SUROWCE MINERALNE. Wykład 14

Transkrypt

1 SUROWCE MINERALNE Wykład 14

2 WYBRANE NIEMETALICZNE SUROWCE MINERALNE surowce krzemionkowe, tj. zasobne w SiO 2, surowce glinowe, glinokrzemianowe i zawierające alkalia, surowce ilaste, surowce wapniowe, tj. zawierające CaO, surowce magnezowe, tj. zawierające MgO, surowce chromowe, tj. zasobne w Cr 2 O 3, surowce cyrkonowe, grafit.

3 Surowce magnezjowe -MgO Dzielimy je na trzy grupy: węglanowe surowce magnezowe (dolomity, magnezyty), krzemianowe surowce magnezowe (m.in. surowce oliwinowe, dunity, talk, serpentynity), chlorkowe surowce magnezowe.

4 47,73% CO 2

5

6 Skład chemiczny surowców dolomitowych dla przemysłu szklarskiego Do wytwarzania szkiełnajwyższej jakości (np. szkła kineskopowego) używane sąimportowane głównie z Węgier i Słowacji mączki dolomitowe o zawartości Fe 2 O 3 rzędu setnych części procenta. Dolomity o takiej czystości nie występująw Polsce. Z krajowych źródeł(ołdrzychowice, Rędziny) otrzymuje się jedynie mączki dolomitowe o zawartoścife 2 O 3 rzędu dziesiętnych części procenta.

7 Żelazo występuje w surowcach dolomitowych w formie własnych minerałów tlenkowych (hematyt, goethyt), w strukturze minerałów grupy serpentynu (Mg,Fe 2+ ) 6 [Si 4 O 10 ](OH) 8, jak również może stanowić domieszkę izomorficzną w minerale dolomicie CaMg[CO 3 ] 2, podstawiając w nim jon Mg 2+.

8

9 Najbardziej czyste odmiany dolomitów sąstosowane do produkcji mączek dla przemysłu szklarskiego. Należądo nich dolomity z Ołdrzychowic i Rędzin.

10 Dolomity z Ołdrzychowic ŚnieŜnobiała odmiana dolomitów z Ołdrzychowic zawiera 21,80% MgO i 30,65%CaO (w teoretycznie czystym dolomicie wartości te wynoszą odpowiednio 21,86% i 30,41%) oraz śladowe jedynie ilości Fe 2 O 3 (0,09%) i SiO 2 (0,23%).

11 Dolomity z Rędzin Jakość kopaliny jest zróŝnicowana, co rzutuje na róŝne kierunki jej wykorzystania.

12 Kopalina ze złoŝa Rędziny o najwyŝszej jakości była stosowana do produkcji mączki dolomitowej M 0,50 (gatunek ekstra). CaMg(CO 3 ) 2 MgO CaO Fe 2 O 3 > 97% wag < 0,05

13 Dolomity dla przemysłu materiałów ogniotrwałych Krajowe złoża dolomitów ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb przemysłu materiałów ogniotrwałych 1 dolomity, 2 marmury dolomitowe, 3 dolomity hutnicze, 4 złoża eksploatowane, 5 złoża zaniechane

14 Złoże Brudzowice (region śląsko-krakowski) Dolomit triasowy o barwie kremowej wykorzystywany jest od wielu lat w przemyśle materiałów ogniotrwałych Dolomit dewoński jest skałąmakroskopowo ciemniejszą, barwy szarej. Aktualnie prowadzone są próby wykorzystania tego surowca do produkcji materiałów ogniotrwałych.

15

16 W procesie prażenia dolomitów powstają wysokoogniotrwałe fazy: MgO(T t =2840 o C) icao(t t =2570 o C) co decyduje o stosowaniu tych surowców m.in. do produkcji dolomitowych materiałów ogniotrwałych. Dolomity przydatne dla przemysłu materiałów ogniotrwałych sąeksploatowane głównie w regionie śląsko-krakowskim (przede wszystkim ze złoża Brudzowice).

17 Spiekanie dolomitu prażonego przeciwdziała jego hydratacji na którąszczególnie wrażliwy jestcaoi w mniejszym stopniu MgO. Obecnośćwodorotlenków wapnia i magnezu dyskwalifikuje bowiem ten półprodukt w procesie wytwarzania dolomitowych materiałów ogniotrwałych.

18 Najwyższej jakości gatunek DK zawierający min.19% MgO, maks. 1,0% SiO 2, i maks. 1,3 Fe 2 O 3, używany jest do produkcji najwyższej jakości dolomitu prażonego w gatunku DKS. Produkowane sąz niego formowane wyroby dolomitowe. Gatunki DM1 i DM2 zawierające odpowiednio min. 17,5 i 16%MgO, maks. 2,0 i 2,8% SiO 2 oraz maks. 3,0 i 6,5% Fe 2 O 3, używane sądo produkcji dolomitu prażonego w gatunku DMS1 i DMS2. Sąone wykorzystywane jako składnik mas dolomitowych do budowy oraz konserwacji pieców martenowskich i elektrycznych.

19 Magnezyty Głównym składnikiem jest minerałmagnezyt MgCO 3. Stosowane sągłównie do produkcji zasadowych materiałów ogniotrwałych po uprzedniej kalcynacji surowca i spieczeniukalcynatuw temperaturze znacznie przekraczającej 1000 o C. Głównym składnikiem fazowym otrzymanych w ten sposób magnezytów prażonych (inaczej: klinkierów magnezytowych) jest peryklazmgo(t t =2840 o C). Szkodliwa jest w nich obecnośćniskotopliwych faz krzemianowych takich jak:monticellit CaMg[SiO 4 ] (T t =1498 o C) imerwinitca 3 Mg[SiO 4 ] 2 (T t =1575 o C).

20 Roztwór stały peryklaz MgO wüstyt FeO.

21 Wyróżnia siędwie główne odmiany magnezytów surowych: Magnezyty krystaliczne, powstałe w wyniku metasomatycznego przeobrażenia dolomitów CaMg(CO 3 ) 2 pod wpływem roztworów wodnych zasobnych w jon Mg 2+. Występują w zdecydowanej przewadze (93% światowych zasobów). Magnezyty zbite (skrytokrystaliczne) powstałe w procesie metasomatycznego przeobrażenia serpentynitów, tj. skał zawierających minerały grupy serpentynu Mg 6 [Si 4 O 10 ](OH) 8. Reprezentują 7% światowych zasobów.

22 Krajami o największych zasobach magnezytu są: Chiny, Korea Północna i Rosja (łącznie 70%), a także Słowacja (10%), Brazylia (7%) i Australia (5%). Pozostałe kraje świata dysponują łącznie 8% zasobów.

23 Polska nie dysponuje złożami magnezytów krystalicznych, które sąnajbardziej cenione w przemyśle materiałów ogniotrwałych. Na Dolnym Śląsku występujątylko magnezyty zbite, które aktualnie są eksploatowane ze złoża Braszowice.

24 Magnezyty, w formie prażonej, są importowane ze Słowacji (kopalnie i zakłady przeróbcze;košicei okolice) oraz z Chin i Brazylii. Na Słowacji magnezyty są eksploatowane m.in. w kopalni podziemnej w Lubeniku.

25

26 Poza tym Polska jest importerem magnezji prażonej, otrzymywanej z wody morskiej i solanek. Surowiec ten jest sprowadzany z Irlandii, Holandii i Izraela.

27 W produkcji magnezji MgO z wody morskiej i solanek wykorzystywane sąn/w reakcje chemiczne: CaMg(CO 3 ) 2 CaO+MgO+ 2CO 2 CaO+ H 2 O = Ca(OH) 2 Ca(OH) 2 + Mg 2+ = Mg(OH) 2 +Ca 2+ Mg(OH) 2 MgO+ H 2 O

28 Wysoki i ciągle rosnący koszt surowców do produkcji zasadowych wyrobów ogniotrwałych powoduje, że coraz częściej do ich wytwarzania wykorzystywane sąsurowce wtórne z recyklingu. Sąnimi złomy ogniotrwałe pochodzące z rozbiórki niektórych urządzeń stalowniczych (np. konwertory tlenowe, kadzie stalownicze). Przed wykorzystaniem złomy te sąpoddawane odpowiedniej segregacji i oczyszczeniu.

29 Dolnośląskie magnezyty zbite są wykorzystywane dla następujących produkcja niektórych materiałów budowlanych (cement Sorela) z magnezytukaustycznego, który otrzymuje sięponiżej 1000 o C, wytwarzanie nawozów magnezowych, produkcja materiałów ściernych. celów: Kopalnia magnezytu zbitego Braszowice (Dolny Śląsk). Stan z 2005 r.