Piotr WYSZOMIRSKI*, Marcin GAJEK**, Tomasz ZAWADZKI*** Surowiec ilasty stosowany w dawnych manufakturach fajansu w okolicy Opola Clayey raw material used in former faience manufactories in the Opole vicinity Piotr WYSZOMIRSKI*, Marcin GAJEK**, Tomasz ZAWADZKI*** *Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa 33-100 Tarnów, ul. Mickiewicza 8 **Akademia Górniczo-Hutnicza 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30 ***Kopalnie Odkrywkowe Surowców Drogowych S.A. 49-100 Niemodlin, ul. Bohaterów Powstań Śląskich 30

Z historii dawnych fabryk ceramicznych z okolic Opola 1763 – 1853 Manufaktura fajansu w Prószkowie 1813 – 1852 Manufaktura fajansu w Tułowicach 1852 – 1905 Hrabiowska fabryka porcelany Frankenbergów w Tułowicach (Gräflich Frankenberg’sche Porcellan – Fabrik, Tillowitz) 1905 – 1945 Fabryka porcelany Reinholda Schlegelmilcha (Porcellanfabrik Reinhold Schlegelmilch) 1945 – 2002 Zakłady Porcelitu Stołowego Tułowice, następnie: Fabryka Porcelitu Tułowice S.A.

Fajans z Tułowic i jego znaki firmowe (D.Emmerling, 2000)

Dostępne źródła historyczne sugerują, że manufaktury fajansu w Prószkowie i Tułowicach wykorzystywały surowiec ilasty jasnej barwy. Wydobywany był on w niedaleko znajdującej się kopalni usytuowanej na gruntach ówczesnej wsi Rutki. Na tym terenie czynny jest obecnie duży kamieniołom bazaltu Rutki.

Aktualna mapa kamieniołomu bazaltu Rutki Tułowice google.maps.com

Podczas prac górniczych przeprowadzonych w 2017 r Podczas prac górniczych przeprowadzonych w 2017 r. na terenie złoża bazaltu Rutki stwierdzono w przypowierzchniowej jego części występowanie kopaliny barwy jasnej (próbka 1313) i - częściowo - czerwonej (próbka 1314).

Próbki poddano następującym badaniom składu fazowego, chemicznego i wybranych cech technologicznych: analiza mikroskopowa w świetle przechodzącym, analiza rentgenograficzna metodą DSH stosując metodykę Brindley’a i Browna (1980), analiza chemiczna w odniesieniu do pierwiastków głównych, analiza granulometryczna, oznaczenie właściwości ceramicznych takich jak: woda zarobowa, skurczliwość suszenia i całkowita, nasiąkliwość, porowatość otwarta, gęstość pozorna, parametry barwy, wyznaczenie temperatur charakterystycznych metodą mikroskopii wysokotemperaturowej.

Charakterystyka surowcowa kopaliny ilastej barwy jasnej Składnik Badana próbka JB1W % mas. SiO2 72,02 62,66 Al2O3 17,71 22,70 Fe2O3 0,79 0,91 MnO <0,01 0,01 MgO 0,33 0,29 CaO 0,11 0,13 Na2O 0,06 0,27 K2O 1,01 1,39 TiO2 0,84 0,61 P2O5 0,03 0,12 Strata prażenia 6,95 9,60 Suma 99,86 98,69 PX Podstawowym składnikiem skały jest ilasto-drobnookruchowe matrix, w którym rozproszone są większe ziarna kwarcu i blaszki muskowitu. Opisywaną skałą jest mułowiec piaszczysty. 1P

Analiza granulometryczna Krzywa populacyjna składu ziarnowego badanej próbki iłu barwy jasnej wskazuje na wysoką wartość mediany (ok. 70 µm). Wiąże się z dużym w nim zawartością gruboziarnistego kwarcu

Analiza rentgenograficzna Zakres niskokątowy XRD kopaliny ilastej barwy jasnej z nadkładu złoża bazaltu Rutki: a – próbka powietrznie sucha, b – próbka nasycona glikolem etylenowym, c – próbka po prażeniu w temperaturze 560ºC. Objaśnienia: An – anataz, Ko – kaolinit, M – minerały z grupy mik (muskowit, illit), Q – kwarc; wartości dhkl podano w Ǻ. W skład substancji ilastej wchodzi kaolinit i – w mniejszym stopniu – illit.

Wybrane ceramiczne właściwości technologiczne iłu barwy jasnej Parametr Wartość Pozostałość na sicie 63 µm [%] 17,6 Woda zarobowa bezwzględna Wzb [%] 32,0 Woda zarobowa względna Wzw [%] 24,3 Skurczliwość suszenia [%] 7,4 Skurczliwość po wypalaniu w 1250°C [%] 4,7 Skurczliwość całkowita [%] 12,1 Z podwyższeniem temperatury następuje wzrost gęstości pozornej oraz spadek wielkości nasiąkliwości i porowatości otwartej. Jest to typowe dla procesu zagęszczania tworzywa ceramicznego.

Oznaczenie parametrów barwy Badany ił barwy jasnej JB1W surowy wypalony w 850°C wypalony w 1250°C L* 88,50 83,91 88,74 82,62 a* 0,59 6,26 1,10 2,31 b* 6,69 13,42 10,17 14,75 Jasność L* oraz wartości parametrów a* i b* badanego iłu są bardziej korzystne w porównaniu z komercyjnym surowcem ilastym JB1W. Należy jednak pamiętać o większym udziale kwarcu w pierwszym z nich i związaną z tym mniejszą zawartością pożądanego kaolinitu.

Charakterystyka surowcowa kopaliny ilastej barwy czerwonej Składnik Wartość % mas. SiO2 49,85 Al2O3 14,91 Fe2O3 12,18 MnO 0,05 MgO 1,78 CaO 1,01 Na2O 0,04 K2O 0,28 TiO2 2,27 P2O5 0,16 Strata prażenia 17,78 Suma 100,30 PX Duży udział smektytu oraz wysoka zawartość hematytu potwierdzają, że opisywana skała jest zwietrzeliną bazaltową, która występuje w nadkładzie współcześnie eksploatowanego złoża Rutki. 1P

Skały bazaltowe Dolnego Śląska i Opolszczyzny.

Dolnośląskie zwietrzeliny bazaltowe w stanie surowym wykorzystywano od połowy XVI wieku do wytwarzania tzw. terra sigillata. Wytwórnie terra sigillata na Dolnym Śląsku wg Homannusa Heredibusa (1745) Volmann 1740 fide Kowalski, Wiewióra 1974

Analiza rentgenograficzna Zakres niskokątowy XRD kopaliny ilastej barwy czerwonej z nadkładu złoża bazaltu Rutki: a – próbka powietrznie sucha, b – próbka nasycona glikolem etylenowym, c – próbka po prażeniu w temperaturze 560ºC. Objaśnienia: An – anataz, He – hematyt, Ko – kaolinit, Q – kwarc, Sk – skaleń, Sm – smektyt; wartości dhkl podano w Ǻ.

Analiza granulometryczna Krzywa populacyjna składu ziarnowego badanej próbki iłu barwy czerwonej ujawnia dwa ekstrema: pierwsze z maksimum ok. 0,3 µm związane z obecnością smektytu, drugie zaś (ok. 6 µm) – z występowaniem kwarcu.

Wybrane ceramiczne właściwości technologiczne iłu barwy czerwonej Parametr Wartość Pozostałość na sicie 63 µm [%] 12,2 Woda zarobowa bezwzględna Wzb [%] 45,4 Woda zarobowa względna Wzw [%] 31,2 Skurczliwość suszenia [%] 14,9 Skurczliwość po wypalaniu w 1250°C [%] 6,5 Skurczliwość całkowita [%] 21,5 Duża wartość wody zarobowej oraz znaczna skurczliwość są typowe dla kopalin zasobnych w smektyty, a więc charakteryzujących się dużą plastycznością.

Znaczna zawartość Fe2O3, przekraczająca 12% mas Znaczna zawartość Fe2O3, przekraczająca 12% mas., jest jedną z przyczyn czerwonej barwy kopaliny smektytowej po wypalaniu. Wydaje się prawdopodobnym, że tzw. czarna porcelana produkowana – obok fajansu – w Tułowicach w latach 1842-1857 była wytwarzana z występującej w Rutkach zwietrzeliny bazaltowej. Produkt ten – stanowiący rodzaj kamionki – charakteryzował się bowiem czerwonym czerepem, który był pokrywany czarnym szkliwem.