Skarby polskiej ziemi (6): Kolorowy klejnot i szary surowiec


11-12-2020 16:05:24

Wśród minerałów „polskich" poczesne miejsce zajmuje chalcedon. Jego historia warta jest ksiąg, głównie ze względu na odwieczną fascynację wyrobami jubilerskimi. Chemicznie jest to odmiana zwykłej krzemionki SiO2, ale natura pokazuje tu, co potrafi. Dziś chalcedonity wzbudzają zainteresowanie także ze względu na swoje walory gospodarcze.

Chalkedon i Chryzopol to starożytne kolonie greckie założone na prawym brzegu Bosforu. Nazwy wielu rozmaitych odmian chalcedonu, jak agat, chryzopraz, praz, heliotrop, karneol, onyks, sard, sardonyx, plazma czy damsonit wywodzą się z różnych kultur i obszarów. Nazywano je tak w czasach, kiedy rozmaitość kolorystyczna i strukturalna tych kamieni nie pozwalała się jeszcze domyślać, że jest to ta sama chemicznie grupa minerałów, różniących się domieszkami.

W Polsce chryzopraz zalega w okolicach Szklar, agat – Lwówka Śląskiego i Złotoryi, karneol – Wałbrzycha, chalcedon spongiolitowy – Inowłodza. Odmiany agatu i jego walory jubilerskie oraz polskie zasoby to temat na osobną opowieść. Mniej znany jest karneol – wspaniały półszlachetny kamień o barwie czerwonej lub brzoskwiniowej

Król polskich kamieni...

By zrozumieć, czym był śląski chryzopraz, król polskich kamieni półszlachetnych, trzeba zwiedzić praską katedrę św. Wita z XIV w., gdzie jedną z kaplic wysadzono kryształami, głównie odmianami chalcedonu. Po opanowaniu Śląska przez Prusy w XVIII w. istnej obsesji na punkcie zielonego chryzoprazu uległ król Fryderyk II. Kiedy odkryto, że zieleń pochodzi ze związków niklu, w Szklarach ruszyła (działająca jeszcze do niedawna) kopalnia niklu, a kamień jubilerski wydobywany był „przy okazji".

Chalcedonit to skrytokrystaliczna odmiana chalcedonu, bez atrakcyjnych walorów jubilerskich. Ma za to pożyteczne zastosowania gospodarcze. Ze względu na bardzo niewielki obszar występowania zalicza się do skał unikatowych. Występuje w złożach Dęborzynka, Gapinin, Lubocz i Teofilów na Wysoczyźnie Rawskiej w rejonie Tomaszowa Mazowieckiego i Nowego Miasta. Złoże Teofilów w Inowłodzu, oceniane na 21 587 tys. t, jako jedyne jest udokumentowane i obecnie eksploatowane. Działa tu jedyna w Europie firma wydobywająca i przetwarzająca chalcedonit do uzdatniania wody, budownictwa i materiałów budowlanych, aranżacji i dekoracji przestrzeni, na substraty i podłoża. Produktem końcowym jest piasek chalcedonitowy o uziarnieniu 0,8–2,0 mm oraz żwir o kilku zakresach granulacji.

Filtry i wypełniacze

W inżynierii sanitarnej chalcedonit jest stosowany jako materiał filtracyjny do oczyszczania wody ze związków żelaza(III). Jest bardzo dobrym nośnikiem tlenków manganu. Struktura tego materiału filtracyjnego przyczynia się do swobodnego rozwoju błony biologicznej, dlatego na złożu chalcedonitowym zachodzi skuteczne usuwanie azotu amonowego z wody. Może być sorbentem do usuwania rozlewów olejowych oraz używany jako wypełnienie filtracyjne na ostatnim stopniu oczyszczania odcieków komunalnych. Znalazł również zastosowanie w wytwarzaniu past, proszków do szorowania, nasypowych narzędzi ściernych, jako wypełniacz do produkcji farb, lakierów, emalii, kitów i szpachlówek. W chemii gospodarczej jego ważną zaletą jest brak zawartości metali ciężkich, które występują w wielu innych minerałach. Wykazano możliwość zastosowania odpadowych mułków chalcedonitowych jako źródła krzemionki bezpostaciowej do syntezy mullitu, składnika materiałów wysokoogniotrwałych.

Krystobalit w domu i na budowie

Jednym z poszukiwanych surowców, do których wytwarzania można użyć chalcedonitu, jest krystobalit, dotąd wyłącznie importowany. Wytwarza się go ze specjalnych odmian kwarcu: kryształu górskiego lub tzw. kwarcu żyłowego, które w kraju nie są pozyskiwane. Proces przemiany kwarcu w krystobalit zachodzi w temperaturze powyżej 1750°C, po długotrwałym procesie wygrzewania mączki kwarcowej. Iwona Kosk z Instytutu Mineralnych Materiałów Budowlanych w Opolu (obecnie w składzie Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych) jest autorką opatentowanego w 2007 r. wynalazku – nowatorskiej technologii wytwarzania krystobalitu z chalcedonitu. Niewielka zawartość tlenków glinu, tytanu, żelaza oraz CaO i MgO wpływa bardzo korzystnie na przebieg całego procesu, powodując powstanie stopów o niższej temperaturze topliwości niż temperatura stopu czystego kwarcu. Metoda „chalcedonitowa" jest znacznie tańsza i mniej energochłonna od „kwarcowej".

Syntetyczny krystobalit jest wykorzystywany do produkcji specjalnych farb do znakowania nawierzchni drogowych (ze względu na właściwości optyczne), lakierów, tynków, pigmentów, tworzyw sztucznych (m.in. duroplastów, termoplastów) oraz w produkcji różnych odmian elastomerów silikonowych i powłok wzmacniających powierzchnie z tworzyw sztucznych. Używa się go w mieszankach jubilerskich i medalierskich, do produkcji szkła wodnego, materiałów ściernych, emalii, ceramiki oraz do odbarwiania i oczyszczania olejów. Może być stosowany w przemyśle betonów, zwłaszcza przy stosowaniu spoiw zawierających żużle wielkopiecowe i popioły lotne. Obecnie głównymi ośrodkami badającymi zastosowania chalcedonitu jest Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników (IIMPiB) - PIB oraz Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych. Być może w przyszłości dowiemy się o jeszcze ciekawszych technologiach.

jaz.

Komentuje Waldemar Rukść

eNOT.pl - Portal Naczelnej Organizacji Technicznej | eNOT.pl