Jak dotąd w Polsce krystobalit nie jest produkowany, nie występuje też w stanie naturalnym – 100% zapotrzebowania na ten minerał jest pokrywane importem.

Opis

Krystobalit chroniony patentem nr PL 194541, jest minerałem syntetycznym wytworzonym z osadowej skały krzemionkowej – chalcedonitu. Chalcedon, który jest podstawową fazą mineralną występującą w chalcedonicie łatwiej i w znacznie niższych temperaturach niż kwarc przekrystalizowuje w krystobalit. Niewielka zawartość tlenków glinu, tytanu, żelaza oraz CaO i MgO wpływa bardzo korzystnie na przebieg całego procesu powodując powstanie stopów o niższej temperaturze topliwości niż temperatura stopu czystego kwarcu. Krystobalit z chalcedonitu może być wykorzystywany w różnych technologiach, w których używa się krystobalitu naturalnego bądź wytworzonego z kwarcu.
Proces przemiany chalcedonitu w krystobalit, przy stosowaniu czystego kruszywa chalcedonitowego o uziarnieniu 1-3 lub 1-4 mm, rozpoczyna się już w temperaturze powyżej 900 0C. Najpełniej i najkorzystniej przemiana ta przebiega w zakresie temperatur od 1200 0C do 1300 0C, a całkowita przemiana w krystobalit w warunkach laboratoryjnych, następuje po 2 – 5 godzinach przebywania materiału w piecu, w temperaturze nie wyższej niż 1350 – 1400 0C.
Tradycyjnie krystobalit wytwarza się ze specjalnych odmian kwarcu: kryształu górskiego lub tzw. kwarcu żyłowego. Proces przemiany kwarcu w krystobalit zachodzi w temperaturze > 1750 C, po długotrwałym procesie (powyżej 8 godzin) wygrzewania mączki kwarcowej o dużej dyspersji

Aspekty innowacyjne

Innowacyjność projektu polega na opracowaniu nowatorskiej w Polsce technologii otrzymywania syntetycznego krystobalitu z surowca krzemionkowego bardziej rozpowszechnionego niż kwarc żyłowy lub kwarc górski. Jak dotąd w Polsce krystobalit nie jest produkowany, nie występuje też w stanie naturalnym – 100 % zapotrzebowania na ten minerał jest pokrywane importem z Niemiec (Quarzwerke) lub Belgii (Sibelco). Szczegóły wytwarzania produktu-krystobalitu i opis technologii zawarte są w opisie patentu „Sposób wytwarzania krystobalitu” PL 194541. Syntetyczny krystobalit jest wykorzystywany do produkcji różnych asortymentów: specjalnych farb do znakowania nawierzchni drogowych (ze względu na specjalne właściwości optyczne), lakierów, tynków, pigmentów, tworzyw sztucznych (m.in. duroplastów, termoplastów) oraz w produkcji różnych odmian elastomerów silikonowych i powłok wzmacniających powierzchnie z tworzyw sztucznych. Używa się go też w mieszankach jubilerskich i medalierskich. Jest też wykorzystywany do produkcji szkła wodnego, materiałów ściernych, emalii, ceramiki oraz do odbarwiania i oczyszczania olejów. Może być stosowany w przemyśle betonów, jako porównawczy wskaźnik reaktywności kruszyw używanych do projektowania betonów, zwłaszcza przy stosowaniu spoiw zawierających granulowane żużle wielkopiecowe i popioły lotne.

Zalety

Sposób wytwarzania deficytowego w Polsce krystobalitu z chalcedonitu posiada liczne zalety:

a) Chalcedonit jest krajowym i bardziej rozpowszechnionym w przyrodzie surowcem niż kwarc żyłowy i kryształ górski; W jego składzie mineralnym dominuje chalcedon (na podstawie analizy mikroskopowej 93-99 % obj.) i kwarc autogeniczny. Jest znacznie tańszy od wymienionych powyżej surowców.
b) Koszty rozdrobnienia i wzbogacania chalcedonitu są niższe ze względu na niższą energochłonność procesu, kwarc stosowany w produkcji krystobalitu powinien być rozdrobniony do frakcji 0,088 mm, natomiast chalcedonit do frakcji 1 – 3 lub 4 mm.
c) Chalcedonit ulega przemianie w krystobalit w znacznie niższych temperaturach i po krótszym okresie obróbki termicznej niż kwarc. Wytwarzanie tej nowej fazy krystalicznej z chalcedonitu związane jest z dużymi oszczędnościami energii – krótszy czas pracy pieca oraz niższa temperatura konieczna do jego uzyskania.
d) Chalcedonit w formie kruszywa→ krystobalit: w temp. od 900 do 1350 0C; czas przemiany 2 – 4 godzin; 100 % wagowych kryształów chalcedonu przechodzi w kryształy krystobalitu. Zmielony kryształ górski → krystobalit: w temp. 1600 – > 1750 0C; czas przemiany 8-10 godzin,; otrzymuje się stop krzemianowy, w którym 33% do 66% wagowych stanowią kryształy kwarcu, a 34% do 62% wagowych stanowią kryształy krystobalitu.
e) kwarc → krystobalit : > 1470 0C (kwarc żyłowy) oraz 1600 – > 1750 0C (kryształ górski) ; czas przemiany 8 – 10 godzin.

W oparciu o punkty a – d w przypadku zastosowania nowego surowca i innej technologii – można uzyskać tańszy produkt – krystobalit – przez obniżenie składowych ogólnego kosztu jego wytworzenia. W wyniku wyższego stopnia przeróbki wyjściowego surowca (chalcedonitu) – można uzyskać znacznie wyższe zyski ze sprzedaży nowego produktu (krystobalitu).

Stan zaawansowania – gotowe do wprowadzenia na rynek
Prawa własności intelektualnej – przyznany patent
Typ oczekiwanej współpracy – inne (np. finansowanie)
Rodzaj poszukiwanego partnera – Każdy
Obszary działalności partnera – Dowolny
Kontakt – Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
Osoba do kontaktu: Dział Projektów i Marketingu Oddziału Szkła i Materiałów Budowlanych
Telefon: (12) 683-7974
Faks: (12) 683-7901
E-mail: marketing_krakow@icimb.pl