KORUNDY SYNTETYCZNE – Skarby z pieca

Do napisania dzisiejszego artykułu zaprosiłem Karola Parkitę – geologa i kolekcjonera minerałów który do niedawna zajmował się bardzo ciekawym tematem tzw. syntetycznych korundów z zakładu Dolina Nidy. Tekst zamieszczony poniżej jest krótkim streszczeniem jego badań oraz pracy dyplomowej które w moim odczuciu poruszają temat nie tylko interesujący ze względów stricte mineralogicznych, ale przede wszystkim z racji walorów kolekcjonerskich. Wszystkim polskim kolekcjonerom znane są syntetyczne cynkity z Oławy, jedynak jestem pewny, że mało kto słyszał o syntetycznych rubinach z Doliny Nidy. Artykuł Karola wzbogaciłem również o kilka moich fotografii które mam nadzieję oddają w pełni niezwykłe piękno opisywanych przez niego okazów. Tym samym zapraszam do czytania w trakcie którego polecam mieć na uwadze że nieczęsto słyszy się o polskich rubinach.

Piotr Zając

W 2010 roku otrzymałem kilkanaście okazów pochodzących z zakładu Dolina Nidy w Leszczach. Rok później stały się one przedmiotem moich badań. Okazy te są odpadami powstającymi w generatorze ciepła (palenisku), którym w tym przypadku był kalcynator gipsowy. Pierwotnie stanowiły one materiał ogniotrwały ochraniający od środka strefę paleniska. Badany materiał został zidentyfikowany wstępnie jako korund. Obecność tego minerału rodzi pytanie, czy mógłby potencjalnie stanowić surowiec wtórny do wykorzystania. Zaistniała więc konieczność dokładnego zidentyfikowania nowopowstałej mineralizacji, scharakteryzowania jej pod względem składu chemicznego oraz poznania warunków jej powstawania.

Odpady z pieca kalcynatora gipsowego (wielkość okazów ok. 10 cm)

W omawianym przeze mnie zakładzie stosowane są dwa piece kalcynatorowe. Urządzenie to jest wykorzystywane do produkcji wielu odmian spoiw gipsowych. Surowcem w tym przypadku jest skała gipsowa wydobywana w kopalni w pobliżu zakładu, oraz tzw. REA-gips (Gips dwuwodny syntetyczny powstały podczas odsiarczania spalin metodą mokrą wapienną (http://www.dolinanidy.com.pl)). Skała musi zostać uprzednio wysuszona, a następnie zmielona do uziarnienia poniżej 2 mm (Hynowski 2005).

Korpus walczaka kalcynatora gipsowego w zakładzie Dolina Nidy

Kalcynator składa się z generatora gorących gazów oraz walczaka. Generator ciepła instalowany jest przed wlotem nadawy do walczaka i obudowany jest od wewnątrz materiałem ogniotrwałym w postaci cegły szamotowej i andaluzytowej spojonej cementem ogniotrwałym. Uszkodzenia izolacji ogniotrwałej wynikają z zakrzywienia płomienia u wylotu paleniska. Izolacja na elemencie łączącym palenisko i obrotową część kalcynatora, jest właściwym miejscem powstania badanych okazów. Cykl wymiany okładziny zależy od stopnia jej zużycia. Ilość powstającego przy tym odpadu wynosi około 2 ton. Temperatura na palniku osiąga maksymalnie 1200^oC natomiast wdmuchiwane do walczaka gorące powietrze ma już temperaturę około 300^oC.

Schemat budowy kalcynatora (Hynowski 2005)

Nigdy dotąd przejawy tej mineralizacji nie budziły większego zainteresowania, poza walorami estetycznymi takimi jak barwa czy formy kryształów. Przemiany jakie zachodzą w palenisku kalcynatora mogą przypominać wypalanie cegieł bądź porcelany, acz materiałem są w tym przypadku minerały ogniotrwałe, które w piecu uległy przemianie w trwalsze fazy. Składnikiem większości materiałów ogniotrwałych są przede wszystkim tlenki glinu, kaolinit, krzemionka i inne. Temperatury panujące w konkretnym badanym piecu wskazywać mogą, iż te minerały nie mają prawa przetrwać i najprawdopodobniej ulegną jakimś przemianom. Dzięki nim tlenek glinu rozproszony w cegle przyjmuje krystaliczną postać, a inne minerały zawierające Al₂O₃ mogą być prekursorami dla krystalizacji syntetycznego korundu.

Syntetyczny korund – odpad z kalcynatora gipsowego
(wielkość kryształu: 6 mm)

W celu rozpoznania składu mineralnego badanych odpadów pobrano próbki okruchów, które sproszkowano w moździerzu abbicha, a następnie w moździerzu alundowym. Odseparowane kryształy różniły się barwą – wybrano próbki koloru pomarańczowego, różowego (dominującego), czarnego, zielonego, białego oraz niebieskiego w celu dodatkowego stwierdzenia, co jest przyczyną ich zabarwienia. Ponadto utarto w moździerzu abbicha dwie próbki cegieł ogniotrwałych i dwie cementów ogniotrwałych otrzymanych z zakładu Dolina Nidy.