Zależność przebiegu dekarbonatyzacji od mikrostruktury i stopnia krystaliczności skał węglanowych podczas wypalania wapna
Relationship between microstructure of carbonate rocks, calcite crystallinity and decarbonisation process during lime burning

Dalibor Všianský, Karel Dvořák, Jaroslav Bureš, Karel Slavíček

Cytować jako / Cite as:

doi://10.32047/CWB.2019.24.1.1

Zastosowanie wapienia do produkcji wapna i klinkieru odzwierciedla dwie największe gałęzie przemysłu na świecie. Dekarbonatyzacja jest kluczową częścią procesu wypalania wapna. Nie opublikowano jeszcze jednoznacznej metody prognozowania ilości ciepła potrzebnego do dekarbonatyzacji określonego surowca skalnego. W prezentowanej pracy badano dziesięć różnorodnych i bardzo czystych próbek wapienia, od neoproterozroicznych do kredowych, przy użyciu mikroskopii optycznej, dyfraktometrii rentgenowskiej i różnicowej kalorymetrii skaningowej. Próbki wykazywały podobne składy mineralne i względnie zbliżony poziom średniej wielkości krystalitów kalcytu, ale były bardzo różne mikrostrukturalnie, również pod względem średniej wielkości kryształów. Kalorymetrię wykorzystano do porównania ilości ciepła potrzebnego do dekarbonatyzacji poszczególnych próbek kalcytu. Z wyjątkiem trzech próbek o bardzo zwartej lub złożonej z dużych kryształów mikrostrukturze stwierdzono silną korelację wynoszącą 0,95, zgodnie z testem Pearsona pomiędzy średnimi rozmiarami kryształów kalcytu a ilością ciepła do dekarbonatyzacji.

The use of limestone in lime and clinker production respectively represents one of the biggest industrial branches worldwide. Decarbonization is a crucial part of the burning process. No clear prediction method of the decarbonisation heat for a particular limestone, even in a relative scale, has been published yet. In the presented research, ten diverse very pure limestone samples from neoproterozoic up to cretaceous were studied by means of light microscopy, powder XRD and differential scanning calorimetry. The samples showed similar mineralogical compositions and relatively close calcite crystallinity including mean crystals size, but very different microstructures and the crystals sizes. DSC was used to measure and compare the heat of different limestones decarbonisation. With the exception of three samples with extremely dense or coarse microstructure, a strong correlation of 0.95 according to the Pearson test between mean size of calcite crystals and the value of the decarbonisation heat was found.