Basic HTML Version
5
Keramický zpravodaj 28 (3) (2012)
URČENÍ KVALITY KERAMICKÉ SUROVINY GEOFYZIKÁLNÍ METODOU
VYZVANÉ POLARIZACE
(Determination of the quality of ceramic raw material using geophysical method of induced polarization.)
Zdeněk Krejcar
1
, Miloš Karous
2
1
Zdeněk Krejcar, KERAMOST, a.s. Most, závod Brník, krejcar@keramost.cz
2
Miloš Karous, Prof. RNDr., DrSc., GEONIKA, s.r.o., a Přírodovědecká fakulta UK Praha, karous@geonika.com
Abstrakt
Geofyzikální metoda vyzvané polarizace (VP), určená
původně pro vyhledávání a průzkum ložisek rud, je použi-
telná i pro určení koncentrace pyritů v keramických jílech.
V nich však tvoří negativní složku suroviny, snižující kvalitu
těženého materiálu. Třídění suroviny podle polarizovatel-
nosti (
η
) přímo v terénu měřené může významně přispět
k selektivitě těžby keramických surovin na základě jejich
kvality již během těžby. Efektivní způsob měření a interpre-
tace metody vyzvané polarizace pro určení kvality surovi-
ny, který byl vyvinut v průběhu let 2004-2011 v lomu Brník,
společnost KERAMOST přihlásila jako vynález u Úřadu
průmyslového vlastnictví ČR. V článku jsou uvedeny
principy metody, navržené způsoby použití a uvedeny
ilustrující příklady.
Klíčová slova
Metoda vyzvané polarizace, metoda VP, polarizovatelnost,
keramické jíly, selektivní těžba keramických surovin, shluky
pyritů, vybíjecí křivka
Abstract
The geophysical induced polarization (I.P.) method, de-
signed originally for ore prospecting and exploration, is
also applicable for determining the concentration of pyrite
in ceramic clays. In this case a higher pyrite concentra-
tion is a negative component which reduces the quality
of extracted material. Sorting material according to the
measured field polarizability (
η
) can significantly contribute
to the selective extraction of ceramic materials based on
their quality during exploitation. An effective way of mea-
suring field polarizability and its interpretation to determine
the quality of raw material, which was developed during
the years 2004-2011 in the quarry Brník, KERAMOST Co.
entered as the invention at the Industrial Property Office
of Czech Republic. The article presents the principles of
the method, proposed ways of use and listed illustrating
examples.
Keywords
Induced polarization method, IP method, polarizability,
ceramic clays, selective extraction of ceramic materials,
ceramic clays, pyrites clusters, discharge curve
Úvod
V lomu Brník u Kostelce nad Černými lesy těží KERAMOST,
a.s. keramické suroviny sladkovodní (jezerní) jíly a jílovce
cenomanského stáří. V nich se místy nachází shluky pyritů
(a markazitů), které ve větší koncentraci znehodnocují
dobývanou surovinu.
Pyritické shluky jsou tělesa různého (nepravidelného)
tvaru a velikosti, která se vytvoří sekundárně po usazení
jílovitého sedimentu. Jejich vznik je podmíněn primární
nehomogenitou - přítomností organického zbytku, který
pak tvoří jádro konkrece. Reakcí organické síry s železitý-
mi roztoky v sedimentech pak vznikají krystalické struktury
sirníku dvojmocného železa - pyritu s krychlovými krystaly
nebo markazitu s kosočtverečnými krystaly [10].
V roce 2003 oslovil společnost GEONIKA s.r.o. p. Krejcar,
ředitel závodu Brník akciové společnosti KERAMOST,
společně s geologem společnosti p.g. Bartošem s návr-
hem provést výzkum využití geofyzikální metody vyzvané
polarizace (VP) ke klasifikaci suroviny podle obsahu
pyritových shluků. Principy této geofyzikální metody byly
známy již od 20. let min. stol. [9], ale využívána začala být
pro vyhledávání rudních ložisek barevných a jiných kovů
až od 60. let 20. stol. [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8]. Svým charakterem
pyrity a markazity mezi rudní minerály patří, i když jsou
v případě zájmu o keramické suroviny negativní složkou.
Na objednávku společnosti KERAMOST, a.s. bylo v roce
2003 provedeno první pokusné měření a na jeho základě
byly řízeny selektivní těžby suroviny – samostatně poloh
s detekovaným vyšším obsahem pyritů a samostatně po-
loh s detekovaným nižším obsahem pyritů. Po zpracování
surovin z obou samostatných deponií výpalem v keramic-
kém průmyslu a po následném vyhodnocení zmetkovitosti
byla metoda společností KERAMOST, a.s. vyhodnocena
pozitivně jako použitelná. V průběhu let 2004 až 2011 byla
metoda VP pro účely kvalifikace keramických suroviny
částečně adaptována, rozvinuta a následně postupně
aplikována na několika návazných plochách, které jsou
na obr. 1 označeny podle doby provedených průzkumných
prací. Na obr. 2 je uvedena jako příklad fotografie těžební
plochy etapy VI/2011 připravená ke geofyzikálnímu měření.
Metoda se úspěšně uplatnila v provozních podmínkách
těžby v lomu Brník pro separaci „čistých“ keramických
surovin s minimální koncentrací nepříznivých pyritických
složek a vyčlenění méně kvalitní suroviny s vyššími ob-
sahy. To umožnilo selektivní výběr kvalitní suroviny přímo
při těžbě a KERAMOST, a.s. přihlásil v roce 2008 způsob
vyhledání pyritů a markazitů v ložisku keramické suroviny
jako vynález u Úřadu průmyslového vlastnictví ČR.
Princip metody vyzvané polarizace
Principem vzniku tzv. vyzvané polarizace je elektro-
chemický jev, při kterém dochází při průchodu proudu