Minerální složení žárovzdorného kameniva vyrobeného výpalem černouhelné hlušiny

Bc. Martin Dvořák

Master's thesis

Mineral composition of refractory aggregate produced of lignite waste rock

Abstract:

Diplomová práce se zaměřuje na studium kameniva vypáleného z černouhelné hlušiny při 1250 °C po dobu 3 hodin. Výzkum je orientovaný na výpočty žárovzdornosti na základě chemického složení hlušiny a na chování minerálů během výpalu a s ní spojenými fázovými přeměnami. Při porovnání výpočtů žárovzdornosti materiálů břidlic a prachovce s drobami se jeví jako vhodnější surovinou pro využití v žáromateriálech břidlice a prachovec. Nejvyšší teoretickou žárovzdornost vykazovala jílová břidlice Darkov a to 1671,27 °C, nejnižší pak droba Paskov – 1586,67 °C. Během výpalu proběhly dobře známé teplotní přeměny minerálů. Rentgenová prášková difraktometrie detekovala v nezanedbatelném množství až 26,4 % mullitu v jílové břidlici, v drobě Paskov pak cristobalit v množství 1,8 %. Současně se při výpalu vytvořila amorfní složka v obsazích 8,4 – 61,5 %. Vypálené kamenivo může sloužit v technologickém průmyslu jako předvypálené ostřivo při výrobě šamotových výrobků, ovšem pro zlepšení žárovzdorných vlastností a zkvalitnění výsledného produktu je doporučeno prodloužit dobu výpalu pro podnícení vzniku vyšších obsahů mullitu a přeměny křemene na cristobalit.

Abstract:

The thesis focuses on research of aggregates fired from black coal waste rock exposed to the temperature of 1250 °C with 3 hours soaking. The research is oriented on calculations of heat resistance based on chemical composition and behaviour of minerals during thermal gradation and phase transitions related to it. Shale and siltstone appear more suitable for using as refractory grog then graywacke according to comparison of calculations of heat resistance. The highest theoretical heat resistance evinced clay shale from Darkov (1671.27 °C), the lowest was evinced by material greywacke from Paskov – 1586.67 °C. Well known thermal changes of minerals occurred during the firing. X-ray powder diffraction detected significant amount of mullite up to 26.4 % in clay shale, greywacke from Paskov contained 1.8 % of cristobalite. Fired aggregates can be used in technological industry as prefired grog in production of chamotte, however it is recommended to prolong the firing process to initiate higher production of mullite and transformation of quartz to cristobalite, which improves heat resistance and other qualities of the final product.

Keywords

černouhelná hlušina, RTG prášková difraktometrie, optická mikroskopie, žárovzdorný materiál, minerální přeměny, black coal waste rock, powder x-ray diffraction, optical microscopy, refractories, mineral transformations

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 15. 5. 2015

Thesis defence

• Date of defence: 15. 6. 2015
• Supervisor: Mgr. Dalibor Všianský, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Geology / Geology