Wykorzystanie skaningowej mikroskopii elektronowej w badaniach składników żużli Zn-Pb na przykładzie żużli ze zwałowiska w Bykowinie (Ruda Śląska)

Abstract

Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) pozwala uzyskać wysokorozdzielcze obrazy powierzchni próbek za pomocą rejestracji elektronów wtórnych (SE) lub elektronów wstecznie rozproszonych (BSE), charakteryzujące się głębią ostrości oraz wysoką rozdzielczością. Obserwacje przy wykorzystaniu skaningowej mikroskopii elektronowej znajdują szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach nauki, autorzy pokazali, że skaningowa mikroskopia elektronowa to także jedna z kluczowych technik wykorzystywana w badaniach składników budujących żużle hutnicze. Badania przeprowadzono dla trzech rodzajów żużli po produkcji Zn i Pb pobranych ze starego zwałowiska w Rudzie Śląskiej – Bykowinie. Dokonano identyfikacji składników budujących żużle, scharakteryzowano morfologię faz krystalicznych, oznaczono ich skład chemiczny, jak również skład chemiczny szkliwa. Na podstawie przeprowadzonych obserwacji w żużlach wyróżniono dwa obszary o zróżnicowanej morfologii; obok fragmentów o chropowatej strukturze z widocznymi zarysami krystalitów składników fazowych, wyróżniono zeszklony materiał o gładniej, niespękanej powierzchni, w obrębie którego występują liczne pory o regularnych, okrągłych kształtach. Stwierdzono, że w otoczeniu dominującego szkliwa (bogatego przede wszystkim w Si, Ca i Al), we wszystkich rodzajach żużli można wyróżnić dobrze wykształcone kryształy składników fazowych: w żużlu nr 1 są to krzemiany Fe-Mg, w żużlu nr 2 – glinokrzemiany Ti i K, natomiast w żużlu nr 3 stwierdzono obecność drobnych kryształów o pokroju igiełkowym zawierających Al i Si, co wskazuje na obecność mullitu. Podczas składowania na zwałowisku, w porach żużli, stanowiących pozostałość po odgazowania stopu żużlowego w trakcie jego chłodzenia, licznie krystalizują minerały wtórne – zidentyfikowano wśród nich hematyt oraz baryt.