WYKŁAD IX - 11.01.2011
Fosforyty - w Polsce są złoża fosforytu, obecnie nie eksploatowane, ponieważ jest możliwość sprowadzania (importowania) tańszych fosforytów z północnej Afryki, z rejonu Morza Śródziemnego. Dlatego też jedyny zakład przetwórczy tej kopaliny znajduje się w Policach - blisko portu szczecińskiego.
Baryty - przydatny pod tym kątem, że pochłania promieniowanie rentgenowskie - dlatego też używany jest wszędzie tam, gdzie to promieniowanie jest wykorzystywane. Złoża barytu w Polsce to Stanisławów koło Jawora oraz Pogórzów-Gorce koło Dobrzynia.
Złoża te mają charakter żyłowy i związane są z wulkanizmem permskim, który rozwijał się na pogórzu kaczawskim. W fazie hydrotermalnej tego wulkanizmu tworzyły się skupienia cienkich żyłek, które były eksploatowane pod kątem barytu właśnie.
Wydobywany materiał na powierzchnię za pomocą płuczek.
A TERAZ…….SUROWCE NIEMETALICZNE! TO JEST, CERAMICZNE! :D
Do surowców ceramicznych zaliczymy także materiały wiążące.
Surowce ceramiczne to te, które powstają przez przeróbkę materiału polegającą na spiekaniu lub topieniu tego materiału (czyli obróbka termiczna, przy czym temperatura zastosowana może być różna). Surowców tych jest w Polsce naprawdę dużo, wśród nich mające szczególne znaczenie piaski szklarskie czy iły kaolinowe. Najprostszym przykładem surowca ceramicznego jest szkło.
Do materiałów wiążących należą wapno i cement.
Naturalną skałą dla produkcji wapna są wapienie. Wystarczy doprowadzić do dysocjacji węglanu wapnia w T = 570 o C na tlenek wapnia i dwutlenek węgla. Ów tlenek wapnia związany z wodą da nam wodorotlenek wapnia, który jest już wapnem gaszonym.
Do produkcji cementu najlepiej wykorzystywać jest margle (skała zawierająca dużo węglanu wapnia, krzemionki i An2O3. Cement można produkować również z czystych wapieni z dodatkiem materiałów schudzających (np. gliny). W Polsce znajduje się dużo złóż tak margli jak i wapieni (krystalicznych i osadowych). Jednakże dosyć niewłaściwą rzeczą byłoby wykorzystywać wapienie krystaliczne (czyli marmury) do produkcji cementu. Złoża wapieni zlokalizowane są między Krakowem, Opolem, Częstochową i Kielcami. Drugi taki obszar zlokalizowany jest w okolicy Lublina - wychodnie mezozoicznych (głównie trias i jura) wapieni i margli.
Udokumentowanych w Polsce jest około 180 złóż wapieni i margli dla przemysłu materiałów wiążących; łączne zasoby są oceniane na ok. 17,5 miliarda ton. Wykorzystane z tego (rocznie) jest ok. 40 milionów ton.
Innymi złożami zaliczanymi do materiałów wiążących są naturalne złoża gipsu i anhydrytu.
Jedyną niedobrą cechą materiałów opartych na wapieniach i marglach jest to, że są rozpuszczalne pod wpływem kwasu węglowego (widoczne to jest w miastach wszędzie tam, gdzie po opadach kwaśnych deszczów nastąpiła destrukcja powierzchni, gdzie te materiały zostały zastosowane).
Przewaga gipsów polega na tym, że w procesie technologicznym (pod wpływem 180 oC) przeobraża się w bassanit - jest to tzw. gips mokry. Jeżeli do tego dodamy wodą, to uzyskamy produkt wyjściowy - gips. Dodatkowo, dzięki dodaniu wody, zwiększa swoją objętość, dzięki czemu dobrze wypełnia wszelkie pustki. Zaprawy gipsowe są stosowniejsze m.in. w konstrukcjach podwodnych, gdzie nie ma dostępu do dwutlenku węgla.
Zasoby gipsu i anhydrytu są ogromne, związane ze skałami solnymi (głównie permskimi). Udokumentowanych jest 15 złóż gipsu i anhydrytu; łącznie zasoby są oceniane na ok. 300 milionów ton, chociaż należy pamiętać, że istnieje możliwość w każdej chwili udokumentowania dużo większej liczby złóż. Wydobycie roczne jest rzędu < 100 tysięcy ton.
Inną grupą wyrobów ceramicznych są te, które można stopić i uzyskać szkło.
Podstawową grupę szkieł krzemianowych uzyskujemy przez stopienie piasku kwarcowego. Piasek ten zyskuje ogromnie na wartości, jeżeli składa się przede wszystkim z kwarcu. Wymogiem dobrego piasku kwarcowego jest zawartość krzemionki > 99%. W procesie technologicznym pozbawia się tych piasków minerałów ciężkich.
Bardzo dużo krzemionki zawierają piaski czwartorzędowe - m.in. w rejonie Sierakowa, Pniew.
Rozpoznanych jest ok. 40 złóż o łącznych zasobach ok. 600 milionów ton. Wydobycie roczne jest w granicach 1,5 miliona ton. Złoża te lokalizują się w województwie dolnośląskim (obok Bolesławca), lubuskim, łódzkim i w wielkopolskim.
Kolejną grupę materiałów ceramicznych stanowią te, w których dominującą rolę stanowią minerały ilaste.
W odróżnieniu od produkcji materiałów wiążących, od materiałów topionych, materiały ceramiczne produkowane z surowców zasobnych w minerały ilaste polegają na spiekaniu. To nie jest rodzaj przeobrażeń mineralogicznych, ale rodzaj spiekania. Na podstawie tego możemy wyróżnić ceramikę szlachetną i nieszlachetną.
Do ceramiki szlachetnej możemy zaliczyć porcelanę, porcelit (ceramikę półszlachetną).
Do nieszlachetnej możemy wyróżnić tzw. ceramikę czerwoną, stosowaną w budownictwie.
Wśród tych skał, które chcielibyśmy wykorzystywać do produkcji ceramiki szlachetnej, powinny być te, które zawierają: minerały ilaste (wśród nich powinien być kaolinit), skalenie (są w tym przypadku bardzo ważne) oraz kwarc. W czasie procesu spiekania minerały ilaste (kaolinit) przekształca się w inny minerał, który ma podobny skład chemiczny, ale odznacza się innym sposobem ułożenia pakietów tetra- i oktoedrycznych (mullit). Skaleń z kolei przechodzi do szkliwa. Kwarc natomiast ulega tylko częściowemu nadtopieniu.
Proporcje, w jakich powinny być masy wyjściowe do uzyskania różnych wyrobów ceramicznych.
W Polsce są liczne zasoby glin ogniotrwałych (czyli materiałów służących do produkcji ceramiki). Jest udokumentowanych ok. 20 złóż, przy czym ich rozkład jest asymetryczny - dominują tam, gdzie jest ich występowanie związane z wietrzeniem starszych, często paleozoicznych, masywów granitowych. Zatem, są to rejony masywu karkonosko-izerskiego, przedpola sudeckiego.
Natomiast surowców dla ceramiki budowlanej jest w Polsce udokumentowanych złóż ok. 1100; łączne ich zasoby sięgają ok. 600 milionów ton. Najwięcej ich jest w województwie dolnośląskim, lubelskim, łódzkim (ok. 100). Surowce dla ceramiki budowlanej związane są głównie z utworami trzeciorzędowymi i czwartorzędowymi.