Wykład 2
Kaoliny
Cechy, które decydują o przemysłowej wartości:
-zasobność w kaolinit, jego budowa wewnętrzna i wielkość ziaren (odmiana
uporządkowana Tc, zaburzona struktura D-stąd wielkość ziaren, D jest drobniejszy
niż Tc stąd mogą wchodzić domieszki)
-zawartość tlenków barwionych (głównie żelaza i tytanu)
-zawartość innych minerałów ilastych
-właściwości fizyczne np. białość po wypaleniu, ogniotrwałość.
Występowanie kaolinów na Dolnym Śląsku:
-Nowogrodziec koło Bolesławca- złoże Maria III (kaoliny szlamowane) zakłady Surmin
kaolin
-zakłady przeróbki piasku w Osiecznicy (po płukaniu piasku pozostaje substancja ilasta o
charakterze kaolinu, który jest później wykorzystywany dalej. Natomiast piasek idzie
na produkcję szkła)
Razem należą do koncernu Quartzwerke
Euro region Nysa (trzy obszary przygraniczne Pl-Czechy-RFN)
-KOC kaolin ceramiczny o wilgotności 14 2%
-KOG kaolin dla przemysłu gumowego <1%
-kaolin szlamowany (z piasku kwarcowego) wilgotność max 25%
Płytki ceramiczne gres porcellanato
6 krotny wzrost produkcji od 1990roku (do 70mln m2 /rok)
· główne składniki surowcowe wsadu:
-iły plastyczne jasno-wypalające się (W= 25-30%)
-kaolin szlamowany (W=15-20%)
-surowce skaleniowe i skaleniowo-kwarcowe (40-50%)
-czyste piaski kwarcowe (do 10%)
· zapotrzebowanie na surowce o niskim udziale tlenków barwiących
· dążenie do użytkowania surowców tanich, ale o stabilnych parametrach
jakościowych.
Zapotrzebowanie na surowce do produkcji gress porcelanato:
· czyste piaski kwarcowe 50-60 tysięcy ton/rok z kopalni krajowych
· kaolin szlamowany 75-90 tys ton/rok (od producentów krajowych)
· surowce skaleniowe i skaleniowo-kwarcowe 225-270 tys ton/rok (głównie z
Strzeblowskich KSM, do 30% import z Czech i Turcji)
Krajowe iły plastyczne biało-wypalające się:
· bardzo skromne krajowe źródłaiłów biało-wypalających się (<1,5% Fe2O3+TiO2)
· Ekoceramika Nowogrodziec (iły Bolko i iły Janina- z hałd przy kopalni Janina)
· Surmin kaolin Nowogrodziec (granulaty TC1/WB mieszanka z Turowa i
półproduktów kaolinowych materiałów ze złoża Maria III).
Iły jasno- wypalające się kopalnie:
· Glinkop Żarnów (Opoczno S.A)
· Jopex
· Jaro S.A –Jaroszów
· Ekoceramika Nowogrodziec
Kierunki importu iłów do Polski:
· Ukraina (najwięcej tysięcy ton/rok)
· Niemcy
· Wielka Brytania
· Czechy
· pozostali
Iły Ukraińskie:
· największe złoże kaolinów i plastycznych iłów kaolinitowych w Europie
· udokumentowane są jako złoża kaolinów pierwotnych i wtórnych,
· złoża plastycznych iłów kaolinitowych głównie w obwodzie Donieckim
· cechy jakościowe najlepsze w Europie
· problem utrzymania stałych parametrów
· eksploatacja ok. 20złóż iłów (2mln ton/rok)
Dostawcy:
· Vesco JSC
· Donbas Clays JSC
· Keramet JSC
· Minerał JSC
Parametry jakościowe:
· białość 85
· nasiąkliwość po wypaleniu 0,5%
· wytrzymałość na zginanie 6,5 MPa
· odsiew na sicie 63µm <0,8%
· TiO2 1,6
· niska zawartość Fe2O3 <0,8-1% (0,9)
· Al2O3 34,0
Niemcy:
Produkcja iłów ogniotrwałych i ceramicznych kaolinitowych
rejony Westwald- Nadrenia,
Miśnia- Saksonia (parametry TiO2 lepsze od Ukrainy, ale gorsze Fe2O3)
Perspektywy importu iłów jasno-wypalających się do produkcji płytek gres porcellanato:
-zdecydowane zaspokojenie potrzeb –import z krajów ościennych
-decydować będzie jakość, ale także cena surowca i koszt transportu
Czerwone iły triasowe:
· 1 obszar: północne obrzeże Gór Świętokrzyskich
Okolice Suchedniowa (kopalnia Baranów-iły Baranów,
Szkucie-charakter illitowi-chlorytowy,
Pałęgi,
Chełsty- zawierają kalcyt co jest niekorzystne )
· 2 obszar: monoklina śląsko-krakowska,
okolice Tarnowskich gór, aż po Kępno (kopalni Patoka) 2% zasobów w Polsce,
udział w wydobyciu 11% (2001r)
Złoże Pałęgi:
· charakter illitowi z udziałem chlorytu i kaolinitu, odmiana bezwapienna
· w czerwonych podwyższony udział MnO (0,09%) stąd czerwonobrunatne
zabarwienie np. klinkieru
· należą do iłów dobrze spiekających się T=1100oC,
· nasiąkliwość po wypaleniu spada prawie do 0
· w temperaturze 1100C porowatość otwarta jest też równa 0%
· po wypaleniu wzrost wytrzymałości na ściskanie
wytrzymałość na ściskanie w 1150C 250-300 MPa -> bdb
· czerwona barwa wypalonego iłu-obecności dużej ilości hematytu, intensyfikacja
barwy następuje ze względu na podwyższony udział MnO
Tarnowskie Góry Kępno:
· 2% obecności iłów czerwonych (najmniejszy udział w porównaniu z innymi
iłami)
· złoża Albertów, Gołkowice, Patoka
Złoże Patoka:
· iły wiśniowe i ciemnobrunatne, rzadko szarozielone,
· bezwapienne (cenne parametry jakościowe)
· główne składniki: illit, kaolinit, kwarc, brak kalcytu
· kopalina zawiera: 57,9-62,6% SiO2
16,9-19,1% Al2O3
7,8-8,7% Fe2O3
· uziarnienie: wysoki udział frakcji <2µm 59-71%
bardzo wysoka obecność frakcji <0,2 µm 20-33%
niska wartość mediany 0,5-1,2 µm
· ił plastyczny lub wysoko plastyczny
· przydatny surowiec do produkcji wyrobów klinkierowych i kamionkowych
dachówek ceramicznych
barwnych płytek ceramicznych o czerepie spieczonym.
Bentonity
uniwersalny surowiec zawierający smektyty (czyli montmorylonit)
Właściwości surowców zawierających smektyty:
· podatność na dyspergowanie wodą
· zdolność sorbowania kationów i substancji organicznych
· zdolność pęcznienia i tworzenia zawiesin tiksotropowych
· wysoka plastyczność
· właściwości katalityczne
· podatność na modyfikację właściwości powierzchniowych
Zastosowanie bentonitów:
Budownictwo-produkcja materiałów izolacyjnych,
odlewnictwo,
wiertnictwo,
przemysł spożywczy,
farmaceutyczny,
ceramiczny,
rolnictwo,
hutnictwo żelaza,
podsypki dla zwierząt domowych
Aktywacja sodowa,
w pakietach znajdują się Mg i Ca, które tworzą agregaty, stąd powierzchnia właściwa mniejsza, należy aktywować
Ca-smektyt+Na2CO3= Na-smektyt+CaCO3
Z punktu widzenia właściwości sorpcyjnych i jonowymiennych korzystniejsza jest obecność kationów jednowartościowych (Na+) niż dwuwartościowych (Mg2+, Ca2+).
Metody aktywacji bentonitów:
· aktywacja sodowa
· aktywacja termiczna(ogrzewanie)
· aktywacja kwasowa (HCl, H2SO4)
· modyfikacja przy użyciu związków organicznych (organobentonitów)
· zastąpienie kationów wymiennych oligo -kationami hydroksy- metalicznymi
Cel: polepszenie właściwości sorpcyjnych i katalitycznych surowców zasobnych w smektyty.
W surowcach ilastych dodatek bentonitu sprzyja m.in. poprawie plastyczności np. w przeróbce kopalin kaolinitowych i pozyskaniu kaolinów szlamowych.
Występowanie bentonitów w Polsce:
· Dolny Śląsk –Krzeniów koło Złotoryj
· Górnośląskie Zagłębie Węglowe
· Z...
kpkacha