2020
Vysokoteplotní fázové transformace kaolinitu v závislosti na krystalinitě
ŠTURSA, Petr; Dalibor VŠIANSKÝ; Karel LANG; Lenka NEVŘIVOVÁ; Lukáš TVRDÍK et. al.Základní údaje
Originální název
Vysokoteplotní fázové transformace kaolinitu v závislosti na krystalinitě
Název česky
Vysokoteplotní fázové transformace kaolinitu v závislosti na krystalinitě
Název anglicky
Effect of crystallinity on high-temperature phase transitions of kaolinite
Autoři
ŠTURSA, Petr; Dalibor VŠIANSKÝ; Karel LANG; Lenka NEVŘIVOVÁ; Lukáš TVRDÍK; Pavel KOVÁŘ a Lucie KERŠNEROVÁ
Vydání
Geologické výzkumy na Moravě a ve Slezsku, Masarykova univerzita, 2020, 1212-6209
Další údaje
Jazyk
čeština
Typ výsledku
Článek v odborném periodiku
Obor
10505 Geology
Stát vydavatele
Česká republika
Utajení
není předmětem státního či obchodního tajemství
Odkazy
Kód RIV
RIV/00216224:14310/20:00119780
Organizační jednotka
Přírodovědecká fakulta
EID Scopus
2-s2.0-85098740310
Klíčová slova česky
Kaolinit; krystalinita; Hinckleyho index; rentgenová difrakce; termická analýza
Klíčová slova anglicky
Kaolinite; crystallinity; Hinckley index; X-ray diffraction; thermal analysis
Příznaky
Recenzováno
Změněno: 11. 11. 2021 13:37, Mgr. Marie Novosadová Šípková, DiS.
V originále
Ačkoliv je kaolinit jedním z nejdůležitějších průmyslových minerálů, proces transformací na mullit nebyl zatím kompletně vysvětlen. Studie je zaměřena na výpočet krystalinity kaolinitu a její efekt na vysokoteplotní fázové změny v sérii kaolinit-mullit. Vzorky upravených přírodních kaolinů z různých lokalit byly analyzovány pomocí rentgenové difrakce (XRD). Kromě stanovení celkového minerálního složení byla vypočítána velikost krystalitů kaolinitu z XRD dat pomocí Rietveldovy metody, Scherrerovy rovnice a pomocí Hinckleyho indexu. Termická analýza (DSC/TG) byla použita jako hlavní metoda ke zkoumání endotermních a exotermních efektů během transformací kaolinitu. Průběh a maximální hodnoty teplot pozorovaných efektů byly korelovány s velikostí krystalitů kaolinitu. Dva vzorky s různou krystalinitou kaolinitu byly studovány pomocí vysokoteplotní rentgenové difrakce (ht-XRD) k pozorování tvorby mullitu. Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) byla použita k vizualizaci morfologie kaolinitu. Bylo zjištěno, že původní krystalinita kaolinitu ovlivňuje všechny tři zkoumané procesy-dehydroxylaci kaolinitu, tvorbu krystalických fází z metakaolinitu a růst struktury krystalů mullitu. Dehydroxylace vzorků s vyšší krystalinitou kaolinitu probíhá za vyšších teplot. Podobný efekt platí pro reakci(-e) při teplotě okolo 980 °C pozorované na křivce tepelného toku, kde se objevuje krystalizace fáze se spinelovou strukturou a mullit s velmi nízkou krystalinitou. Rozšiřování pološířky exotermního efektu ukazuje na snižující se krystalinitu kaolinitu. Krystalizace mullitu se projevuje v opačné závislosti na krystalinitě kaolinitu než u předchozích procesů. Výsledky ukazují, že mullit s vyšší velikostí krystalitů se tvoří rychleji z kaolinitu s nižší krystalinitou a naopak.
Anglicky
Although kaolinite is one the most important industrial minerals, the processes of its transformation to mullite have not been completely explained so far. The study is focused on kaolinite crystallinity calculation and its effect on high-temperature phases transitions in the series kaolinite-mullite. Samples of purified natural kaolins from several sites were analysed using X-ray diffraction (XRD). Besides the determination of the complex mineral composition, kaolinite crystallite size was calculated from XRD data by the Rietveld method, Scherrer equation and using the Hinckley crystallinity index. Thermal analysis (DSC/TG) was used as the principal approach to examine endothermic and exothermic effects of kaolinite transformations. The course and maximum temperatures of the observed effects were correlated with the original crystallite size of kaolinite. Two samples with different kaolinite crystallinity were also analysed by high-temperature X-ray diffraction (ht-XRD) to study the formation of mullite. Scanning electron microscope (SEM) was used to visualize morphology of kaolinite. It was found out that the original crystallinity of kaolinite affects all three examined processes-kaolinite dehydroxylation, formation of crystalline phases from metakaolinite and development of mullite crystal structure. Dehydroxylation of samples with higher kaolinite crystallinity takes place at higher temperatures. Similar effect applies for the reaction(-s) at the temperature about 980 °C observed at heat flow curve where crystallization of spinel type phase and mullite with very low crystallinity occurs. Broadening of FWHM of the exothermic effect points to decreasing kaolinite crystallinity. Crystallization of mullite exhibits different dependence on kaolinite crystallinity than the previous processes. The results show that mullite with larger crystallite size develops faster from kaolinite of low crystallinity and vice versa.
Návaznosti
| TH02020321, projekt VaV |
|