Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO VEŘEJNÁ SOUTĚŽ VE VÝZKUMU A VÝVOJI Výzkumná centra - 1M poskytovatel - MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO VEŘEJNÁ SOUTĚŽ VE VÝZKUMU A VÝVOJI Výzkumná centra - 1M poskytovatel - MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY."— Transkript prezentace:

1 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO VEŘEJNÁ SOUTĚŽ VE VÝZKUMU A VÝVOJI Výzkumná centra - 1M poskytovatel - MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY V004 - „Aplikace jílových sedimentů pro ušlechtilé stavební hmoty (žáruvzdorná ostřiva a plniva)“

2 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Definice dílčích cílů V 004 Dílčí cíl - zhodnocení hlušiny doprovázející těžbu uhlí jako potenciální druhotné suroviny pro výrobu hlinito-křemičitých žáruvzdorných ostřiv a plniv s uplatněním především v keramickém průmyslu. Úkoly: vytipování lokalit obsahující vhodné jílové sedimenty pro výrobu žáruvzdorných ostřiv a plniv; posouzení obsahu a stupně kaustické metamorfózy kaolinitických jílovců vzniklých zahořením odvalů; prokázat vhodnost této druhotné suroviny pro výrobu žáruvzdorných ostřiv a plniv; návrh úpravy předmětných materiálů na surovinu srovnatelnou s průmyslově vyráběnými ostřivy; návrh technologie odtěžování a likvidace odvalů jako ekologické zátěže.

3 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Výběr vhodných lokalit Kritéria výběru: vhodné petrografické složení hlušinového materiálu odvalu (velký podíl jílovců, prachovců, jílovitých hornin s uhelnou příměsí a uhelné hmoty); prokázaný endogenní požár na odvalu (teplota vyšší než 900 o C); množství přepáleného skládkovaného materiálu; vyřešené střety zájmů.

4 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Výběr vhodných lokalit Studované oblasti: česká část hornoslezské pánve (především ostravská část OKR); limnické pánve lugika (především dolnoslezská pánev); kamenouhelné pánve středočeské oblasti (především kladenská pánev); rosicko oslavanská oblast; podkrušnohorské terciérní pánve.

5 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Ostravská část OKR Vhodné lokality odval Dolu Heřmanice odval Dolu Heřmanice (17 mil. m 3 ); (17 mil. m 3 ); odval Dolu Odra odval Dolu Odra (3,75 mil. m 3 ); (3,75 mil. m 3 ); odval Dolu Petr Bezruč odval Dolu Petr Bezruč (8 mil. m 3 ). (8 mil. m 3 ). Podmínečně vhodné lokality Výběr vhodných lokalit odval Dolu Šverma odval Dolu Šverma (5 / 0,32 mil. m 3 ). (5 / 0,32 mil. m 3 ). Heřmanice Odra Šverma Ema

6 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Vhodné lokality odval Ronna (2,1 mil. m 3 ); odval Ronna (2,1 mil. m 3 ); odval Tuchlovice (18,3 mil. m 3 ) ; odval Tuchlovice (18,3 mil. m 3 ) ; odval V Němcích (5, 2 mil. m 3 ); odval V Němcích (5, 2 mil. m 3 ); odval U Jiřího (2,15 mil. m 3 ). odval U Jiřího (2,15 mil. m 3 ). Výběr vhodných lokalit Kladenská pánev

7 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Vybrané lokality rekultivovaný odval Nové Dvory; rekultivovaný odval Nové Dvory; rekultivovaný kamenolom Dobrčice; rekultivovaný kamenolom Dobrčice; výchoz Sezemice; výchoz Sezemice; výchoz Nechranice. výchoz Nechranice. Výběr vhodných lokalit Podkrušnohorské terciérní pánve na odvalech deponováno velké množství skrývkového materiálu / malé množství organické hmoty; odvaly s deponovaným materiálem z hořících uhelných slojí již rekultivovány nebo odtěženy; pozornost zaměřena na přírodní lokality výskytu porcelanitů. Poznatky

8 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Odběry vzorků ► Pozornost zaměřena na termicky modifikovaný materiál – makropetrografická klasifikace (Králík 1984). ► U rčení místa maximální termické aktivity není možné (chybí dokumentace skládkového hospodářství, nebyl prováděn monitoring endogenních požárů). ► V zorky odebírány z povrchu odvalů, z erozních rýh, starých zářezů nebo z partií odkrytých při rekultivaci. ► Odběry vzorků z větších hloubek pomocí mechanizace není možné provést – nebezpečí zažehnutí endogenního požáru (viz odval Heřmanice, Odra).

9 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Laboratorní výzkumu byl zaměřen na: komplexní stanovení chemického složení; mineralogického složení tepelně alterovaného materiálu. Celkem bylo analyzováno 47 vzorků. Použité analytické metody: chemického složení chemického složení - vlnově disperzní rentgenfluorescenční spektrometr - WD XRF (Spectroscan MAKC GVII) složení minerálních fází složení minerálních fází - RTG difrakční prášková analýza (Seifert – FPM (Co katoda 0, nm) Laboratorní výzkum

10 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Střední až nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují vzorky Heřmanice Hr-2 a Šverma Šv-1. Střední až nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují vzorky Heřmanice Hr-2 a Šverma Šv-1. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem 1000 o C. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem 1000 o C. Výsledky laboratorního výzkumu: Laboratorní výzkum

11 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Střední až nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují vzorky Heřmanice Hr-2 a Šverma Šv-1. Střední až nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují vzorky Heřmanice Hr-2 a Šverma Šv-1. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem 1000 o C. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem 1000 o C. Nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují také vzorky Tuchlovice TU-1 a Ronna Rn-2. Nejvyšší stupeň tepelné alterace vykazují také vzorky Tuchlovice TU-1 a Ronna Rn-2. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem o C. Zjištěné minerály indialit, mullit, a cristabalit ve vzorcích, potvrzují teplotu výpalu kolem o C. Podle zjištěných obsahů novotvořených minerálů (indialit - až 31 %, mulit - až 25 %, cristabalit - až 28 %, tridymit - až 12,5 %) prošly nejvyšším stupněm výpalu přírodní porcelanity. Podle zjištěných obsahů novotvořených minerálů (indialit - až 31 %, mulit - až 25 %, cristabalit - až 28 %, tridymit - až 12,5 %) prošly nejvyšším stupněm výpalu přírodní porcelanity. Výsledky laboratorního výzkumu: Laboratorní výzkum

12 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Zkoumaný materiál splňuje podmínky pouze s ohledem na chemické složení. Zkoumaný materiál splňuje podmínky pouze s ohledem na chemické složení. Pro potřeby keramického průmyslu je nezbytné zájmový materiál zušlechtit. Pro potřeby keramického průmyslu je nezbytné zájmový materiál zušlechtit. Požadavky na křemenný šamot: chemické složení 10 – 30 % Al 2 O 3 ; minerální složení mulit, cristobalit, tridymit, křemen. Laboratorní výzkum TuchloviceRonnaOdraHeřmanice Objem [mil. m 3 ]4,922,103,7517 Uheln á hmota (odhad) [%] Al 2 O 3 [%] SiO 2 [%] Průměrn é hodnoty amorfn í křemenmulit cordi é rit- indialit cristobalit hematit muskovit ostatn í % Tuchlovice Ronna Odra Heřmanice

13 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Zušlechtění zájmového materiálu S Stanovení nejoptimálnějšího postupu zušlechtění antropogenně přepáleného materiálu stanovení nejvhodnější přípravy vzorku pro výpal; stanovení nejvhodnější teploty a doby výdrže výpalu vzorků; zjistit u vzorků s vysokým podílem amorfní fáze teplotní úrovně novotvořených minerálních fází (především mulitu). Dílčí úkoly:

14 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Metodický postup Metodický postup vychází z podmínek zjišťování fyzikálních a keramicko - technologických vlastností porcelanitů (Tománek 1959) a normou ČSN (Vypalovací zkoušky keramických surovin). homogenizace a podrcení vzorků pod 4 mm; sítová analýza; rozdělení vzorků na podsítné a nadsítné (0,063 mm); rozdělení vzorků na kvarty; výpal jednotlivých kvartů na 900 o C, 1100 o C a 1400 o C; stanovení váhového úbytku; zjištění minerálních fází pomocí RTG práškové difrakce; makropetrografický popis dílčích vypálených vzorků. Postup prací: Zušlechtění zájmového materiálu

15 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO postup prací byl testován na dvou referenčních vzorcích; postup prací byl testován na dvou referenčních vzorcích; experimentálně zjištěný postup byl ověřen na zbývajících vzorcích; experimentálně zjištěný postup byl ověřen na zbývajících vzorcích; výsledky byly statisticky vyhodnoceny. výsledky byly statisticky vyhodnoceny. Zušlechtění zájmového materiálu Metodický postup

16 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Výsledky testů: Zušlechtění zájmového materiálu přítomnost alkálií a vyššího podílů oxidu železa způsobují tavení směsi při nižších teplotách, než uvádějí fázové diagramy - krystalizace mulitu při teplotách do 1100 °C přítomnost alkálií a vyššího podílů oxidu železa způsobují tavení směsi při nižších teplotách, než uvádějí fázové diagramy - krystalizace mulitu při teplotách do 1100 °C ; při výpalu na 1400 °C vzrůstá podíl mulitu již nepatrně; při výpalu na 1400 °C vzrůstá podíl mulitu již nepatrně; vyšší podíl oxidů železa způsobil ve vzorcích vypálených na 1400 °C značnou pórovitost případně roztavení vzorku; vyšší podíl oxidů železa způsobil ve vzorcích vypálených na 1400 °C značnou pórovitost případně roztavení vzorku; nejvhodnější teplota výpalu pro tvorbu mulitu je 1250 °C; nejvhodnější teplota výpalu pro tvorbu mulitu je 1250 °C; prodloužení doby výpalu na 3 hodiny při teplotě 1250 °Cprokázalo pozitivní vliv na zvýšení množství mulitu. prodloužení doby výpalu na 3 hodiny při teplotě 1250 °C prokázalo pozitivní vliv na zvýšení množství mulitu. Upravený výpal referenčních vzorků Výpal: 400 °C/h800 °C /h1000 °C/h 1250 °C/h Výdrž:3 h Ochlazení:samovolné chladnutí pece

17 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Průměrn é hodnoty před zušlechtěním amorfn í křemenmulit cordi é rit- indialit cristobalit hematit muskovit ostatn í % Tuchlovice Ronna Odra Heřmanice Průměrn é hodnoty po zušlechtění amorfn í křemenmulit cordi é rit- indialitcristobalithematit muskovit ostatn í % Tuchlovice Ronna Odra Heřmanice Zušlechtění zájmového materiálu

18 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Zušlechtění zájmového materiálu TuchloviceRonnaOdraHeřmanice Objem [mil. m 3 ]4,922,103,7517 Uheln á hmota (odhad) [%] Al 2 O 3 [%] SiO 2 [%] Po zušlechtění zkoumaný materiál splňuje podmínky kladené na ostřivo a plnivo do křemenného šamotu.

19 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO selektivní odtěžení termicky modifikovaného materiálu; selektivní odtěžení termicky modifikovaného materiálu; drcení, mletí a homogenizace; drcení, mletí a homogenizace; tepelné zpracování v rotačních pecích při teplotě 1250 °C a snížené rychlosti posunu suroviny; tepelné zpracování v rotačních pecích při teplotě 1250 °C a snížené rychlosti posunu suroviny; drcení výsledné suroviny na drcení výsledné suroviny na požadovanou zrnitost. Technologie odtěžování a likvidace Návrh technologie odtěžování a likvidace odvalů jako ekologické zátěže

20 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO V004 - „Aplikace jílových sedimentů pro ušlechtilé stavební hmoty (žáruvzdorná ostřiva a plniva)“ Výsledky: ► Byly vybrány čtyři nejvhodnější odvaly. ► Předmětný materiál bez úpravy nesplňuje podmínky kladené na průmyslové ostřivo - je nutné jeho zušlechtění. ► Byl navržen a experimentálně vyzkoušen postup zušlechtění zájmového materiálu na úroveň parametrů průmyslově vyráběných ostřiv. ► Výzkumem byla prokázána vhodnost použití této zušlechtěné druhotné suroviny pro výrobu žáruvzdorných ostřiv a plniv. ► Byla navržena technologie odtěžování a průmyslového zušlechtění předmětných materiálů.

21 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Výsledky: ► Výsledky řešení tohoto dílčího cíle byly dosud prezentovány na mezinárodních konferencích a publikovány v zahraničních odborných periodikách. ► V přípravě je kapitola do monografie a souhrnná publikace v zahraničním odborném recenzovaném periodiku. ► Výsledky tohoto dílčího cíle budou aplikovány v návazném výzkumu CVVP při studiu využití vedlejších produktů z těžby, úpravy a zpracování energetických surovin (VEP) jako výchozích surovin pro přípravu nových geopolymerních materiálů. V004 - „Aplikace jílových sedimentů pro ušlechtilé stavební hmoty (žáruvzdorná ostřiva a plniva)“

22 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Děkuji za pozornost. V004 - „Aplikace jílových sedimentů pro ušlechtilé stavební hmoty (žáruvzdorná ostřiva a plniva)“


Stáhnout ppt "Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO VEŘEJNÁ SOUTĚŽ VE VÝZKUMU A VÝVOJI Výzkumná centra - 1M poskytovatel - MINISTERSTVO ŠKOLSTVÍ, MLÁDEŽE A TĚLOVÝCHOVY."

Podobné prezentace


Reklamy Google