MINERALURGIA = PRZERÓBKA KOPALIN INŻYNIERIA MINERALNA

Prezentacja na temat: "MINERALURGIA = PRZERÓBKA KOPALIN INŻYNIERIA MINERALNA"— Zapis prezentacji:

1 MINERALURGIA = PRZERÓBKA KOPALIN INŻYNIERIA MINERALNA

2 prof. dr hab. inż. Jan Drzymała
Prowadzący prof. dr hab. inż. Jan Drzymała konsultacje: pokój 512, K-3 pl. Teatralny 2, W-w

3 Wymagania niezbędne do zaliczenia przedmiotu
- obecności (powyżej 50%) - pozytywny test wzbogacanie - pozytywny test klasyfikacja - pozytywny test minerały - pozytywne testy zaliczeniowe - pozytywna rozmowa zaliczeniowa

4 Materiały do nauki Jan Drzymała, Podstawy mineralurgii, Oficyna Wydawnicza PWr wersja tylko drukowana Jan Drzymała, Podstawy mineralurgii, Oficyna Wydawnicza PWr wersja tylko elektroniczna Jan Drzymała, Mineral Processing, Oficyna Wydawnicza PWr wersje drukowana i elektroniczna Biblioteki

5

6 Wprowadzenie do mineralurgii
czyli: przeróbka kopalin to nauk królowa

7 Wielki Wybuch

8 Przyszłość Wszechświata

9 Fermiony (nośniki materii)
Obecnie znane cząstki elementarne Cząstki elementarne Fermiony  (nośniki materii) Bozony (nośniki sił) Leptony Kwarki Słabe (bozony) Silne (gluony) Electro-magnetyczne (fotony) Grawitacja (grawitony) neutrino elektronowe górny bozon W- kolor 1 E1=h1 * electron dolny bozon W+ kolor 2 E2=h2 neutrino muonowe dziwny bozon Zo kolor 3 E3=h3 muon powabny En=hn neutrino tau wierzchni cząstka tau spodni bozon Higgsa * Jeszcze nie odkryte

10 Cząstki elementarne z których zbudowana jest znana materia: sześć leptonów i sześć kwarków oraz bozony cechowania przenoszące oddziaływania. Bozon Higgsa nadaje masę cząstkom z którymi oddziałuje Wikipedia, 2012

11 Wikipedia, 2012 Cząstki elementarne Modelu Standardowego lepton e μ τ νe νμ ντ kwarki u c t d s b bozony cechowania γ Z0 W B0 gluon bozon Higgsa H0 odkryty 2012?

12 KWARKI Górny (up) Dolny (down) Dziwny (strange) Powabny (charm) Spodni (bottom) Szczytowy (top) Obecnie znanych jest kilkaset cząstek elementarnych 1 kwark 2 kwarki – mezon 3 kwarki - barion 5 kwarków – pentakwarki n kwarków – materia dziwna hadrony neutron, proton

13 Istnieje 6 rodzajów kwarków (inaczej zapachów, fermionów…)
górny (u, up) o ładunku +2/3e i masie 4 MeV dolny (d, down) o ładunku -1/3e i masie 8 MeV powabny (c, charm) o ładunku +2/3e i masie 1,5 GeV dziwny (s, strange) o ładunku -1/3e i masie 150 MeV szczytowy (również wysoki lub prawdziwy) (t, top lub true) o ładunku +2/3e i masie 176 GeV () spodni (również denny, niski lub piękny) (b, bottom lub beauty) o ładunku -1/3e i masie 4,7 GeV Wikipedia, 2007

14 proton = dwa kwarki górne + jednej dolny (2/3 + 2/3 -1/3 =1)
neutron = dwa kwarki dolne + jeden górny (-1/3-1/3+2/3=0)

15 Wielki Zderzacz Hadronów, LHC, Large Hadron Collider – największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku HADRONY Pojedynczy kwark ma ułamkowy ładunek elektryczny, który jednak nigdy nie jest obserwowany, gdyż kwarki nie wystepują pojedynczo. Tworza one cząstki zwane hadronami. Suma ładunku elektrycznego kwarków tworzących hadron jest zawsze całkowita. LHC)is a gigantic scientific instrument near Geneva, where it spans the border between Switzerland and France about 100 m underground. It is a particle accelerator used by physicists to study the smallest known particles – the fundamental building blocks of all things. It will revolutionise our understanding, from the minuscule world deep within atoms to the vastness of the Universe.

16 a to właśnie istnienie trzech kwarków postulowali.
Hipotezę istnienia kwarków wysunęli niezależnie G. Zweig i Gell-Mann w 1964 roku. Nazwę zaproponował Gell-Mann. Słowo "quark" wyczytał on w zdaniu "Three quarks for Mister Mark!" w powieści Finnengans Wake autorstwa Jamesa Joyce’a. Spodobało mu się to zdanie, bo była w nim mowa o trzech "kwarkach" a to właśnie istnienie trzech kwarków postulowali. Wraz z rozwojem fizyki lista kwarków została powiększona o trzy cięższe kwarki Element Polski Joyce będąc w Niemczech na targu usłyszał Drei Mark fur Muster Quark czyli Trzy marki za idealny twaróg. Słowo niemieckie Quark pochodzi od słowiańkiego twark czyli twaróg Wikipedia, 2007; Wiedza i Zycie, maj 2000, 71

17

18 Serkies, 1972 JUWENILNY DOPŁYW
WIETRZENIE-TRANSPORT-SEDYMENTACJA-DIAGENEZA POMAGMOWE PROCESY MAGMOWE -PALINGENEZA-ANATEKSIS-METAMORFOZA- JUWENILNY DOPŁYW Cykl rozwojowy skorupy ziemskiej Serkies, 1972

19

20 Związek pierwiastków z typami skał magmowych

21

22 wietrzenie, transport, sedymentacja
Wietrzenie: rozpuszczanie

23

24

25 Substancje krystaliczne

26 7 układów krystalograficznych (a, b, c, , , )
14 typów sieci przestrzennej (a, b, c, , , , P, C, I, F) 32 klasy symetrii (, , , , , ) 230 grup przestrzennych Dowolny minerał musi należeć do jednej z 230 grup przestrzennych Symbolika grup przestrzennych: międzynarodowa - np. NaCl - Fm3m Fiodorowa-Schoenfliesa - np. NaCl - Oh5

27 Stałe indywidua chemiczne występujące w przyrodzie noszą nazwę
minerałów Odkryto dotąd około minerałów Zaleca się stosownie nazw zatwierdzonych przez Komisję Nazw Minerałów i Nowych Minerałów Międzynarodowej Asocjacji Mineralogicznej adoptowanych do języka polskiego Polecane źródło: A. Bolewski, A. Manecki Mineralogia szczegółowa Przykłady: carnallit (nie karnalit) montmorillonit (nie montmorylonit) goethyt (nie getyt)

28 Pamiętaj Naucz się nazw 100 najważniejszych minerałów

29 Minerały miedzi Minerały srebra Minerały złota Minerały ołowiu
miedź rodzima Cu chalkopiryt CuFeS2 bornit Cu2S(Fe,Cu)S covellin CuS chalkozyn Cu2S tetraedryt Cu3SbS4-5 energit Cu3AsS4 kupryt Cu2O tenoryt CuO malachit Cu2(CO3)(OH)2 azuryt Cu3(CO3)2(OH)2 chryzokola CuSiO3nH2O srebro rodzime Ag elektrum (Au, Ag) argentyt Ag2S pirargyryt Ag3SbS3 chlorargyryt AgCl Minerały złota złoto rodzime Au sylvanit AuAgTe4 calaveryt (Au,Ag)Te2 Minerały ołowiu galena PbS cerusyt PbCO3 anglezyt PbSO4 bietiechtinit Pb(Cu, Fe)21S15

30 (dawniej chloantyt) – (Ni,Co)As3-2 nikielin – NiAs
Minerały cynku Minerały glinu sfaleryt ZnS smitsonit ZnCO3 willemit Zn2(SiO4) franklinit ZnFe2O4 diaspor -AlOOH boehmit -AlOOH gibbsyt -Al(OH)3 leucyt K(AlSi2O6) MINERAŁY NIKLU MINERAŁY KOBALTU pentlandyt – (Fe,Ni)9S8 milleryt –-NiS gersdorfit – NiAsS nikiel-skutterudyt (dawniej chloantyt) – (Ni,Co)As3-2 nikielin – NiAs annabergit - Ni3(AsO4)2 8H2O linneit – Co3S4 cobaltyn –CoAsS skutterudyt –CoAs3 asbolan – m(Co, Ni)O  MnO2  nH2O erytryn – Co3[AsO4]2  nH2O

31 Minerały żelaza Pierwiastki rodzime Magnetyt Fe3O4 Hematyt Fe2O3
Goethyt -FeOOH Syderyt FeCO3 Szamozyt (Fe2+, Mg,Fe3+)5Al[(O,OH)8|AlSi3O10] Żelazo rodzime Fe Piryt (regularny) FeS2 Markasyt (rombowy) FeS2 Pirotyn FeS Ilmenit FeTiO3 Grafit C Diament C Fulleryt C Siarka S Złoto Au Srebro Ag Żelazo Fe Miedź Cu Platyna Pt

32 Minerały typu sole trudno rozpuszczalne Minerały typu sole łatwo rozpuszczalne Villiaumit NaF Sylvin KCl Halit NaCl Carnalit KMgCl36H2O Salmiak NH4Cl Bischofit MgCl2H2O Kizeryt MgSO4 H2O Fluoryt CaF2 Kryolit Na3[AlF6] Baryt BaSO4 Anhydryt CaSO4 Gips CaSO4 H2O Celestyn SrSO4 Kizeryt MgSO4 H2O Kalcyt CaCO3 Dolomit CaMg (CO3)2 Magnezyt MgCO3

33 Minerały skałotwórcze
Kwarc SiO2 Opal SiO2 H2O Ortoklaz (jednoskośny) K[AlSi3O8] Mikroklin (trójskośny) K[AlSi3O8] Albit Na[AlSi3O8] Anortyt Ca[Al2Si2O8] Muskowit K(Al)2(OH)2[AlSi3O10] Biotyt K(Mg,Fe)3(OH)2[AlSi3O10] Oliwiny (Mg,Fe)2 [SiO4] Kaolinit Al4(OH)8[Si4O10] Illit K(Mg,Fe)3(OH)2[AlSi3O10] Magnesiohornblenda Ca2Mg4(Al., Fe3+)[OH]2[(AlSi7O22] Augit (Ca, Mg, Fe+2, Fe+3, Ti, Al)2[(Si, Al)2O6]

34

35 . METALURGIA EKSTRAKCYJNA nadawa MINERALURGIA
(separacja bez zmian chemicznych) METALURGIA (separacja ze zmianami chemicznymi) SEPARACJA rozdrabnianie przesiewanie flotacja i inne wytapianie ługowanie elektroliza koncentrat metal odpad Wprow2 .

36 Obecnie pokutujące spojrzenie
Rozdrabnianie Wzbogacanie -flotacyjne -grawitacyjne -magnetyczne -itd. Klasyfikacja Konfekcjonowanie -suszenie -pobieranie prób -porcjowanie -itd.

37 Proponowane spojrzenie na procesy mineralurgiczne
SEPARACJE Separacja mechaniczna (Rozdrabnianie) SEPARACJA -flotacyjna -grawitacyjna -magnetyczna -itd. Separacja ziarnowa (Klasyfikacja) SEPARACJA -suszenie -pobieranie prób -porcjowanie -itd.

38 Ustalić termin zaliczenia !!!