Basic HTML Version
16
Keramický zpravodaj 28 (2) (2012)
rozkladom podobných hornín [3]. Primárne kaolíny mohli
byť niekedy rozrušené a preplavené a vznikli tak druhotné
ložiská kaolínu a kaolínových pieskov.
K
2
O.Al
2
O
3
.6SiO
2
+ 2H
2
O + CO
2
→
Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
O + K
2
CO
3
+ 4SiO
2
Základná substancia kaolínu–minerál kaolinit–ako naj-
významnejší ílový minerál, je vodnatý kremičitan hlinitý [5].
Schematický proces vzniku kaolinitu z aluminosilikátov, pre-
dovšetkým z alkalických živcov, možno vyjadriť rovnicou:
(1)
(2)
(3)
Kaolinit má relatívne premenlivé chemické zloženie a kva-
litné fyzikálne vlastnosti (napr. žiaruvzdornosť, plastičnosť,
väznosť, abrazivita).
Samotný kaolín sa používa ako surovina v cementárskom
a keramickom priemysle, pre tehliarske a hrnčiarske vý-
robky [6]. Plavený kaolín spolu so živcami a kremičitým
pieskom sú suroviny pre výrobu porcelánu, obkladačiek
a dlaždíc. Známa je tiež výroba šamotových žiaruvzdorných
materiálov. Kaolín sa používa aj pri výrobe papiera a ako
plnidlo v chemickom priemysle.
Vlastnosti kaolínových pieskov
Kaolínových ložísk je na Slovensku relatívne malé množstvo
[7]. Je to aj preto, že v minulosti neboli priaznivé geologic-
ké podmienky (napr. relatívne krátke periódy pre kaolínové
zvetrávanie) na ich vznik. Nevýhodou kaolínových surovín
našich ložísk je preto najmä ich genéza (vznik z chloriticko-
-seritických fylitov alebo z hornín v asociácii s nimi). S tým
súvisí skutočnosť, že v SR niet ložísk prírodného „surové-
ho“ kaolínu, z ktorého by sa dal po úprave získať vyso-
kokvalitný plavený kaolín, ako je napr. český (Sedlec alebo
Podbořany) a mnohé iné ložiská v zahraničí. K najvýznam-
nejším ložiskám patrí oblasť Lučeneckej kotliny. Jedná sa
o ložiská Horná Prievrana (primárne zvetrávacie ložisko na
paleozoických metamorfitoch a fylitoch) a Vyšný Petrovec
(sekundárne ložisko preplaveného kaolínu) [4]. Ďalej je to
ložisko Rudník v Košickej kotline (preplavený kaolín z kôry
zvetrávania na tzv. popročskom granite). Surovina je ne-
vhodná na náročnejšiu úpravu a je lepšie ju využívať v pri-
rodzenom stave [4].
Preverovanie suroviny z ložiska Vyšný Petrovec po separácii
na piesčitú a ílovitú frakciu ukázalo, že kaolín nezískava ani
po úprave také ekonomické parametre, aby ho bolo možné
využiť v sklárskom alebo keramickom priemysle. Pre tieto
špeciálne účely je surovina nekvalitná a tým nevhodná. Toto
konštatovanie výrazne oslabuje efektívnosť predpokladané-
ho základného surovinového piliera silikátovej zóny, ktorým
sa mali stať – podľa pôvodných predpokladov–kaolínové
piesky na ložisku Vyšný Petrovec s vypočítanými zásobami
viac ako 20 000 kt [8]. Rozsah ťažby kaolínu a keramických
ílov je znázornený na obr. 1.
Ložisko kaolínu v lokalite Vyšný Petrovec má charakter
kaolínových pieskov s kaolínovým tmelom. Chemické zlo-
ženie uvádza tab. 1. Hlavný rozdiel medzi dvoma typmi
ortoklas
kaolinit
druhotný kremeň
K
2
O.Al
2
O
3
.SiO
2
+ 3H
2
O + CO
2
→
2Al(OH)
3
.K
2
CO
3
+ 6SiO
2
Rozpustný uhličitan sa vylúhuje a proces môže pokračovať až na diaspor alebo gibbsit.
kaolínových pieskov (typ I a typ II) predstavuje kremičitá
a hlinitanová fáza. Kaolínový piesok typu 1 (KS1) je bohatší
na obsah SiO
2
ale chudobnejší na obsah Al
2
O
3
v porovnaní
s kaolínovým pieskom typu 2 (KS2). Z tohto dôvodu sa KS1
označuje ako kaolínový piesok silikátového typu a KS2 ako
kaolínový piesok aluminátového typu. Ďalší rozdiel spočíva
vo vyššom obsahu CaO a nižšom obsahu Fe
2
O
3
v prípade
KS1 oproti KS2.
U obidvoch typov kaolínových pieskov sa so zvyšovaním
ich jemnosti obsah Al
2
O
3
zvyšuje a obsah SiO
2
znižuje.
Zvyšovanie jemnosti tak prispieva k obohateniu alumináto-
vej (ílovej) zložky. Z výsledkov chemického rozboru je ďalej
zrejmé, že strata žíhaním sa u obidvoch typov kaolínových
pieskov zvyšuje taktiež so zvyšovaním jemnosti.
Obr. 2 ilustruje výsledky rtg. difrakčnej analýzy kaolíno-
vého piesku KS1 frakcie 0,063 mm. Kvantitatívne zastú-
penie jednotlivých minerálov v tomto prípade ako aj os-
tatných frakciách, resp. type kaolínového piesku uvádza
tab. 2. Prevládajúce neílové minerály sú kremeň a živce.
Najvýznamnejšie ílové minerály sú kaolinit, illit a musko-
vit. Kaolínový piesok aluminátového typu (KS2) obsahuje
viac kaolinitu ako kaolínový piesok kremičitého typu (KS1).
Zvyšovanie jemnosti – ako dôležitý parameter–je v prípade
obidvoch kaolínových pieskov (KS1 i KS2) sprevádzané
zvýšením obsahu kaolinitu a znížením obsahu kremeňa.
Najvyšší obsah kaolinitu je u KS2 s frakciami 0,036 a 0,063
mm. Naopak, najnižší obsah kaolinitu je u KS1 s najhrub-
šou frakciou (0,100 mm). Uvedené závislosti schematicky
znázorňuje obr. 3.
Kvantitatívna rtg. analýza sa uskutočnila pomocou Rock–
Jock programu [9] v spolupráci s Prírodovedeckou fakultou
UK Bratislava. Pri príprave rtg. preparátov sa použili 3,00 g
skúšobnej vzorky, ktoré sa zmiešali s 0,33 g ZnO. Vzniknutá
zmesová vzorka po pomletí v pulverizátore Mc Crone po
dobu 3 minút sa podrobila samotnej analýze. ZnO slúži ako
vnútorný porovnávací štandard.
Teplotne premenený kaolín – metakaolín
V prípade, že na kaolín sa pô
sobí vysokými teplotami,
vznikajú produkty významnej dôležitosti. Tieto sú známe
ako „vypálený kaolín“ alebo metakaolín s charakteristický-
mi vlastnosťami. Základná minerálna fáza kaolínu – kaoli-
nit – podlieha pri teplotnom pôsobení reakciám, ktoré sú
schematicky následne uvedené [10]:
kaolinit
ca 650-800 °C
metakaolinit
ca 900 °C
mullit
ca 1000-1100 °C
Al
2
Si
2
O
5
(OH)
4
Al
2
Si
2
O
7
fáza spinelového typu
Al
6
Si
2
O
13