Mineralogie a chemismus strusek po tavbě stříbrných rud z vybraných lokalit v jihlavském rudním revíru

Bc. Jaroslav KAPUSTA

Master's thesis

Mineralogy and chemistry of slags produced by silver matallurgy from selected localities in the Jihlava Ore District

Abstract:

Studované strusky pochází ze západní části Jihlavy a ze zaniklého hutnického areálu Plandry nedaleko Jihlavy. Identifikovány byly strusky krystalické i sklovité. Sklovité strusky jsou složeny hlavně ze skla a neroztavených korodovaných zrn křemene, akcesorické jsou sulfidy a živec. Krystalické strusky jsou složeny z fayalitu, živce, skla, korodovaných zrn křemene a sulfidů, méně běžný je leucit a spinelid. Alespoň částečně oxidické podmínky v průběhu tavby odráží přítomnost Fe3+ ve struktuře spinelidu. Živec obsahuje až 31,29 hmot. % BaO. Mezi sulfidy dominuje pyrhotin, rudashevskyit a sfalerit. Identifikován byl i galenit, shandit, Cu-Pb-S fáze a ryzí stříbro. Hlavním nositelem stříbra mezi sulfidy je Cu-Fe-S nestechiometrická fáze (až 2,59 hmot. % Ag). Přítomnost vysokých obsahů Ba, které jsou v případě sklovitých strusek vždy vyšší než 5 hmot. %, je poměrně unikátní. WDX analýzy skla dosahují až 23,3 hmot. % BaO. S vysokými obsahy Ba je nejspíš spojena i přítomnost Ba analogu apatitu a Cu-Fe-Ba fáze. Viskozita a teploty tání byly stanoveny z celkového chemismu. Vypočtené hodnoty teplot tání jsou nadhodnocené (1600?1700 °C) v porovnání s experimentálními tavbami v elektrické peci, při nichž došlo při teplotě 1100 °C k úplnému roztavení všech vzorků kromě dvou. Izotopické složení olova strusek bylo zjevně ovlivněno přidáním olova z jiných lokalit. Nejlépe jako zdroj olova odpovídají lokality západních Čech (Oloví, Kraslice, Horní Slavkov). Teoreticky byla mísena ruda jihlavská s olovem z lokalit západních Čech v poměru přibližně 1:3. Relativně nízké obsahy olova ve struskách odráží poměrně dobře zvládnutou technologii hutnění. Strusky představují potencionální environmentální riziko pro zvýšené obsahy Zn (až 6,6 hmot. % ZnO ve skle).

Abstract:

The studied slags originated from western part of town of Jihlava and from the metallurgical site Plandry near Jihlava. Crystallized as well as glassy slags were identified. Glassy slags are predominantly composed of glass and unmelted corroded grains of quartz, accessories are sulfides and feldspars. Crystallized slags are composed of fayalite, feldspars, glass, corroded grains of quartz, and sulfides, less abundant are leucite and spinelide. The presence of Fe3+ in newly formed spinelide reflects at least partially oxic conditions during melting. Feldspar contains up to 31.29 wt. % of BaO. Sulfidic inclusions are predominantly composed of pyrrhotite, rudashevskyite, and sphalerite. Identified were also galena, shandite, Cu-Pb-S phase, and pure silver. Main silver carrier is Cu-Fe-S matrix (up to 2.59 wt. % Ag). The presence of high content of Ba, which is in case of glassy slags always higher than 5 wt. % BaO, is unique. The WDX analyses of glass showed up to 23.3 wt. % BaO. With high Ba contents is probably associated presence of Ba analog of apatite and Cu-Fe-Ba phase. Viscosities and melting temperatures were calculated from bulk chemistry. The calculated temperatures are strongly overestimated (1600?1700 °C) in comparison with experimental melting temperatures determined in an electric oven, where temperature of 1100 °C led to a complete melting of all samples except two. Isotopic composition of lead in studied slags is heavily affected by adding of lead from other localities. A possible sources of lead seem to be the ore deposits from the western part of Czech Republic (Oloví, Kraslice, Horní Slavkov). Calculations suggest that the ore from the Jihlava Ore District was mixed with lead from the western part of Czech Republic in ratio ca. 1:3. Relatively low contents of lead in slags reflect an effective technology of smelting. Slags represent a potential environmental hazard due to relatively high contents of Zn (up to 6.6 wt. % ZnO in the glass).

Keywords

polymetalické rudy, strusky, jihlavský rudní revír, baryum, těžké kovy, provenience

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 5. 2013

Accessible from:: 10. 5. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 6. 6. 2013
• Supervisor: RNDr. Zdeněk Dolníček, Ph.D.

PALACKÝ UNIVERSITY IN OLOMOUC

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Environmental Geology