Ruda darniowa

Jakiś czas temu, 3dostałem od znajomego kilka brył rudy żelaza. Natknął się na nią gdy wraz z ojcem ogradzał swoją działkę. Jak się potem okazało była to ruda darniowa, która miała (a także ma do dzisiaj) kilka ciekawych zastosowań w gospodarce. Wyglądem przypomina zlepek drobnych kawałków, między którymi znajdują się ślady roślinności, piach i inne zanieczyszczenia. Skąd się bierze i do czego była i jest wykorzystywana?

Rudy darniowe tworzą się zazwyczaj w miejscach gdzie następuje stagnacja wód – jest tam po prostu brak ruchu cieczy. Często są to środowiska charakteryzujące się umiarkowanym klimatem i zaniżeniem terenu, które zostają zalane wodą (podmokłe łąki, obszary zabagnione czy mokradła). Ważnym jest, że znajdują się tam duże ilości węglanów i fosforanów żelaza II a także mogą zalegać piaski żelaziste.

Podstawowym źródłem żelaza są m.in. związki tlenkowe i wodorotlenkowe, organo-mineralne, siarczki a także węglany.

5

Proces tworzenia się rud darniowych -ługowanie związków żelaza z utworów pierwotnych – transport – utlenianie – precypitacja  (źródło: Werońska A. Wpływ warunków środowiskowych na powstawanie holoceńskich rud żelaza. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. Tom 25. Zeszyt 2 2009r.)

 

6

Proces tworzenia się poziomów rudy darniowej (źródło: Werońska A. Wpływ warunków środowiskowych na powstawanie holoceńskich rud żelaza. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. Tom 25. Zeszyt 2 2009r.)

Pojęcia powiązane…

Ługowanie – polega na kontakcie materiału stałego z cieczą (zwana rozpuszczalnikiem), powodujący wypłukiwanie, oddzielanie substancji zawierających ługi od reszty.

Precypitacja – reakcja powodująca powstawanie osadu czyli produktów nierozpuszczalnych.

10

Zbliżenie…

Wykorzystanie rud darniowych to np.:

  • hutnictwo,
  • oczyszczanie gazów przemysłowych,
  • materiał budowlany.

Hutnictwo…

Ruda darniowa jest łatwa w wydobyciu (znajduje się pod powierzchnią podłoża, a jej grubość może się wahać od kilku cm do metra). Nie sprawia również problemów przy otrzymaniu z niej żelaza (np. za pomocą dymarki lub „wielkiego pieca” czyli podwyższoną dymarką jak to bywało w przeszłości).

Przykładowy film eksploatacji rudy można zobaczyć tutaj: Wytop i przekuwanie żelaza (Prezentację można oglądać na wystawie „Pradzieje i wczesne średniowiecze Małopolski ” w Muzeum Archeologicznym w Krakowie; opracowanie graficzne Wojciech Kapela; scenariusz Anna Dagnan-Ginter i Mirosław Zając).

Okazuje się jednak, że zawartość żelaza w rudzie darniowej nie jest oszałamiająca i z racji małej wartości (mówi się 0 10-30%), jej rola w przemyśle hutniczym znacząco się obniżyła. Wydobywa się ją z reguły tylko w momencie eksploatacji innych kopalin, z racji małej opłacalności.

Oczywiście należy wspomnieć, że jeśli chodzi o rys historyczny to w Europie rozpoczęto wydobycie już w XIII w. p.n.e. Przez wiele stuleci była intensywnie wykorzystywana. W Polsce na przełomie XIX i XX w. n.e. rudy te były powoli wypierane przez rudy żelaza o lepszej jakości co jest jak najbardziej zrozumiałe.

1

Ruda darniowa, widoczne zanieczyszczenia piaskiem (wielkość zaciśniętej pięści)

Oczyszczanie gazów przemysłowych…

Ruda darniowa oddziałuje pozytywnie podczas procesu oczyszczania gazów przemysłowych. W XIX i XX wieku w Polsce jej własności były wykorzystywane najczęściej w koksowniach i gazowniach miejskich.

Jak działa? Przykładowo występujący w gazach siarkowodór (H2S) zostaje pochłonięty dzięki czemu powstaje siarczek żelaza wraz z wodą. Kontakt z tlenem pochodzącym z powietrza powoduje, że FeS2 utlenia się do siarki. Okazuje się, że jej obecność powoduje „twardnienie rudy, kolmatację urządzeń, a w efekcie zmniejszenie ich zdolności sorpcyjnych” (Ratajczak T, Bahranowski K, Rzepa G. Rudy darniowe — przeszłość, teraźniejszość i przyszłość.  Przegląd Geologiczny, vol. 51, nr 3, 2003).

W XXI wieku stosowanie rud darniowych skierowało się na poprawienie jakości i wyeliminowanie szkodliwych składników podczas produkcji biogazu pochodzącego np z wysypisk śmieci – czyli sorbent.

11

Przekrój; widoczne rdzawo metaliczne miejsca

Warto wspomnieć, że pod względem pochłaniania (sorpcji) rudy darniowe są zbliżone a niejednokrotnie lepsze niż sorbenty naturalne i syntetyczne. Doskonałe rezultaty osiągają m.in. przy sorbowaniu SO2.

Pojęcia powiązane…

Sorpcja – proces pochłaniania powierzchniowego i objętościowego – zachodzą jednocześnie.

Sorbent – substancja pochłaniająca.

Kolmatowanie – nanoszenie, osadzanie substancji na elementach lub jako podwyższenie poziomu gruntu.

Wykorzystanie rud darniowych do oczyszczania biogazu ukazał jednak problem kolmatowania sit sorbentowych w oczyszczalnikach. Można tego uniknąć stosując przetworzone rudy darniowe, które miały by postać pastylek lub kostek. Rodzi to jednak ze sobą zwiększenie kosztów na dodatkowe operacje.

Zapowiada się, że ruda darniowa jako sorbent może (i bierze udział) w oczyszczaniu powietrza np. biofiltrach przy gnojowicy lub kompostowniach, fermach hodowlanych czy rzeźniach. Jest to ciekawy temat tym bardziej, że w obecnych czasach wiele uwagi poświęca się czystemu powietrzu…

9

Bryła rudy darniowej, oprócz zanieczyszczenia podłożem widać na niej także korzenie drobnych roślin

Materiał budowlany…

W wielu miejscach Polski ruda darniowa była wykorzystywana w budownictwie zarówno przy wznoszeniu budowli jak również przy ozdobieniu elewacji. Jest on łatwo zauważalny z racji rdzawego koloru. Niejednokrotnie o wykorzystaniu tego materiału do budowy decydował brak funduszy czyli bieda a także duża dostępność – wiele terenów Polski były i są bogate w rudę.

Problemem może być jednak, że jego lokalizacja w murze może powodować ściąganie wyładowań atmosferycznych (wspomina o tym Żaba J.).

4

Budynek gospodarczy zbudowany z rudy darniowej i cegły w Studzieńcu – fot. D, Kuchmistrz (źródło: Skoczylas J, Zastosowanie darniowych rud żelaza jako materiału budowlanego. Przegląd Geologiczny, vol. 48, nr 8, 2000)

Potwierdzone są informacje o naprawie dróg np. na Mazurach za pomocą żużli i brył rud darniowych.

Podsumowując, można powiedzieć, że rudy darniowe mimo małej zawartości żelaza przyczyniły się do rozwoju cywilizacyjnego a obecnie mogą mieć znaczny wpływ na oczyszczanie różnego rodzaju gazów z niebezpiecznych albo uciążliwych związków.

Podczas przygotowywania materiału natknąłem się na świetny artykuł autorstwa Mirosława Rutkowskiego pt. „Żelazne łąki”, który został opublikowany w magazynie Wiedza i życie (przeczytaj-kliknij). Mowa jest w nim o rudzie darniowej zarówno o pochodzeniu, eksploatacji, procesie wielkiego pieca a także występowaniu…

13

Olbrzym o wadze około 20kg

W materiale wykorzystałem:

Żaba J. Historia eksploatacji surowców skalnych. Surowce mineralne Ziemi Lubuskiej. Wyd. Geol.: 9- 24. 1978r.

Werońska A. Wpływ warunków środowiskowych na powstawanie holoceńskich rud żelaza. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. Tom 25. Zeszyt 2 2009r.

Ratajczak T, Bahranowski K, Rzepa G. Rudy darniowe — przeszłość, teraźniejszość i przyszłość.  Przegląd Geologiczny, vol. 51, nr 3, 2003

Skoczylas J, Zastosowanie darniowych rud żelaza jako materiału budowlanego. Przegląd Geologiczny, vol. 48, nr 8, 2000

Słownik wyrazów obcych, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1980r.