczenie zanieczyszczeń, rodzaje dolomitów do produkcji dolomitu prażonego, dostawcy
Wymagania jakościowe:
Zaw. MgO - min. 96,5-97%

Gęstość objętościowa - min. 3,4g/cm3

Stosunek molowy CaO:SiO₂ - min. 3:1

Zaw. SiO₂ - max. 0,6%, zaw. B₂O₃ - max. 0,015%,

Obecność zanieczyszczeń ( SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃) powoduje reakcje między nimi, że powstają niskotopliwe fazy krzemianowe, ferrytowe i glinianowe.

Rodzaje dolomitów do produkcji dolomitu prażonego:

Dolomit surowy o gatunku DK, DM1, DM2 (triasowy i dewoński)

Dolomit parażony: DMS1, DMS2, DKS

Główni dostawy:

Chiny, Brazylia, Słowacja, Brudzowice, Żelatowa

25. Magnezyty dla przemysłu materiałów ogniotrwałych - wymagania jakościowe, znaczenie zanieczyszczeń, rodzaje magnezytów w zależności od stopnia przetwórstwa, dostawcy krajowi i zagraniczni

Wymagania jakościowe:
Zaw. MgO - min. 96,5-97%

Gęstość objętościowa - min. 3,4g/cm3

Stosunek molowy CaO:SiO₂ - min. 3:1

Zaw. SiO₂ - max. 0,6%, zaw. B₂O₃ - max. 0,015%,

Obecność zanieczyszczeń ( SiO₂, Fe₂O₃, Al₂O₃) powoduje reakcje między nimi, że powstają niskotopliwe fazy krzemianowe, ferrytowe i glinianowe.

Surowcami do produkcji zasadowych materiałów ogniotrwałych są wiec:

- magnezyty prażone ( klinkiery magnezytowe)
- magnezje prażone (klinkiery magnezjowe)
-magnezyty i magnezje topione
Źródła: Słowacja, Austria, Brazylia, Chiny, Izrael

26. Gipsy i anhydryty- źródła pierwotne i syntetyczne, producenci, podstawowe parametry jakościowe, różnice między gipsem naturalnym a syntetycznym. głównie kierunki zastosowań

Gips CaSO4*2 H20 ze skał. Gips tworzy duże kryształy (selenit) wyst. np. w formie zblizniaczeń tzw. jaskółcze ogony. Drobnoziarniste skupienia jasnej barwy- alabaster-materiał rzeźbiarski.

Anhydryt β-CaSO4 ze skał anhydrytowych. W przyrodzie wyst. odmiany b.czyste, z wrostkami SiO2,Al2O3,MgO,CO2.surowiec drobnokrystal, skupienia ziarniste, zbite.

Surowce syntetyczne
-desulfogipsy - powst. podczas odsiarczania spalin z elektrowni węglowych
- fosfogipsy- powst. przy prod. kwasu fosforowego.
Parametr jakościowe:
-strata prażenia około 20%
-zarówno skały gipsowe i anhydrytowe mają z reguły wysoką zawartość składników na poziomie przekraczającym 90% a nawet dużo wyższą.

Główne kierunki zastosowań: -cement

-spoiwa i suche mieszanki gipsowe

-płyty kartonowo -gipsowe

-przemysł papierniczy, farby lakiery

Desulfogipsy są najbardziej zbliżone składem do gipsu naturalnego. Gipsy syntetyczne z odsiarczania spalin cechują się tylko nieco wyższą temp.dehydratacji. gipsy syntetyczne ze spalenia węgla brunatnego mają niższą białość niż gipsy naturalne lub po spaleniu węgla kamiennego. Wyższa wilgotność.

Źródła: - niecka nidziańska złoża Leszcze , Borków -Chwałowice

- niecka północnosudecka złoże Nowy Ląd, Lubichów - Gipsy syntetyczne - otrzymywane przy elektrowniach Bełchatów, Jaworzno III, Opole, Konin, Dolna Odra, fosfogipsy- zakłady chemiczne w Policach ,Gdańsku i Wizowie

27. Grafity - główne odmiany i ich cechy, kierunki zastosowań, cechy grafitów dla przemysłu materiałów ogniotrwałych, źródła grafitów

Odmiany:

- grubokrystaliczny- rzadki występuję tylko na Sri Lance, sprzedawany w formie grysu lub płatków

- krystaliczny płatkowy bądź łuseczkowy- pozyskiwany ze skał metamorficznych zawierających min. 3-10% grafitu płatki mają wielkość 0,1-2,5 cm po separacji są mielone i otrzymuję się
- grube płatki- 150-850 mikrometrów,
- drobne płatki 50-150 mikrometrów

- amorficzny- często występujący grafit krypto krystaliczny o ziemistym połysku , pozyskiwany ze złoża zawierającego 50-95% grafitu.
Kierunki zastosowań:

- przemysł materiałów ogniotrwałych

-produkcja okładzin hamulcowych
-odlewnictwo

-smary

-ołówki
-elektrody
-pręty w reaktorach jądrowych

Cechy dla mat ogniotrwałych

-bardzo wysoka ogniotrwałość( temp topnienia 3500 stopni

-wysokie przewodnictwo cieplne

-niski współczynnik rozszerzalności cieplnej

- bardzo mały współczynnik tarcia

-niezwilżalność

Źródła: Sir Lanka, Rosja, USA.

28. Surowce cyrkonowe - główne rodzaje i ich parametry jakościowe, kierunki zastosowań, cechy surowców cyrkonowych dla dla przemysłu materiałów ogniotrwałych, źródła

Główne surowce cyrkonowe:

- cyrkon Zr[SiO₄]

- baddeleyit ZrO₂

- cyrkonia syntetyczna ZrO₂

Parametry jakościowe cyrkonu i tlenków cyrkonu:

- wysoka ogniotrwałość

- niski współczynnik rozszerzalności cieplnej

- niska zwilżalność przez ciekły metal

- wysoka twardość i duża gęstość

- zdolność zmętniania szkliw ( tylko cyrkon )

Kierunki zastosowań:

- przemysł ceramiczny - zmętniacz szkliw do płytek ceramicznych, wyrobów sanitarnych

- przemysł materiałów ogniotrwałych

- przemysł materiałów ściernych

- odlewnictwo

Cechy surowców cyrkonowych dla przemysłu mat. ogniotrwałych:

- zawartość ZrO₂ > 66%

- zawartość łączna topników - Fe₂O₃, CaO, MgO, alkalia - poniżej 0,3%

- odpowiednie uziarnienie

Źródła:

Australia, Ukraina i RPA, krajów Europy Zachodniej

29. Popioły lotne ze spalania węgli - ogólna charakterystyka, rodzaje i klasyfikacje, główne różnice między poszczegółnymi typami, podstawowe kierunki zastosowań i ich związek z poszczególnymi cechami popiołów

Ogólna charakterystyka:

Popioły lotne są to pyły wytrącane elektrostatycznie lub mechanicznie z gazów spalinowych w elektrowniach opalanych węglem.

Dominuje faza szklista z rzadkimi fazami krystalicznymi zasobnymi w Al₂O₃ i Fe₂O₃.

Szkodliwymi składnikami są niepalony węgiel oraz siarczany Ca i Mg, rzadko pierwiastki promieniotwórcze. Cząstki popiołów są najczęściej kuliste o średnicy zwykle w przedziale 1 - 100 µm (sortymenty drobne, średnie, grube). Charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą.

Popioły lotne mają zróżnicowany skład chemiczny:

- z węgla kamiennego uzyskuje się popioły zasobne w SiO₂ i Al₂O₃

- z węgla brunatnego uzyskuje się z reguły popioły zasobne w CaO, lub w Al₂O₃

Rodzaje popiołów lotnych wg klasyfikacji ONZ:

- grupa I - popioły glinowo-krzemianowe
- grupa II - popioły krzemianowo-glinowe

- grupa III - popioły siarczanowo wapniowe

- grupa IV - popioły siarczanowo-wapniowe
Różniące się procentowym udziałem poszczególnych składników w nich dominujących.

Rodzaje popiołów lotnych wg polskiej normy:

- krzemianowy

- glinowy

- wapniowy
Różniące się procentowym udziałem poszczególnych składników w nich dominujących.

Podstawowe kierunki zastosowań:

- szerokie zastosowanie w produkcji cementu

- betony komórkowe i inne wyroby betonowe

- ceramika budowlana

- kruszywa lekkie

30. Gipsy syntetyczne z odsiarczania spalin - metoda otrzymywania, cechy jakościowe, źródła i kierunki zastosowań

Metoda otrzymywania i źródła produkcji:

- w procesie odsiarczania spalin ze spalania węgla kamiennego i brunatnego; otrzymywanie takiego gipsu jest praktycznie możliwe tylko w dużych instalacjach odsiarczania gazów odpylonych metodą mokrą wapienną - produkcja kolejno w elektrowniach: Bełchatów, Jaworzno III, Opole, Konin, Połaniec, Łaziska, Kozienice, Dolna Odra.

Cechy jakościowe:

- wytrzymałość na ściskanie większa niż gipsu naturalnego o ok. 35-40%

- gips budowlany syntetyczny ma bardzo krótki czas wiązania

- trudniej urabialny (mała spistość ziarnowa - różne uziarnienie)

- lekko kremowa barwa

- zawartość gipsu 95%

- zawartość wilgoci 10%

Kierunki zastosowań

- produkcja cementu

- produkcja materiałów budowlanych np. płyty gipsowo-kartonowe

- produkcja mieszanek lub półproduktów służących do wytwarzania sztukaterii gipsowej, galanterii do dekoracji wnętrz, bloczków gipsowych czy sorbentów.

31. Popioły siarczanowo-wapniowe z kotłów fluidalnych - metoda otrzymywania, cechy jakościowe, źródła i kierunki zastosowań

Otrzymywane z odsiarczania nieodpylonych gazów oraz przy wprowadzeniu sorbentu do paleniskach kotłów fluidalnych - obecnie czynne tylko są 22 takie kotły.

Główni producenci odpadów fluidalnych:

elektrownia „Turów”, E.C. „Żerań”, E.C.”Czechowice-Dziedzice”, elektrownia „Jaworzno II”, E.C. „Katowice”, E.C. „Tychy”, elektrownia „Siersza”, z-dy Farm. „Polpharma”, elektrownia „Chorzów”, elektrownia Łagisza.
Otrzymywanie:
Stałymi produktami spalania paliw w kotłach fluidalnych jest popiół lotny, wychwytywany w urządzeniach odpylających i popiół denny, odprowadzany ze złoża. Inne warunki spalania oraz dodatek sorbentu wpływają na odmienny charakter produktów spalania fluidalnego, w porównaniu do odpadów z palenisk konwencjonalnych. W skład produktów spalania fluidalnego wchodzą: niepalne minerały pozostałe po spaleniu węgla, produkty odsiarczania spalin − bezwodny siarczan wapniowy, wolny tlenek wapnia, nadmiar sorbentu, niespalony węgiel w postaci koksiku, substancje mineralne, stanowiące domieszkę sorbentu.
Cechy:
-zawartość związków wapnia, oznaczonych jako CaO od ok. 5 do ponad 32 procent
-zawartość siarki w postaci siarczanów od ok. 3 do ponad 21 procent
-niska gęstość nasypowa i rozbudowana powierzchnia właściwa popiołu lotnego
-wysoka wodożądność, związana z nieregularnym kształtem ziarn i wysoką porowatością.
Kierunki zastosowań: w technologiach górniczych, w robotach ziemnych do wypełniania terenów niekorzystnie przekształconych, jako dodatek do cementu (popiół denny), jako dodatek w produkcji wyrobów ceramicznych, do gaszenia pożarów, w produkcji spoiw drogowych, w produkcji spoiw budowlanych.

32. Żużle wielkopiecowe - sposób otrzymywania, odmiany, źródła, główne kierunki zastosowań i ich związek z cechami tych żużli

Skład chemiczny zależy od rud, i koncentratów żelaza CaO  30-50%, SiO₂ 25-40% w obrębie jednej nuty skład jest stabilny - w procesie wielkopiecowym powstaje zwykle ok 330 kg żużla na 1 t wytopionej surówki

- uzyskiwane są produkty  o określonym stopniu  przekrystalizowane (krystaliczne, szkliste) oraz  w formę do określonych potrzeb kawałkowe, granulowany, spieniony (wysoce porowaty).

Wytwarzany w ilości 2-3 mln t/r w hutach wytwarzających surówkę żelaza, Dąbrowa Górnicza, Kraków, Częstochowa

Główne zastosowania:

- przemysł ceramiczny - klinkier cementowy- stosowany jako dodatek żelazonośny- korygujący, roczne zużycie do 2mln t./r.

- wełna żużlowa - otrzymywana z rozgrzanego żużlu, pod działaniem strumienia pary pod wysokim ciśnieniem, topienie z odpowiednim dodatkiem,

- kruszywo lekkie - materiał izolacyjny, otrzymywany z pumeksowego żużlu wielkopiecowego powstającego przez doprowadzenie niewielkiej ilości pary wodnej do płynnego żużlu, końcowy produkt silnie porowaty,

- kruszywa drogowe - powstałe z żużlu wolno chłodzonego,

- opakowania szklane - z żużli szklistych, granulowanych o niskiej zawartości żelaza.

33. Stłuczka szklana - ogólna charakterystyka, znaczenie gospodarcze, główne typy i źródła

Ważny surowiec wtórny do produkcji szkła, zwłaszcza opakowaniowego .

Jedna tona stłuczki zastępuje około 800 kg piasku szklarskiego (lub odpowiednio więcej surowca skaleniowego), oraz 180 kg mączki wapiennej.

Stłuczka ma niższą temperaturę topnienia, około 1000⁰C, co obniża koszty energii.

Wyróżniamy trzy typy:

1. Stłuczka własna- wytwarzana i pozyskiwana w hutach szkła, najwyższej jakości, zawracana do produkcji odpowiedniego typu szkła.

2. Stłuczka przemysłowa - wytwarzana przez dużych użytkowników szkła (np. rozlewnie).

3. Stłuczka poużytkowa- wytwarzana przez użytkowników końcowych, największa zmienność, zwykle tylko do szkła opakowaniowego kolorowego.

Stłuczka własna w hutach - 500-600 tyś. t./r. Stłuczka przemysłowa i poużytkowa - pozyskiwana przez wyspecjalizowane firmy recyklingowe, zwykle związane z dużymi hutami szkła opakowaniowego, obecne >500 tyś. t.r. (odzysk. ok. 40% szkła gospodarczego wprowadzonego na rynek).

---