3(iii)c(2)

ISSN 0035-9696 Cena 16,00 zł (w tym „O" VAT) Nakład do 500 egz.

rudy i metal

n

R-50 2005 Sp. z o.o.

WARUNKI PRENUMERATY

CZASOPISM

kolportowanych przez Wydawnictwo SIGMA-NOT Spółka z o.o. w 2005 r. Zamówienia na prenumeratę czasopism wydawanych przez wydawnictwo SIGMA-NOT można składać w dowolnym terminie. Mogą one obejmować dowolny okres, tzn. dotyczyć dowolnej liczby kolejnych zeszytów każdego czasopisma. Zamawiający może otrzymywać zaprenumerowany przez siebie tytuł począwszy od następnego miesiąca po dokonaniu wpłaty. Zamówienia na zeszyty sprzed daty otrzymania wpłaty będą realizowane w miarę możliwości — z posiadanych zapasów magazynowych. Warunkiem przyjęcia i realizacji zamówienia jest otrzymanie z banku potwierdzenia dokonania wpłaty przez prenumeratora. Dokument wpłaty jest równoznaczny ze złożeniem zamówienia.

* Wpłat na prenumeratę można dokonywać na ogólnie dostępnych blankietach w Urzędach Pocztowych (przekazy pieniężne) lub Bankach (polecenie przelewu), przekazując środki na adres: Wydawnictwo SIGMA-NOT Spółka z o.o. 00-950 Warszawa, ul. Ratuszowa 11 BPH PBK S.A. O/Warszawa PL Gen. Hallera 6 Nr 53 1060 0076 0000 4282 1000 0012

Uwaga Prenumeratorzy: od 1999 roku prenumeratę przyjmuje wyłącznie Zakład Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT Spółka z o.o. # Na blankiecie wpłaty należy czytelnie podać nazwę zamawianego czasopisma, liczbę zamawianych egzemplarzy, okres prenumeraty oraz własny adres. Na życzenie prenumeratora, zgłoszone np. telefonicznie, Zakład Kolportażu ul. Bartycka 20, 00-716 Warszawa, tel. (022) 840-30-86, fax: (022) 891-13-74, tel./fax (022) 840-35-89, 840-59-49 wysyła specjalne blankiety zamówień wraz z aktualną listą tytułów i cennikiem czasopism. Przyjmujemy zamówienia również przez Internet: http://www.sigma-not.pl. Prenumerata e-mail: k o l p o r t a z @ s i g m a - n o t . p l . Informacje e-mail: [email protected]. Sekretariat e-mail: s e k r e t a r i a t @ s i g m a - n o t . p l . Dział R e k l a m y i Marketingu e-mail: [email protected]. Odbiorcy zagraniczni mogą otrzymywać czasopisma poprzez prenumeratę dewizową (wpłata dokonywana poza granicami Polski w dewizach, wg cennika dewizowego z cenami podanymi w dolarach amerykańskich) lub poprzez zamówioną w kraju prenumeratę ze zleceniem wysyłki za granicę (zamawiający podaje dokładny adres odbiorcy za granicą, dokonując równocześnie wpłaty w wysokości dwukrotnie wyższej niż cena normalnej prenumeraty krajowej). * Ogłoszenia przyjmuje: Dział Reklamy i Marketingu, 00-950 Warszawa, skr. 1004, ul. Mazowiecka 12, pok. 6, tel./fax (022) 827-43-66, 826-80-16, e-mail: [email protected] * Egzemplarze archiwalne (sprzedaż przelewowa lub za zaliczeniem pocztowym) można zamawiać pisemnie, kierując zamówienia na adres: Wydawnictwo SIGMA-NOT, Spółka z o.o. Zakład Kolportażu, 00-716 Warszawa, ul. Bartycka 20 tel. (022) 840-30-86, fax. (022) 891-13-74, tel./fax (022) 840-35-89, 840-59-49 natomiast za gotówkę można je nabyć w Klubie Prasy Technicznej w Warszawie ul. Mazowiecka 12, tel. (022) 826-80-17.

* W przypadku zmiany cen w okresie objętym prenumeratą Wydawnictwo zastrzega sobie prawo do wystąpienia o dopłatę różnicy cen oraz prawo do realizowania prenumeraty tylko w pełni opłaconej. * Istnieje możliwość zaprenumerowania l egz. czasopisma po cenie ulgowej przez indywidualnych członków stowarzyszeń naukowo-technicznych zrzeszonych w FSNT oraz przez uczniów szkół zawodowych i studentów szkół wyższych. Blankiet wpłaty na prenumeratę ulgową musi być opatrzony na wszystkich odcinkach pieczęcią koła SNT lub szkoły. CENA PRENUMERATY W 2005 ROKU w przypadku zmiany cen w okresie objętym prenumeratą, prenumeratorzy zobowiązani są do dopłaty różnicy cen kwartalna

półroczna

roczna

normalna

ulgowa

normalna

ulgowa

normalna

ulgowa

48,00 zł

24,00 zł

96,00 zł

48,00 zł

192.00 zł

96,00 zł

SIGMA-NOT SP. z o.o.

R.50 2005

rudy

i metale nieżelazne

3

CZASOPISMO NAUKOWO-TECHNICZNE STOWARZYSZENIA INŻYNIERÓW l TECHNIKÓW PRZEMYSŁU HUTNICZEGO W POLSCE

M

1

indeks 37495

SPIS TREŚCI:

E

S

I

E

C

Z

N

Skrót tytułu (dla bibliografii)

1

K

Rudy Metale

Strona Testowanie flotacyjnych odczynników pianotwórczych Hydrometaiurgiczny odzysk niklu z materiałów odpadowych Zmiany w kształceniu inżynierów XXI wieku na przykładzie Stanów Zjednoczonych. Czego możemy się nauczyć na tym przykładzie? Problemy hydrogeologiczne górnictwa rud miedzi. Wskaźniki zawodnienia kopalń Wywiad z Dyrektorem Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego PAN w Krakowie Prof. dr. hab. inż. Bogusławem Majorem

Laskowski J. S.: Mulak W., Miazga B., Szyniczycha A.. Misiołek W. Z., Misiołek Z.:

110 114 120

Downorowicz S.: Misiołek Z.:

126 131

RECENZJE

134

PRZETWÓRSTWO ALUMINIUM Nowak S. :

135

Zmienność własności drutów Al do celów elektroenergetycznych. Ocena prawdopodobieństwa akceptacji wyrobu

METALURGIA PROSZKÓW Paszkowski L, Ślusarek B., Biało D.:

140

Sulowski M. :

143

Wpływ zawartości proszku Nd-Fe-B na właściwości magnetyczne dielektromagnesów wtryskiwanych Warunki wytwarzania spiekanych konstrukcyjnych stali manganowych. Część III: Własności mechaniczne spiekanych stali manganowych

BIULETYN INSTYTUTU METALI NIEŻELAZNYCH WochM.:

148

Biuletyn Instytutu Metali Nieżelaznych

ŚWIATOWY RYNEK METALI NIEŻELAZNYCH Butra J.:

154

Światowy rynek metali nieżelaznych

KRONIKA

159

ISSN 0035-9696 Czasopismo Rudy i Metale Nieżelazne w 2005 r. jest dofinansowane przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji Redakcja czasopisma: red. naczelny: prof. zw. dr hab. inż. Zbigniew Misiołek, z-ca red. naczelnego: doc. dr inż. Józef Czernecki, red. działowi: dr hab. inż. Jan Butra, dr hab. inż. Wojciech Libura, prof. nzw., prof. zw. dr hab. inż. Andrzej Paulo. Sekretarz Redakcji: mgr Bożena Szklarska-Nowak. Adres Redakcji: 40-019 Katowice, ul. Krasińskiego 13. Skr. poczt. 221. Tel./fax (0-prefix-32) 256-17-77. Korekta: Marzena Rudnicka. Rada Programowa czasopisma Rudy i Metale Nieżelazne. Przewodniczący: prof. zw. dr hab. inż. Józef Zasadziński. Zastępca Przewodniczącego prof. dr hab. inż. Jan Botor. Sekretarz dr inż. Józef Z. Szymariski. Członkowie: prof. dr hab. inż. Andrzej Jasiriski, prof. dr hab. inż. Andrzej Korbel. Wszystkie artykuły o charakterze naukowym są opiniowane. Redakcja nie odpowiada za treść reklam i ogłoszeń. Wydawca: Wydawnictwo Czasopism i Książek Technicznych SIGMA-NOT Sp. z o.o., ul. Ratuszowa 11, 00-950 Warszawa, skr. poczt. 1004, tel.: (0-prefix-22) 818-09-18,818-98-32, fax:619-21-87, internet: http://[email protected] Internet: http://www.sigma-npt.pl. Prenumerata e-mail: [email protected]. Informacje e-mail: [email protected]. Dział Rekalmy i Marketingu, ul. Mazowiecka 12, 00-950 Waszawa, skr. 1004, tel./faks: (O 22) 827-43-66, 826-80-16, e-mail: reklama @ sigma-not.pl. Format A4 Objętość 7,0 ark druk Papier ilustracyjny kl 11161x88/80 Druk ukończono w marcu 2005 r Rudy Metale R 50, nr 3, s 109-160, marzec 2005 r Druk Przedsiębiorstwo Miernictwa Górniczego Spółka z o o, Katowice ul Mikoiowska lOOa

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD 622.765.06:622.765.4.001

JANUSZ S. LASKOWSKI

TESTOWANIE FLOTACYJNYCH ODCZYNNIKÓW PIANOTWÓRCZYCH Odczynniki pianotwórcze dobierane są w praktyce zgodnie z ogólnymi zasadami i sprawdzane w testach laboratoryjnych oraz przemysłowych. Powszechnie stosowane w odniesieniu do nich terminy „silny" lub „selektywny" są raczej intuicyjne niż ściśle naukowe. W związku z tym podjęty został program badawczy mający na celu zbadanie podstawowych właściwości odczynników pianotwórczych stosowanych we flotacji oraz standaryzowanie testów pozwalających uzyskać dane potrzebne do ich scharakteryzowania i klasyfikacji. Ponieważ odczynniki pianotwórcze służą do zmniejszenia wielkości pęcherzyków oraz zwiększenia stabilności piany, to w procedurach przyjętych w niniejszym artykule były one charakteryzowane przez ich zdolność do zmniejszania wielkości pęcherzyków oraz zwiększania stabilności piany. Wykazano, że opracowany system klasyfikacji odczynników pianotwórczych oparty na tych dwóch parametrach pozwala na prawidłowe rozróżnienie odczynników uważanych za „selektywne" i tych, które uważa się za „silne". Słowa kluczowe: flotacja, odczynniki pianotwórcze, dynamiczny wskaźnik pienienia.

TESTING FLOTATION FROTHERS In practice, frothers are selected following generał guidelines and verification by laboratory and/or plant tests. The terms „powerfid" or „selective", which are commonly used to characterise frothers, have intuitive rather than scientific meaning. A research program has been set out to study fundamental properties of the flotationfrothers and to identify t hę tests, which can provide Information needed to characterise and classify suchflotation agents. Sińce flotation frothers are used to reduce bubble size and increase froth stability, in the procedures adopted in this paper they were characterised by their ability to reduce bubble size in a flotation celi and to increase foam stability. It has been shown that the developedfrother classification system basedon these two measurements is able to correctly distinguish thefrothers known as being selectivefrom those which are known to be powerful. Key words: flotation, frothers, dynamie foamability index. Wstęp Proces flotacji pianowej wymaga wielu różnorodnych odczynników flotacyjnych. Chociaż sądzi się. że najważniejsze sąkolektory stosowane dlahydrofobizacji minerałów, które mają być flotowane, jak sama nazwa „flotacja pianowa" implikuje, piana jest nieodłącznym elementem procesu. Wytwarzanie piany wymaga stosowania odczynników pianotwórczych służących do ułatwienia dyspersji powietrza na drobne pęcherzyki oraz do stabilizacji piany. Według teorii penetracji Leji-Schulmana [10, 11] odczynniki pianotwórcze adsorbują się na granicy faz woda-gaz i oddziałują z cząsteczkami kolektora adsorbowanymi na powierzchni ziarn mineralnych przy zderzeniu cząstek mineralnych z pęcherzykami. Trudności w pełnej analizie naukowej pianotwórczych odczynników flotacyjnych były dogłębnie analizowane przez Wróbla 50 lat temu [17]. Na przestrzeni 50 lat sytuacja ta nie uległa zmianie i terminy „silny" i „selektywny" są w dalszym ciągu powszechnie stosowane do opisu właściwości tych odczynników. Handlowo dostępne odczynniki dostarczane są zazwyczaj wraz z informacją podaną przykładowo w tablicy l. Wprawdzie informacja zawarta w tablicy l jest ważna z punktu obchodzenia się z tymi produktami, nie mówi ona jednak nic o ich właściwościach flotacyjnych. Z tego względu niektórzy producenci zamieszcząjądodatkowe informacjejakościowe, charakteryzujące te produkty jako „selektywne" lub „silne". Co więc mają robić użytkownicy tych produktów? Muszą ora opracować własny program badawczy i przebadać zakupione produkty według ogólnych zasad, które jednak mogą się znacznie różnić w zależności od przyjętych procedur.

W badaniach podstawowych odczynników flotacyjnych istnieje wiele niewiadomych i jeden znany fakt. Przyjmuje się powszechnie, że czyste ciecze nie posiadają żadnych własności pianotwórczych. Piana może powstać w cieczy tylko wtedy, gdy wokół pęcherzyków gazu tworzy się film stabilizujący takie pęcherzyki. W czystych cieczach piana nie powstaje, ponieważ nie ma takiego mechanizmu, który mógłby zwiększyć stabilność błonek cieczy pomiędzy pęcherzykami gazu [7]. W obecności związków powierzchniowo czynnych adsorpcja takich cząsteczek na granicy faz gaz-ciecz opóźnia wypływ cieczy z błonki między pęcherzykami i przyczynia się do T a b l i ca l Charakterystyka odczynników flotacyjnych w formie podawanej przez producentów Table l Flotation frother characteristics as provided by manufacturers Właściwość Masa cząsteczkowa

Lepkość, cP

3

Gęstos'ć, g/cm Temperatura krzepnięcia, °C Temperatura zapłonu. °F

Odczynnik 1

Odczynnik 2

Odczynnik 3

200 7

250 12 0,980 poniżej -50

400

0,970

poniżej —50 250

°F oznacza temperaturę w skali Fahrenheita

Prof. Janusz S. Lasków s ki— Department of Mining Engineering, University of British Columbia, Vancouver, B.C., Canada, [email protected], Mgr inż. Jan Szynowski— tłumaczenie artykułu z języka angielskiego. Instytut Metali Nieżelaznych. Gliwice.

no

285

27 0,988

poniżej -50 325

wytworzenia układu o większej stabilności mechanicznej. Prowadzi to bezpośrednio do prostego wniosku wiążącego aktywność odczynnika pianotwórczego z jego napięciem powierzchniowym. Jednakże przy tych zakresach stężeń, przy których odczynniki pianotwórcze mają wpływ na wytwarzanie piany i wielkość pęcherzyków, ich wpływ na napięcie powierzchniowe wody jest znikomy [15]. Wyniki ostatnich badań dowodzą niezbicie, że odczynniki pianotwórcze kontrolują wielkość pęcherzyków poprzez zmniejszanie ich koalescencji [2, 3] oraz że koalescencji pęcherzyków można całkowicie uniknąć przy stężeniach odczynników pianotwórczych przekraczających krytyczne stężenie koalescencji (CCC—critical coalescence concentration). Procedura badawcza opisana w niniejszym artykule oparta jest na podstawowym, powszechnie uznanym fakcie, że odczynniki pianotwórcze stosowane do flotacj i zmniej szaj ą wielkość pęcherzyków. Wiadomo też, że zwiększają one stabilność piany. Obydwa te parametry powinny być zatem stosowane do określania podstawowych właściwości tych odczynników. Część doświadczalna

(POJI E 2-2

E S" 0)15-1

CO W

-o £os•co

T

1

—i

04

08 3

Stężenie mmol/dm

Rys l Graficzna metoda wyznaczania parametru CCC dla odczynników MIBC, (PO), i (PO)2 Fig l Graphical evaluation on the CCC values for MIBC, (PO)! and (PO)2

Materiały 1

Ponieważ MIBC jest najczęściej stosowanym flotacyjnym odczynnikiem pianotwórczym, pierwsza seria testów obejmowała różne izomery/pochodne heksanolu [2, 3]. W drugiej serii testów badano mono-alkiłowe etery tlenku propylenu zawierające trzy ważne handlowe odczynniki pianotwórcze (DF-200, DF-250 i DF-1012) [8]. Wykaz badanych odczynników zamieszczono w tablicy 2.

2—

E 0) •5

.

1

o

» »

»

1

»m

DFZSB DFSOtt

w

^

V

, \ 1 5-

''Js 1 1 jj|£ l

1s~S _ 1 '>•*.

ir"

^

\ . *

>«-.

c

T3

,

*

f

co

co

Istnieje wiele eksperymentalnych metod służących do pomiaru wielkości pęcherzyków [l, 6]. W naszych pomiarach [2, 3] stosowany był przyrząd opracowany na uniwersytecie w Cape Town [14, 16], zwany dalej miernikiem UCT. Pęcherzyki wytwarzano w komorze flotacyjnej (Open Top Leeds celi) przy 1000 obr./min i natężeniu przepływu powietrza ok. 5 dm /min. Próbnik miernika UCT umieszczony był 50 mm powyżej statora. Do sporządzania roztworów badanych odczynników pianotwórczych stosowano wodę destylowaną.

1

-

CO

Wielkość pęcherzyków

.

-4--_^ i5 ^™ ™ *—

,.,_.

^.

™"*

CCr ^ U^JO

05 -

tO CCC fot Df1012

*f™-

C^Cfcr

i ' • ^ l

0

01

i

l

i

02

i 03

| 04

Stężenie mmol/dm Rys. 2. Graficzna metoda wyznaczania wartości CCC dla odczynników Dowfroths Fig. 2. Graphical evaluation on the CCC values for Dowfroths

Dynamiczny wskaźnik pienienia Zastosowano procedurę opartą na metodologii opracowanej przez K. Mały sę i jej współpracowników [5,13]. Metoda ta wymaga określenia czasu zatrzymania (z angielskiego retention time, rt) na podstawie nachylenia liniowego odcinka wykresu zależności calko-

witej objętości gazu Vznajdującego się w układzie (roztwór i piana) od natężenia przepływu gazu Q

Tablica 2

Otrzymane wartości rt są następnie stosowane do wyznaczenia dynamicznego wskaźnika pienienia (z angielskiego Dynamie Foamability Index, DFI) definiowanego jako nachylenie krzywej zależności czasu zatrzymania od stężenia przy c —> O

Wykaz badanych odczynników pianotwórczych Table 2

rt-

A2

(1)

List of the tested frothers Nazwa stosowana MIBC

Czystość

Techniczna Odczynnika DEMPH Techniczna DEX Techniczna MPDEH Techniczna (P0)l Odczynnika (P0)2 Odczynnika DF-200 Techniczna DF-250 Techniczna DF-1012 Techniczna

HEX

Wzór chemiczny CH3CHCH3CH(OH)CH3 C6H13OH C6HBOH(EO)2(PO) C6H13OH(EO)2 C6H13OH(PO)(EO)2 CH3(PO)OH CH,(PO)2OH CH3(PO)3OH CH3(PO)4OH CH3(PO)6,3OH

Masa cząsteczkowa 102,2 102,2

248,4 190,3

248,4

90,12

148,12 206,29 264,37 397,95

(2) HLB

Napiącie powierzchniowe 6,1 6,0 6,6 6,7 6,6 8,3 8,15 8,0 7,8 7,5

EO oraz PO są odpowiednio skrótami —OC2H4— oraz —OC3H6—

Do pomiaru napięcia powierzchniowego roztworów wodnych w funkcji stężenia odczynnika pianotwórczego stosowano tensometr Du Noy. Wyniki Na rysunkach l i 2 pokazano krzywe zależności wielkości pęcherzyków od stężeniaotrzymane dla odczynników poliglikolowych oraz MIBC. Podano też krytyczne stężenie koalescencji (CCC) wyznaczone graficznie z wykresów. Przy stężeniach c > CCCkoale-

111

T a b l i ca 3 Wartości parametru CCC dla badanych odczynników pianotwórczych

300000 —

Table 3 CCC values for the inyestigated frothers

200000 —

CCC

Typ odczynnika mmol/dm3

ppm

0,11 0,52 0,17 0,089 0,033 0,015

11,2 46,8 25,1 18,4 8,7 6,0

MIBC (P0)l (PO)2 DF-200 DF-250 DF-1012

-fe 100000

l

i

0.2

0.4

Stężenie znormalizowane c/ccc Rys. 4. Zależność między wartościami parametrów DFl oraz CCC dla badanych odczynników Fig. 4. Relationship between DFI and CCC values for the tested frothers

2.4

ca

i •o

2

4

6

Stężenie znormalizowane c/ccc Rys. 3. Wpływ stężenia znormalizowanego na wielkość pęcherzyków

i cc o _Q

O

Hex

Fig. 3. Effect of the normalised concentration on bubble size scencja zanika, zaś wielkość pęcherzyków pozostaje stała i przestaje być zależna od stężenia odczynnika pianotwórczego. W tablicy 3 podano wartości CCC dla badanych poliglikoli. Normalizując stężenie odczynnika względem wartości CCC dla każdego z tych odczynników, można łatwo wykazać, że wszystkie punkty eksperymentalne można przedstawić za pomocą jednej krzywej, co pokazano na rysunku 3. Otrzymane wyniki pokazują, że ze wzrostem ilości grup tlenków propylenu w cząsteczce w homologicznym szeregu odczynników poliglikolowych poprawia się ich zdolność do zmniejszania wielkości pęcherzyków [8]. Odczynniki pianotwórcze wytwarzające mniejsze pęcherzyki daj ą również bardziej stabilne piany, na co wskazuje korelacja pomiędzy wartościami DFI oraz CCC (rys. 4). Rysunek ten potwierdza, że odczynniki pianotwórcze, które skuteczniej zmniejszają wielkość pęcherzyków wytwarzają też stabilniejszą pianę. Wyższe wartości DFI świadczą o tym, że piana jest bardziej stabilna, to jest taka, w której pęcherzyki nie ulegają łatwo koalescencji. Już we wcześniejszych pracach [9] wskazywano, że wykres DFI-CCC (rys. 4) może być stosowany do klasyfikacji odczynników pianotwórczych. Odczynniki znajdujące się w lewym górnym rogu tego wykresu są bardzo silnymi spieniaczami, zaś te umieszczone w prawym dolnym rogu są słabsze i bardziej selektywne. Dotychczas dyskutowane wyniki otrzymano w doświadczeniach z układami dwufazowymi (pianami). W dalszym ciągu nie jest jasne, jaki to ma związek ze skutecznością odczynników pianotwórczych we flotacji. W swoim artykule przedstawionym na 22 Międzynarodowym Kongresie Wzbogacania Minerałów [9] porównałem rysunki 4 i 5 w celu przeanalizowania tego zagadnienia. Nary sunku 5 różne odczynniki zostały umieszczone na wykresie HLB-masa cząsteczkowa (HLB oznacza równowagę hydro filowolipofilową). Odczynniki wymienione po lewej stronie wykresu wy-

112

T

O

j

100

T

|

200

l

j T

300

j

400

l

|

r-

500

600

|

l

|

700

N

j

800

.i

900

j

1000

Masa cząsteczkowa Rys. 5. Wykres zależności HLB od masy cząsteczkowej dla odczynników flotacyjnych Fig. 5. The HLB-Molecular Weight diagram for flotation frothers kazują właściwości selektywne podczas flotacji, zaś te, które znajdują się daleko naprawo znane są jako silne spieniacze. Te pierwsze można stosować przy flotacji bardzo drobnych ziaren, zaś drugie zapewniają wyższy uzysk i lepszą skuteczność przy flotacji większych ziaren mineralnych. Porównanie z rysunkiem 4 pokazuje, że odczynniki selektywne charakteryzują się małymi wartościami parametru DFI i dużymi wartościami CCC, zaś silne odczynniki cechują duże wartości parametru DFI i małe wartości parametru CCC. Dyskusja Wyniki przedstawione w mniejszym artykule pokazują, że odczynniki pianotwórcze przeznaczone do procesu flotacji można z powodzeniem charakteryzować poprzez wartości parametrów CCC oraz DFI. Można je łatwo wyznaczyć doświadczalnie i winny być podawane przez producentów tych odczynników wraz z innymi parametrami. Wykazano też, że wartości parametru CCC mogą być stosowane przy sporządzaniu mieszanek odczynników pianotwórczych [9]. Wprawdzie parametry CCC oraz DFI są niewątpliwie cenne przy opisie odczynników pianotwórczych przeznaczonych do procesu flotacji, to jednak ich interpretacja w dalszym ciągu nie jest pełna.

1E-005 75-1 . i

0.0001 ...ml

0.01 75

2. Wykres przedstawiający wartości parametru DFI względem wartości parametru CCC może być stosowany do klasyfikacji tych odczynników. Odczynniki znajdujące się w górnym lewym rogu wykresu są bardzo silnymi spieniaczami, podczas gdy odczynniki umieszczone w prawym dolnym rogu są selektywne. 3. Wartości parametrów CCC oraz DFI każdego handlowego odczynnika pianotwórczego winny być podawane przez jego producenta. Literatura

1. Chen F., Gomez CO.. Finch J. A.: Bubble Size Measurement in Flotation Machines. Minerals Engineering 2001, Vol. 14, pp. 427+432. 2. C/io Y. S., Laskowski J. S.: Effect of Flotation Frothers on Bubble Size 30 and Foam Stability. Int. J. Min. Proc. Vol. 64. pp. 69+80. 0.0001 1E-005 3. Cho Y. S., Laskowski J. S.: Bubble Coalescence and Its Effect on Bubble Size and Foam Stability. Canadian J. Chem. Eng. 2002b, Vol. 80. Stężenie mol/dm pp. 299+305. 4. Comley B. A., Harris P. J., Bmdshaw D. J., Harris M. C.: Frother Rys. 6. Izotermy napięcia powierzchniowego dla odczynników Characterization Using Dynamie Surface Tension Measurements. Int. J. Min. DF-200, DF-250 oraz DF-1012 Proc. 2002, Vol 64. pp. 81+100. Fig. 6 Surface tension isotherms for DF-200, 5. Czamecki J., Malysa K., Pomianowski A.: Dynamie Frothability DF-250 and DF-1012 frothers Index. J. Coli. Interf. Sci. 1982, Vol. 86. pp. 570+572. 6. Grau R. A., Heiskanen K.: Yisual Technique for Measuring Bubblee Size in Flotation Machines. Minerals Eng. 2002, Voł. 15, pp. 507+513. Staje się to w pełni oczywiste przy porównaniu tych wyników z po7. Kitchener J. A., Cooper C. F.: Current Concepts in the Theory of miarami napięcia powierzchniowego. Na rysunku 6 pokazano izoFoaming. Quarterly Reviews 1959, Vol. 123, pp. 71+95. termy napięcia powierzchniowego zmierzone w temperaturze poko8. Laskowski J. S.: Fundamenta! Properties of Flotation Frothers. Proc. 22lld jowej dla trzech odczynników typu Dowfrother. Int. Minerał Processing Congress, Cape Town. 2003, Vol. 2, pp. 788+797. Porównanie wielkości napięcia powierzchniowego z wartościa9. Laskowski J. S., Tlhone T., Williams P., Ding K.: Fundamental Properties mi parametru CCC podanymi w tablicy 3 pokazuje, że podczas gdy of the Polyoxypropylene Alkyl Ether Flotation Frothers. Int. J. Min. Proc. napięcie powierzchniowe dla DF-200 przy stężeniu CCC dla tego 2003, Vol. 72. pp. 289+299. odczynnika wynoszącym 8,9 x 10~5 M jest prawie takie same, jak 10. Leja J., Schulman J. H.: Flotation Theory: Molecular Interactions dla czystej wody, to napięcie powierzchniowe dla DF-250 przy jego between Frothers and Collectors at SolidLiąuidAir Interfaces. Trans. AIME wartości CCC (3,3 x 10~5 M) sięga ok. 66 mN/m, natomiast dla 1954, Vol. 199. pp. 221+228. 5 DF-1012 (CCC = 1,5 x 10~ M) wynosi ok. 61 mN/m. Ponieważ 11. Leja J.: Mechanism of Collector Adsorption and Dynamie Atachistnieje wzajemna zależność wartości napięcia powierzchniowego ment of Particles to Air Bubbles as Derived from Surface Chemical Studies. Trans. IMM 1956/1957, Vol. 66, pp. 425+437. od adsorpcji (izoterma adsorpcji Gibbsa) oznacza to, że adsorpcja 12. Malysa K.: Wet Foams: Formation Properties and Mechanizm of odczynnika DF-1012 przy jego stężeniach równych CCC jest znaczStability. Advances in Coli. Interf. Sci. 1992, Vol. 40, pp. 37+83. nie większa od adsorpcji DF-250 przy stężeniach CCC dla tego 13. Malysa K., CZubak-Pawlikowska J., Pomianowski A.: Fmtbiag Properodczynnika, a z kolei adsorpcja odczynnika DF-250 jest znacznie ties of Solutions and Their Influence on the Floatability. Proc. 7h Int. Congress wyższa od absorpcji DF-200. Ponieważ cząsteczki odczynnika DFSurface Asctive Substances. Moscow 1978, Vof. 3, pp. 513+520. 1012 są znacznie większe od cząsteczek DF-250 (które z kolei są 14. 0'ConnorC. T., RandallE. W., GoodallC. M.: Measurement of the większe od cząsteczek DF-200), zatem adsorpcja dla większych Effects of Phisical and Chemical Yariables on Bubbles Size. Int. J. Min, Proc. cząsteczek poliglikoli musi być znacznie wyższa, by nie dochodziło 1989, Vol. 28. pp. 139+149. do koalescencji pęcherzyków. 15. Sweet C. Van Hoogstraten J., Harris M.. Laskowski J. S.: The Effect Jest to bardzo zaskakujący rezultat. Może on wskazywać na to, of Frothers on Bubble Size and Frothability of Aqueous Solutions. Processing lld że równowagowe pomiary napięcia powierzchniowego nie mogą of Complex Ores — Proceedings of the 2 CBC-McGill Int. Symposium być w sposób bezpośredni wykorzystywane przy analizie właściwo(J. A. Finch. S. R. Rao and I. Houbec, eds.), Metallurgical Society of CIM. ści układów dynamicznych, takich jak piany. Piany te są bardzo Montreal 1997, pp. 235+245. niestabilne, istnieją jedynie w czasie przepływu pęcherzyków gazu \6.TuckerJ. P., DeglonD.A., FranzidisJ. P., Harris M. C., O'Connor C. T.: Evaluation of Direct Method of Bubble Size Distribution Measurei zanikają po odcięciu dopływu powietrza. Stabilność takich ukłaments in a Laboratory Batch Flotation Celi. Minerał Eng. 1994, Vol. 7, dów jest, być może, uwarunkowana elastycznością powierzchniową pp. 667+680. [12]. Zatem koalescencja w warunkach dynamicznych musi być 17. Wróbel S. A.: Flotation Frothers, Their Acuon, Properties and Structuzwiązana nie tyle z równowagową adsorpcją odczynnika pianotwórres, Recent Developments in Minerał Dressing. IMM, London 1953, pp. 431+450. czego, ile z szybkością, z jaką może się on adsorbować [4]. Wnioski 1. Odczynniki pianotwórcze przeznaczone do procesu flotacji mogą być charakteryzowane wartościami parametrów DFI oraz CCC.

Autor dziękuje Panu Francisco Melo za pomiary napięcia powierzchniowego.

113

WŁADYSŁAWA MULAK BEATA MIAZGA ANNASZYMCZYCHA

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 669.054.8:669.053.4:669.243

UKD

HYDROMETALURGICZNY ODZYSK NIKLU Z MATERIAŁÓW

ODPADOWYCH

Przedstawiono przegląd wyników badań nad hydrometalurgicznymi metodami odzysku niklu z zużytych katalizatorów, baterii galwanicznych, popiołów z oleju opałowego oraz odpadów z przemysłu elektronicznego i galwanicznego. Do ługowania zużytych katalizatorów niklu (nikiel Raney a) oraz katalizatorów tlenkowych niklu zastosowano elektrolit po rafinacji miedzi i niklu, kwas siarkowy (VI), azotowy (V) oraz solny. Zużyte baterie niklów o-kadmów e ługowano kwasem siarkowym (VI) z dodatkiem H2O2. Stosowano również biolugowanie bakteriami „ Thiobacillus thiooxidans". Baterie niklowo-wodorkowe (Ni-MH) ługowano roztworem kwasu solnego odzyskując 98 % niklu, 96 % kobaltu oraz 98 % metali ziem rzadkich. Całkowite wyługowanie niklu z popiołów oleju opałowego uzyskano stosując ługowanie ciśnieniowe w obecności tlenu, roztworem kwasu siarkowego (VI) w temperaturze 200 °C w czasie 15 min. Odpady z przemysłu elektronicznego i galwanicznego ługowano rozcieńczonymi roztworami kwasu siarkowego (VI) z wydajnością 99 % Ni. Roztwory po ługowaniu odpowiednio oczyszczano stosując wytrącanie wodorotlenków, ekstrakcją rozpuszczalnikową lub elektrolizę,. Jako końcowy produkt niklu otrzymywano: siarczan (VI) niklu, tlenek niklu (II) lub nikiel metaliczny. Słowa kluczowe: materiały odpadowe, nikiel, ługowanie.

HYDROMETALLURGICAL NICKEL RECOYERY FROM WASTE MATERIALS Review of the results ofhydrometallurgical methods ofnickel recovery from spent catalysts, waste batteries, oil-fired ashes as well as electronic and galvanic industrial waste is presented. For leaching ofspent catalysts ofnickel (Raney 's nickel) and nickel oxide catalysts thefollowing solutions were applied: electrolyte after electrowinning ofcopper and nickel, sulphuric, nitric and hydrochloric acids. Waste nickel-cadmium batteries were leached in sulphuric acids with H2O2 addition. Also bioleaching process with „ Thiobacillus thiooxidans " was tested. Leaching ofspent nickel-metal hydride (Ni-MH) batteries in hydrochloric acid was carried on recovery of 98 % Ni, 96 % Co and 98 % rare earth metals was respectively achieved. Complete leaching of nickel from oil-fired ash in sulphuric acid under oxygen pressure at temperaturę 200 °C during 15 min was obtained. Electronic and galvanic industrial wastes were leached in diłute sulphuric acid and 99 % Ni was recovered. The solutions after the leaching was purified by precipitation of metal hydroxide, solvent extraction and electrowinning of metals. The finał products ofnickel were: nickel sulphate, nickel (II) oxide and metallic nickel. Key words: waste materials, nickel, leaching. Wstęp Wyczerpywanie się zasobów bogatych rud tlenkowych oraz łatwo wzbogacalnych rud siarczkowych, z których nikiel otrzymuje się sposobami pirometalurgicznymi i hydrometalurgicznymi skłania do poszukiwania nowych źródeł niklu i nowych opłacalnych technologii [1]. W ostatnich latach obserwuje się duże zainteresowanie badaniami nad hydrometalurgicznym odzyskiem niklu z surowców odpadowych, takich jak: zużyte katalizatory, zużyte baterie gałwaniczne, pyły, popioły oraz odpady przemysłu elektronicznego i galwanicznego. Odzysk niklu z zużytych katalizatorów Katalizatory niklowe odgrywają ważną rolę we współczesnym przemyśle chemicznym. Najczęściej stosuje sieje w procesach uwodoraienia wielu związków chemicznych, oczyszczania gazów do syntezy amoniaku, otrzymywania cykloheksanu z benzenu, cykloheksanolu z fenolu oraz w przeróbce ciężkich frakcji ropy naftowej". Odzysk niklu z zużytych katalizatorów jest istotny z punktu widzenia ekonomii, jak również ochrony środowiska naturalnego. Zużyte katalizatory niklowe zawierają nikiel w postaci metalicznej lub tlenkowej, niekiedy również występują w nich siarczki niklu. Do

lat dziewięćdziesiątych niektóre zużyte katalizatory przerabiane były w Zakładach Górniczo-Hutnicznych w Szklarach k/Ząbkowic Śląskich na żelazo-nikiel o zawartości od 7 do 18 % niklu. Niestety metoda ta nie uwzględniała przerobu wszystkich zużytych katalizatorów, a ponadto mało atrakcyjny ze względów technicznych i ekonomicznych był jej produkt końcowy. Aktualnie odpowiedzialność za utylizację zużytych katalizatorów ponosi każdy zakład przemysłowy, który je wykorzystuje w swoich procesach technologicznych, w procesie uwodornienia (utwardzania) tłuszczów stosuje się katalizator w postaci metalicznego niklu (tzw. niklu Raneya) osadzonego na glinokrzemianach. W zależności od rodzaju uwodornianych olejów zawartość zanieczyszczeń oraz zawartość niklu i glinu jest różna dla różnych typów katalizatorów. ólnie badania nad °g hydrometalurgicznym odzyskiem niklu z l ch y katalizatorów można podzielić na dwa sposoby. Pierwszy, stosujący ługowanie niklu po usunięciu zawartego w mm tłuszczu dm 1 to i & bezpośrednie ługowanie katalizatora w warunkach utlemaJ ac y ch - W latach osiemdziesiątych w Politechnice Wrocławskiej prowadzono badania nad odzyskiem niklu z zużytych katalizatorów " Odzysk niklu z zużytych katalizatorów przemysłu rafineryjnego będzie przedmiotem oddzielnej publikacji.

Prof. dr hab. inż. Władysława Mulak. mgr inż. Beata Miazga, mgr inż. Anna Szymczycha — Politechnika Wrocławska. Instytut Chemii Nieorganicznej i Metalurgii Pierwiastków Rzadkich. Wrocław.

114

przemysłu tłuszczowego po usunięciu tłuszczu poprzez ekstrakcję rozpuszczalnikami organicznymi lub wypalenie tłuszczu w odpowiedniej temperaturze. Do ługowania katalizatora po uprzednim usunięciu tłuszczu poprzez ekstrakcję stosowano anolit po przeponowej elektrolizie niklu [2, 3]. Autorzy proponują ługowanie dwustopniowe. W pierwszym stopniu ługowania stosowano roztwór ele3 ktrolitu zawierający od 40 do 70 g Ni/dm oraz od 20 do 40 g 3 H,SO4/dm w temperaturze 80*90 °C, czas ługowania od 6 do 10 godz., stosunek faz od 1:40 do 1:20. Do roztworu przechodziło od 60 do 80 % niklu zawartego w katalizatorze. Drugi stopień ługowa3 nia prowadzono roztworem zawierającym od 40 do 60 g Ni/dm i od 3 70 do 90 g H2SO4/dm również w temperaturze 80-90 °C, czas ługowania od 8 do 14 godz., stosunek fazy stałej do ciekłej od 1:15 do 1:25. Sumaryczny stopień wyługowania niklu wynosił 97,5 %. Roztwór po pierwszym stopniu ługowania oczyszczano od jonów glinu i żelaza za pomocą CaCO3 w obecności O2 lub H2O2 w temperaturze 70*80 °C do pH = 5, l, a następnie kierowano do elektrolizy przeponowej. Badania nad ługowaniem niklu po usunięciu tłuszczu z zużytego katalizatora przez wypalenie w 400 °C prowadzono elektrolitem 3 porafinacyjnym z HM LEGNICA, zawierającym 197 g/dm H2SO4, 3 3 18,3 g/dm Ni oraz 0,16 g/dm Cu [4, 5]. Optymalne parametry ługowania uzyskano w temperaturze 80 °C w czasie 2 godzin, stosunek fazy stałej do ciekłej l :4. W powyższych warunkach wyługowanie niklu wyniosło 88,3 %. Otrzymany roztwór po ługowaniu poddawano procesowi hydrolitycznego oczyszczania od jonów glinu i żelaza w obecności tlenu w temperaturze 70*80 °C za pomocą CaCO3 do uzyskania pH = 5,1. Oczyszczony roztwór kierowano do wyparki uzyskując NiSO4 - 7H2O. Schemat procesu odzysku niklu z zużytych katalizatorów z wykorzystaniem odmiedziowanego elektrolitu porafinacyjnego przedstawiono na rysunku l. Jak widać na rysunku l w proponowanej metodzie wykorzystano dwa surowce wtórne niklu w celu wykorzystania jednego półproduktu maksymalnie wzbogaconego w nikiel, z którego końcowym produktem był siarczan (VI) niklu. Włodyka [6] proponuje odzysk niklu z zużytego katalizatora z procesu uwodornienia olejów roślinnych poprzez ługowanie kwasem siarkowym (VI) z dodatkiem azotanu (V) amonu jako utleniacza. Autor podkreśla, że w czasie ługowania nie zachodzi wydziela313 kg elektrolitu 18.3 Ni, 1.15 Fe, 197 HjSOt g/dm1

9.9 kg Ni 3.3 kg Al

(4.8 kg Nil

Ługowanie zasadnicze

97% Ni, 100% Al

odpad (O 3 kg Ni)

l

250.0 kg katalizator 10.3 kg Ni, 2.4 kg Al odtłuszczony 105 kg kg H;SO 26.2 kg Ni. 2.2 ko Al Rozdział faz 37.6 4

r+ ~ Ługowanie 90% Ni

katalizator 25 kg 4 1 kg Ni 100 kg 58% Ni 133%AI 1% Fe 09kgAI 15kgH,£ 15kaH,SO. T

T

Ługowanie czyszczące 30% Ni 68 6 kg

31 3 kg suchej masy

V

Rozdział faz _

i

_

_

Usuwanie Fe (IN)

odpad (2 6 kg Ni) > odpad (

12^!'>

Wyparka

siarczan niklu

Rys. 1. Schemat ługowania niklu z zużytych katalizatorów w roztworach elektrolitu po elektrorafinacji miedzi [5] Fig. 1. Flowsheet of nickel leaching from spent catalyst with electrolyte solution after ełektrorefining of copper [5]

nie trujących tlenków azotu, natomiast wydziela się azot według następującej reakcji Ni + NH4NO3 + H2SO4 = NiSO4 + N2 + 3 H2O

(D

Wykonano serie ługowań w temperaturze 80*90 °C stosując od 100 do 175 % nadmiaru H2SO4 oraz NH4NO3 w stosunku do stechiometrii wyżej podanej reakcji. Analizując uzyskane wyniki jako optymalne parametry ługowania przyjęto zastosowanie 175 % ilości stechiometrycznej H2SO4 oraz 150 % NH4NO3. Stopień wyługowania niklu przy wyżej podanych parametrach osiągał 98 %. Na 15 kg 3 odpadowego katalizatora zużyto 20 dm wody i 80 dm roztworu zawróconego z poprzedniego ługowania oraz 15 kg stężonego kwasu siarkowego (VI). Pulpę ogrzewano do temperatury 80*90 °C i dodawano 21 kg 50 % roztworu azotanu (V) amonu w czasie l godz. Proces ługowania przedłużano jeszcze o 2 godziny dodając kolejno do pulpy ok. 3 kg Na2CO3 do pH = 4*5 w celu oddzielenia jonów żelaza (III) i glinu w postaci wodorotlenków. Po ochłodzeniu roztwór klarowano, suszono. Otrzymano roztwór NiSO4 o stężeniu ok. 3 3 36 g Ni/dm oraz 50 g/dm substancji organicznych. Z roztworu tego wydzielono w temperaturze 80*90 °C zasadowy węglan niklu doda3 jąc na 100 dm roztworu 6*7 kg Na2CO3 do osiągnięcia pH = 10. Wytrącony osad zasadowego węglanu niklu po wysuszeniu w temperaturze 110 °C prażono przez 3 godz. w 650 °C w celu uzyskania tlenku niklu (NiO). Aktualnie odzysk niklu z zużytych katalizatorów przemysłu tłuszczowego prowadzi się według patentu Instytutu Nawozów Sztucznych w Puławach [7]. Patent ten znamienny jest tym, że zużyty katalizator ługuje się 5 M roztworem HNO3 dozując go odpowiednio do reaktora, aby temperatura pulpy wynosiła 80*85 °C, w trakcie ługowania doprowadzane jest powietrze do mieszaniny reakcyjnej. Roztwór po ługowaniu oczyszcza się od jonów siarczanowych dodając związki wapnia (tlenek, wodorotlenek lub węglan wapnia). Po oddzieleniu warstwy tłuszczu roztwór azotanu (V) niklu jest filtrowany i stanowi pełnowartościowy produkt do wytwarzania wysoko aktywnych katalizatorów niklowych. Z przeglądu danych literaturowych wynika, że najczęściej stosowanym czynnikiem ługującym zużytych katalizatorów tlenkowych niklu są roztwory kwasu siarkowego (VI) oraz kwasu solnego. Ivascanu i Roman w roku 1975 [8] prezentują wyniki badań ługowania zużytego katalizatora stosowanego do oczyszczania gazów syntezowych amoniaku za pomocą roztworu kwasu siarkowego (VI). Według tych autorów optymalnymi warunkami ługowania są: 80 % roztwór H2SO4, temperatura 70 °C, wymiary ziaren katalizatora 0,09 mm i czas ługowania 50 min. W tych warunkach uzyskano 99 % wyługowanie niklu. Al-Mansi i Abdel Monem [9] prowadzili badania nad zastosowaniem kwasu siarkowego (VI) do ługowania niklu z zużytego katalizatora NiO/Al 2 O 3 , stosowanego do produkcji gazu wodnego. W procesie tym nikiel odzyskiwany był w postaci NiSO4, który jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych związków niklu w galwanizerniach. Optymalne wyniki ługowania niklu (99 %) uzyskano w 50 % roztworze H2SO4, dla stosunku fazy stałej do ciekłej 1:12, w temperaturze 100 °C w czasie 5 godz., przy rozdrobnieniu ziaren katalizatora do wymiarów poniżej 0,5 mm i przy szybkości mieszania pulpy 800 obr./min. Chaudhary i współautorzy [10] badali zastosowanie roztworu kwasu solnego do ługowania zużytego katalizatora zawierającego 17.7 % Ni w postaci tlenku niklu. Ługowania prowadzono w roztworach o stężeniach 7,2 oraz 28,8 % HC1 w temperaturach pokojowej (21 °C) oraz w 80 °C. Nie stwierdzono wyraźnego wpływu temperatury na stopień wyługowania niklu zarówno dla niższych jak i wyższych stężeń HC1. Stosując do ługowania 7,2 % roztwór HC1 w temperaturze pokojowej wyługowanie niklu wyniosło 68,6 % oraz 68,9 % w temperaturze 80 °C. Wzrost stężenia HC1 z 7,2 % do 28.8 % zwiększał wyługowanie niklu zaledwie do 73 %. W celu zwiększenia wydajności ługowania prowadzono również badania nad ługowaniem roztworami HC1 z barbotażem gazowego chloru, nie uzyskano jednak zwiększenia wydajności procesu.

115

Próbka katalizatora

ł

ur . HUI

^ Ługowanie f 60°c

l Filtracja

^- Pozostałość

ł

T 3

Roztwór: Ni^.AI "

T

NH,'H!0,NH4CI

Przemvwa

Lewod.

i suszenie w temo.12Q"C

X

^ Oczyszczanie odAl

^

ł Sączenie f™

ł !

Przesącz, Ni(NHs)s *

Na/D2EHPA or, Na/CYANEX 272

ł ^Ekstrakcja ciecz/ciecz pH=6-7

AI(OH)a

1

Prażenie 1100-J200°C

T

ł

Ekstrakt

a-AIiOa

ł

1

lektroliza

1

Ni

Rys. 2. Schemat hydrometalurgicznego procesu odzysku niklu z zużytych katalizatorów tlenkowych niklu (KUB-3) [12] Fig. 2. Flowsheetof hydrometallurgical process fornickel recovery from nickel oxide spent catalyst (KUB-3) [12]

ciekłej (s/1) 1/10, średnica ziaren 3+8 mm (katalizator bez dodatkowego rozdrobnienia), czas ługowania 3 godziny oraz szybkość mieszania 600 obr./min. Dla podanych wyżej parametrów wyługowanie niklu wynosiło również 99 %. Na rysunku 2 przedstawiono proponowany schemat odzysku niklu z zużytego katalizatora KUB-3 roztworem kwasu solnego. Roztwór po ługowaniu zawiera niewielkie stężenie glinu, który usuwany jest w postaci A1(OH)3. Końcowym produktem procesu odzysku może być siarczan (VI) niklu lub metaliczny nikiel wydzielony elektrolitycznie. Odzysk niklu z zużytych baterii galwanicznych Typowe baterie galwaniczne zawierające nikiel to: niklowo-kadmowe (Ni-Cd), niklowo-wodorkowe (Ni-MH) oraz litowo-jonowe (Li-jon). Baterie niklowo-kadmowe należą do najczęściej stosowanych baterii, w Europie Zachodniej w roku 2000 zużycie ich wynosiło 1000 g na jedną osobę [14]. Hydrometalurgiczny recykling tych baterii posiada prze wagę nad metodami pirometalurgiczny mi. Zalety metod hydrometalurgicznych to: niższe zużycie energii, mniejsza emisja zanieczyszczeń do atmosfery (zwłaszcza związków kadmu) oraz większa czystość i różnorodność otrzymywanych produktów końcowych. Najczęściej stosowanym roztworem do ługowania metali z baterii Ni-Cd jest roztwór kwasu siarkowego (VI). Nogueira i Margarido [15] badali ługowanie roztworem H2SO4 zużytych baterii stosowanych w armii portugalskiej. Baterie te zawierały 51 % Ni, 25 % Cd i 0,9 % Co w postaci metalicznej i wodorotlenków. Stwierdzono, że wodorotlenki niklu, kadmu i kobaltu roztwarzały się całkowicie w temperaturze pokojowej w czasie 30 minut przy niskim stężeniu H2SO4 (pH ok. 1). Natomiast nikiel zawarty w postaci metalicznej wymagał do ługowania wyższych stężeń H2SO4 oraz wyższych Sproszkowane baterie,

100 kg Przedstawione powyżej wyniki badań nie dotyczyły kinetyki i mechanizmu ługowania niklu z zużytych katalizatorów. Aktualnie w Politechnice Wrocławskiej prowadzone są badania kinetyczne nad ługowaniem niklu z dwóch zużytych katalizatorów zawierających nikiel w postaci tlenkowej. Katalizatory te były dostarczone z Instytutu Nawozów Sztucznych w Puławach. Jeden z nich (RANG-19) był stosowany do procesu metanizacji w celu oczyszczania gazów syntezowych do produkcji amoniaku oraz oczyszczania wodoru do procesów uwodornienia. Katalizator ten zawiera 13,5 % Ni. Drugi katalizator (KUB-3) zawierający 30,1 % Ni używany był w procesie uwodornienia benzenu do cykloheksanu. Do ługowania stosowano roztwory kwasu siarkowego (VI) oraz kwasu solnego o stężeniach od l do 5 M. Określono wpływ: stężenia czynnika ługującego, temperatury w zakresie 30+80 °C, stosunku fazy stałej do ciekłej (s/1 od 1/5 do 1/40), intensywności mieszania (od O do 1200 obr./min) oraz czasu ługowania na wydajność ekstrakcji niklu. Do badań stosowano katalizatory bez dodatkowego rozdrobnienia. Wymiary granulek obu katalizatorów wynosiły od 3 do 8 mm. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzono różne mechanizmy ługowania dla obu katalizatorów zarówno w kwasie siarkowym (VI) jak i kwasie solnym [11+13]. Najwolniejszym etapem ługowania niklu z katalizatora RANG-19 jest proces dyfuzyjny poprzez pory pozostałego po ługowaniu a-Al2O3. Natomiast dla drugiego katalizatora (KUB-3) o szybkości reakcji ługowania decyduje reakcja chemiczna zachodząca na powierzchni katalizatora. Ustalono następujące optymalne parametry ługowania niklu z zużytych katalizatorów RANG-19: 2 M roztwór H2SO4, temperatura 60 °C, stosunek fazy stałej do ciekłej (s/1) 1/5, średnica ziaren 3+8 mm (katalizator bez dodatkowego rozdrobnienia) oraz czas ługowania 4 godz., szybkość mieszania 600 obr./min. W powyższych warunkach uzysk niklu w roztworze wynosił 99 %. Dla odzysku niklu z zużytych katalizatorów KUB-3 optymalne parametry wynoszą: 3 M roztwór HC1, temperatura 60 °C, stosunek fazy stałej do

116

l Ługowanie H2SO4 i H2O2

Stała pozostałość

Roztwór

1.7 kg

pH= 0,3 i

,

Alkalizowane NaOHi NH 3 -H 2 0

L

r~ Osad Fe(OH)3

~

Roztwór, pH= 5,0

Elektroliza

l Roztwór, pH= 1,3

Osad metali:

Cd 34,0 kg Ni 0,4 kg

Alkalizowane NaOH i Na2CO3

i Roztwór pH- 8,5

Ni 0,2 kg Cd2,0g

Osad NiC03

Ni 33,4 kg Cd 0,3 kg

Rys. 3. Schemat odzysku niklu i kadmu z zużytych baterii Ni-Cd [14] Fig. 3. Flowsheet for the recovery of cadmium and nickel from spent batteries [14]

temperatur. Całkowite wyługowanie niklu z tych baterii uzyskano w 2,5 M roztworze H2SO4 w temperaturze 95 °C w czasie 4 godz. ługowaniaprzy stosunku fazy stałej do ciekłej wynoszącej 17 dm /l kg. Bartolozzi i in. [14] stosowali do ługowania zużytych baterii niklowo-kadmowych kwas siarkowy (VI) z dodatkiem nadtlenku wodoru. Po demontażu baterii mechanicznie oddzielano z nich papier i plastyk (2 %), metaliczną obudowę (28 % Fe) oraz elektrody. Po wysuszeniu w temperaturze 105 °C elektrody te zawierały 34,3 % Cd i 34,0 % Ni. Do ługowania stosowano porcje ok. 20 g sproszkowanych elektrod, 30 cm stężonego H2SO4, 180 cm H2O oraz 15 cm 30 % H2O2. Ługowanie prowadzono w temperaturze 60 °C w czasie l godz. Z roztworu po oddzieleniu fazy stałej wytrącano jony żelaza (III) w temperaturze 70 °C dodając roztwór 10 M NaOH do pH = 4 i dodatkiem 25 % NH3 • H2O do pH = 5. Po oddzieleniu Fe(OH)3, z roztworu tego wydzielano elektrolitycznie kadm, a następnie alkalizując roztwór NaOH wytrącano węglan niklu za pomocą Na9CO3. Odzysk niklu w postaci NiCO3 wynosił 98 %. Schemat tego procesu przedstawiono na rysunku 3. Zhu i in. [16] do ługowania niklu i kadmu z zużytych baterii stosowali bioługowanie. Baterie do ługowania przygotowano w bioreaktorze dodając l % siarki elementarnej do szlamów kanalizacyjnych. Zawarte w szlamie bakterie „Thiobacillus thiooxidans" utleniały siarkę do H2SO4. Tak przygotowany roztwór ługuj ący był dotleniany barbotażem powietrza i przepompowany do reaktora ługującego. Stwierdzono, że po 50-dniowym bioługowaniu do roztworu przechodzi całkowicie kadm oraz 76 % niklu. Pozostałość po ługowaniu przemywano, suszono i wykorzystywano w rolnictwie, bowiem nie stanowiła ona zagrożenia dla środowiska naturalnego. Bioługowanie stosowano również do usuwania metali (Cd, Cr,

Cu, Pb, Ni i Zn) z przemysłowych szlamów kanalizacyjnych. Sreekrishnan i Tyagi [17] prowadzili badania nad porównaniem efektywności usuwania metali z szlamów trzema sposobami: ługowaniem kwasem siarkowym (VI), bioługowaniem bakteriami „Thiobacillus ferrooxidans" oraz bakteriami „Thiobacillus thiooxidans". Stwierdzono, że spośród tych trzech sposobów najbardziej ekonomiczne jest bioługowanie bakteriami „Thiobacillus thiooxidans". Baterie niklowo-wodorkowe zawierają Ni, Co, Fe, Zn, Al, Mn i metale ziem rzadkich. Badania nad hydrometalurgicznym sposobem odzysku metali i ich selektywnym rozdziałem były prowadzone przez Zhanga i in. [18]. Zużyte, rozdrobnione baterie ługowano kwasem solnym. Określono efektywność ługowania w zależności od stężenia kwasu solnego, temperatury, czasu ługowania i stosunku fazy stałej do ciekłej (s/1). Na podstawie uzyskanych wyników ustalono następujące optymalne parametry ługowania: 3 M roztwór HCI, temperatura 95 °C, stosunek faz (s/1) = 1/9 i czas ługowania 3 godz. Dla powyższych parametrów uzysk niklu w roztworze wynosił ok. 98 %. Opracowano również metody rozdziału poszczególnych metali z roztworu po ługowaniu. Metale ziem rzadkich (RE) i inne zanieczyszczenia oddzielano od niklu i kobaltu za pomocą ekstrakcji kwasem dwu-(2-etyloheksylo) fosforowym (D2EHPA). Po reekstrakcji 2 M HCI pierwiastki ziem rzadkich wydzielano w postaci szczawianów, które poddawano kalcynacji uzyskując tlenki. Tlenki te zawierały: 53,3 % La2O3, 32,1 % Nd2O3, 10,5 % Pr6On, 3,4 % CeO2 i 0,8 % Sm2O3. Kobalt rozdzielano od niklu za pomocą ekstrakcji trójoktyloaminą (TOA), a następnie metale te wytrącano w postaci szczawianów. Całkowity odzysk metali z zużytych baterii wynosił: 98 % metali ziem rzadkich, 96 % kobaltu oraz 98 % niklu. Rysunek 4 przedstawia schemat hydrometalurgicznego odzysku me-

T

Zużyte baterie Ni-MH Usuwanie obudowy

3MHCI _^.

Ługowanie

Roztwór po ługowaniu, zawierający Ni Co, RE, Zn Al, Fe, Mn 25 % obj D2EPHA

A

^

O 3M HCI

Oddzielenie RE, Zn Al Fe Mn od Co, Ni przez ekstrakcję rozpuszczalnikową

Zagęszczanie

T

25% obi TOA A ,r

Odmycie siadów Co y Reekstrakcja RE Zn Mn (Al)

6M HCI

y Reekstrakcja Fe i Al

Recykling 1 a D2EPHA

*• H2C2O4 1 1 „, _.._ Strącanie RE 1

T

Kalcynacja 1

Oddzieleń e Co od Ni

ir „ Reekstr;3kqs Co

01MHCI

(NH4)2C204

|

i Recykli ng TOA

,. . . . Tlenki pierwistakow zjem rzadkich

T T Strącanie Co

T T Strącanie Ni

l

l

CoC204

NiC2O4

Rys. 4. Schemat hydrometalurgicznego procesu odzysku niklu z zużytych baterii nikiel-wodorki metali [18] linia przerywana — obieg fazy organicznej, linia ciągła — obieg fazy wodnej Fig. 4. Flowsheet of the hydrometallurgical process for the recovery of metals from spent nickel metal hydride batteries [18] dashed lines — organie streams, solid lines — aqueous streams

117

tali z zużytych baterii Ni-MH. Baterie litowo-jonowe. W ciągu ostatnich pięciu lat zastosowanie baterii litowych wzrosło z 7,3 % do 28 %, natomiast zastosowanie baterii Ni-Cd spadło z 63,8 % do 44,4 %, podczas gdy zastosowanie baterii Ni-MH praktycznie nie zmieniło się [19]. Aktualnie katoda LiCoO2 jest najczęściej używaną, chociaż użycie katody LiCoNi1_;cO2 (O < x <1) ciągle rośnie. Zawartość niklu w tych bateriach może dochodzić do 70 %. Łupi i Pasąuali [19] prowadzili badania nad odzyskiem niklu i kobaltu z baterii LiCoNij^O^ Pierwszym etapem procesu było ługowanie roztworem kwasu siarkowego (VI) z dodatkiem nadtlenku wodoru. Z roztworu po ługowaniu kobalt oddzielano od niklu za pomocą ekstrakcji 0,5 M CYANEX 272 w nafcie. Po oddzieleniu kobaltu z roztworu wydzielano nikiel metodą galwanostatyczną lub potencjostatyczną. Odzysk niklu z popiołów oleju opałowego Popioły z oleju opałowego zawierają bardzo szkodliwe dla środowiska metale, a w szczególności wanad, nikiel i chrom. Przed składowaniem ich konieczne jest usunięcie tych metali. Stosowane metody pirometalurgiczne polegające na prażeniu tych popiołów z Na2CO3 w temperaturze 800 °C, a następnie ługowanie wodą wanadanu (V) sodu są zbyt kosztowne. Amer [20] prowadził badania nad hydrometalurgicznym odzyskiem wanadu i niklu z popiołów elektrociepłowni w Egipcie. Do badań stosowano popioły po uprzednim mieleniu ich do frakcji ziaren poniżej 250 ^m. Analiza chemiczna tych popiołów wykazała zawartości: 20,0 % V, 22,0 % Ni, 4,70 % Fe, 3,10 % CaO, 3,57 % A12O3, 1,50 % Cr2O3, 1,10 % MgO oraz 0,90 % ZnO. Ługowanie prowadzono kwasem siarkowym (VI) w autoklawie pod ciśnieniem tlenu. Określono następujące optymalne parametry ługowania: stężenie H2SO4 60 g/dm , temperatura 200 °C, parcjalne ciśnienie tlenu 1,5 MPa i czas ługowania 15 minut. Schemat ciśnieniowego ługowania popiołów przedstawiono na rysunku 5. W czasie ługowania ciśnieniowego w obecności tlenu zawarte w popiołach żelazo pozostaje w fazie stałej zgodnie z reakcjami: 2 FeSO

H2SO4

1/2 O2 = Fe2(SO4)3 + H2O

Fe2(SO4)3 + 3 H2O = Fe2O3

3 H2SO4

(2) (3)

Z roztworu po ługowaniu oddziela się wanad od niklu poprzez wytrącanie V2(SO4)4 przy pH = 2-5-3. Osad ten jest neutralizowany. Wydzielony V(OH)3 jest następnie prażony do V2O3. Roztwór po usunięciu wanadu poddawany jest elektrolizie w celu wy dzielenianiklu. Chmielewski i in. [21] prowadzili badania nad hydrometalurgicznym odzyskiem wanadu i niklu z popiołów zawierających od 1+20 % wanadu oraz kilku procent niklu i żelaza. Autorzy wykazali, że ługowanie kwasem siarkowym (VI) pozwoliło tylko na ok. 74 % uzysk wanadu w roztworze. Dlatego zastosowano ługowanie alkaliczne 30 % roztworem NaOH uzyskując w roztworze 94 % wanadu. Z pozostałości po ługowaniu alkalicznym odzyskiwano nikiel poprzez ługowanie 30 % roztworem H2SO4 stosując ok. 6 kg H2SO4 na l kg stałej pozostałości. Wyługowanie niklu wynosiło 96 %. Po filtracji z roztworu wydzielano żelazo przez wytrącenie amoniakiem, a następnie o t r z y m y w a n o siarczan (VI) niklowo-amonowy NiSO 4 (NH 4 ) 2 SO 4 • 6H2O, całkowity odzysk n i k l u według tego procesu wynosił 86 %. Tsai i in. [22] prowadzili badania nad odzyskiem niklu i wanadu z lotnych popiołów powstających ze spalania oleju opałowego. Autorzy podają, że na Tajwanie roczna produkcja tych popiołów wynosi ok. 43 000 t, w tym ok. 13 000 t osadzane jest elektrostatycznie, a reszta zbierana jest w odpylaczach cyklonowych. Lotne popioły zawierały ok. 2 % wanadu oraz ok. l % niklu i żelaza. Do ługowania stosowano roztwory: NaOH, amoniaku z dodatkiem siarczanu (VI) amonu oraz kwas siarkowy (VI). Ługowanie 2 M roztworem NaOH pozwala na wyługowanie 80 % wanadu, a nikiel praktycznie pozostaje w fazie stałej. Selektywne wyługowanie niklu wynoszące 60 % uzyskano stosując mieszaninę roztworów 0,2 M NH3 • H2O oraz

118

Popioły z oleju opałowego

l

H2S04,

->• Ługowanie ^ i

200°C, 60g/L H2SO4,

T

s/l= 1,0, pO2=1,5MPa

Filtracja

l

Przemywanie Zawrócenie roztworu myjącego

Roztwór V2(S04)3 i NiS04

Zasadowy siarczan żelaza

l

Oddzielanie

NH3-H2O pH=2-3

V od Ni -"

Hydroliza

+

i

Osad V2(S04)3

Roztwór NiSO4

Fe2O3-nH2O H2SO4

l Elektroliza

NH3-H2O^

Neutralizacja

r~

l

Ni metal.

siarczany

V(OH)3

l

H2O

kalcynacja

l

V,

Rys. 5. Schemat kwaśnego ługowania ciśnieniowego popiołów z oleju opałowego [20] Fig. 5. Flowsheet of sulphuric acid pressure leaching ofboiler-ash[20]

2 M (NH4)2SO4. Po ługowaniu 0,5 M roztworem H2SO4 w roztworze uzyskano 65 % Ni, 60 % V oraz 42 % Fe. W celu selektywnego wyługowania niklu i wanadu autorzy proponują ługowanie dwuetapowe. W pierwszym etapie selektywne ługowanie niklu mieszaniną roztworów amoniaku i siarczanu (VI) amonu. W drugim etapie z pozostałości po wyługowaniu niklu odzyskuje się wanad poprzez ługowanie roztworem NaOH. Odzysk niklu z odpadów przemysłu elektronicznego i galwanicznego Efektywna metoda odzysku metali, głównie Cu i Ni z odpadów przemysłu elektronicznego (obwody drukowane) oraz galwanicznego została zaproponowana przez Veglio i in. [23]. Jest to metoda

dwuetapowa. W pierwszym stopniu ługowania roztworem H2SO4 0 stężeniu 0,05+0,5 M w temperaturze 50 °C, do roztworu przechodzą Cu i Ni i częściowo Mn, natomiast Pb, Sn i inne metale pozostają w fazie stałej. W drugim etapie wykorzystując różnicę standardowych potencjałów Cu i Ni wynoszącą 0,58 V wydziela się selektywnie Cu a następnie Ni. W sumie, prawie całkowicie (94+99 %) odzyskuje się Cu i Ni w dogodnej postaci litego metalu. Wnioski Odzysk metali z materiałów odpadowych jest istotny z punktu widzenia ekonomii jak również ochrony środowiska naturalnego. Metody hydrometalurgiczne posiadają przewagę nad pirometalurgicznymi z uwagi na niższe zużycie energii, mniejszą emisję szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery oraz większą czystość 1 różnorodność produktów końcowych. Odzysk niklu z katalizatorów uwodornienia tłuszczów z wydajnością ponad 90 % może być prowadzony bezpośrednio (bez usunięcia tłuszczu) kwasem siarkowym (VI) z dodatkiem utleniacza (H9O9 lub NH4NO3), kwasem azotowym (V) lub kwasem siarkowym (VI) bez dodatku utleniacza po uprzednim wypaleniu, względnie wyekstrahowaniu tłuszczów z zużytego katalizatora. Zastosowanie do ługowania niklu elektrolitu po elektrolizie miedzi lub niklu daje możliwość równoczesnej utylizacji dwóch surowców wtórnych. Ługowanie 3 M roztworem kwasu solnego tlenkowego katalizatora niklu KUB-3 pozwala na 99 % wyługowanie niklu w temperaturze 60 °C przy stosunku fazy stałej do ciekłej wynoszącej 1/10 w czasie 3 godz. Ługowanie niklu z baterii niklowo-kadmowych 2,4 M roztworem H2SO4 z dodatkiem 0,8 M H2O2 w temperaturze 60 °C po l godz. ługowania pozwala na uzysk w roztworze 98 % niklu. Bioługowanie baterii Ni-Cd w czasie pięćdziesięciu dni powoduje przejście do roztworu 76 % niklu. Optymalne wyługowanie niklu z baterii niklowo-wodorkowych (Ni-MH) wynoszące 98 % uzyskano w 3 M roztworze HC1, w temperaturze 95 °C przy stosunku fazy stałej do ciekłej 1/9 w czasie ługowania 3 godz. Całkowite wyługowanie niklu z popiołu oleju opałowego osiągnięto stosując ługowanie ciśnieniowe roztworem H2SO4 o stężeniu 60 g/dm w temperaturze 200 °C pod parcjalnym ciśnieniem tlenu 1,5 MPa w czasie 15 min. Efektywną metodą odzysku niklu z odpadów przemysłu elektronicznego i galwanicznego jest ługowanie rozcieńczonym roztworem H2SO4 (0,05-0,5 M). W temperaturze 50 °C do roztworu przechodzą selektywnie miedź i nikiel. Z roztworu po ługowaniu również selektywnie wydziela się te metale metodą elektrolizy. Do oddzielania i oczyszczania roztworów po ługowaniu stosowano: wytrącanie wodorotlenków, ekstrakcję rozpuszczalnikową oraz elektrolizę. Jako końcowy produkt uzyskano siarczan (VI) niklu, tlenek niklu (II) lub nikiel metaliczny. Literatura l.BurkinA. R.: ExtractiveMetallurgy of Nickel. Eds. Wiley J. and Sons, Chichester 1987. 2. Adaimki Z, Chmielewski T., Łątowski F.: Odzysk niklu z zużytych katalizatorów. Rudy Metale 1981, t. 26, nr 8, s. 252+254.

3. Chmielewski T., Adamski Z, Łątowski F.: Sposób odzyskiwania niklu z zużytych katalizatorów. Patent PL 125 345, 1986. 4. Kołodziej B., Mulak W.: Badania nad kompleksowym wykorzystaniem elektrolitu porafinacyjnego do otrzymywania metalicznego niklu, kobaltu na drodze ługowania zużytych katalizatorów. Raport Instytutu Chemii Nieorganicznej i Metalurgii Pierwiastków Rzadkich Pwr., 1983, nr S-023. 5. Kołodziej B., Mulak W.: Odzysk niklu ze zużytych katalizatorów drogą hydrometalurgiczną. XVIII Krakowska Konferencja Naukowo-Techniczna Przeróbki Kopalin, Kraków 1984. Mat. Konf. s. 163+175. 6. Wlodyka J.: Wykorzystanie niklu z odpadowego katalizatora utwardzania tłuszczów. Rudy Metale 2004, t. 49, nr 5, s. 230+233. 7. GirynK., LewandowskiT., JesiołowskiJ., Górecki A., GoląbiowskiA., Górska A.: Sposób otrzymywania roztworu azotanu niklu, zwłaszcza jako półproduktu do wytwarzania katalizatorów niklowych. Patent PL 166 670, 1995. f>.IvascanuS., Ro/mwr O.: Nickel recoyery from spent catalyst. Bul. Inst. Politeh. łasi 1975, Sect. 2, t. 21, s. 47+51. 9. Al-Mansi N. M., Abdel Monem N. M.: Recovery of nickel oxide from spent catalyst. Waste Management 2002, t. 22, s. 85+90. 10. Chaudhary A. J., DonaldsonJ. D., Boddington S. C., Grimes S. M.: Heavy metals in environment. Part II: a hydrochloric acid leaching process fortherecoyery of nickel value from a spent catalyst. Hydrometallurgy 1993, t. 34, s. 137+150. 11. Sulek B., Szymczycha A., Mulak W.: Preliminary study of nickel leaching from a spent industrial catalyst. Proceedings of 8 ' Conference on Environmental and Minerał Processing. Ed. P. Fećko, VSB-TU Ostrava, Czech Republic 2004, Part I, s. 151 + 155. 12. Sutek B., Szymczycha A., Mulak W.: Sulphuric acid leaching of nickel from spent catalysts. Proceedings of the Rewas'04: Global Symposium on Recycling, Waste Teratment and Clean Technology. Eds. Gaballah I., Mishra B., Solozabal R., Tanaka M., Madrid 2004, t. 3, s. 2081+2091. 13. Miazga B., Mulak W.: Hydrochloric acid leaching of spent nickel oxide catalysts. Proceedings of XXX* International Conference „Chemistry for Agriculture", Ed. Czech-Pol-Trade, 2005, t. 6 [w druku]. 14. Bartolozzi M., Braccini G., Bonvini S., Marconi P. F.: Hydrometallurgical recovery process for nickel-cadmium spent batteries. Journal of Power Sources 1995, t. 55, s. 247+250. 15. Nogueira C. A., Margarido F.: Leaching behayiour of electrode materials of spent nickel-cadmium batteries in sulphuric acid media. Hydrometallurgy 2004, t. 72, s. 111+118. 16. Zhu N., Zhang L, Li Cli, Cal Cli.: Recycling of spent nickel-cadmium batteries based on bioleaching process. Waste Management 2003, t. 23, s. 703+708. 17. Sreekrishnan T. R., Tyagi R. D.: A comparative study of the cost of leaching out heavy metals from sewage sludges. Process Biochemistry 1996, t. 31, nr l,s.31+41. 18. Zhang P., Yokoyama T., Habashi O., Wakui Y., Suzuki T. M., Inoue K.: Hydrometallurgical process for recovery of metal values from spent nickel-hydride secondary batteries. Hydrometallurgy 1998, t. 50, s. 61+75. 19. Łupi C., Pasąuali M.: Electrolytic nickel recovery from lithium-ion batteries. Minerals Engineering 2003, t. 16, s. 537+542. 20. Amer A. M.: Processing of Egyptian boiler-ash for extraction of yanadium and nickel. Waste Management 2002, t. 22, s. 515+520. 21. Chmielewski A. G., Urbański T. S., Migdał W.: Separation technologies for metals recovery from industrial wastes. Hydrometallurgy 1997, t. 45, s. 333+344. 22. Tsai S.-L, Tsai M.-S.: A study of the extraction of yanadium and nickel in oil-firedfly ash. Resources, Conceryation and Recycling 1998, t. 22, s. 163+171. 23. Yeglio F., Quaresima R., Fornari P., Ubaldini S.: Recovery of yaluable metals from electronic and galvanic industrial wastes by leaching and electrowinning. Waste Management 2003, t. 13, s. 245+252.

119

WOJCIECH Z. MISIOLEK

Rudy Metale R 50 2005 nr 3

ZBIGNIEW MISIOŁEK

UKD669.(73)(438)"313":620.001:378(73)(438)

ZMIANY W KSZTAŁCENIU INŻYNIERÓW XXI WIEKU NA PRZYKŁADZIE STANÓW ZJEDNOCZONYCH CZEGO MOŻEMY SIĘ NAUCZYĆ NA TYM PRZYKŁADZIE? Polskie uczelnie stoją przed koniecznością zmian w systemie kształcenia inżynierów i prowadzenia badań naukowych. Konieczność zmian jest wymuszana zmianami w zewnętrznym świecie oraz jest podyktowana argumentami natury finansowej. Ciągla optymalizacja metod kształcenia spowodowała wiele zmian w systemie nauczania akademickiego, podnosząc jednocześnie ich poziom i wprowadzając oszczędności w wielu częściach świata. Od polskich uczelni zależy teraz, jaką drogę rozwoju one wybiorą ijacy absolwenci bada opuszczać ich mury w najbliższej przyszłości. W artykule przeanalizowano zmiany w dydaktyce wprowadzone ma wydziałach inżynierskich w Lehigh University w Bethlehem w stanie Pensylwania w Stanach Zjednoczonych Ameryki. Wskazano również potencjalne możliwości rozwoju tak w kształceniu, jak i w badaniach naukowych w zakresie metalurgii i inżynierii materiałowej. Słowa kluczowe: kształcenie akademickie metalurgów w Polsce i USA, inżynieria materiałowa, inżynieria procesowa, inkubatory badań, techniki eksperymentalne.

CHANGES IN EDUCATING ENGINEERS OF THE 21 ST CENTURY: THE U.S. EXAMPLE WHAT CAN WE LEARN FROM THIS EXAMPLE? The Polish technical universities face the necessity to change a system for educating engineers and conducting scientific research. This necessity is extorted by the changes taking place in external world and by economic factors. In many parts of the world, permanent optimisation of teaching methods resulted in many changes in academic education system leading to higher level of education and considerable savings. It is now up to the Polish universities to mąkę a choice of a way offurther development and to decide on what level will represent the future graduatesfrom these universities. In this paper analysis of the changes implemented in a teaching system at the engineering departments of the Lehigh University in Bethlehem, Pensylwania, USA, is presented. Potential possibilities of development with an account ofboth teaching and research aspects in the rangę of metallurgy and materials science have been indicated. Key words: education of engineers, metallurgical engineer, materials engineering, process engineering, research incubator, experimental techniąues. Wstęp Zmiany w ekonomi. Polski spowodowane globalizacją gospodarki świata oraz faktem przystąpienia do Unii Europejskiej wymagają odpowiednich zmian w kształceniu absolwentów w tym również inżynierów metalurgów. Jest bardzo istotne, aby zmiany te ... , . , , , , , , . j- zapewmałyJ kształcenie młodych kadr przygotowanych do podjęcia , . ., . ,, , ,, , , i pracy w rodzimym i światowym przemyśle oraz ośrodkach badawczo-rozwojowych. Z jednej strony należy kształcić specjalistów na potrzeby własne, a z drugiej strony poziom wykształcenia mus, odpowiadać wymaganiom światowym, aby Polska była atrakcyjnym miejscem dla zagranicznych inwestycji. Istotne jest, aby wybrać najlepszy model kształcenia dla warunków krajowych, który równocześnie musi koniecznie dorównać najlepszym na świecie. Obecnie najważniejsze jest, aby zapewnić wysoki poziom wykształcenia, gdyż to łączy się bezpośrednio z możliwościami zatrudnienia absolwentów w firmach tak w kraju jak i na świecie. Trzeba się pogodzić z faktem, że wielu młodych ludzi opuści Polskę w poszukiwaniu pracy w najbliższych latach. Należy ich tak przygotować, aby prącowali w swoich zawodach na jak najwyższych stanowiskach. Takie zjawiska emigracji nie są obce w dzisiejszej Wielkiej Brytanii, a przez

lata były nawet bardziej typowe dla Irlandii. Wysoki poziom wykształcenia pozwoli młodym ludziom na zajmowanie kluczowych stanowisk w międzynarodowych firmach tak w kraju, jak i zagramcą R6wnocześniemożeogranlczyćnapływ specjalistów z zagranicy zatmdni h duże mledzynarodowe firmy w Polsce. ^ ^^ .&& ninlejszego artykułu mają wle!o ietnie , , . , , ,. .. . . , , doświadczenie dydaktyczne jako nauczyciele akademiccy w amery, , , . , . , , . , „',• . , ,T , • , ^ , • , , , kanskich i polskich Wyższych Uczelniach Technicznych, kształcą, , . , - „r „, . . i ^ »,• <*<* P^yszlych inżynierów metalurgów. Profesor Wojciech Z. Mislołek Pracowal w latach !988-1997 na Wydziale Inżymen, Matenałowe J Rensselaer Polytechmc Institut (RPI) w Troy, NY, a od roku 1997 J est dyrektorem Instytutu Przeróbki Plastycznej Metali na Wydziale Nauki Inżynierii Materiałowej w Lehigh Umversity w Betlehem, PA. Zbigniew M1Siołek jest emerytowanym profesorcm w Instytucie Metali Nieżelaznych w Gliwicach, gdzie przez 50 lat prowadził prace badawcze z zakresu transferu technologii przetwórstwa metali nieżelaznych i od 34 lat wykłada na Wydziale Inżynierii Materiałowej i Metalurgii w Politechnice Śląskiej w Katowicach, a obecnie również na Wydziale Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej w Politechnice Częstochowskiej, Ponadto ma wieloletnią, bliską współpracę z Wydziałem Metali

Prof. dr lnż. Wojciech Z. Misiotek — Lehigh University Bethlehem USA, prof. <w. dr hab inż. Zbigniew Misiotek — Instytut Metali Nieżelaznych. Gliwice.

120

Nieżelaznych AGH w Krakowie. Autorzy są zdania, że działalność naukowa i dydaktyczna pozwala im na sformułowanie postulatów co do zmian w kształceniu inżynierów metalurgów, stosownie do wymagań współczesnej, światowej nauki i techniki. Spośród różnych tematów, które można wprowadzić do programu wykładów lub poszerzyć ich zakres, można wymienić następujące: 1. rozszerzenie zakresu wykładów z matematyki i informatyki w zastosowaniu do technologii metali jako podstawy do numerycznego i fizycznego modelowania wszelkich procesów, 2. rozważenie ewentualnego poszerzenia wykładów z przepływów masy i ciepła w zastosowaniu w procesach metalurgii ekstrakcyjnej, jak również kształtowania metali (przeróbka plastyczna, metalurgia proszków, obróbka skrawaniem), 3. wprowadzenie encyklopedycznego wykładu na temat aktualnej krajowej i zagranicznej normalizacji wyrobów hutniczych oraz ich certyfikacji jako jednego z czynników warunkujących wprowadzenie do stosowania, tzw. inżynierii jakości, 4. ujęcie w programie wykładów krótkiego kursu statystyki i metod planowania eksperymentów dla wiarygodnej i przyspieszonej metody oceny wyników badań i kontroli jakości. Nie jest tajemnicą, że programy nauczania są przeładowane i nie można w nich nauczać wszystkich przedmiotów, które powinny się tam znaleźć. Proponujemy, aby dodatkowe wykłady pojawiły się w formie wykładów wybieralnych. Wówczas atrakcyjność przedmiotu i jakość wykładu będzie odpowiedzialna za jego popularność. Element konkurencji pomiędzy wykładowcami zmusi ich do poszukiwaniabardziej interesujących rozwiązań dydaktycznych, jak to ma miejsce na wielu uczelniach zagranicznych. Dlatego też jest istotne aby zaproponowane zmiany były poprzedzone analizą podobnych zmian wprowadzonych w różnych krajach świata. Nie istnieje kraj, któty jest bliźniaczo podobny do Polski, więc należy przeanalizować wiele przypadków i dopiero wówczas wyciągać odpowiednie wnioski. Każdy kraj charakteryzuje się swoją specyfiką przemysłową, ekonomiczną i kulturową. Dla czytelnika polskiego przykłady europejskie są zbyt znane, więc autorzy przytaczaj ą przy kłady z bardziej egzotycznych stron świata, które mogą wnieść nowe, a zarazem konstruktywne spojrzenie na dyskutowany temat. Specyfiką gospodarki Australii, Brazylii i Kanady jest ich powiązanie ze złożami surowców naturalnych. Australia koncentruje się na nowoczesnym górnictwie, które pozwala w sposób bezpieczny i ekonomiczny wydobywać, wzbogacać i eksportować węgiel oraz rudy wielu metali. Kanada i Brazylia przetwarzają w dużym stopniu wydobyte surowce, co spowodowało, że przemysł metalurgiczny w tych krajach jest dobrze rozwinięty. Przemysł stalowy w Brazylii, podobnie jak stalowy i metali lekkich w Kanadzie są świetnymi przykładami przemysłów na poziomie światowym. Natomiast poziom nauczania, a na pewno badań naukowych, w tych krajach jest jednak bardzo różny. Kanada, a także w dużym stopniu Australia, prowadzą badania metalurgiczne na najwyższym światowym poziomie. Jest to wynikiem narodowej polityki naukowej dostosowanej do specyficznych warunków tych krajów, a także dowodem współpracy pomiędzy przemysłem i uczelniami oraz faktem „istnienia" naukowców tych krajów na światowej scenie naukowej. Istnieje wiele podobieństw pomiędzy gospodarką polską, a gospodarkami Australii, Brazylii i Kanady. Jest rzeczą bardzo istotną, aby uczelnie polskie brały przykład z najlepszych uniwersytetów, dostosowały się do nowych warunków krajowych i światowych i odgrywały istotną rolę tak w nauce, jak i w dydaktyce nie tylko na arenie krajowej. Zupełnie odmienna sytuacja jest w Nowej Zelandii, gdzie ochrona środowiska dominuje wszystkie aspekty życia tego małego, ale bardzo ciekawego kraju. Przemysły drzewny i spożywczy są tam bardzo dobrze rozwinięte. Uczelnie prowadzą odpowiednie badania na potrzeby tych właśnie przemysłów i kształcą inżynierów głównie dla potrzeb tych specjalności. Zapotrzebowanie na metalurgów w Nowej Zelandii jest znikome, ale też konsekwentnie kształci się ich w mniejszych ilościach i prowadzi badania w tej dziedzinie głównie na wydziałach inżynierii chemicznej i mechaniki. Ze względu na wielkie zróżnicowanie przemysłu w Stanach

Zjednoczonych, wielkość tego kraju oraz stan rozwoju przemysłowego, jak również ilość innowacji technicznych tam powstających i wprowadzanych w życie powoduje, że wymagania stawiane uczelniom amerykańskim są bardzo wygórowane. Warto więc prześledzić, jakie zmiany nastąpiły w ostatnich latach na tamtejszych uniwersytetach w zakresie kształcenia inżynierów nie tylko kierunku metalurgicznego. Na pytanie „Na ile można wykorzystać doświadczenia amerykańskie w Polsce" każdy musi odpowiedzieć sobie indywidualnie, a potem zbiorowo w ramach istniejących struktur zainteresowanych uczelni. Historia ostatniego wieku uczy, że wiele zwyczajów i trendów tak kulturowych, naukowych, jak i gospodarczych przywędrowało z tego kraju o najbardziej dynamicznej ekonomii. Tak więc trzeba koniecznie przeanalizować wszelkie przykłady, zanim zacznie się kopiować i tworzyć cokolwiek nowego. Zmiany mające miejsce w Stanach Zjednoczonych wyprzedzają na ogół zmiany w Australii, Brazylii, Kanadzie i w innych krajach, w tym europejskich. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie zmian zachodzących na uczelniach w wybranych krajach i zainicjowanie dyskusji nad' koniecznymi zmianami w uczelniach krajowych. Uczelnie krajowe kształcące na kierunkach metalurgicznym i inżynierii materiałowej mają ugruntowaną pozycję i pokaźny dorobek. Celem proponowanej dyskusji jest konieczność dokonania zmian w celu pozyskania studentów i opracowanie nowych programów nauczania konkurujących z programami na świecie. Uniwersytety Amerykańskie Prezentowany artykuł jest oparty w dużej mierze na referacie wygłoszonym na konferencji SITPH 26 kwietnia 2004 r. w Krakowie [1]. Prezentowane przykłady pochodzą głównie z danych z Lehigh Uniyersity w Bethlehem w Pensylwanii, który jest prywatnym uniwersytetem założonym w 1865 r. przez Asa Packera, który wówczas jako potentat kolejowy był jednym z najbogatszych ludzi w Stanach Zjednoczonych. Założenie szkoły wyższej, głównie o kierunku inżynierskim, miało na celu kształcenie młodzieży, która mogłaby zasilić rozbudowujący się w Pensylwani, przemysł ciężki. Wymagania dzisiejszego świata są bardzo różne i dlatego też wydaje się, że zmiany dokonywane na Lehigh University są godne prześledzenia i przeanalizowania. Jest kilka typów uniwersytetów w Stanach Zjednoczonych i mają one różne zadania w kształceniu swoich studentów. „Community Colleges" są w pewnym stopniu odpowiednikami polskich szkół pomaturalnych, ale z tą istotną różnicą, że pozwalają po ich zakończeniu na kontynuowanie regularnych studiów uniwersyteckich na trzecim roku. Typowe studia odbywa się na „College", czyli uczelniach nie mających na ogół praw doktoryzowania lub na „Uniyersity", które te prawa posiadają. Oczywiście ze względów czasami historycznych niektóre uczelnie zachowały swoją pierwotną nazwę nawet, gdy stały się według tej definicji uniwersytetami. Przykładem takim jest Boston College, który jest liczącym się uniwersytetem badawczym, ale zatrzymał swoją pierwotną nazwę. Lehigh University nie jest dużym uniwersytetem, gdyż kształci jedynie ok. 4500 studentów kursu podstawowego i ok. 2000 studentów podyplomowych pracujących nad swoimi pracami magisterskimi lub doktorskimi. Nauczanie i badania naukowe odbywają się w czterech pionach zwanych szkołami: nauk technicznych i stosowanych, nauk podstawowych i sztuki, nauk ekonomicznych i nauk pedagogicznych. Szkoła nauk technicznych formalnie nazywa się P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science i skupia w sobie następujące wydziały: — Wydział Nauki i Inżynierii Materiałowej, — Wydział Inżynierii Mechanicznej i Mechaniki, — Wydział Inżynierii Elektrycznej, — Wydział Budowlany i Ochrony Środowiska, — Wydział Inżynierii Chemicznej, — Wydział Informatyki, — Wydział Inżynierii i Systemów Produkcji.

121

Wydział Nauki i Inżynierii Materiałowej (Materials Science and Engineering) istnieje na Lehigh od ponad 100 lat jako spadkobierca wydziału metalurgicznego i kształci studentów na poziomie inżynierskim, magisterskim i doktorskim. Statystyczna prezentacja nauczycieli akademickich jest bardzo ciekawa. Profesorowie tego wydziału są bardzo zróżnicowaną grupą i pochodzą z następujących krajów: USA (7), Wielkiej Brytanii (5), Indii (1), Ukrainy (1)iPolski(1). Dzisiejsza grupa profesorów (15) zdobyła stopień doktora w następujących dziedzinach nauki: metalurgia (6), ceramika (1), materiałoznawstwo (4), chemia (1) i fizyka (3), na uczelniach amerykańskich (9), brytyjskich (5) lub polskich (1). Lehigh University jako uniwersytet podobnie jak jego szkoła nauk technicznych, zostały klasyfikowane na 37 pozycji wśród najlepszych uniwersytetów i szkół nauk technicznych w Stanach Zjednoczonych w 2004 r., co przy tej wielkości uczelni jest wynikiem bardzo dobrym [4]. Metalurgia praktycznie zniknęła z programów nauczania jako samodzielna specjalizacja i została zastąpiona nauką o inżynierii materiałowej i procesowej (materials science and engineering), która obejmuje zagadnienia metali, materiałów ceramicznych, polimerowych i półprzewodników. Wszystkie materiały są charakteryzowane w zbliżony sposób, choć ich własności tak fizyczne, jak i chemiczne różnią się zdecydowanie. Takie naukowe podejście do badania materiałów ma więcej racji bytu niż podejście dotyczące poszczególnych przemysłów. W dydaktyce umożliwia ono dodatkowo uproszczenie programów nauczania poprzez łączenie wykładów z przedmiotów podstawowych i tym samym bardzo istotne obniżenie kosztów operacyjnych uczelni. Ponadto różne materiały konkurują między sobą w wielu zastosowaniach praktycznych i szersza znajomość materiałoznawstwajest tu jak najbardziej pożądaną, aby dokonać poprawnej selekcji materiału już na etapie projektowania wyrobów oraz w procesie ich wytwarzania. Studia podyplomowe na poziomie magisterskim lub doktorskim spełniają rolę studiów specjalistycznych w wybranym kierunku materiałoznawstwa. Tak przygotowani absolwenci myślą w szerszych kategoriach materiałoznawstwa i mogą podjąć zatrudnienie w każdej jego dziedzinie. W ostatnich latach w związku z zapotrzebowaniem na materiały o podwyższonych własnościach nastąpił ogromny wzrost materiałoznawczych badań naukowych. Ponieważ materiały są częścią naszego życia, praktycznie w każdej dziedzinie badania te są prowadzone przez metalurgów, chemików, fizyków, a także inżynierów budowlanych, mechaników, elektryków, a nawet górników, nie mówiąc o materiałoznawcach. Stan ten spowodował utratę monopolu na badania naukowe w zakresie materiałów, które do tej pory należały do wydziałów nauki i inżynierii materiałowej. Wydziały materiałowe kurczą się, a w wielu przypadkach są łączone z wydziałami inżynierii chemicznej lub mechaniki i powracamy do sytuacji, jaka miała miejsce w XIX wieku. Czyżby era metalurgii, a nawet materiałoznawstwa przeminęła? Metody kształcenia Dyskusja na temat zmian w sposobach kształcenia jest przeprowadzona na przykładach dotyczących generalnie inżynierów, a nie wyłącznie metalurgów. W przeszłości jakość absolwenta była kojarzona z ilością wiedzy nabytej podczas studiów. Obecnie nacisk kładzie się na przygotowanie absolwenta, który potrafi niezależnie pracować, przeprowadzać badania i umieć odpowiednio przedstawić ich wyniki tak w mowie, jak i na piśmie, gdyż prawdopodobnie będzie pracował w zespole z ludźmi reprezentującymi różne zawody i specjalności. Konieczne będzie pełne wykorzystanie talentów każdego członka takiego zespołu często reprezentującego inną część świata. Coraz częściej mówi się o powoływaniu zespołów roboczych na czas rozwiązywania poszczególnych projektów, a nie pracujących stale ze sobą. Najlepszym przykładem takiego działania jest przemysł filmowy, który jest wizytówką dynamiki i rentowności amerykańskiego biznesu. Oznacza to, że wychowankowie uczelni muszą biegle władać językami obcymi, jeżeli nie chcą pozostać na marginesie życia gospodarczego, politycznego czy też naukowego. Stąd konie-

122

czne są istotne zmiany w nauczaniu, dostosowane do życia i pracy w dzisiejszym zglobalizowanym świecie. Nauki techniczne w Stanach Zjednoczonych zacierają granice pomiędzy dyscyplinami, gdyż skomplikowane wyroby i usługi wymagają nowego podejścia do zagadnień projektowania wyrobów, a także procesów wytwarzania. Kiedyś wymagana głęboka wiedza w jednej dziedzinie często jest dzisiaj zastępowana wiedzą obejmującą styk wielu dziedzin, gdyż tam istnieją największe możliwości na dokonanie istotnych zmian. Jakość nowych rozwiązań technicznych jest bardzo często oceniana w kategoriach finansowych. Oczekiwany sukces finansowy jest bowiem warunkiem inwestycji w rozwój w każdej dziedzinie tak gospodarki jak i nauki, sztuki, czy nawet sportu. Tym sposobem badania podstawowe, kultura, sztuka, czy sport nie są bezpośrednio związane z dochodem finansowym, ale często są elementem koniecznym, aby ten sukces finansowy osiągnąć, czyli są formą wstępnej inwestycji. Programy nauczania są wyłączną sprawą indywidualnych uniwersytetów, aczkolwiek istnieją agencje akredytujące poszczególne wydziały i programy nauczania. Sytuacja taka powoduje, że uczelnie w bardzo szybki sposób odpowiadają na zapotrzebowania rynku pracy. Rynek pracy jest siłą sterującą większością kierunków nauczania. Jedynie pewne strategiczne tematy badawcze są sterowane centralnie poprzez przesunięcie finansów federalnych agencji rządowych na konkretny nowy temat, j ak to teraz ma miej sce w przypadku nanotechnologii. Decentralizacja programów nauczania jest jednym z największych plusów życia akademickiego w USA, dzięki której zmiany w nauczaniu następują szybko i w efekcie Amerykanie stale dyktują tempo. Dodatkowo istnieje konieczność ciągłego dokształcania i przekwalifikowania się na nowe zawody wśród absolwentów z wieloletnim doświadczeniem. Czasy, kiedy nasze uniwersyteckie wykształcenie wystarczało do uzyskania i utrzymania kariery zawodowej przez całe życie, minęły bezpowrotnie. Ta rzeczywistość powoduje, że istnieje wiele programów uniwersyteckich adresowanych do ludzi w „połowie ich kariery". Dużą popularnością cieszą się tzw. Certyfikaty, czyli zestawy specjalistycznych wykładów przygotowane głównie z myślą o ludziach z wykształceniem wyższym, którzy zmieniają karierę zawodową i nie są zainteresowani kolejnym tytułem podyplomowym. Studia są bardzo drogie, ale są świetną inwestycją na całe życie. W Stanach Zjednoczonych wysokość czesnego zależy od uczelni i od faktu, czy dana uczelnia jest stanowa czy też prywatna. W przypadku uczelni stanowych czesne jest średnio trzykrotnie niższe dla studentów danego stanu w porównaniu z przybyszami z zewnątrz. Lehigh University z racji statusu szkoły prywatnej, która nie jest wspomagana z budżetu stanowego, należy do najdroższych uniwersytetów w kraju. Opłaty w roku akademickim 2004/2005 przedstawione są w tablicy l i są oparte na oficjalnych danych uniwersyteckich [2]. Studenci, którzy osiągają dobre wyniki w nauce oraz pochodząTablica l Roczne opłaty studenckie na Lehigh University w roku akademickim 2004/2005 [2] Table l Annual tuition fees at Lehigh University in the academic year 2004/2005 [2] Typ opłaty Czesne Dom studencki na pierwszym roku Stołówka codzienna Książki (w przybliżeniu) Wydatki osobiste Razem

Wysokość opłaty, $ 29 640 4 700 3 530 800 1 210 39 880

Tablica 2 Średni dochód roczny dla osób z różnym stopniem wykształcenia na początku kariery [3] Table 2 Average annual income of people with different education level at the beginning of their career [3] Stopień wykształcenia Bez szkoły średniej Po szkole średniej Dyplom pomaturalny Dyplom uczelniany Magisterium Doktorat Wolne zawody

Dochód roczny, $ 16053 23594 32468 43782 52794 74712 95488

cy z rodzin o niższych dochodach mogą ubiegać się o stypendia, które w znaczny sposób obniżają wydatki na studia i wielkość długu, z jakim młody absolwent kończy studia i zaczyna życie zawodowe. Około 50 % studentów pierwszego roku na Lehigh Uniyersity otrzymuje jakąś formę pomocy finansowej. Nasuwa się tu pytanie, dlaczego ludzie są skłonni płacić tak wysokie sumy za wykształcenie. Odpowiedzi jest wiele, ale najważniejsze są chyba przewidywane dochody. Według oficjalnych danych [3], średni roczny dochód ludzi z różnym wykształceniem jest zestawiony w tablicy 2. Przedstawione dane są uśrednione i me dotyczą jedynie zawodów inżynierskich. Nie jest tak istotna dokładna wielkość dochodu, bo nie może ona być porównana bezpośrednio z warunkami polskimi. Istotny jest wskaźnik wzrostu dochodów oparty na podstawie uzyskanych kwalifikacji zawodowych. Tak więc młodzi ludzie są poważnie zainteresowani studiowaniem, a ich rodzice choćby częściowym finansowaniem takiego przedsięwzięcia. Poza atutami finansowymi istotne jest również, że uczelnie oferują nie tylko wiedzę, oferują również przynależność do społeczności, którą popiera się poprzez działalność stowarzyszenia wychowanków i pomaga w utrzymaniu się w tej grupie społecznej. Uczelnie utrzymują kontakt z wychowankami po opuszczeniu przez nich murów uniwersytetu. Najlepsze kariery sąpodawane jako przykłady, jak dobrze dany uniwersytet przygotowuje do życia zawodowego. Oczywiście jest bardzo istotne, co jest oferowane na studiach przez daną uczelnię, gdyż konkurencja pomiędzy uniwersytetami jest ogromna. Istnieje więc wiele możliwości na wymiany studenckie pomiędzy uniwersytetami w innych krajach i praktyki letnie. Wyjazdy na semestr lub dwa na inny kontynent są bardzo popularne. Studenci Lehigh Uniyersity jeżdżą też do środkowej Europy w ramach takiej wymiany i nasuwa się tu tylko pytanie, dlaczego można ich spotkać w czeskiej Pradze, a nie w jednym z polskich miast? Istotna jest atrakcyjność kierunków nauczania i jakość kadry akademickiej. Programy nauczania są zdecentralizowane i uaktualniane na bieżąco, a nauczyciel akademicki jest oceniany przez studentów na każdym wykładzie oraz na końcu każdego semestru. Ocena ta jest bardzo istotna, bo jest brana pod uwagę przy każdym awansie i podwyżce płac. Po raz kolejny zwyciężył amerykański pragmatyzm, wprowadzający mechanizmy samokontrolujące. Jest również istotne, aby studenci uczestniczyli od początku w pracach grup badawczych, co umożliwi im poznanie technik eksperymentalnych i metod analizy wyników. Uczelnie czynią wiele, aby pozyskać jak najlepszych wykładowców i naukowców oraz zapewnić im warunki rozwoju. Profesorowie czołowych uczelni w dużej mierze reprezentują czołówkę światową w swojej dziedzinie i gwarantują studentom, że będą oni uczeni nie tylko z podręczników, ale też z najnowszych opracowań technicznych i naukowych. Jest bardzo istotne, aby się uczyć od prawdziwych mistrzów, których prace są znane i cytowane w literaturze. Wszystko to sprawia, że uczelnie nie są odpowiedzialne jedynie za przekazanie wiedzy merytorycznej, ale przede wszystkim za uczenie sposobu myślenia. Można tu zacytować Profesora

Józefa Zasadzińskiego, który powitał jednego z autorów tego artykułu (W.Z.M) na studiach doktoranckich na AGH tymi słowami „Panie kolego, tu trzeba myśleć, bo w życiu się pan jeszcze narobisz". Uczelnie poprzez swój szeroki program nie tylko uczą wiedzy zawodowej, ale też kultury i umiejętności poruszania się w dzisiejszym świecie. Tym celom służą nowe programy uruchomione na Lehigh University w ostatnich latach. Wszystkie one są interdyscyplinarne, tak w sensie programu nauczania jak i kadry nauczycieli akademickich prowadzących wykłady i przygotowują absolwentów zgodnie z wymogami dzisiejszego rynku pracy. Są one tutaj przedstawione w ich oryginalnej angielskojęzycznej formie: — Integrated Design Arts, — Bio-Engineering, — Integrated Business and Engineering, — Computer Science and Business, — Analytical Finances (tylko studia magisterskie). Finansowanie kształcenia, a szczególnie w ramach nowych programów wymaga dużych nakładów finansowych. W prywatnych uczelniach jedynie ok. 60 % bieżącego budżetu pochodzi z opłat studentów. Pozostaje więc bardzo ważne pytanie skąd wziąć pozostałe 40 %? Dodatkowo istnieje obowiązek finansowania obok wydatków bieżących, koniecznych inwestycji uczelni w postaci laboratoriów, sal wykładowych, domów studenckich i obiektów sportowych. Pomoc wychowanków, a szczególnie zamożnych absolwentów jest bardzo ważna. Bardzo popularne jest „fundowanie" elementów struktury uczelnianej w postaci tzw. „endowment". Fundowane są stypendia doktoranckie (Loewy Graduate Fellowship), pojedyncze stanowiska (Loewy Professor i Loewy Yisiting Professor), instytuty (laccoca Institute) i całe szkoły (P.C. Rossin College of Engineering and Applied Science). Endowment polega na zainwestowaniu pieniędzy na giełdzie i korzystaniu przez uniwersytet na bieżąco z odsetek, które on generuje. Badania Naukowe Badania naukowe są integralną częścią liczącego się uniwersytetu. Są też najlepszą wizytówką jakości badań i dydaktyki, jakie dana jednostka akademicka prezentuje. Badania uczelniane są prowadzone głównie przez magistrantów i doktorantów pod okiem promotorów i stanowi to model popularny w wielu krajach zachodnich. Pouczające jest zestawienie zaprezentowane w tablicy 3, przedstawiające liczbę studentów przypadających na nauczyciela akademickiego w 50 najlepszych uniwersytetach amerykańskich w wymiarze rocznym. Widać wyraźnie dynamikę życia naukowego tych najlepszych uniwersytetów. System finansowania pracowników naukowych oparty jest o generalnie prosty samoregulujący się mechanizm. Pracownicy naukowi są wynagradzani jedynie przez dziewięć miesięcy w roku. Stanowi to naturalny doping do szukania dodatkowych projektów i możliwość zapłacenia sobie pensji w okresie pozostałych trzech miesięcy, po upływie 9 miesięcy roku akademickiego. Projekty naukowe finansowane ze źródeł federalnych lub stanowych są doskonałym źródłem takiego dodatkowego dochodu. Dodatkowymi źródłami są również fundacje, organizacje techniczne oraz przemysł. Tradycyjnie w naTablica 3 Obciążenie dydaktyczne kadry akademickiej Table 3 Teaching load of the academic staff Lokata uczelni

Doktoranci/ Profesora

Magistranci/ Profesora

Studenci/ Profesora

1-25 26-50 1-50

4,0 2,9 3,5

3,9 2,6 3,3

13,9 13,3 13,6

123

ukach technicznych promotor opłaca czesne, stypendium i koszty badań dla swego doktoranta lub magistranta. Średnio koszt studenta podyplomowego wynosi ok. 50 000 $ na rok. W ostatnich latach bardzo się zmieniła struktura i filozofia badań naukowych. Do głosu w badaniach naukowych doszły wskaźniki ekonomiczny i społeczny prowadzonych projektów. Nacisk kładziony jest na możliwość wdrożenia wyników do praktyki. Zmniejszył się też udział rządu federalnego w finansowaniu badań naukowych. Przed rokiem 1980 rząd federalny finansował 50 % badań, podczas gdy obecnie jego udział spadł do jedynie 30 %. Jest rzeczą wiadomą, że jedynie badania podstawowe mogą zapewnić nowe odkrycia i prowadzić do nowych, często rewolucyjnych technologii. Jest więc bardzo istotne poszukiwanie równowagi i właściwych relacji pomiędzy badaniami podstawowymi i stosowanymi. Ocenia się, że wdrożenie wyników naukowych do przemysłu jest nadal na zbyt niskim poziomie. Badania naukowe są często niezależne od zastosowań przemysłowych i nie zawsze mogą być wdrożone. Proponowanym rozwiązaniem jest tworzenie dużych zespołów badawczych złożonych z przedstawicieli przemysłu, uniwersytetów i laboratoriów rządowych, licząc na szybsze wprowadzenie wyników do praktyki przemysłowej. Najbardziej niewykorzystany jest potencjał uniwersytetów gdzie znaczna część badań ma miejsce i kończy się jedynie w postaci publikacji naukowej. Istnieje konflikt pomiędzy tradycją uniwersytecką a nową rzeczywistością finansową. Pracownicy naukowi nie są zawsze najlepiej przygotowani do transferu technologii, a ponadto nie są oni przez uniwersytet wynagradzani za takie działanie, a wręcz widzi się to często jako odejście od „czystej" nauki. Powstaje konieczność stworzenia nowych mechanizmów, zapewniających wdrażanie pomysłów powstałych w laboratoriach do praktyki. Dużą rolę mogą odegrać tu prowadzący badania doktoranci i magistranci, którzy znają nowe odkrycia szczegółowo. Trzeba jednak stworzyć metody pomocy, aby ci młodzi ludzie mogli tworzyć firmy i dalej rozwijać obiecujące pomysły. Istnieją programy federalne (SBIR i STTR), które zapewniaj ą pewną pulę finansów, które są rozdzielane poprzez agencje rządowe w oparciu o system zgłoszeń i wniosków na projekty wdrożeniowe. Przy czołowych uczelniach badawczych powstaj ą tzw. „inkubatory" , które zapewniają dogodne warunki wynajmu lokalu i dostęp do struktury laboratoryjnej uniwersytetu. Zakładanie firm przez studentów i pracowników nie jest zjawiskiem nowym w Stanach Zjednoczonych. Znane firmy, jak Adina (programy komputerowe do obliczeń inżynierskich) czy Bose (sprzęt radiowy), powstały właśnie w ten sposób. Należy pamiętać, że największym wynalazkiem Amerykanów jest ich laboratorium w postaci garażu, w których zaczynały takie firmy, jak Hewlet Packard, Head czy Apple Computers będące dziś potęgami światowymi w swoich dziedzinach. Przykładem takim dzisiaj jest firma EMV Innovative Materiał Technologies LLC [7], założona na Lehigh przez dwóch doktorantów i ich promotora w 2002 r., która mieści się na terenie Lehigh University w tzw. Ben Franklin Incubator. EMV Technologies zajmuje się transferem technologii zaprojektowanych na Lehigh Uniyersity i innych uczelniach, prowadzi własne badania nad rozwinięciem nowych technologii i doradztwo inżynierskie. Jest ściśle związana z Lehigh University finansując prace magisterskie na tej uczelni. Czy to jest szansą dla polskich uczelni? Mając na uwadze tę sytuację w USA, należałoby dokładnie przeanalizować problem ewentualnego pogłębienia niekwestionowanej współzależności inżynierii materiałowej oraz procesowej i nie traktowania, co daje się zauważyć, obu tych kierunków jako w pełni samodzielnych. Nie należy bowiem zapominać, że współczesne spojrzenie na te dwa kierunki dowodzi, że nie ma badań materiałowych bez uwzględnienia skutków procesów technologicznych, jak również trudno sobie wyobrazić rozwój technologii bez uwzględniania w niej roli struktury materiału i związanych z nią własności. Dodatkowo dzisiejsza gospodarka jest znacznie bardziej rentowna dostarczając całościowych rozwiązań i gotowych wyrobów niż pół-

124

T a b l i ca 4 Wykaz absolwentów wydziałów metalurgicznych na kierowniczych stanowiskach w skali ogólnopolskiej [6] Table 4 List of the graduates from uniyersity departments of metallurgy holding management position jobs in Poland [6] .....

Liczba firm w których pracują absolwenci

Liczba absolwentów od 1995

razem

dyrektorzy

kierownicy

specjaliści

Akademia Górniczo-Hutnicza

19801

793

27

162

604

164

Politechnika Śląska

20248

635

25

146

464

129

Politechnika Częstochowska

15807

204

6

38

160

81

Uczelnia

Stanowiska

wyrobów. W tej sytuacji nowoczesne wyroby są wytwarzane z wielu różnych materiałów i stąd istotne jest zrozumienie własności oraz metod wytwarzania różnych materiałów. Można w tym miejscu wspomnieć, że celowe i uzasadnione wydaje się rozszerzenie współpracy wydziałów Wyższych Uczelni z Krakowa, Katowic i Częstochowy, kształcących metalurgów, z zapleczem naukowo-badawczym przemysłu hutniczego i maszynowego oraz bezpośrednio z zakładami produkcyjnymi w ramach działalności z tzw. transferu technologii oraz praktyk inżynierskich. Doświadczenia uczelni amerykańskich wskazują, że jest to kierunek i sposób, który przynosi efektywne rozwiązania, więc należałoby go szerzej stosować w Polsce. Poszukując zmian w programie kształcenia w kraju można i należy się kierować interesującymi wynikami prowadzonych ostatnio wielokierunkowo rankingów państwowych i prywatnych Wyższych Uczelni w Polsce. Polskie wydziały metalurgiczne posiadają od szeregu lat według znanych autorom danych, najwyższą pierwszą kategorię, co potwierdza ich wysoką pozycję w nauce i dydaktyce wśród 127 państwowych i 257 prywatnych Wyższych Uczelni w kraju. Bardziej szczegółowe dane na temat rankingów są opublikowane w „Rzeczpospolitej" [5] i innych czasopismach jak „Wprost" i „Polityka". W tablicy 4 przedstawiono z kolei pozycje omawianych Uczelni w skali ogólnopolskiej, przyjmując skuteczność przygotowania absolwentów do zdobycia dobrej pracy jako jedyne kryterium ich oceny. W sytuacji nie najlepszej kondycji techniczno-ekonomicznej krajowego przemysłu metalurgicznego, znaczącego bezrobocia i realnej możliwości emigracji wykształconej młodzieży do krajów UE i poza nią, przedstawione dane stanowią interesujący materiał dla badań socjologicznych i prac planistycznych w zakresie gospodarki. Wyniki przedstawione w tablicy 4 dowodzą, że mamy do czynienia z dobrym przygotowaniem absolwentów wydziałów metalurgicznych do zawodowej kariery krajowej. Nie zmienia to faktu, że można i należy podnieść poprzeczkę jeszcze wyżej, aby uzyskać najwyższy poziom jakości tak w dydaktyce, jak i badaniach naukowych. Konieczne jest postawienie na jakość, a ilość będzie głównie zależała od aktualnego zapotrzebowania gospodarki krajowej i zagranicznej. Ponieważ nie żyjemy w odizolowanym świecie, należy patrzeć na dydaktykę i badania naukowe jako produkt, który można sprzedać na całym świecie, jest to usługa jak najbardziej eksportowa. Dobre uczelnie nie muszą być limitowane krajowymi planami i potrzebami jedynie krajowej gospodarki. W wielu rozwiniętych krajach dydaktyka na poziomie szkół średnich i wy ższych jest usługą eksportową. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby tak rozwijać kadry na omawianych wydziałach, aby w ciągu najbliższych lat prowadzić całe programy

dydaktyczne w języku angielskim. Wydaje się to wręcz konieczne na poziomie studiów doktoranckich. Doktor nauk technicznych XXI wieku nie władający językiem angielskim w mowie i piśmie jest „produktem" uczelni, którym ona nie będzie się mogła chwalić zbyt często. Przykładami takich międzynarodowych uczelni sąuniwersytety w krajach angielskojęzycznych, a także w Skandynawii i Holandii. Doktoraty pisane są tam w języku angielskim, a w przypadku Australii wymagane jest, aby choć jeden członek komisji doktorskiej pochodził spozakraju. Na uniwersytetach w Singapore bardzo często recenzenci nawetprac magisterskich sąpowoływani spośród specjalistów zagranicznych. Mechanizmy te spowodowały dużo więcej pracy dla doktorantów, ale równocześnie zapewniły zupełnie inny start w życiu zawodowym. W przypadku wprowadzenia proponowanych zmian uczelnie będą miały dostęp do wielu kandydatów gotowych przyjechać na odpłatne studia w Polsce. Krajowa kadra naukowa zostanie zdopingowana do wykładów w języku angielskim oraz będzie to powodem do zapraszania wykładowców z językiem angielskim do ośrodków prowadzących takie zajęcia. Jest to niespotykana okazja, aby pozyskać nowe środki finansowe z zagranicy, dać możliwość kształcenia polskim studentom, jak również studentom z innych krajów. Tym samym sposobem wszyscy absolwenci będą dużo lepiej przygotowani do pracy w Polsce i poza nią. Jest to bardzo ważny argument przy panującym wysokim bezrobociu w Polsce, po prostu nie stać nas uczyć nienowocześnie. Kwestie reorganizacji uczelni w zakresie nauczania i prac badawczych w szeroko pojętej inżynierii materiałowej autorzy tego artykułu pozostawiają Radom Wydziałów, Dziekanom, Senatom i Rektorom wszystkich wyższych uczelni prowadzącym nauczanie i badania w zakresie metalurgii i inżynierii materiałowej. Takie podejście do koniecznej reorganizacji zapewni sukces najlepszym i tym samym polska metalurgia i inżynieria materiałowa oraz inne działy technologii i materiałoznawstwa nie tylko nie ucierpią, ale będą się jeszcze dalej rozwijać. Istotne jest zapewnienie takiego poziomu kształcenia i poziomu badań, które zabezpieczą Polakom miejsce w czołówce światowej. Wszystkie inne działania i plany, nie zmierzające do miejsca w czołówce europejskiej i światowej, powinny być odrzucone jako zbyt mało ambitne i nie wystarczające na potrzeby XXI wieku. W zakresie badań naukowych polskie uczelnie, dzięki niższym kosztom i porównywalnemu poziomowi, będą mogły bardziej skutecznie konkurować w staraniach o projekty praktycznie w każdej części globu. Jest to kolejna możliwość na poprawienie finansów uczelni i instytucji naukowo-badawczych oraz możliwość nawiązania lepszego kontaktu z naukową czołówką świata poprzez kierowanie wyników prac do uznanych międzynarodowych czasopism naukowych i prezentowanie ich na liczących się konferencjach na świecie. Bardzo pouczająca jest analiza wysiłków i wyników krajów, które przystąpiły do UE w poprzednich latach. Irlandia jest przykładem sukcesu, gdyż kraj ten w 30 lat praktycznie dogonił czołówkę

Europy, Portugalia reprezentuje kraje nadrabiające zaległości, a Grecja ma mniej więcej taki sam dystans do czołówki, jaki miała przed przystąpieniem do UE. Podsumowanie Na początku 2004 roku Alan Greenspan, Prezes Federal Reserve Board powiedział „Brak odpowiedniej edukacji raczej niż «kontraktowanie» prac poza granice USA stanowi największe zagrożenie dla amerykańskiego dobrobytu w przyszłości". Wydaje się, że ta prawda sięga daleko poza granice Ameryki. Przyszłość Polski zależy od jej własnych pomysłów naukowych, inżynierskich i ekonomicznych. W tej dziedzinie możemy liczyć tylko na siebie, ale zawsze dobrze jest się uczyć od najlepszych. Dlatego też uczelnie polskie muszą otworzyć się na świat i umożliwić szeroką wymianę naukową i dydaktyczną, co sprowadza się do oferowania choćby części wykładów w języku angielskim. Pisanie doktoratów w języku angielskim jest rozwiązaniem koniecznym, jeżeli chcemy, aby prace badawcze były oceniane przez najlepszych specjalistów na świecie. Centralizm wprowadzony po II wojnie światowej ma się stanowczo za dobrze w Polsce w XXI wieku. Na całym świecie konieczne są oszczędności i na uniwersytetach robi sieje głównie przez redukcje administracji. Redukcja liczby pracowników administracji na uczelniach i w organach centralnych związanych z nauką, to dopiero pierwszy krok w drodze do bardziej twórczej i efektywnej nauki polskiej. Tak zaoszczędzone pieniądze powinny być zainwestowane w podniesienie poziomu dydaktyki i badań, aby doprowadzić je do czołówki europejskiej i światowej. Tylko śmiałe pomysły i plany mogą przesunąć Polskę w rankingach Unii Europejskiej, tak w zakresie nauki i gospodarki jak również poziomu i jakości życia. Dydaktyka i badania naukowe są na pewno wartością na sprzedaż i z powodzeniem mogą stanowić usługę eksportową przynoszącą dodatkowe dochody, jeżeli tylko będą prowadzone na najwyższym poziomie światowym [7, 8]. Wybór należy do nas. Literatura 1. Misiolek W. Z.: Sylwetka inżyniera XXI wieku widziana z amerykańskiej perspektywy. Konferencja SITPH — Kierunki kształcenia metalurgów w świetle aktualnych wymagań techniki i gospodarki. 26 kwietnia 2004, Kraków. 2. Strona internetowa: www.lehigh.edu. 3. U.S. Census Bureau, 2001 U.S. Census Bureau, 2001. 4. Strona internetowa: www.usnews.com. 5. Rzeczpospolita, 2003,7.10.04 6. Lewandowski J. L: Przegląd Odlewnictwa 2004, nr 4, s. 342. 7. Wusatowski R.: Sprzedaż wyrobów, czy sprzedaż wartości. Hutnik-Wiadomości Hutnicze 2000, r. 67, nr 7, s. 268. 8. Stalony-Dobrzański F.: Obrót informacją jako źródło zysku. Rudy Metale 2004, r. 49, nr l, s. 27. 9. Strona internetowa: www.emvtechnologies.com.

125

STANISŁAW DOWNOROWICZ

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD 622.343(438):622.5:556.3

PROBLEMY HYDROGEOLOGICZNE GÓRNICTWA RUD MIEDZI, WSKAŹNIKI ZAWODNIENIA KOPALŃ Przedstawiono zwięzłą charakterystyką hydrogeologiczną struktur geologicznych, w obrąbie których było lub jest prowadzone wydobycie rud miedzi oraz podano parametry hydrogeologiczne kopalń starego i nowego zagłębia. Słowa kluczowe: złoże rud miedzi, warunki hydrogeologiczne, górnictwo polskie.

HYDROGEOLOGICAL PROBLEMS OF COPPER ORE MINING, INDICES OF WATER INFLOW IN MINES Hydrogeological characteristic s ofgeological structures, within which copper are was or is being mined, has beenpresented in brief. Hydrogeological parameters ofmines in the old and new basins are given. Key words: copper ore deposit, hydrogeological conditions, mining in Poland. Wstęp

skich) od głębszych poziomów wodonośnych piętra trzeciorzędowego, triasowego i permskiego i tym samym od wpływów hydrodynaRodzaj i skala problemów hydrogeologicznych występujących micznych drenażu złoża. w polskim górnictwie rud miedzi są pochodnymi: Na terenie synkliny grodzieckiej głównym kolektorem wodo1 —budowy strukturalno-geologicznej i hydrogeologicznej obszaru nośnym, stwarzającym zagrożenie dla robót górniczych jest zespół złożowego, warstw węglanowych środkowego cechsztynu. Wody tego kolektora 2 — modelu przestrzennego kopalń, były źródłem wielu niekontrolowanych wypływów awaryjnych do 3 — stosowanych technologii i faz udostępnienia złoża, wyrobisk górniczych. Doświadczenia zdobyte przy zwalczaniu za4 — infrastruktury technicznej zakładu górniczego, grożenia wodnego w kopalniach synkliny grodzieckiej, były podstawą 5 — uwarunkowań przestrzennych, w tym zagospodarowania kodo opracowania profilaktyki technicznej, ujętej w kolejno aktualizomunalnego, przemysłowego i rolniczego terenów wokół zakładu wanych instrukcjach i przepisach prowadzenia robót górniczych górniczego. udostępniających i eksploatacyjnych w górnictwie rud. Kopalnie rud miedzi, zarówno na terenie starego, jak i nowego Drugi zespół problemów doświadczonych na terenie starego zagłębia miedziowego, budowane były w obrębie podobnych skał zagłębia miedziowego, tj. w obszarze synkliny grodzieckiej, jest osadowych, występujących w profilu geologicznym synkliny złotozwiązany z rozwojem wpływów drenażu złoża na stosunki wodne ryjskiej i grodzieckiej,będących subjednostkami niecki północnosuregionu. W wyniku odwadniania złoża i wodonośnego poziomu deckiej, oraz w obrębie środkowej części monokliny przedsudeckiej. czwartorzędowego, wytworzył się rozległy lej depresji, o powierzZłoża w tych strukturach geologicznych występują w spągochni ponad 24 km , z główną osią tego leja przebiegającą wzdłuż wych partiach skał cechsztyńskich, zalegających na bardzo słabo wychodni środkowego cechsztynu. Rozwojowi tego leja towarzywodonośnych piaskowcach czerwonego spągowca. O ile złoże na szyły zapadliska powierzchni terenu w miejscach intensywniejszego monoklinie przedsudeckiej zalega bezpośrednio na utworach czerwystępowania kawern krasowych. Towarzyszące zaniki wód wonego spągowca, to na terenie synkliny grodzkiej złoże występuje na ok. 30^-40-metrowym pakiecie warstw margli plamistych, roz- w użytkowym czwartorzędowym poziomie wodonośnym, spowodowały konieczność dostawy wody pitnej dla regionu. Wodę tę przestrzenionych na ok. 75 % powierzchni złoża. We wszystkich dostarczano z ujęć o niezbędnych wydajnościach wykonanych obszarach miedzionośnych źródłem zagrożenia wodnego dla robót w wyrobiskach górniczych. Ujmowana woda pod względem jakości udostępniających i przygotowawczych są przeważające wody pochoodpowiadała obowiązującym normom. dzące z nieciągłości strukturalnych, występujących w obrębie osaInnymi ważkimi problemami w starym zagłębiu miedziowym dowych skał pod- i nadzłożowych, takich jak spękania w obrębie były składowiska odpadów poflotacyjnych. Składowisko nr 2 przy warstw, szczeliny w strefach przyuskokowych, szczeliny uskokowe, ZG LENA po uruchomieniu jego eksploatacji wykazywało poważne systemy mikro- i makroporów o dynamicznym charakterze przestrzeni nieszczelności zapory, stwarzające poważne zagrożenie dla jej staporowej, mikrokawerny i kawerny diagenetyczne (procesy dolomiteczności . Po zastosowaniu namy wu marglistych odpadów na skarpę tyzacji), makrokawerny krasowe — rozwinięte głównie w obrębie odwodną zapory, infiltrację i wycieki wody ze skarpy odpowietrznej podkenozoicznych wychodni cechsztynu i w strefach mocno zdyszapory opanowano. lokowanych, często wypełnione materiałem rezidualnym. Najbardziej groźne i dotkliwe w skutkach doświadczenia wystąNa terenie starego zagłębia wody te są zasilane bezpośrednio piły w ZG KONRAD, w których to w 1967 r. nastąpiło przerwanie wodami opadowymi infiltrującymi poprzez przepuszczalne osady zapory ziemnej składowiska lwiny i przelanie się upłynnionych czwartorzędu. odpadów poflotacyjnych do doliny rzeki Bobrzycy, a następnie do Na obszarze złożowym monokliny przedsudeckiej wody opadorzeki Bóbr. Powodem awarii były błędy technologiczno-eksploatawe infiltrujące w podłoże czwartorzędowe są izolowane rozległym, cyjne składowiska i tzw. czynnik ludzki. o charakterze regionalnym, pakietem iłów plioceńskich (poznańDr inż. Stanisław Downorowrcz — Przedsiębiorstwo Konsultingowe HYDROGEOMETAL. Lubin.

126

W wyniku tej katastrofy zaostrzone zostały rygory inwestycyjno-eksploatacyjne dla realizowanego składowiska Gilów, a następnie Żelazny Most na terenie nowego zagłębia miedziowego. Innym dotkliwym błędem związanym z kopalnią KONRAD było jej zatopienie bez wnikliwszego przygotowania projektowo-dokumentacyjnego, co doprowadziło do zanieczyszczenia ujmowanej wody i w konsekwencji do likwidacji zbudowanych ujęć na poziomie 830 metrów, zaopatrujących region i linię technologiczną butelkowania wody mineralnej w rejonie szybu K-l. Porównanie niektórych parametrów hydrogeologicznych kopalń rud miedzi starego i nowego zagłębia przedstawiono na rysunkach 1+6.

— głębokość eksploatacji złoża ZG LENA — do 320 m (l szyb), NOWY KOŚCIÓŁ — do 100 m (l szyb), — wielkość wydobycia ZG LENA — średnio 700 000 t/r., NOWY KOŚCIÓŁ — do 420 000 t/r. Parametry hydrogeologiczne kopalni LENA: 3 3 — dopływ wody: od 3,7 do 7,0 m /min, średnio 4,6 m /min, największy odnotowany dopływ do kopalń —15,5 m /min (1962 r.) — ilość odprowadzonych wód z kopalni 0,085 km , •— wskaźnik zawodnienia kopalni od 3,1 do 6,1 m /t rudy, — wskaźnik zawodnienia kopalni w przeliczeniu na tonę metalu od 3

Kopalnie synkliny złotoryjskiej

— — — —

Ogólna charakterystyka: 2 — powierzchnia udokumentowanego złoża — 20,9 km , — średnia zawartość Cu w złożu —• 0,6 %, — okres eksploatacji złoża 1950+1973 r.,

516 do 1016m /tCu. Parametry hydrogeologiczne kopalni NOWY KOŚCIÓŁ: 3 3 dopływ wody: od l ,4 do 5,2 m /min., — średnio 2,8 m /min, 3 ilość odprowadzonej wody z kopalni ok. 0,020 km , 3 wskaźnik zawodnienia kopalni od 1,75 do 6,5 m /t rudy, wskaźnik zawodnienia kopalni w przeliczeniu na l tonę metalu 3

od291dol083m /tCu.

rrrtnin

42,5 40,0 36,0

30,0 27,0

20,0

15,5 10,0

8,0 4,0

0,0 Lena

Nowy Kościół

Konrad

Synklina złotoryjska

Lubichow

Upadowa Grodziec

Rudna

Synklina grodziecka

Polkowice

Sieroszowice

Rys. 1. Maksymalne i uśrednione dopływy wody do kopalń rud miedzi Fig. 1. Maximal and averaged water inflows into copper ore mines

Monoklina przedsudecka

s

nx 10 m3

' B«:

800,0

400,0 350,8 329,5

?-ll

300,0

•"•

^.,-s^i-

200,0

100,0

85 ,\ &

20 0,0 Lena

Nowy Kościół

Synklina złotoryjska

31,6

29,13 13,14

m •-, Konrad

Lubichow

Upadowa Grodziec

Synklina grodziecka

.'," Lubin

11,7 Rudna

•"•^'-^-"i*,. Polkowice

Sieroszowice

Monoklina przedsudecka

Rys. 2. Sumaryczna ilość wody odprowadzonej z kopalń rud miedzi (stan 31.12.2003 r.) Fig. 2. Oyerall volume of water drained from copper ore mines (figures for 31.12.2003)

127

nf/t rudy

16,0

16,0

12,0

S .7,3.. :

8,0

6,5

6,1

4,0

n

12,3

1

'

.:. "

jSil-,.

2,26

' "''

1,284

0,227

0,103

0,0 Lena

Nowy Kościół

Synklina złotoryjska

Konrad

Lubi chów

Upadowa Grodziec

Synklina grodziecka

Lubin

Rudna

Polkowice

Sieroszowice

Monoklina przed sudecka

Rys. 3. Maksymalne i uśrednione wskaźniki dopływu wody do kopalń w przeliczeniu na tonę wydobytej rudy Fig. 3. Maximum and averaged indices of water inflows to copper ore mines per l ton of ore output

Q/tCu

2000,0

1000,0

800,0

600,0

400,0

200,0

Rys. 4. Wskaźniki ilości odprowadzonej wody z kopalń w przeliczeniu na tonę miedzi zawartej w wydobytej rudzie Konrad

Lubichow

Upadowa Grodziec

Kopalnie synkliny grodzieckiej Ogólna charakterystyka: powierzchniaOGGRODZIECiLUBICHÓW—łącznie 64,71 km2, udokumentowane zasoby rudy na powierzchni 34 km , miąższość złoża od 0,5 do 2,1 m, średnio 1,39 m — zawartość metalu od 0,5 do 1,5 % Cu, średnio 0,8-1,0 % Cu, nie udostępnione złoże Wartowice zalega od 850 m do 1250 m, Kopalnia KONRAD (3 szyby), wydobycie 1,2-1,4 min t/r., eksploatacja złoża do głębokości 830 m, LUBICHOW (4 szyby), wydobycie do 220 tyś. t/r., eksploatacja złoża do głębokości 310 m, UPADOWA GRODZIEC —podrzędne znaczenie. Parametry hydrogeologiczne kopalni KONRAD: dopływ wody: średnio 31-32,5 m /min., maksymalnie 42,5 m /min, maksymalny dopływ roczny: 22 338 000 m /r.,

128

Fig. 4. Indices of the amount of water drained from mines per l ton of copper contained in the ore mined — wskaźnik zawodnienia kopalni 1953 r. — 16m 3 /trudy, 1966 r. — 6,5 m3/t rudy, — wskaźnik zawodnienia kopalni w przeliczeniu na tonę metalu do — — — —

1994 m3/t Cu, ilość odprowadzonej wody z kopalni > 0,80 km3. Parametry hydrogeologiczne kopalni LUBICHOW: dopływ wody —- do kilku m /min, wskaźnik zawodnienia kopalni 1952-1966 r. — 12,3 m3/t rudy, 3 1962 r. — 7,8 m /t rudy, wskaźnik zawodnienia kopalni w przeliczeniu na tonę metalu —

709 m3/t Cu. Parametry hydrogeologiczne kopalni UPADOWA GRODZIEC: — średni dopływ wody — 2,5 m3/min.

kg M/t rudy 40,0 37,59

34,0

"^:

30,0

-ŚK£

^

w. %•'" 20,0

H|

:"?' ';\

10,0

7,76 4,17 '- .?~> . :

0,0

:!

Wody kopalniane o mineralizacji M<0,5g/dm Lena

Nowy Kościół

Synkiina złotoryjska

Konrad

Lubichów

• .

jy

Wody Kopalniane o mineralizacji 200>M>0,5g/dm' Upadowa Grodziec

Lubin

Synklina g radziecka

Polkowice

Rudna

Sieroszowice

Monoklina przedsudecka

Rys. 5. Uśredniony wskaźnik ilości związków mineralnych (M) rozpuszczonych w wodzie kopalnianej w przeliczeniu na l tonę wydobytej rudy Fig. 5. Averaged index of the amount of minerał compounds (M) dissolved in a minę water per l ton of a mined ore

kg M/t Cu 2000,0 1824,74

1600,0 1452,20

•''yjjjl

VŻ

1200,0 *>;.«

800,0

.,,,; 400,0

320,53

0,0

Wody kopalniane o mineralizacji M<0,5g/drrf Lena

Nowy Kościół

Synklina złotoryjska

Konrad

Lubichów

Upadowa Grodziec

Synklina grodziecka

'.;«

""m 393,73

: :Ą

y-yjp*

Wody kopalniane o mineralizacji 200>M>0,5g/dms Lubin

Rudna

Polkowice

Monoklina przedsudecka

Sieroszowice

Rys. 6. Uśredniony wskaźnik ilości związków mineralnych (M) rozpuszczonych w wodzie kopalnianej w przeliczeniu na l tonę Cu zawartej w wydobytej rudzie miedzi Fig. 6. Averaged index of the amount of minerał compounds (M) dissolved in a minę water per l ton of Cu contained in a mined ore

— budowa szybów w trudnych warunkach hydrogeologicznych z zastosowaniem głębokiego zamrażania skał (do 635 m) oraz Ogólna charakterystyka obszarów górniczych: iniekcji uszczelniających, 1 — MAŁOMICE — 75,50 km — udostępniony, głębokość złoża udostępnianie złoża i zwalczanie zagrożenia wodnego w strefie 370+910 m, jego podtrzeciorzędowych wychodni, 2 — LUBIN — 82,70 km2 —• w końcowej fazie eksploatacji złoża, wysoka mineralizacja wód kopalnianych i duże ładunki soli głębokość występowania złoża 370+910 m, odprowadzanych do układów technologicznych na powierzchni 3 — POLKOWICE — 75,65 km2 — w końcowej fazie eksploatacji i wód powierzchniowych (Odra), złoża, głębokość zalegania złoża 400+850 m, osiadania powierzchni terenu w wyniku drenażu skał nadziożo4—RUDNA — 75,60 km2, udostępniony w całości, w eksploatacji, wych i eksploatacji złoża oraz związane z tym zmiany stosungłębokość eksploatacji 850+1270 m, ków wodnych, 5 — SIEROSZOWICE — 96,99 km2, w trakcie rozcinania i w _ racjonalizacja ochrony i eksploatacji zasobów wód pitnych w obręeksploatacji, głębokość 700+1350 m, bie poziomów użytkowych, 6 — RADWANICE — 61,40 km2, częściowo rozcięty, głębokość _ inżynieria wodna związana z nadbudową składowiska odpadów złoża 400+850 m (rozerwany), poflotacyjnych ŻELAZNY MOST, jego bezpieczną eksploata7 — GAWORZYCE — 48,20 km2, brak rozcinki złoża Łączna, cją i minimalizacją wpływów na środowisko wodne. powierzchnia obszarów górniczych ponad 516 km2. Parametry hydrogeologiczne kopalni LUBIN (2003 r.): Obszary rezerwowe o niskim stopniu zawodnienia złoża głębo— wydobycie rudy — 6 491 065 t/r. (ruda sucha — r.s.), kiego (> 1200 m): Ścinawa, Retków, Głogów, Bytom Odrzański. — zawartość metalu w rudzie — 1,30 % Cu, — dopływ średni — 15,856 m /min, Główna problematyka geologiczna: Kopalnie monokliny przedsudeckiej

129

3

— ilość odprowadzonych wód na powierzchnię — 8 337 500 m /r., — ilość wód odprowadzonych z kopalni narastająco od 1966 r. 3 3 329 520 183 m = 0,329 km , — średnia mineralizacja wody, 3 M — 3,882 g/dm , 3 CF — 0,964 g/dm , 2 3 S04 -— l,609 g/dm , — ładunki soli odprowadzone na powierzchnię w ciągu roku M —27 047 t/r., Cl~ — 4010 t/r., 2 SO4 ~— 12 698 t/r., — uśredniony wskaźnik zawodnienia kopalni w przeliczeniu na 3 tonę Cu —98,80 m /tCu, — uśredniony wskaźnik „zasolenia" rudy — 4,167 kgM/t rudy, — uśredniony wskaźnik „zasolenia" Cu — 320,53 kgM/t Cu. Parametry hydrogeologiczne kopalni RUDNA (2003 r.): — wydobycie — 11 474 319 t/r., — zawartość Cu w rudzie — 2,36 % Cu, 3 — uśredniony dopływ wody z górotworu — 2,256 m /min, — uśredniony dopływ łączny z wodą z górotworu i innych źródeł — 6,623 m /min, 3 — ilość odprowadzonych wód z górotworu — l 185 949 m /r., — ilość wody z górotworu narastająco — 31 661 535 m , — ładunek soli mineralnych: M — 393 239,3 t/r., CP— l 216 532,2 t/r., 2 SO4" — 8442,0 t/r., — ładunek soli kopalnianych narastająco: M —8010191,31, Cl" — 4 450 659,61, S042~ —239 920,3 t, — wskaźnik zawodnienia kopalni — 0,303 m /t rudy, — wskaźnik zawodnienia złoża w przeliczeniu na l tonę Cu — 4,379 m3/t Cu, — wskaźnik jw. dla łącznych dopływów wody do kopalni — 7,16m 3 /tCu, — wskaźnik „zasolenia" rudy — 34,27 kgM/t rudy, — wskaźnik „zasolenia" Cu — 0,80 kgM/t Cu, Parametry hydrogeologiczne kopalni POLKOWICE-SIEROSZOWICE (2003 r.): — wydobycie rudy — 10 549 576 t/r., w tym kopalnia POLKOWICE 5 927 180 t/r. (1,97 % Cu) i kopalnia SIEROSZOWICE — 4 622 396 t/r. (2,06 % Cu), — średnia zawartość metalu w rudzie — 2,01 % Cu, — dopływ wody — 27,49 m3/min., w tym kopalnia POLKOWICE — 25,49 m3/min, kopalnia SIEROSZOWICE — 2,00 m 3 /min., — ogólny dopływ wody w 2003 r. — 14 447 543 m /r., w tym kopalnia POLKOWICE — 13 398 857 m3/r., kopalnia SIEROSZOWICE — l 048 687 m3/r., —- dopływ narastająco (1966-^2003) — 362 565 338 m3, w tym kopalnia POLKOWICE — 350 831 615 m3, kopalnia SIERO-

130

3

SZOWICE — 11 733 723 m , mineralizacja wody w kopalni POLKOWICE 3 M — 3,43 g/dm , 3 Cl' — 0,616 g/dm , j 2l,80g/dm so. mineralizacja wody w kopalni SIEROSZOWICE 3 M — 165,69 g/dm , 3 CI~ — 98,12 g/dm , 2 3 SO4 ~ — 2,00 g/dm , ładunek soli w 2003 r. MPOLKOWICE" -45 MSIEROSZOWICE —173 754,3 t/r., M

(POLKOWICE +SIEROSZOWICE) — 219

— ładunek soli narastająco MPOLKOWICE-l 853 949,11,

728 7 t/r

'

->

M

SffiROSZOWICE — 2 237 214'4 '• ^(POLKOWICE + SIEROSZOWICE) — 3 091 163,5 t,

— wskaźnik zawodnienia złoża (POLKOWICE + SIEROSZOWICE) 3 — 1,369 m /t rudy, — wskaźnik zawodnienia złoża w przeliczeniu na 11 Cu—68,13 m /t, — wskaźnik „zasolenia" rudy — 20,8 kg/t rudy, — wskaźnik „zasolenia" Cu — 0,418 kg/t Cu, Uśrednione parametry hydrogeologiczne dla zespołu kopalni monokliny przedsudeckiej (2003 r.): — sumaryczny dopływ jednostkowy 45,602 m /min, — ilość odprowadzonej wody z górotworu na powierzchnię — 3 23970993m /r„ •— ilość wody odprowadzonej na powierzchnię narastająco: 723 747 056 m3/r., — ładunek soli odprowadzony na powierzchnię w 2003 r. — 640 014 t substancji rozpuszczonej/r., — ładunek soli narastająco — 12 528 146,8 t substancji rozpuszczonej, — wskaźnik zawodnienia kopalni — 0,841 m /t rudy. Podsumowanie Z dokonanego przeglądu wskaźników wynika, iż kopalnie starego zagłębia miały wybitnie niekorzystne wskaźniki zawodnienia, wpływające negatywnie na efektywność wydobycia rudy. Wskaźnik zawodnienia dla kopalni rud miedzi monokliny przedsudeckiej waha się w granicach od 0,103 do 1,369 m3/t rudy, a średnio wynosi 0,841 m /t rudy, co oznacza korzystną wielkość tego parametru dla rachunku efektywności wydobycia. Wyliczone wskaźniki zawodnienia kopalni w przeliczeniu na l tonę metalu wynoszą odpowiednio dla kopalni LUBIN, RUDNA i POLKOWICE-SIEROSZOWICE 98,8; 4,378; 68,13 m3/t Cu. Oznacza, to, że najkorzystniejszy wskaźnik występuje w kopalni RUDNA. Istotne są również wyliczenia wskaźników „zasolenia" rudy i metalu, które określają relacje procesu wydobycia do warunków hydrogeologicznych.

Wywiad

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD061.6(079.5):620(079.5):669(079.5)

z Dyrektorem Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej im. Aleksandra Krupkowskiego PAN w Krakowie

Prof. dr. hab. inż. Bogusławem Majorem lnterview with Prof. dr hab. inż. Bogusław Major, Director of the Institute of Metallurgy and Materials Science of the Polish Academy of Sciences in Cracow

s ff«-!<

Profesor Bogusław MAJOR urodzony w roku 1945 jest absolwentem AGH w Krakowie, gdzie na Wydziale Metali Nieżelaznych w roku 1970 uzyskał dyplom mgr inż. z zakresu metaloznawstwa i przeróbki plastycznej. Stopień doktora nauk technicznych otrzymał w Instytucie Podstaw Metalurgii PAN w Krakowie w roku 1976, a doktora habilitowanego w roku 1989. Tytuł profesora uzyskał w roku 2003. W Instytucie Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN pracuje od roku 1970. W latach 1999-^2003 był z-ca dyrektora Instytutu ds. Naukowych, a od roku 2003 jest dyrektorem naczelnym. Specjalizuje się w fizyce metali i szeroko ujętych badaniach ich struktury i w tym zakresie posiada bogaty oraz udokumentowany i uznany w kraju i zagranicą dorobek obejmujący 200 publikacji, głównie z badań poznawczych. W okresie pracy zawodowej w macierzystym Instytucie odbył szereg praktyk w zagranicznych placówkach naukowych w: Czechosłowacji, NRF, NRD, Danii i Austrii. W uznaniu osiągnięć wynikających z prowadzonych wnikliwych i oryginalnych badań naukowych oraz prac rozwojowych otrzymał nagrody i wyróżnieni a: Sekretarza Naukowego PAN zalata!973,1981il988, Zespołową Nagrodę Specjalną w Roku Nauki Polskiej w roku 1973, nagrodę PAN oraz Akademii Nauk NRD w roku 1975 oraz Nagrodę Prezesa PAN w roku 2004.

Od kilku miesięcy kieruje Pan Profesor znanym w kraju i zagranicą Instytutem PAN (IMIM) o wysoko wykwalifikowanej kadrze pracowników naukowych, wyposażonym w nowoczesną, specjalistyczną aparaturą i urządzenia do badań w zakresie metalurgu i inżynierii materiałowej. Wydaje sie_ celowe przedstawienie PT. Czytelnikom naszego czasopisma sylwetki IMIM, jako placówki o wieloletnim, znaczącym i udokumentowanym dorobku naukowym oraz szeroko znanych na świecie i w kraju nazwiskach jego twórczych pracowników.

131

Proszę o przedstawienie krótkiego zarysu historii powołania do życia Instytutu oraz dotychczasowej jego działalności. Instytut ustanowiony został w 1953 roku jako placówka Polskiej Akademii Nauk z inicjatywy profesora Aleksandra Krupkowskiego — wielkiego naukowca, ojca polskiej metalurgii metali nieżelaznych. W okresie ponad 50-letniej działalności zmieniał swoją nazwę, od Zakładu Metali poprzez Instytut Podstaw Metalurgii do obecnego Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN. Początkowo realizował głównie badania podstawowe z zakresu teorii procesów metalurgicznych i fizyki metali. Zawsze silną stroną w działalności Instytutu były eksperymentalne metody pomiarowe i diagnostyczne. Profesor Krupkowski skupił wokół siebie w okresie powstania Instytutu, wielu wybitnych profesorów pracujących w tym zakresie, gdzie wymienić można nazwiska profesorów: W. Truszkowskiego, W. Raka oraz Z. Mosera, Z. Jasieńskiego. Jakie z najważniejszych, znaczących osiągnięć naukowych Instytutu można wymienić opierając się na krajowych i zagranicznych nagrodach i wyróżnieniach oraz na udokumentowanych publikacjach? Instytut realizował zawsze aktywną krajową i zagraniczną współpracę naukowa z wiodącymi placówkami naukowymi. Wiele osiągnięć opublikowanych zostało w światowych renomowanych czasopismach naukowych w Europie i USA. Wykształciły się dwa główne nurty badawcze, a mianowicie: szeroko rozumiana termodynamika układów fazowych oraz fizyka metali w zakresie analizy procesów odkształcenia plastycznego i rekrystalizacji. W zakresie wymienionej problematyki powstały szkoły naukowe, obejmujące eksperymentalne pomiary właściwości termodynamicznych w stanie stałym i ciekłym oraz wyliczanie wykresów fazowych oraz kompleksowa analiza procesu deformacji i rekrystalizacji głównie w aspekcie tworzącej się tekstury krystalograficznej z jej ilościowym opisem. Wysoka pozycja IMIM w świecie nauki wiąże się z nie często spotykaną wśród tego typu placówek, kadrą 43 pracowników naukowych, w tym 8 profesorów oraz 8 doktorów habilitowanych, co zdecydowało o uzyskaniu uprawnień do nadawania stopnia doktora i doktora habilitowanego w dziedzinie metalurgii i inżynierii materiałowej. Proszę o przedstawienie sylwetek oraz oceny tej kadry. Instytut aktualnie zatrudnia 86 osób, w tym 43 pracowników naukowych; 8 profesorów tytularnych i 8 doktorów habilitowanych. We władzach Instytutu działam od roku 1999. W okresie kadencji profesora Z. Mosera w latach 1999-^2003 byłem zastępcą dyrektora Instytutu ds. naukowych. Jednym z naczelnych zadań jaki sobie postawiliśmy, był rozwój kadry naukowej i promowanie wybijających się młodych pracowników na samodzielne stanowiska. Efektem tej polityki naukowej jest wypromowanie od roku 2001 przez naszą Radę Naukowa 10 doktorów habilitowanych, wywodzących się z młodego pokolenia, a legitymujących się doskonałym dorobkiem naukowym, opartym niejednokrotnie o wieloletni pobyt w zagranicznych renomowanych ośrodkach naukowych. Jest to pokolenie uczonych, w którym pokładamy nadzieję, że dotychczasowy dorobek Instytutu nie zostanie roztrwoniony. Wymienić tutaj można przykładowo takie nazwiska naszych pracowników uznanych już w środowisku naukowym jak: profesorowie P. Zięba, W. Wołczyński czy dr. habilitowani na stanowisku docenta jak: J. Bonarski, J. Jura, H. Paul, J. Morgiel, A. Morawiec, K. Sztwiertnia, M. Faryna. Obserwujemy, że Instytut jest ciągle w swoim rozwoju. Co można powiedzieć o strukturze organizacyjnej Instytutu, obejmującej laboratoria badawcze wyposażone w nowoczesną specjalistyczną aparaturę i urządzenia? W Instytucie utrzymujemy ciągle dotychczasową strukturę pracownianą. Nastąpiła jedynie kosmetyka dostosowania nowych nazw

132

pracowni do aktualnie realizowanej problematyki. Na nią nałożona jest obecnie struktura akredytowanego Zespołu Laboratoriów Badawczych (ZLB), w którym umiejscowiona jest najcenniejsza aparatura diagnostyczna. Działalność ZLB podlega systemowi jakości. Sądzimy, że w przyszłości, koniecznym będzie wprowadzenie reorganizacji struktury prowadzenia badań i odejście od administracyjnego podziału do podziału merytorycznego. W takim układzie jednostki i zespoły aktywne będą preferowane, a polityka naukowa będzie bardziej elastyczna.

W świetle takiej pozycji IMIM interesujące są kierunki prowadzonych badań oraz ewentualna współpraca z zagranicznymi i krajowymi instytucjami naukowymi, instytutami PAN, wyższymi uczelniami oraz jednostkami badawczo-rozwojowymi, zaplecza przemysłu. Proszę o kilka słów na temat prowadzonych badań ujętych w wytycznych KBN, PAN oraz kolejnych Programów Ramowych UE. Czy prowadzone są w IMIM prace dla przemysłu i na jego zlecenie oraz jakie są dotychczasowe wyniki i ocena tej działalności badawczo-wdrożeniowej? Wymogi czasowe narzucają nam pewną formę komercjalizacji badań. Poruszę tutaj bardzo delikatną sprawę. Musimy nadążać za postępem światowym i wytycznymi Programów Ramowych UE, priorytetami MNil oraz PAN, zatem realizować musimy nowoczesną i aktualną problematykę badawczą. Musimy jednakże zapewnić Instytutowi stabilną sytuację finansową. Nie są to jednakże sprzeczne zagadnienia. Jeżeli posiadamy bardzo mocne badania podstawowe i dobry zespół badawczy, to nie jest trudno dostosować się do wymogów zewnętrznych i pozyskiwać projekty badawcze krajowe czy zagraniczne. Silny partner z dobrymi podstawami merytorycznymi i wartościową aparaturą diagnostyczną znajdzie swoje miejsce w każdym z zespołów badawczych, a także będzie potrzebny partnerom przemysłowym. Ostatnie lata to szereg innowacji w programie naukowym Instytutu. Zgodnie z wytycznymi władz PAN podjęliśmy problematykę konsolidacji badań naukowych. Obecnie zawarta jest ona w czterech grupach tematycznych obejmujących: — materiały i technologie przyjazne dla środowiska, — materiały funkcjonalne oparte na wiedzy, — materiały mikro- i nanokrystaliczne, — rozwijanie narzędzi badawczych i metod diagnostycznych. Można zauważyć, że mieszczą się tutaj wszelkie priorytety i nowoczesne kierunki badawcze. W Instytucie rozwijane są takie zagadnienia jak: materiały i technologie dla lutowania bezołowiowego; krystaliczne krzemowe ogniwa słoneczne, powłoki biozgodne, stopy lekkie nowej generacji; intermetałiki, materiały mikro- i nanokrystałiczne wytwarzane na drodze szybkiej krystalizacji lub mechanicznej syntezy bądź dużego odkształcenia w kanale kątowym. Zawsze bardzo mocną stroną działalności Instytutu była diagnostyka, a własne rozwiązania w zakresie określania rozkładu orientacji w skali mikro i nano czy przetwarzanie danych z pomiarów lokalnych orientacji krystalograficznych, tomografia teksturowa i detekcja informacji zawartej w materiałach w oparciu o pomiary uprzywilejowanej orientacji krystalograficznej zaliczyć można do wiodących naszych działań. Obecnie w Instytucie realizujemy 17 indywidualnych projektów badawczych oraz sześć projektów zamawianych, gdzie jesteśmy koordynatorem jednego. Uczestniczymy w 6-ciu projektach europejskich, takich jak Eureka, COST, Centre of Excellence. Poszukujemy partnerów przemysłowych i przyjmujemy zlecenia z przemysłu na realizację badań certyfikowanych przez ZLB. Ta ostatnia działalność jest jednakże trudna. Znane są problemy, z jakimi borykają się polskie zakłady przemysłowe. Jesteśmy optymrstami i wierzymy, iż zaawansowana diagnostyka strukturalna, nowe technologie i nowe materiały będą potrzebne naszemu przemysłowi, aby był konkurencyjny na rynkach zagranicznych. Wiele wysiłku czynimy, aby pozyskiwać zaawansowaną aparaturę

diagnostyczną, a ostatnie sukcesy na tym polu są znaczące. Instytut wzbogacił się o aparaturę mikrokalorymetryczną z modułami do pomiarów w zakresie do 700 i 1500 °C, mikroskop skaningowy o zmiennej próżni dedykowany głównie do analizy materiałów nieprzewodzących i pomiarów pojedynczych orientacji. Ostatnią inwestycjąjest instalowany transmisyjny mikroskop elektronowy mogący pracować w zakresie dużej rozdzielczości wraz z unikatowym systemem preparatyki FIB (Focused łon Beam), dotychczas niedostępnym w kraju. Powstało Środowiskowe Laboratorium Optyki Elektronowej j ako Laboratorium Referencyjne Tecnai oraz Centrum Kompetencji w zakresie dyfrakcji rentgenowskiej. W najbliższym okresie Instytut doposażony zostanie w system rentgenowskiej analizy dyfrakcyjne dla cienkich warstw przeznaczony do analizy fazowej, pomiarów tekstury i naprężeń własnych. Wszystka aparatura stanowiąca wyposażenie ZLB objęta jest systemem jakości, służąc do realizacji programów naukowych i wykonywania badań certyfikowanych. Co mógłby Pan Profesor powiedzieć na temat pracy i osiągnięć prowadzonego wspólnie z Politechniką Krakowską Środowiskowego Studium Doktoranckiego? Pytanie to stawiam mile wspominając moje studia aspiranckie (doktorskie), które jako pracownik Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach, odbytem w latach 1957-1-1960 w stanowiącym podwaliny obecnego IMIM, Zakładzie Metali Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN w Krakowie. Promotorem mojej pracy doktorskiej był obecny Patron IMIM prof. A. Krupkowski. Pod Jego kierunkiem wykonałem w latach 1965+1970 również moją pracę habilitacyjną przedstawioną na Wydziale Metali Nieżelaznych A GH. Dzięki temu mam zaszczyt i przyjemność zaliczać się do grona wychowanków Wielkiego Polskiego Metalurga. Jednym z zadań jest dbałość o kadrę naukową i jej odmłodzenie, w celu zapewnienia ciągłości działalności Instytutu. Jesteśmy obecnie w okresie zmiany pokoleniowej. Wiemy, jak długą i złożoną drogą jest wykształcenie dobrego pracownika naukowego i zapewnienie wartościowej kadry operatorów aparatury diagnostycznej. Cel realizujemy poprzez prowadzenie wspólnie z PK Studium Doktoranckiego. Aktualnie mamy w Instytucie 12 doktorantów na trzech latach, a rokującą przyszłość połowę z tej liczby zatrudniliśmy w Instytucie w niepełnym wymiarze godzin. Będzie to nowa jego kadra badawcza o doskonałych podstawach teoretycznych, doświadczeniu w obsłudze aparatury, dobrej znajomości języków obcych, a ponadto zweryfikowana przez czteroletni pobyt w okresie wykonywania pracy doktorskiej. Czy i jakie nowe kierunki prac z dziedziny badań podstawowych i stosowanych widzi Pan Profesor przed Instytutem na lata najbliższe, mając na uwadze fakt, że obecnie metalurgia w cywilizowanym świecie oraz w kraju jest niestety demode a ostatnio nawet w Stanach Zjednoczonych daje się zauważyć spadek zainteresowania studiami na kierunku inżynierii materiałowej? Metalurgia to nie tylko procesy ekstrakcyjne, tradycyjna technologia, zanieczyszczenie środowiska. Pomimo postępu w nowych materiałach, tworzywo metaliczne jest nadal podstawowym materiałem konstrukcyjnym. Posiada ono już nowoczesną drobnokrystaliczną strukturę, często jest kompozytem z fazami niemetalicznymi, czy charakteryzuje się budową gradientową. Metalurgia to także bardzo aktualny problem lutów bezołowiowych i złączy dyfuzyjnych, którymi Instytut się zajmuje. Baza danych termodynamicznych jest podstawą nowoczesnego projektowania materiałów konstrukcyjnych i wprowadzania zaawansowanych technologii. W tym aspekcie należy zachować duże umiarkowanie i optymalne podejście. Staramy się działać elastycznie i poszukiwać nowych kierunków, wchodzić w konsorcja, współpracować z partnerami zagranicznymi. Ostatnim sukcesem naszego Instytutu jest udział w grupie badawczej złożonej z Fundacji Rozwoju Kardiochirurg!i z Zabrza oraz Cen-

trum Laserowego z Leoben w Austrii, który uzyskał w 2004 roku Grand Prix na Światowej Wystawie Innowacyjność; w Brukseli za prototyp implantowanej komory wspomagania serca. Wykorzystane zostały tutaj możliwości poszczególnych ośrodków obejmujące rozwiązania konstrukcyjne, nowoczesną technologię laserową i diagnostykę materiałową w celu otrzymania elastycznych powłok ceramicznych na materiale polimerowym. Proszę o krótką informację na temat certyfikacji i akredytacji sześciu laboratoriów badawczych wg norm PN-ENISO/IEC i 1725-2001. Zespół Laboratoriów Badawczych (ZLB) posiadający akredytację PC A działa w Instytucie od 1997 roku. Byłem jednym z jego organizatorów i pierwszym kierownikiem. Bazę jego stanowią laboratoria badawcze, w których zlokalizowana jest najwartościowsza aparatura diagnostyczna, obsługiwana przez zespół ekspertów spełniających rygorystyczne wymogi systemu jakości. Okres ważności certyfikatu akredytacji po ostatnim audicie jest do roku 2007. Sześć laboratoriów posiada w swojej ofercie, obok konwencjonalnych badań wytrzymałościowych nisko- i wysokotemperaturowych, także wysokospecjalistyczne badania z wykorzystaniem: analitycznej transmisyjnej mikroskopii elektronowej dyfrakcji rentgenowskiej, skaningowej mikroskopii elektronowej, mikrokalorymetrii oraz spektralnej emisyjnej analizy chemicznej. Wszystkie badania realizowane są na aparaturze wytworzonej przez renomowane firmy światowe. Jesteśmy otwarci i elastyczni na wszelkie zamówienia, szczególnie, iż zespół operatorów to pracownicy głównie ze stopniem doktora habilitowanego bądź doktora, którzy już wielokrotnie pomocni byli w merytorycznym rozwiązywaniu problemów. Znane są bliskie kontakty kierowanego przez Pana Profesora Instytutu z AGH oraz innymi placówkami naukowymi w kraju. Mam na myśli np. przejście ostatnio kilku pracowników naukowych zarówno na Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej oraz Wydział Metali Nieżelaznych AGH. Proszę o opinię na ten kadrowo ważny temat rozwoju nauki w kraju, a szczególnie dla Wyższych Uczelni. W poprzednich moich wypowiedziach podkreślałem znaczenie rozwoju kadry naukowej. Najlepszym dowodem na właściwie prowadzoną politykę w tym zakresie jest fakt, iż przejście na emeryturę, czy odejście z Instytutu samodzielnych pracowników naukowych nie doprowadziło do utraty uprawnień do nadawania stopnia doktora i doktora habilitowanego w dyscyplinie metalurgia i inżynieria materiałowa. Promujemy głównie rozwój kadry naukowej naszych pracowników. Jesteśmy także otwarci na prowadzenie procedury habilitacyjnej dla wybitnych pracowników z innych krajowych i zagranicznych ośrodków naukowych. Aktualnie realizujemy taką procedurę habilitacyjną dla pracownika Instytutu Odlewnictwa z Krakowa, zaś rozpoczynamy ten proces dla wybitnego zagranicznego młodego naukowca z Centrum Laserowego z Leoben w Austrii, z którym Instytut ma bardzo owocna współpracę. Wysoki merytoryczny poziom naukowy naszej Rady Naukowej jest znany w kraju. Jako placówka PAN posiadamy szeroką Radę Naukową, w skład której wchodzą: samodzielni pracownicy naukowi z tytułem profesora oraz ze stopniem doktora habilitowanego z Instytutu, a ponadto członkowie PAN, którzy zdeklaruj ą chęć uczestniczenia oraz wybieranych w tajnym głosowaniu 12 wybitnych samodzielnych pracowników naukowych z Polski z listy zgłoszonej przez własnych pracowników naukowych. Taka procedura stwarza sytuację, iż w Radzie uczestniczą najwybitniejsi przedstawiciele polskiej nauki w zakresie metalurgii i inżynierii materiałowej. Co można powiedzieć o nowych zamierzeniach, które ma w planie IMIM w zakresie dalszego rozwoju kadry naukowej oraz jej naboru i szkolenia? W naszych zamierzeniach chcemy nadążać za wymogami czasowy-

133

mi. Staramy się być aktywni, uczestniczyć we wszystkich formach działalności organizacyjnej w kraju. Tworzymy centra doskonałości, integrujemy się z innymi ośrodkami badawczymi, przygotowujemy wnioski o nowe projekty badawcze. Jesteśmy otwarci na współpracę, tak z nauką jak i szczególnie chcemy być potrzebni polskiemu przemysłowi. Wszyscy wiemy w jak trudnym okresie transformacyjnym jest nasz kraj. Naczelnym celem jednakże naszego działania jest dbałość o właściwy rozwój i zapewnienie stabilności naszej macierzystej placówce. Wierzymy, że takie merytoryczne podejście

do zarządzania placówką naukową szczególnie w dłuższym przedziale czasowym będzie procentowało.

Kończąc interesującą rozmowę w imieniu redakcji składam Panu Profesorowi, a na Jego ręce kadrze Pracowników Instytutu życzenia wielu lat twórczych i osiągania dalszych sukcesów. Dziękuję za rozmowę. Redaktor Naczelny ZBIGNIEW MISIOŁEK

RECENZJI Prof. dr hab. inż. V. V. Deviatov, prof. zw. dr hab. inż. H. S. Dyja, prof. dr hab. inż. V. Y. Stolbov, prof. dr hab. P. V. Trusov, dr inż. E. T. Łabuda: Matematyczne modelowanie i optymalizacja procesów wyciskania (Monografia wydana przez Wydział Inżynierii Procesowej, Materiałowej i Fizyki Stosowanej Politechniki Częstochowskiej, 2004, s. 324, rys. 114, tabl. 11, póz. lit. 121). Monografia stanowi ceny materiał dydaktyczny oraz źródło interesujących danych dla inżynierów technologów zatrudnionych w przemyśle metali nieżelaznych i konstruktorów oraz studentów kierunku metalurgii. W monografii przedstawiono w sposób wyczerpujący szeroko stosowane w przemyśle procesy wyciskania prętów i rur oraz naświetlono ich parametry technologiczne. Na szczególną uwagę zasługuj ą rozdziały poświęcone teoretycznym podstawom analizy procesów przeróbki plastycznej metali oraz szeroko prowadzonych ostatnio na całym świecie metodom matematycznego ich modelowania. Godnym podkreślenia są jasno i przejrzyście przedstawione metody rozwiązywania zadań mechaniki ciała stałego oraz teoria procesów sprężysto-plastycznych, sformułowana przez A. A. Iljuszyna i uczniów szeroko znanej Jego szkoły. Dużą wartość przedstawianaświetłenie parametrów technologii procesu wyciskania, a szczególnie roli temperatury oraz wzorów na określenie ważnej dla technologów siły wyciskania z uwzględnieniem nie zawsze docenionej geometrii narzędzi/matryc/. Książka zawiera również interesujące naświetlenie kryteriów optymalizacji przedmiotowych procesów z punktu widzenia pożądanej ich efektywności. Książka wypełnia dotychczasową lukę w krajowym piśmiennictwie i to zarówno w zakresie współczesnych teorii omawianych procesów, jak też rozwiązaniach konstrukcyjno-technologicznych. Zwrócić uwagę należy również na fakt, że pięcioosobowy zespół autorski składa się z krajowych i zagranicznych specjalistów o znacznym dorobku publikacyjnym.

Prof. zw. dr hab. inż. R. Grosman, dr hab. inż. E. Hadasik: Technologiczna plastyczność metali. Badania plastometryczne (Monografia wydana przez Wydział Inżynierii Materiałowej Politechniki Śląskiej, 2004, s. 182, tabl. 22, rys. 134, póz. lit. 189). Monografia stanowi pierwsze w kraju syntetyczne opracowanie naświetlające podstawy teoretyczne oraz sposoby przeprowadzenia prób i interpretacji ich wyników przy ocenie technologicznej plastyczności metali w oparciu o znane od wielu lat i stosowane w kraju i zagranicą badania plastometryczne. Należy podkreślić, że w znacznej mierze przytoczone w tekście interesujące i cenne dane oparte są na wynikach wieloletnich i metodycznych badań własnych Autorów. W tekście omówiono istotę prób plastometrycznych oraz znaczenie naukowe i technologiczne naprężenia uplastyczniającego oraz odkształcalności granicznej, podając równocześnie interesujące zestawienie licznych formuł wyrażających w postaci matematycznej obie te wielkości. Na uwagę zasługuje interesujące i cenne zestawienie kilkunastu formuł opisujących naprężenie uplastyczniające w funkcji wielkości i prędkości odkształcenia oraz temperatury, wielkości ziarna oraz intensywność umocnienia oraz osłabienia, wywołane przez zdrowienie i rekrystalizację dynamiczną. W tekście przedstawiono ponadto również charakterystykę próby rozciągania, ściskania i skręcania na gorąco oraz udarowego zginania, oraz naświetlono metody porównania ich wyników, zilustrowane licznymi wykresami. Jeden z rozdziałów monografii obejmuje obszerne omówienie tzw. równania konstytutywnego, którego interpretacja, szczególnie w zakresie zależności plastyczności od struktury i temperatury, stanowi cenne dane do wykorzystania w badaniach i technologicznej praktyce inżynierskiej. Książka może i powinna być wykorzystana przez studentów z kierunku metalurgii i inżynierii materiałowej. Z.W.

134

ALUMINIUM PROCESSING Redaktor o d p o w i e d z i a l n y :

dr hab. inż. W O J C I E C H L I B U R A , prof. nzw.

STANISŁAW NO W AK

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD 621.315.1/2:621.788.6:669/436:669/9:669.716

ZMIENNOŚĆ WŁASNOŚCI DRUTÓW Al DO CELÓW

ELEKTROENERGETYCZNYCH

OCENA PRAWDOPODOBIEŃSTWA AKCEPTACJI WYROBU Dokonano analizy problemu zmienności własności drutów przeznaczonych do celów elektroenergetycznych. Zidentyfikowano jej przyczyny. Oceniono prawdopodobieństwo przekroczenia granic tolerancji oraz ryzyko złej oceny wyrobu skutkiem niepewności wyniku pomiaru. Stówa kluczowe: własności, zmienność, systemy pomiarowe, druty.

YARIATION OF Al WIRE PROPERTIES FOR ELECTRICAL POWER ENGINEERING AIM EYALUATION OF PROBABILITY PRODUCTS ACCEPTING Analyzing of variation problem of Al wire properties for electrical power engineering aim was described. Causes of variation was identifying. Probability of exceed of limit tolerance and risk ofproduct evaluation as an effect ofunreliable measurement result was evaluated. Key words: properties, variation, measurement systems, wires. Wprowadzenie Drutom z aluminium, przeznaczonym na przewody elektroenergetyczne stawia się wymagania, odnoszące się przede wszystkim do przewodności, własności mechanicznych i odporności korozyjnej. Opisuje się je poprzez oporność właściwą, Rm, wydłużenie w próbie rozciągania, skład chemiczny. Druty otrzymuje się w procesie ciągnienia na wielociągach z wsadu, produkowanego metodą ciągłego odlewania i walcowania. O wyniku ciągnienia, w tym o zmienności własności, zadecydują zarówno wsad, jak i parametry procesu. W artykule postawiono problemy opisu zmienności wsadu i wyrobu, identyfikacji jej przyczyn, oceny prawdopodobieństwo przekroczenia granic tolerancji wielkości opisujących wyroby oraz oceny ryzyka akceptacji wyrobu nie spełniającego wymagań, skutkiem niepewności wyniku pomiarów własności. Zmienność i niepewność wyniku pomiaru Wyniki pomiarów są obciążone zmiennością. Ich pełna interpre-

tacja, szczególnie w odniesieniu do prawdopodobieństwa wyjścia poza granice normy, określonej jako granice tolerancji, jednolub dwustronnej, jest możliwa w przypadku, gdy znany jest model tej zmienności, a więc i jego parametry, szacowane na podstawie wyników z próby. Jeśli rozkłady z próby dają się aproksymować rozkładem normalnym f(x), wtedy S2 =

/(n - 1) i x są najlepszymi

oszacowaniami parametrów tego rozkładu, odpowiednio odchylenia standardowego (er) i wartości oczekiwanej (m). Prawdopodobieństwo wyjścia poza np. górną granicę tolerancji jest wtedy równe

Zmienność obserwowaną w wynikach pomiarów zawsze można przedstawić jako sumę rzeczywistej zmienności, charakterystycznej dla badanej cechy oraz zmienności, wynikającej z niedoskonałości systemu pomiarowego, wyrażającej niepewność wyniku pomiaru.

Dr inż. Stanisław Nowak — Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Metali Nieżelaznych, Kraków.

135

Jeśli przyjąć, że miarą zmienności, obserwowanej w próbie, jest wariancja z próby (S2), wtedy, ze względu na fakt, że składowe zmienności są niezależne można napisać: S2C = S2n + S2 , gdzie: S2C — wariancja, będąca miarą zmienności całkowitej; S — ta składowa wariancji, która jest miarą rzeczywistej zmienności cechy; S2 — składowa wariancji, wynikająca z niepewności pomiaru. W efekcie otrzymuje się możliwość wyznaczenia zmienności rzeczywistej: S2^ = S2C - S2p. Wyznaczenie niepewności [l, 2], charakteryzującej system pomiarowy, której miarą jest odchylenie standardowe (S ), wymaga poznania takich jej składowych, jak np. powtarzalność i odtwarzalność. Odchylenie standardowe Sp jest miarą niepewności średniej arytmetycznej, skutkiem oddziaływania czynników przypadkowych, ale wartość błędu średniej arytmetycznej (różnicy między wartością rzeczywistą a średnią z nieskończonej liczby pomiaru) wywołanego tymi czynnikami nie jest znana. Źródłem niepewności jest w szczególności, sposób przekazania mierzonego sygnału do układu pomiarowego (pierwszy etap przetwarzania), niepełna znajomość oddziaływania otoczenia, niedokładne wartości przypisane wzorcom, zmienność procedur, błędy rejestracji i odczytu. Oprócz zmienności o charakterze losowym należy uwzględnić oddziaływania systematyczne, identyfikowane jako odchylenie, liniowość (zależność odchylenia od wartości wielkości mierzonej) i stabilność. Oczekiwana wartość poprawki jest jednak nieznana. Jej niepewność staje się dodatkową składową niepewności wyniku pomiaru. Źródłami niepewności, wnoszącymi swoje składowe do niepewności wyniku pomiaru są wszystkie elementy toru pomiarowego. Jeśli je potraktować jako niezależne, wtedy niepewność standardowa wynosi: S = v^ S~, a względna niepewność: 3 = V^8^. Rozkład (prawdopodobieństwa), opisujący niepewność wyniku pomiaru, umożliwiający np. podanie jej przedziału (z określonym prawdopodobieństwem) może być zadany lub przyjęty na podstawie wyników doświadczeń (aproksymacja nieznanego rozkładu). Często trzeba założyć, że niektóre składowe niepewności są opisane przez symetryczny, prostokątny rozkład prawdopodobieństwa z dolną i górną granicą podaną przez producenta, np. przez klasę przyrządu. Wtedy m = (b + d)!2, wariancja o2 = [(b - a)2]/12. W przypadku, gdy jakaś wielkość nie jest mierzona bezpośrednio, ale jest funkcją innych, mierzonych (nieskorelowanych) wielkości (Xt), wtedy po jej aproksymacji szeregiem Taylora o wyrazach pierwszego rzędu, otrzymuje

rzana do postaci narzutonej przez zmianę kształtu i wymiarów. Wyraźne zmiany obserwuje się na poziomie charakterystycznej podstruktury (rys. 4). Ze względu na oczywistą potrzebę ograniczania zmienności należy dążyć do stabilizacji, przede wszystkim składu chemicznego, co jest tylko częściowo możliwe oraz do stabilizacji temperatury pasma, co również nie jest w pełni możliwe. Temperatura wlewka może się bowiem zmieniać skutkiem naturalnych zmian temperatury ciekłego metalu, parametrów chłodzenia, prędkości odlewania. Mogą również wystąpić cyklicznie zmiany temperatury, skutkiem wahań poziomu metalu w układzie zalewowym, co wywołane jest m.in. zmianą prędkości pasma, wynikającą, z kolei, z synchronizacji prędkości w układzie walcowania i odlewania. Zmieniają się warunki chłodzenia i smarowania.

490

510

530

550

Temperatura wlewka, °C

Rys. 1. Zależność Rm i wydłużenia od temperatury wlewka — walcówka § 12 i 9,5 mm — wartości średnie z l serii badań Fig. 1. Relationship Rm, A =/(Tin„ot) •— wire rod (f) 12mm and 9.5 mm — average value from first testing series

--Vipr ^k

się wyrażenie na wariancję tej funkcji: a = VCT?

W odniesieniu do próby: 5 =

S2^ Jest to wyrażenie na

złożoną niepewność standardową (prawo propagacji niepewności).

Rys. 2. Zakres zmian własności walcówki skutkiem zmiany temperatury wlewka Fig. 2. Rangę of change of wire rod properties as an effect ingot temperaturę changes

Zmienność własności walcówki [3,4] • Wszystkie elementy linii ciągłego odlewania i walcowania (COiW): topienie—uszlachetnianie metalu—odlewanie (metodąProperzi) — walcowanie — schładzanie — zwijanie kręgów, w mniejszym lub większym stopniu decydują o poziomie własności walcówki i ich stabilności (rozrzucie), zarówno w ramach jednego kręgu, partii, jak i między partiami. Bezpośrednio, zmienność ta wynika przede wszystkim ze zmienności składu chemicznego, zawartości zanieczyszczeń, struktury pasma po odlewaniu i temperatury pasma podczas walcowania. Wpływ temperatury wlewka na własności mechaniczne, obserwowane w wyrobie, przedstawiają przykładowe wyniki badań COiW (rys. l i 2). Taką reakcję materiału na zmiany temperatury wyjaśniają wyniki badań ewolucji struktury w linii walcowania. Bez względu na warunki realizacji procesu, pomimo Jemperatury sięgającej nawet 575 °C, struktura odlewnicza jest jedynie przetwa-

136

Rys. 3. Ewolucja makrostruktury pasma w linii walcowania Fig. 3. Eyolution of macrostructure of band in rolling linę

Ponadto, jeśli temperatura pasma ma być stabilizowana, to warunkiem powodzenia takich działań jest wystarczająco dokładny pomiar. W tym przypadku zadanie jest wyjątkowo trudne. Pomiar bezstykowy. jedyny praktycznie możliwy, niesie w sobie obciążenie wynikające z potrzeby ustalania współczynnika emisyjności. Ze względu na fakt, że temperaturę pasma można zmieniać poprzez prędkość obrotową krystalizatora i warunki chłodzenia, możliwe jest sterowanie stanem struktury pasma, a w efekcie poziomem własności mechanicznych (z nałożoną na wynik zmiennością). W ramach prac nad doskonaleniem procesu COiW, zmierzającym m.in. do ograniczenia zmienności własności, zbudowano model procesu oparty o aproksymację wyników badań za pomocą sieci neuronowych, umożliwiający prognozowanie własności lub dobieranie parametrów (punktów pracy) linii. Sztuczne sieci neuronowe są efektywnym narzędziem aproksymacji dowolnej wielowymiarowej, nieliniowej funkcji. Aproksymują poszukiwane zależności kombinacją funkcji aktywacji neuronów. Posiadają zdolność uczenia. Algorytm uczenia dokonuje modyfikacji wag synaptycznych neuronów, tak aby został zminimalizowany zadany wskaźnik jakości. Ponieważ wskaźnik jakości jest funkcją wag, możliwa jest minimalizacja według metody najszybszego spadku (metoda iteracyjna). W efekcie sieć neuronowa znajduje najlepsze odwzorowanie, w sensie minimum sumy kwadratów różnic, zbioru sygnałów wejściowych w zbiór sygnałów wyjściowych. Jeżeli sygnałami wejściowymi do sieci będą parametry procesu.

a sygnałami wyjściowymi własności, to sieć w procesie uczenia znajduje odwzorowanie: WŁASNOŚCI =/(zbiórparametrów procesu technologicznego) Poszukiwane rozwiązanie otrzymuje się w wyniku symulowania działania sieci. Kolejne rysunki prezentują działanie specjalnie zbudowanego programu. Rysunek 5 przedstawia przykładowe zestawy danych, charakteryzujących jednostkowe procesy COiW. Rysunek 6 przedstawia ekrany z przykładowymi wynikami obliczeń. Na rysunkach 7 i 8, przedstawiono przykładowe wyniki badań zmienności cech walcówki. Na rysunku 7 zobrazowano rozrzut zawartości aluminium, żelaza i krzemu w różnych partiach walcówki. Na rysunku 8 przedstawiono wyniki badań zmienności wytrzymałości na rozciąganie, wydłużenia i oporności właściwej. Zmienność własności drutów W procesie ciągnienia, zmienność własności walcówki przetwarzana jest na zmienność własności drutów poprzez rozkład odkształceń jednostkowych i sumarycznych, wpływ zmian prędkości ciągnienia i temperatury. Prędkość ciągnienia zmienia się m.in. ze względów operacyjnych. Stabilność temperatury w linii ciągnienia jest określona przez stabil-

Rys. 4.Mikrostruktura walcówki (wnętrza krystalitów) — różne warianty technologii Fig. 4. Microstructure of wire rod — different alternatives realization of technology

«nnuhi«mfcjui

- -»— : — 1

n

' r^o

• " "~

Ł L

"' Ja

j^j.

j

1

a

n

~ " T

rtrŁ^"1

<

-,-• &.NN rfB.

OM m,,™ ™«i

^ 1

^

J

l

,

BO)

6JO

«fl

i)

±!2 3

«. K,

.

j*2^»~. «*.,—< «™->~™-.«»-

r ^ «1 J

_

1

ts

OWA

i

i

"•

\

T-

-*

^s

s

, "- 1

~Ł3T[

1

Wt«™»—. j

^—' '1 °^r'f~'"

r^; * 1

™*™

-

d^^p™

.^""t-^- f

"""STuJTpS** '"^

H

«*™

1

WINWind -m~rw

[-^ -

'i

i

-

«q«h|»««.

: li •-\

r . „^-_ -— - '^ ~ —

" -

'

-

,'

/

j *

f

^1

°^£^£~t\

~S»

^

Rys. 5. Ekran wprowadzania danych i prezentacji danych Fig. 5. Data input screen and data presentation

f

' ' '

"wT

coiWR,.

~~ ™ "*

c

'

(£r

"" "

'-s .' '•'

cow

"" ^

|

n

s

* JTSKT

j

"

•-

,

""^S" j ™~« «. |

!

S=

:

., .

p _ ^^^_^^=n *"* *

^^" ""* ±s! C -

i r i.r ~~ ~"2T — _.-

_ . , „_„

** \ *

„ V ^^C- S- -^

"" ^^

^^ ? 1 r~rj

l- -rv\ „^ ", x -i ^ ' •

1

x

T!^ yr f*S-

"

"n^r- 1 ^*«.>*l

j=d ^Łd

=j

-w-i

Rys. 6. Przykładowe wyniki obliczeń Fig. 6. Computation result

137

W/R/11

W/S/11

W/R/11

99,35

0,1 .

s

W/R/11

W/S/11 sus K

x

0.3

99,75 997

SIS SSSB

SS&SS SWSSS

!Si>

8

SS

S

Ż 99.65

*

W/S/11

0.35

*

U)

29,6

0,25

00

£ '

99,55

99.5 99.45

99.4

Ł ** ł

0.07

*»++ * * *

***+ »

SS S

£

0.2

0.15

0,06

0.1

0.05

0,05

0.04

0

* ^ f ł*****^****^^****** **** *» ^*%R

SS^^^^j^t^^S^S

próba

próba

'"""

/^SSfS^^

Rys. 7. Zmienność zawartości Al, Fe i Si w różnych kręgach i partiach walcówki Fig. 7. Yariation of contents of Al. Fe, Si in different circles and parts of wire rod 105 -. 100

W/Mi

W/S/11

!V/fU11

28

*

*

*

* *

24 -

»

— It

"

27,95 , 27.B5

»

*»

*«

4

* #

*

27.75

22 -

» , , %* * „S \ **»

£ 20 1 e

* * » * 5 ^S S ^ * , ... a ^a s s «s % s
S

W/S/11

] ^SSSSftUt

s

6

"*

^ £, 27.65 27.55

4

as

v « <

*''

s

*

^*»*. ^ /*.****"* *

«

S

B

27,45

2

27.35

0

80

W/R/11

próba

próba

"°"

Rys. 8. Wyniki pomiarów własności różnych kręgów i partii walcówki Fig. 8. Results of measurement of different circles and parts of wire rod

Rys. 9. Przykładowe krzywe umocnienia z granicami tolerancji Rm wg różnych norm Fig. 9. Examples of strain hardening graph with Rm limit tolerance (different standards)

5

175.

I .70

Rys. 10. Wyniki pomiarów własności drutów o średnicy 2,2 mm Fig. 10. Results of measurement of wire properties — diameter: 2.2 mm

f(x)

f(xj

P{x>Tg}

m

Tg

Rys. 11. Prawdopodobieństwo przekroczenia górnej granicy tolerancji Fig. 11. Probability of exceed of upper limit tolerance

138

Td

i Tg

Rys. 12. Prawdopodobieństwo akceptacji wyrobu o własnościach wokół granic tolerancji Fig. 12. Probability of product accepting with properties around limit tolerances

SR =5MPa,

f(x)

P{Rm< 180} =0,023 (2,3%). W przypadku rezystywności przykład dotyczy dwóch kombinacji wymagań i wyników badań. Wyniki próby l : p = 27,957 nQm, Sp = 0,2 nflm, Tg = 28,264 nQm, P{p > 28,264} = 0,062 (6,2 %),

rókcepfacji=0,] l Sp=0,03

X

Rys 13 Prawdopodobieństwo akceptacji wyrobu w oparciu o pomiar rezystywności — przykład obliczeń Fig 13 Probabihty of product accepting in support of resistwity measurement — computmg example

0,5--

Td

Tg

Rys. 14. Funkcje akceptacji Fig. 14. Accepting functions ność układu smarowania i chłodzenia, zmiany prędkości ciągnienia, oporu plastycznego ciągnionego materiału i stanu ciągadeł. Początkowy stan walcówki, zależnie od wymaganego poziomu własności mechanicznych musi być dobierany na podstawie funkcji umocnienia. Na rysunku 9 [5] przedstawiono przykładowe krzywe umocnienia materiału walcówki o różnym składzie chemicznym i wytworzonej w różnych warunkach, w procesie COiW. Na wyniki tej analizy należy nałożyć zmienność zidentyfikowaną w odniesieniu do konkretnego przypadku. Na rysunku 10 przedstawiono wyniki przykładowych badań własności drutów o średnicy 2,2 mm, otrzymywanych z różnych odcinków dwóch kręgów walcówki, wytworzonej w różnych warunkach. Mierzono własności próbek pobieranych z kolejnych szpul drutu po ciągnieniu [5].

P{p> 28,172} =0,14 (14%). Wyniki próby 2: p = 27,828 nflm, Sp = 0,2 n£2m, T = 28,264 nQm, P{p> 28,264} = 0,015 (1,5%), P{p > 28,172} = 0,043 (4,3 %) Istotę ryzyka uznania wyrobu nie spełniającego wymagań, za wyrób zgodny skutkiem niepewności wyniku pomiaru oddaje schemat na rysunku 12 Pola zafcreskowane obrazują prawdopodobieństwo przyjęcia Przykładowo, w analizowanym przypadku, jeżeli rzeczywista wartość rezystywności wynosi 28,3 n£lm i jeśli standardowa niepewność wynosi Sp - 0,03 nQm, to istnieje 11 % ryzyko uznania tego wyrobu za zgodny z wymaganiami (T = 28,264) Przykład został zobrazowany na rysunku 13 Ryzyko to maleje ze wzrostem dokładności pomiaru (małe wartości niepewności standardowej) i można uznać za bliskie zeru jeśli Sp < 0,01 nfim Podsumowanie Z pizeprowadzonej analizy wynikają dość oczywiste wnioski ogólne, dotyczące potrzeby zmniejszania zmienności i niepewności wyniku pomiaru W praktyce, działania takie napotykają jednak poważne bariery zarówno technologiczne jak i związane z technikami pomiarowymi W odniesieniu do technik pomiarowych działania powinny zmierzać do uzyskania możliwie stromej funkcji akceptacji, przedstawionej na rysunku 14 w odniesieniu do dużej i małej niepewności pomiaru Funkcja ta pokazuje prawdopodobieństwo akceptacji wyrobu zależnie od poziomu wartości badanej cechy

Ryzyko przekroczenia granic tolerancji i akceptacji wyrobu Założono i sprawdzono, że rozkłady badanych cech mogą być opisane rozkładem normalnym. Po oszacowaniu parametrów rozkładu (odchylenia standardowego i wartości oczekiwanej) można było wyznaczyć prawdopodobieństwo przekroczenia granicy tolerancji, zgodnie ze schematem na rysunku 11. W przypadku wytrzymałości na rozciąganie, w odniesieniu do jednej z analizowanych kombinacji wymagań i wyników badań otrzymuje się: wyniki próby

Literatura 1 Wyrażenie niepewności pomiaru Przewodnik ISO Wydanie polskie Główny Urząd Miar— 1999 2 Międzynarodowy słownik podstawowych i ogólnych terminów metrologu ISO Wydanie polskie Główny Urząd Miar—1996 3 Nowak S Materiały z badań w ramach Projektu Celowego nr 77 469 93C/

/1480 WMN AGH

4 Nowak S Materiały z badań w ramach Projektów Statutowych 2002-2003

WMN AGH

5 Tomczuk D, Śliwa M Prace magisterskie pod kierunkiem dr inż Nowak S , dr inż Sierpmski Z WMN AGH

139

•t R e d a k t o r o d p o w i e d z i a l n y : prof. z w . d r inż. S T A N I S Ł A W S T O L A R Z R d

LECH PASZKO WS KI BARBARA ŚLUSAREK DIONIZY BIAŁO

Me£

" y ale R 50 2005 nr 3 UKD 537.6.8:621.762:669/138:669.018.58:621.318.38:621.317.4

WPŁYW ZAWARTOŚCI PROSZKU Nd-Fe-B NA WŁAŚCIWOŚCI

MAGNETYCZNE

DIELEKTROMAGNESÓW WTRYSKIWANYCH Omówiono proces formowania wtryskowego dielektromagnesów zlatanych z proszku magnetycznego Nd-Fe-B i polistyrenowej osłony. Zastosowano proszek o kulistym i płatkowym kształcie cząstek w ilości 30, 40, 50 i 60 % obj. Wykazano, że zasadniczy wpływ na parametry magnetyczne dielektromagnesów Bf HCB, (BH)m(K wywiera ilość proszku we wtryskiwanym materiale. Przy określonej ilości proszku wyższe wartości właściwości magnetycznych uzyskano dla proszku o płatkowych cząstkach. Słowa kluczowe: proszki magnetyczne, dielektromagnesy, formowanie wtryskowe, wlaściwości magnetyczne.

INFLUENCE OF Nd-Fe-B POWDER CONTENT ON MAGNETIC PARAMETERS OF INJECTED DIELECTROMAGNETS Injection molding process of dielectromagnets consist of Nd-Fe-B magnetic powder and polystyrene matrix was described. Magnetic powder having spherical andflaky shape particle with volume fraction of 30, 50, 50 and 60 % was used. It was shown that volume fraction ofthe powder in the injected material strongly influence on magnetic parameters of dielectromagnets B^ HCB and (BH)max. At defined fraction of powder higher value of magnetic properties was obtainedfor theflaky shape powder particles. Key words: magnetic powders, dielectromagnets, injection molding, magnetic properties. Wprowadzenie Dielektromagnesy zaliczane są do tzw. magnesów wiązanych. Mają one budowę kompozytową złożoną z proszkowej fazy magnetycznej i polimerowej osnowy [1+4]. Wytwarzane sąnajczęściej przez: - matrycowe prasowanie kompozytu proszek magnetyczny-żywica termoutwardzalna, ,. . , , , — wtryskiwame granulatu kompozytu proszek magnetyczny-tworzywo termoplastyczne. Technologia wytwarzania magnesów wtryskiwanych jest podobna do technologii stosowanej w przetwórstwie termoplastycznych tworzyw sztucznych. Polega ona na wtryskiwaniu do formy uplastycznionego granulatu kompozytowego.

Pierwszym etapem procesu technologicznego jest wykonanie granulatu, z którego następnie metodą wtryskiwania wytwarza się kształtki [nstytucie Inżynierii Precyzyjnej i Biomedycznej na Wydziaw Politechniki Warszawskiej we współpracy z Instyfe Mechatroniki ^^ T^_ .Radiotechnicz od kilku lat prowadzOne są prace . , , , , . ,. , ,. , , . badawcze nad technologią wytwarzania wtryskiwanych dielektro_ _ magnesów Nd-Fe-B [5]. Proces wtryskiwania jest procesem atrakc yJnym z ekonomicznego punktu widzenia, jest to technologia tańsza od klasycznych metod stosowanych w metalurgii proszków. Stosowany jest głównie do wytwarzania elementów drobnych i o skomplikowanych kształtach, głównie dla potrzeb urządzeń mechatronicznych.

Mgr inż. Lech Paszkawski — Politechnika Warszawska, Wydział Mechanotroniki, Warszawa, dr hab inż. Barbara Ślusarek — Instytut Tele- i Radiotechniczny, Warszawa, dr hab inż. Dionizy Biało — Politechnika Warszawska, Wydział Mechanotroniki, Warszawa.

140

Właściwości dielektromagnesów wtryskiwanych zależą od rodzaju i ilości proszku magnetycznego, rodzaju tworzywa sztucznego oraz parametrów procesu wtryskiwania. W prowadzonych badaniach stosowano dwa rodzaje proszku magnetycznego ze stopu Nd-Fe-B: proszek płatkowy i proszek kulisty. Określono wpływ zawartości proszku magnetycznego w kompozycie na właściwości magnetyczne dielektromagnesów. Prowadzone badania pokazały też wpływ rodzaju zastosowanego proszku na właściwości magnetyczne gotowych próbek dielektromagnesów. Badania

Polimer

Materiały stosowane do badań Proszek magnetycznie twardy Do badań stosowano proszki magnetyczne ze stopu Nd-Fe-B produkowane przez amerykańską firmę Magneąuench International, Indiana [6], w których podstawowymi składnikami są: — neodym Nd 15+22 %, — żelazo Fe 70-82 %, — bór B 0,5-1,5%. Firma Magneąuench wytwarza proszki o różnym składzie, różnej postaci, a więc o różnych właściwościach magnetycznych. Do badań Tablica l Table l Wartości Właściwości

Remanencja, Br, T Koercja indukcji, HCB, kA/m Koercja polaryzacji, HCJ, kA/m Maksymalny iloczyn energii magnetycznej (BH)lnax, kJ/m Przenikalność magnetyczna, jir Gęstość stopu, d, Mg/m3 Ziarnistość przeciętna, dso, um Gęstość nasypowa, Mg/m3

MQP-B płatkowy

MQP-S(11-9) kulisty

0,86+0,89

0,73+0,76 440 670+750

111+126

80+92 1,22 7,43 35+55 3,6+4,2

455+565 640+800

7,64 -200 2,7

wytypowano dwa rodzaje proszków: proszek o symbolu MQP-B i proszek o symbolu MQP-S. Ich charakterystyki zamieszczono w tablicy 1. Proszek MQP-B otrzymywany jest techniką szybkiego studzenia stopu metodą natryskiwania ciekłego stopu na miedziany, wirujący bęben. W ten sposób uzyskuje się taśmę o grubości 20-40 urn i strukturze drobnokrystalicznej. Taśma jest następnie poddawana rozdrobnieniu (kruszenie, mielenie) do wielkości ziaren 150+250 um. Proszek MQP-S jest otrzymywany techniką rozpylania ciekłego stopu sprężonym gazem. Metoda ta pozwala na uzyskanie proszku o kształcie kulistym o wielkości ziarna 10+100 um.

Jako osnowę dielektromagnesów zaproponowano polistyren firmy BASF typu Połystyrol [7] będący termoplastycznym tworzywem sztucznym. Ze względu na swoje właściwości polistyren jest tworzywem łatwym w przetwórstwie. Jedną z jego zalet jest możliwość rozpuszczania w różnego rodzaju rozpuszczalnikach, takich jak aceton czy toluen. Umożliwia to wytwarzanie na zimno granulatu do wtrysku. Dodatkową zaletą polistyrenów jest ich niska cena. Proces technologiczny Przygotowanie granulatu Granulat do wtryskiwania przygotowano według własnej oryginalnej technologii [8], Proces składa się z następujących operacji: — rozpuszczenie określonej porcji polistyrenu w ustalonej ilości toluenu, — dodanie wymaganej ilości proszku i dokładne wymieszanie, — rozprowadzenie kompozytu do warstwy o grubości 2+3 mm, — suszenie w temperaturze pokojowej przez ok. 24 h, — rozdrobnienie wysuszonej, elastycznej płytki do wielkości granulatu, tj. ok. 2,5 x 2,5 mm, — suszenie końcowe granulatu w suszarce próżniowej. W ten sposób wykonano partie granulatów z obu rodzajów proszku MQP, zawierających proszek w ilości 30, 40, 50 i 60 % objętościowych. Daje to wypełnienie wagowe wynoszące odpowiednio: — dla proszku MQP-B 75,5; 82,7; 87,8 i 91,5 %, — dla proszku MQP-S 75,1; 82,5; 87,6 i 91,4 %. Niewielkie różnice w wypełnieniu wagowym wynikają z różnych l

Rys. l. Przekroje wzdłużne próbek walcowych wtryskiwanych z proszku a — płatkowego MQP-B, b — kulistego MQP-S Fig. 1. Longitudinal section of cylindrical samples injected from a — flaky MQP-B powder, b — spherical MQP-S powder

141

wartości gęstości obu gatunków proszków.

ta tworzywa.

Proces w t r y s k i w a n i a

Wyniki badań

Do przeprowadzenia pomiarów właściwości magnetycznych dielektromagnesów niezbędne były kształtki w postaci walca o wymiarach: (j) = 10 mm i h = 4 mm. W tym celu zaprojektowano i wykonano specjalną formę wtryskową. Proces wtryskiwania przeprowadzono napionowej wtryskarce tłokowej z napędem pneumatycznym firmy Arburg. W prowadzonych badaniach przyjęto stałe parametry procesu wtryskiwania: — ciśnienie wtrysku p =100 MPa, — temperatura wtrysku Tw = 200 °C, — temperatura formy 7^=50 °C. Wartości parametrów przyjęto zgodnie z zaleceniami producen-

Struktura dielektromagnesów Badania metalograficzne pozwoliły określić strukturę dielektromagnesów wykonanych z dwóch różnych gatunków proszków: proszku MQP-B i MQP-S. Na rysunku l przedstawiono fotografie zgładów dwóch próbek walcowych wykonanych metodą wtryskiwania z obu rodzajów proszku. Zgłady wykonano w płaszczyźnie położonej w osi każdej kształtki. Fotografie przedstawiają fragmenty przekrojów. Zaznaczono na nich miejsca wtrysku (strzałki) do gniazda formy. Zdjęcia metalograficzne przedstawiają różnice w strukturze obu kompozytów. Kształtki zawierające kulisty proszek magnetyczny wykazują

proszek kulisty proszek płatkowy

proszek kulisty proszek płatkowy 20

30

40

50

30

60

40

50

60

Udział obj. proszku Vp, %

Udział obj. proszku Vp, %

Rys. 4. Zależność koercji indukcji HCB od udziału objętościowego proszku V w kompozycie Fig. 4. Dependence of coercivity HCB on powder volume fraction Vp in composite

Rys. 2. Zależność indukcji Brod udziału objętościowego proszku V w kompozycie Fig. 2. Dependence of remanence Br on powder volume fraction V in composite 1000

45

=; 30 Jt

i 25

o (S

20 00

Ol O Q.

«• 200

10

• proszek kulisty • proszek płatkowy

0)

o 20

30

40

• proszek kulisty • proszek płatkowy

5 50

60

Udział obj. proszku Vp, % Rys. 3. Zależność koercji polaryzacji HCJ od udziału objętościowego proszku Vp w kompozycie Fig. 3. Dependence of coercivity HCJ on powder volume fraction Vp in composite

142

15

70

20

30

40

50

60

70

Udział obj. proszku Vp, % Rys. 5. Zależność energii (BH)max dielektromagnesów od udziału objętościowego proszku magnetycznego V w kompozycie Fig. 5. Dependence of maximum energy product (BH)max of dielectromagnets on magnetic powder yolume fraction V in composite

jednorodną, izotropową budowę z równomiernie rozłożonymi ziarnami w osnowie. W próbkach bazujących na proszku płatkowym cząstki proszku magnetycznego nie są jednakowo zorientowane w stosunku do kierunku wtryskiwania. W wybranym obszarze przekroju kształtki ułożenie cząstek jest uwarunkowane kierunkiem płynięcia i zawirowaniami wtryskiwanej masy w komorze formy.

Z danych przedstawionych na rysunku wynika, że wartość energii magnetycznej silnie zależy od składu kompozytu. Zwiększanie zawartości proszku w dielektromagnesie powoduje wzrost energii magnesu. Jednocześnie można zauważyć, że dla analogicznych ilości proszku w kompozycie wyższe wartości energii osiąga się dla dielektromagnesów zawierających proszek płatkowy.

Właściwości magnetyczne

Podsumowanie

R e m a n e n c j a Br

Przeprowadzone badania wykazują istotny wpływ objętościowego udziału proszku magnetycznego w kompozycie na właściwości magnetyczne dielektromagnesów. Należy podkreślić iż we wszystkich przypadkach uzyskano wyższe wartości właściwości magnetycznych dia proszków płatkowych, niż dla kulistych przy jednakowych udziałach objętościowych proszków w kompozytach. Niewątpliwie związane jest to z faktem, iż właściwości magnetyczne proszku płatkowego są wyższe niż dla proszku kulistego.

Na rysunku 2 przedstawiono wpływ objętościowego udziału proszku w kompozycie na remanencję. Charakter zmian remanencji dielektromagnesów wykonanych z obu rodzajów proszku jest podobny, rośnie ona wraz ze wzrostem zawartości proszku w kompozycie. Dla kształtek wykonanych z proszków płatkowych remanencja przyjmuje wartości o ok. 20 % wyższe niż dla kształtek wykonanych z proszków kulistych, przy tym samym udziale procentowym proszku w kompozycie.

Literatura

Koercj a Na rysunkach 3 i 4 zaprezentowano zmianę koercji polaryzacji HCJ i koercji indukcji HCB w zależności od udziału procentowego proszku magnetycznego w kompozycie. Opierając się na wykresach przedstawionych na rysunkach 3 i 4 można stwierdzić, że ze wzrostem zawartości proszku w kompozycie koercja polaryzacji HCJ pozostaje na tym samym poziomie, zaś koercja indukcji HCB rośnie. Można również zauważyć, że wartości koercji dla proszku o ziarnie płatkowym, dla analogicznych udziałów procentowych proszku, są wyższe niż wartości koercji dla dielektromagnesów wykonanych z proszku płatkowego. Maksymalny iloczyn energii magnetycznej (BH)max Rysunek 5 prezentuje zależność energii dielektromagnesów w funkcji udziału procentowego proszku w kompozycie.

MACIEJ SULOWSKI

J. ŚlusarekB.: Stan obecny i perspektywy rozwoju magnesów trwałych. Zesz. Nauk. Poi. Wrocł., Oficyna Wydaw. Polit. Wrocławskiej, s. 111+116. 2. YangC.J., ChoiS.D.,LeeW. K .-Magnetic properties of nylon 6 based Nd-Fe-B pellets for injection molding. Powder Technology, 1993, vol. 77, pp. 89+95. 3. Ślusarek B.: Dielektromagnesy Nd-Fe-B. Prace Naukowe Inst. Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych Politechniki Wrocławskiej, seria Monografie, Wrocław, 2001. 4. Nurthen P. D., Wells M. C.: The development of an injection mouldable magnetic materiał using atomized powders. Advanced Powder Metallurgy and Particulate Materials 1998, vol. 5, pp. 215+227. 5. ŚlusarekB., Biało D., GromekJ., Kulesza T.: Wtryskiwane magnesy trwałe ze stopów Nd-Fe-B. Konf. Postępy w Elektrotechnologii, Szklarska Poręba, wrzesień 1998, s. 69+74. 6. Katalog firmy Magneąuench. 7. Katalog firmy BASF — Polystyrol 8. Biało D., Paszkowski L., i in: Zgłoszenie patentowe P-358588.

Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD 621.762.5:669.14.018.298:669.15'74.198:620.17

WARUNKI WYTWARZANIA SPIEKANYCH KONSTRUKCYJNYCH STALI MANGANOWYCH Część III: WŁASNOŚCI MECHANICZNE SPIEKANYCH STALI MANGANOWYCH Artykuł jest trzecią częścią cyklu artykułów poświęconych produkcji konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-wągiel, w którym autor opisuje wpływ warunków wytwarzania spiekanych stali manganowych na ich własności mechaniczne. Słowa kluczowe: proces spiekania, stale konstrukcyjne, własności mechaniczne, stale manganowe spiekane.

CONDITIONS OF FABRICATION OF THE SINTERED CONSTRUCTIONAL MANGANESE STEELS Part III: MECHANICAL PROPERTIES OF THE SINTERED MANGANESE STEELS The paper is part three of a series ofpapers on the production of constructional sinters iron-manganese-carbon. An effect of the conditions offabrication of sintered manganese steels on their mechanical properties is discussed. Key words: sintering process, constructional steels, mechanical properties, sintered manganese steels. Dr inż. Maciej Sutowski — Akademia Górniczo-Hutnicza. Wydział Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. Kraków.

143

Wstęp

Technologiczne procesy metalurgii proszków pozwalają na produkcję wyrobów oraz półwyrobów ze sproszkowanych metali, mieszanek metali, mieszanek metali z niemetalami oraz proszków częściowo lub całkowicie stopowych [1]. Z uwagi na swoją energoi materiałooszczędność, metalurgia proszków wyraźnie góruje nad innymi, tradycyjnymi sposobami produkcji materiałów konstrukcyjnych. Dotyczy to zwłaszcza elementów o małych rozmiarach produkowanych wielkoseryjnie. W przypadku wytwarzania spiekanych materiałów narzędziowych technologia ta jest bezkonkurencyjna w stosunku do innych metod otrzymywania. Jednym z parametrów charakteryzujących materiały spiekane jest ich porowatość. Wpływa ona w sposób bardziej znaczący na własności mechaniczne spieku niż skład chemiczny, czy też struktura [2, 3], w odróżnieniu od stali otrzymywanych metodami konwencjonalnymi, gdzie decydującą rolę odgrywa ich skład chemiczny. Porowatość stosowanych w praktyce konstrukcyjnych materiałów spiekanych mieści się w granicach od 2 do 60 %. W przypadku materiałów z włókien metalowych można wytworzyć spieki o porowatości większej niż 90% [1]. Tak więc określenie stopnia zagęszczenia materiału, który wyrazić można poprzez gęstość lub porowatość, czasami także przez objętość porów wypraski lub spieku, jest istotnym zagadnieniem z naukowego i praktycznego punktu widzenia. Najważniejszymi czynnikami kształtującymi własności materiałów spiekanych, poza strukturą, składem chemicznym oraz porowatością, są własności fizyczne stosowanych mieszanek proszków, zachowanie odpowiedniej wielkości cząstek przy tworzeniu mieszanek proszków, a także kształt i wielkość wyprasek przeznaczonych do spiekania oraz szeroko rozumiane parametry procesu spiekania, ponadto szybkość i sposób chłodzenia po procesie spiekania, czy też zastosowanie ewentualnej, końcowej obróbki cieplnej lub cieplnochemicznej. Spiekane materiały konstrukcyjne o wytrzymałości na rozciąganie mieszczącej się w zakresie od 600 do 1000 MPa i średniej gęstości wynoszącej od 6,8 do 7,1 g/cm , stanowią ważną, wyodrębnioną w normach krajowych i międzynarodowych, grupę materiałów konstrukcyjnych produkowanych techniką metalurgii proszków. Materiały te umożliwiają wytwarzanie części maszyn, łączących w sobie takie cechy jak: względnie duże własności wytrzymałościowe, znikome zanieczyszczenie środowiska naturalnego podczas ich produkcji, stosunkowo mała masa oraz — co najważniejsze — niski koszt wytwarzania. Sprawia to, iż stale spiekane o dużej wytrzymałości stanowią bardzo konkurencyjny materiał w odniesieniu do konwencjonalnych stali konstrukcyjnych i żeliw. Ze stali tych wytwarza się obecnie ostatecznie uformowane, odpowiedzialne, silnie obciążone części maszyn. Typowym przykładem są przekładniowe koła zębate. Obecnie stale te to głównie spiekane stopy żelaza z niklem, miedzią, molibdenem i węglem [4]. Duże własności wytrzymałościowe tych stali osiągane są w wyniku obróbki cieplnej, polegającej na hartowaniu i niskim odpuszczaniu. W celu obniżenia kosztów produkcji wyrobów ze spiekanych stali konstrukcyjnych, wprowadza się w ostatnich latach obróbkę cieplną, tzw. „sinter-hardening", polegającą na ich hartowaniu bezpośrednio z temperatury spiekania poprzez przyspieszone chłodzenie konwekcyjne. Tego rodzaju obróbka cieplna możliwa jest dzięki zastosowaniu pieców o specjalnej konstrukcji i jedynie w odniesieniu do niektórych gatunków spiekanych stali stopowych, odznaczających się odpowiednio dużą hartownością. Pierwiastkami zapewniającymi dużą hartowność takich stali są z reguły nikiel i molibden. Jednakże, z powodu stwierdzenia silnie kancerogennego oddziaływania proszku niklu na organizm człowieka [5], a także z przyczyn ekonomicznych, czynione są próby zastąpienia niklu innymi pierwiastkami stopowymi, głównie chromem — komercyjny proszek Hoganas CrM oraz manganem. Teoretycznie, z czysto metaloznawczego punktu widzenia, mangan może być doskonałym zamiennikiem niklu w stalach spiekanych. Pierwiastek ten najbardziej efektywnie zwiększa hartowność stali, podnosi jej wytrzymałość mechaniczną; jest przy tym

144

nietoksyczny, tani i łatwo dostępny [6]. Stąd też mangan od dawna ogniskuje zainteresowanie metalurgów. Niestety, wyniki wcześniejszych badań, przeprowadzonych już wiele lat temu, wykluczyły możliwość wytwarzania konstrukcyjnych spiekanych stali manganowych — podobnie jak i chromowych — w ówczesnych warunkach przemysłowych. Powodem jest bardzo duże powinowactwo manganu do tlenu oraz wysoka prężność jego par w temperaturze spiekania. Z tego powodu mangan wprowadza się do spieku nie w postaci czystego pierwiastka, lecz zazwyczaj w postaci żelazostopu. Pozwala to znacznie obniżyć koszt'produkowanego wyrobu, jednak pojawiają się kłopoty związane z małą prasowalnością mieszanki proszków zawierających żelazomangan [7], Warunki spiekania stali manganowych a ich własności mechaniczne Spiekane stale manganowe stanowią przedmiot zainteresowania naukowców od wielu lat. W tym czasie badano różne możliwości aplikacyjne tych materiałów. Główne kierunki badań dotyczyły: — określenia wpływu zawartości manganu oraz innych pierwiastków stopowych na własności mechaniczne spiekanych stali konstrukcyjnych [8, 9, l 1+34], — aktywacji procesu spiekania i zwiększenia dyfuzji poprzez dodatek pierwiastków stopowych tworzących w temperaturze spiekania fazę ciekłą oraz określenia wpływu innych pierwiastków stopowych na strukturę i własności mechaniczne spiekanych stali manganowych takich, jak chrom, molibden lub miedź [l l, 13, 33+46], — ukazania możliwości zastąpienia niklu i miedzi w spiekanych stalach konstrukcyjnych przez mangan i chrom [5, 12,13, 47+50], — poprawy własności wytrzymałościowych spieków poprzez wprowadzenie dodatkowej obróbki cieplnej [51+54]. Produkcj a spiekanych stali manganowych na skalę przemysłową napotyka problemy związane z dużym powinowactwem manganu do tlenu, narzucając tym samym zastosowanie w procesie wytwarzania tych stali odpowiednich, kosztownych atmosfer ochronnych. Wysoka prężność par w temperaturze spiekania oraz możliwość odparowania manganu z powierzchni materiału wymusza realizację procesu spiekania stali z dodatkiem manganu w zamkniętych łódkach lub w specjalnych zasypkach. Pary manganu gromadząc się nad spiekanym materiałem w zamkniętej przestrzeni, nie zostają wymywane przez przepływającą atmosferę, chroniąc tym samym spiekany materiał przed utlenieniem. Zastosowanie żelazostopów pozwala również zminimalizować problem utleniania oraz sublimacji manganu, jednak wiąże się to obniżeniem prasowalności mieszanki proszków oraz ze wzrostem zużycia matryc [11+14. 17, 20, 35, 53, 55,56,58+61,65]. Mieszanina eutektyczna układu trój składnikowego Fe-Mn-C topi się w temperaturze 1095 °C przy zawartości węgla w żelazomanganie wynoszącej 3,8 % masowych [8, 35]. Ze zwiększeniem zawartości węgla w ciekłym manganie, węgliki typu (3(Mn3C) istnieją w temperaturze niższej od temperatury, przy której pojawia się faza ciekła. W takich warunkach przy zawartości od 4 % masowych do 6,5 % masowych węgla w żelazomanganie, faza ciekła tworzy się w temperaturach nie niższych niż 1100 °C. Świadczy to o możliwości spiekania proszku żelaza z dodatkiem wysokowęglowego żelazomanganu już w temperaturze 1100 °C. Wyżarzanie proszku żelazomanganu w azocie pozwala uzyskać fazę ciekłą w temperaturze 1140 °C [35]. Podczas wyżarzania żelazomanganu w powietrzu, faza ciekła pojawia się w temperaturze 1230 °C. W niższych temperaturach, zgodnie z diagramem Ellinghama-Richardsona [18, 19, 35], powierzchnia cząstek proszku żelazomanganu jest całkowicie utleniona. Podczas wyżarzania proszku żelazomanganu w wodorze, faza ciekła pojawia się w temperaturze 1060 °C. Również faza gazowa ma decydujący wpływ na proces spiekania z uwagi na wysoką ruchliwość atomów fazy gazowej i ciekłej biorących udział w dyfuzji powierzchniowej. W tym przypadku uwido-

czniają się różnice w kinetyce procesu sublimacji manganu złożonego z cząstek o nieregularnej budowie oraz parowania manganu z fazy ciekłej o względnie mniejszej powierzchni. Rodzaj atmosfery spiekania, np. próżnia lub zdysocjowany amoniak, nie wpływa w sposób znaczący na straty manganu spowodowane odparowaniem ze spieku — w obu przypadkach ubytek jest prawie jednakowy. Podczas spiekania przez 180 minut w temperaturze 1120 °C w atmosferze zdysocjowanego amoniaku, średni ubytek manganu wynosił od 2,4 % przy zawartości 2,8 % masowych manganu w stopie do 5,2 % przy zawartości 5,8 % masowych manganu w stopie. Podczas spiekania w próżni strata manganu wynosiła od 2,6 % przy zawartości 3,8 % masowych manganu w spieku, do 5,1 % przy zawartości 5,8 % masowych manganu w spieku [59]. Badania wpływu różnego rodzaju proszku żelaza na własności mechaniczne stali manganowych po krótkich czasach spiekania wykazały, że lepszymi własnościami mechanicznymi charakteryzowały się spieki wykonane z proszku żelaza Hametag niż z proszku żelaza RZ [56]. Wytrzymałość na rozciąganie tych spieków była 0 ok. 60 % większa od wytrzymałości spieków wykonanych z proszku żelaza rozpylanego. Natomiast wyższą twardość zanotowano w przypadku spieków wykonanych z proszku żelaza RZ. Stwierdzono również zwiększenie własności wytrzymałościowych ze wzrostem temperatury i wydłużeniem czasu spiekania. Różnice w wartościach twardości, jakie otrzymał Caminha [10], sugerują istnienie różnych składników struktury w spiekanych stalach manganowych [ 10,64], co potwierdzaj ą również rezultaty pracy [14]. W tablicy l przedstawiono wyniki badań mikrotwardości spieku Fe-6%Mn-0,52%C [10] oraz, w celach porównawczych, wyniki pomiaru mikrotwardości spieków Fe-3%Mn-(0,5+0,8)%C [10]. Rozpiętość wartości mikrotwardości i wiążąca się tym różnorodność składników strukturalnych związana jest z różnymi czasami spiekania [7] oraz z istnieniem gradientu stężenia manganu i obecności węgla [l l, 12]. Strukturę materiału można ukształtować również poprzez odpowiednie chłodzenie od temperatury spiekania. W spiekach Fc-6%Mn-0,52%C chłodzonych z szybkością wynoszącą odpowiednio 50 °C/min 1 60 °C/min, w zakresie temperatur od 800 do 300 °C [12, 37, 57, 60], można oczekiwać istnienia w spiekanym materiale wszystkich składników struktury wymienionych w tablicy l [10]. Czas spiekania oraz zawartość węgla w spieku wpływa na stopień niejednorodności struktury [64]. Badania spieków Fe-6%Mn wykonanych z mieszanki proszku żelaza Hoganas i dwóch rodzajów proszku żelazomanganu, tj. wysokowęglowego o składzie: 18,5 % Fe, 6,5 % C, 75 % Mn, oraz niskowęglowego o zawartości: 19,91 % Fe, 0,09 % C, 80 % Mn, wykazały, że krótki czas spiekania i duża zawartość węgla w spieku przyczyniają się do istnienia obszarów o podwyższonej zawartości manganu, co jest wynikiem pojawienia się podczas spiekania przejściowej fazy ciekłej. Porównanie grubości warstw wzbogaconych w mangan w spiekach nisko- i wysokowęglowych pozwoliło stwierdzić obecność struktury płytkowej w materiałach zawierających dużą ilość węgla. W przypadku długich czasów spiekania, niezależnie od zawartości węgla w spieku, Tablica l Składniki strukturalne spieków Fe-6%Mn-0,52%C orazFe-3%Mn-(0,5+0,8)%C [10,12] Tab l e l

Structural components of the Fe-6%Mn-0,52%C andFe-3%Mn-(0,5+0,8)%C sinters [10,12] Fe-6%Mn-0,52%C

Fe-3%Mn-(0,5-0,6)%C

uHV 20

składnik struktury

HHV M

składnik struktury

90-193 217-297 309+441 528-780

ferryt perlit perlit, bainit bainit, martenzyt

95+160 210+260 280+440 580+690

ferryt perlit bainit martenzyt

nie zauważono obszarów o podwyższonej zawartości manganu. Wynika z tego, że przy długich czasach spiekania rozmieszczenie manganu w spieku kontrolowane jest w obu przypadkach, tzn. dla małej i dużej zawartości węgla, poprzez dyfuzję manganu w stanie stałym. W porównaniu z materiałami spiekanymi przez 60 minut, uzyskane w przypadku krótkiego spiekania indukcyjnego wartości wytrzymałości spieków wykonanych z rozpylanego proszku żelaza są niskie z uwagi na zbyt krótki czas, nie wystarczający do zajścia dyfuzji i uzyskania małego stopnia niejednorodności. Nawet po spiekaniu w temperaturze 1300 °C i w ciągu 30 min, w mikrostrukturze spieków widoczne są obszary czystego ferrytu. W spiekach wykonanych z proszku żelaza Hametag obserwuje się mniejszą niejednorodność struktury, co pozwała na uzyskanie lepszych własności wytrzymałościowych [19, 35]. W pracy [10] wykazano, że w zakresie temperatur spiekania od 1000 do 1160 °C następuje skurcz spieku, wywołany przemianą fazową cc —> Y- Konsekwencją istnienia fazy ciekłej jest duży skurcz w okresie pierwszych 30 minut spiekania, co przyspiesza i aktywuje proces zagęszczania w pierwszym etapie spiekania. Po dłuższych czasach spiekania [64], dalszy skurcz nie jest znaczący, a jego wartość jest prawie jednakowa dla spieków o dużej i małej zawartości węgla w żelazomanganie. Liniową rozszerzalność cieplną, zgodnie z liniowym współczynnikiem rozszerzalności dla żelaza oraz przejściowy skurcz materiału wywołany przemianą fazową a —> y w zakresie temperatur od 800 do 850 °C zaobserwowano w spiekanych stalach manganowych z dodatkiem krzemu [65] oraz w spiekanych stalach manganowych nie zawierających dodatków stopowych [66], Z uwagi na obecność manganu jako pierwiastka stopowego, temperatura przemiany fazowej leży niżej od temperatury przemiany w czystym żelazie [67]. Po zakończeniu przemiany, spiek rozszerza się cieplnie z powodu ciągle zachodzącego procesu stopowania. W celu obniżenia temperatury spiekania, a także celem aktywowania procesu, do mieszanki proszków elementarnych dodaje się niekiedy cynę [37+44]. Jej niska temperatura topnienia wynosząca 232 °C, mała prężność par w podwyższonych temperaturach oraz duża rozpuszczalność w żelazie, pozwala na zastosowanie tego pierwiastka jako dodatku stopowego w celu poprawy własności spieków nabazie żelaza, pozwalając na skrócenie czasu spiekania bez zmniejszenia własności wytrzymałościowych spiekanej stali, umożliwiając jednocześnie zachowanie stałości wymiarów po spiekaniu. Niemniej jednak występują ograniczenia w zastosowaniu cyny jako pierwiastka stopowego, gdyż oprócz wysokich kosztów, pojawiają się problemy podczas ponownego wykorzystania złomu stalowego zawierającego cynę. Cyna przyczynia się także do osłabienia tendencji do tworzenia ciągłej siatki tlenków, która jest głównym powodem pogorszenia własności wytrzymałościowych i plastycznych spiekanych stali manganowych [38]. W niższych temperaturach ciekła cyna reaguje z cząstkami manganu, tworząc różne związki międzymetaliczne [11, 17, 20, 58, 68]. Powyżej temperatury 900 °C związki te ulegają stopieniu, a pojawienie się fazy ciekłej powoduje pęcznienie, lecz mimo to przyspiesza ujednorodnienie struktury. W wyniku pojawienia się fazy ciekłej przy względnie niskich temperaturach spiekania rzędu od 1000 do 1100 °C [39], spieki żelazo-mangan-cyna uzyskały porównywalne własności mechaniczne z własnościami spieków żelazo-mangan, spiekanych w temperaturze 1300 °C. Spiekanie wyprasek o składzie Fe-l%Sn-2%Mn oraz Fe-l%Sn-4%Mn w temperaturze 1150 °C pozwoliło uzyskać większą wytrzymałość oraz lepszą plastyczność. Podsumowanie Wzrastające potrzeby przemysłu maszynowego oraz dążenie do obniżenia kosztów produkcji, zmuszają do poszukiwania coraz to nowych technologii materiałowych, pozwalających otrzymać materiał o wysokich własnościach wytrzymałościowych przy jednoczesnym niskim koszcie ich wytwarzania. W celu zapewnienia wysokich własności wytrzymałościowych oraz znacznej odporności na ścieranie spieków konstrukcyjnych,

145

stosuje się jako pierwiastki stopowe nikiel, miedź oraz molibden. Bardzo dobrym zamiennikiem dla drogiego, a zarazem szkodliwego dla zdrowia niklu jest mangan, którego obecność w stali powoduje zwiększenie odporności na ścieranie oraz przyczynia się do wzrostu hartowności stali. Zastosowaniejednakelementarnegoproszkumanganu przy produkcji konstrukcyjnych spieków żelazo-mangan-węgiel jest ograniczone z uwagi na jego wysokie powinowactwo do tlenu. Aby zapobiec łatwemu utlenianiu, mangan najczęściej dodawany jest do mieszanki proszków w postaci żelazostopu, co jednak przyczynia się do pogorszenia zgęszczałności mieszanki. W celu ochrony przed utlenieniem wyprasek zawierających mangan możliwe jest również prowadzenie procesu spiekania w specjalnej zasypce. W czasie spiekania stali manganowych należy kontrolować potencjał węglowy atmosfery spiekania, w przeciwnym razie mogą wystąpić kłopoty z utrzymaniem w spiekanych kształtkach założonej zawartości węgla w ich warstwie zewnętrznej. Przygotowując mieszankę proszków w oparciu o czysty proszek manganu należy uważać, aby cząstki manganu nie były zbyt utlenione. Jeśli mangan ma w sposób dodatni oddziaływać na własności spieku, to musi się on rozpuścić w austenicie, a nie rozpuści się, jeżeli cząstki zawierające mangan będą pokryte warstwą tlenku. Rozwój materiałów o dużej wytrzymałości, przeznaczonych np. na koła zębate, narzuca rygorystyczne metody ich wytwarzania. Z uwagi na niewielkie koszty produkcji spiekanych kół zębatych ze stali manganowej, w Zakładzie Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków Akademii Górniczo-Hutniczej, podjęto próbę aplikacji laboratoryjnych warunków ich wytwarzania na skalę przemysłową. Pilotażową produkcję rozpoczęto już w Polsce i w Bułgarii. Przydatność konstrukcyjnego materiału do produkcji spiekanych części maszyn wyznaczają: twardość, wytrzymałość, ciągliwość, stabilność wymiarów. Własności te zależą w znacznym stopniu od sposobu chłodzenia materiału od temperatury spiekania. Literatura 1. Ciaś A., Frydrych H., Pieczonka T.: Zarys metalurgii proszków. Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne. Warszawa. 1992. 2. Shatt W., Wieters K-P.: Powder Metali urgy. Processing and Materials. EPMA, 1997, first published in Germany by VDI-Verlag GmbH, Diissseldorf. 1994. 3. Lenel F. V.: Powder metallurgy. Principles and Applications. MPIF, Princeton, New Jersey. 1980. 4. Kość E., Dudrova E.: Materiały konferencyjne International Conference on the „Deformation and Fracture in Structural PM Materials DF PM'99". ed.: L. Parilak, H. Danninger, Pieśtany, Słowacja, wrzesień 1999, t. 2, s. 34+37. 5. EU Cancerogenic Directiyes 90/394/EEC and 91/322/EEC. 6. Pacyna J.: Projektowanie składów chemicznych stali. Wydawnictwo Wydziału Metalurgii i Inżynierii Materiałowej, AGH, Kraków, 1997. l.SulowskiM., Ciaś A., Wyrozumski J.: Materiały Konferencyjne XXIX Szkoły Inżynierii Materiałowej. Kraków — Wisła, 2001, s. 251+258. 8. Romański A.: Optymalizacja składu chemicznego i parametrów wytwarzania spiekanych stali Fe-Mn-Mo-C. AGH, Kraków, 1996 [pr. magisterska]. 9. Klein N., Oberacker R., Thummler F.: Powder Metallurgy International, 1985, t. 17, nr l, s. 13+16. 10. CaminhaM. V., Assunęao F. C. R.: Materiały konferencyjne Conference on the „Advanced in PM and Particulate Materials". MPIF, S. Francisco, 1992, t. 5 — P/M steels, s. 457+469. 11. Mitchell S. C., Wroński A. S., Ciaś A., Stoytchev M.: Materiały konferencyjne PM2TEC on the „Advances in Powder Metallurgy and particulate materials". Vancouver, New Jersey, MPIF, 1999, t. 3, 7-129+7-144. 12. Ciaś A., Sutowski M., Mitchell S. C.. Wroński A. S.: Materiały konferencyjne PM2001 Powder Metallurgy Congress and Exhibitions. EPMA. Nicea, Francja, Październik 2001, t, 4, s. 246. 13. Mitchell S. C., Wroński A. S., Ciaś A.: Inżynieria Materiałowa, t. 5 (124) r. 22, wrzesień — październik 2001, s. 633+646. 14. Wroński A. S., Ciaś A., Barczy P., Stoytchev M. i in.: Tough, fatigue and wear resistance sintered gear wheels. Finał Report on EU Copernicus Contract no ERB CIPA-CT94-0108, European Commission, 1998. 15. Materiały reklamowe — „Kanibal", http://www.kanthal.se.

146

16. Sutowski M., Ciaś A.: Inżynieria Materiałowa, t. 4 (105), lipiec — sierpień 1998, s. 1179+1182. 17. SułowskiM., Ciaś A.: Konferencja naukowo-techniczna nt: „Nowe materiały — Nowe Technologie Materiałowe w Przemyśle Okrętowym i Maszynowym". Szczecin — Świnoujście, wrzesień 1998, t. l, s. 235+240. 18. ŚalakA., LeitnerG., Hermel W.: Powder Metallurgy International, 1981, t. 13, nr l, s. 21+24. 19. Wyrozumski J.: Wpływ warunków wytwarzania na strukturę i własność spiekanych stali Fe-3%Mn-0,7%C. AGH, Kraków, 2000 [pr. magisterska]. 20. Ciaś A., Sutowski M.: Materiały konferencyjne International Conference on the „Deformation and Fracture in Structural PM Materials DF PM'99". ed.: L. Parilak, H. Danninger, Piestany, Słowacja, wrzesień 1999, t. 2, s. 112+117. 21. ŚalakA.: Powder Metallurgy International, 1988,1.18, nr 4, s. 266+270. 22. ZapfG., Hoffinann G., Dalal K.: Powder Metallurgy, 1975, t. 18, nr 35, s. 215+236. 23. ŚalakA.: Powder Metallurgy International, 1984, Ł 16, nr 6, s. 260+263. 24. Klein N., Oberacker R., Thummler F.: Powder Metallurgy International, 1985, t. 17, nr 2, s. 71+74. 25. Rosso M., Scavino G., de Rege A., UEsperance G., Hong B. D.: Materiały konferencyjne PM'96. Washington, USA, 13-235+13-247. 26. Romański A., Ciaś A.: Materiały Konferencyjne XXV Szkoły Inżynierii Materiałowej. Kraków — Rabka, 1997, s. 185+192. 27. Romański A., Ciaś A.: Inżynieria Materiałowa, t. 4 (105), lipiec — sierpień 1998, s. 1175+1178. 28. Keresti R., Seleckd M., Salak A.: Materiały konferencyjne International Conference on the „Deformation and Fracture in Structural PM Materials DFPM'99". ed.: L. Parilak, H. Danninger, Piestany, Słowacja, wrzesień 1999, t. 2, s. 108+111. 29. Mitchell S. C, Becker B. S.. Wroński A. S.: Materiały konferencyjne 2000 Powder Metallurgy World Congress, Kyoto, ed.: K. Kosuge, H. Nagai, 2001, The Japan Society of Powder and Powder Metallurgy, t. 2, s. 923+926. 30. Ciaś' A., Stoytchev M., Wroński A. S.: Materiały konferencyjne 2001 International Conference on Powder Metallurgy and Particulate Materials. MPIF, ed.: W. B. Eisen, S. Kassam, New Orleans, USA, maj 2001, t. 10, s. 131+140. 31. Berguist B.: Powder Metallurgy, 2000, t. 43, nr 2, s. 143+148. 32. Pawlak J.: Analiza porównawcza spiekanych stali Fe-Mn-C i Fe-NiMo-C przeznaczonych do wytwarzania kół zębatych techniką metalurgii proszków. AGH, Kraków, 1996 [pr. magisterska]. 33. Dudrwd E., Kabdtovd M., Parilak L, Kość E.: Metallurgija 2001, t. 40, nr 4, s. 187+194. 34. Je_drzejewska-Strach A.: Wpływ manganu na kinetykę przemian fazowych, strukturę i własności stopów modelowych stali konstrukcyjnych. AGH, Kraków, 1995 [pr. doktorska]. 35. ŚalakA.: The International Journal of Powder Metallurgy and Powder Technology, 1980, t. 16, nr 4, s. 369+379. 36. SeleckdM., ŚalakA., ParildkL., Danninger H.: Materiały konferencyjne EuroPM2001 Powder Metallurgy Congress and Exhibitions. EPMA, Nicea, Francja, październik 2001. 37. ŚalakA., Seleckd M., Danninger H.: The International Journal of Powder Metallurgy, 2000, t. 37, nr 4, s. 53+60. 38. Ciaś A., Sutowski M., Stoytchev M.: Materiały konferencyjne 7th European Conference on Advanced Materials and Processes — EUROMAT 2001. Rimini, Wiochy, czerwiec 2001. 39. Sutowski M., Ciaś A.: Materiały Konferencyjne XXVIII Szkoły Inżynierii Materiałowej. Kraków — Szczawnica, 2000, s. 275+280. 40. Chatterjee S. K., Mackay C. A.: Powder Metallurgy, 1980, t. 23, nr 4, s. 183+188. 41. EsperF. J., Friese K.-H., ZellerR.: International Journal of Powder Metallurgy, 1969, t. 5, nr 3, s. 19+32. 42. Chatterjee S. K., Castell-Evans J. V., Ainsworth P. A.: Powder Metallurgy, 1972, t. 15, nr 30, s. 153+165. 43. Duckett R., Robins D. A.: Metallurgia — The International Journal of Metals and Materials, 1966, t. 74, nr 444, s. 163+167. 44. Huppmann W. J., Kaysser W., EsperF. J.: Materiały konferencyjne 4th European Symposium for Powder Metallurgy. Maj 1975, Grenoble, Preprint, t. l, paper no. 3.7. 45. Bania S. K., Ainsworth P. A., Robins D. A.: Metallurgia — The International Journal of Metals and Materials, 1969, t. 80, nr 479, s. 87+91. 46. Catnbronero L. E. G., Fernandez C., Torralba J. M., Ruiz-Prieto J. M.: Powder Metallurgy, 1994, t. 37, nr l, s. 53+56. 47. Danninger H.: Powder Metallurgy International, 1992, t. 24, nr 2,

s. 73*79. 48. Causton R. J., Cimino T. M.: Materiały konferencyjne International Conference and Exhibiton on Powder Metallurgy and Particulate Materials. Toronto, Kanada, maj 1994. 49. Salak A., Selecka M., Parildk L.: Materiały konferencyjne EuroPM2001 Powder Metallurgy Congress and Exhibitions. EPMA, Nicea, Francja, październik 2001. 50. Hull M.: Powder Metallurgy, 1998, t. 41, nr 4, s. 232*233. 51. Dylewski T.: Struktura i własności spieków wykonanych z proszku Astaloy CrM. AGH, Kraków, 2000 [pr. magisterska]. 52. Chagnon F., Barrow D.: Powder Metallurgy, 1998, t. 41, nr 2, s.H5*117. 53. Dusza M.: Wpływ obróbki cieplnej na strukturę i własności mechaniczne spiekanej stali manganowej. AGH, Kraków, 2001 [pr. inżynierska]. 54. Nowak K.: Wpływ parametrów procesu wytwarzania na własności spiekanych stali manganowych. AGH, Kraków, 2001 [pr. magisterska]. 55. Missol W.: Spiekane części maszyn. Wydaw. Śląsk, Katowice, 1978. 56. Bukat A., Rutkowski W.: Teoretyczne podstawy procesów spiekania. Wydaw. Śląsk. Katowice. 1974. 57. SulowskiM., FrydrychJ.: Rudy Metale, 2001, t. 46, nr 7, s. 327+332. 58. CiaśA., Mitchell S. C., Watts A., Wroński A. S.: Powder Metallurgy, 1999, t. 42, nr 3, s. 227+233. 59. Navam E.: Materiały konferencyjne SINTERING'95. Uniyersity of Lucea, Szwecja, 1995, s. 343+356.

60. SulowskiM.: Rudy Metale, 2000, t. 45, nr 9, s. 496+502. 61. Sulowski M., Ciaś A.: Materiały konferencyjne 3rd International Powder Metallurgy Conference. Ankara, Turcja, wrzesień 2002. 62. Mosca E.: Sintering, Theory and Practice. Short intensive course. EPMA, Turyn, Włochy, październik 1996, s. 29+56. 63. LawleyA.: Journal of Materials, 1990, t. 42, nr 4, s. 12+14. 64. TumaH., CiyierovdM.: Kovove Materiały, 1973, t. 5, nr 9, s. 589+592. 65. CaminhaV.,AssunfaoF. C. R.: Materiały konferencyjne „PM" 90 on the PM into the 1990's". International Conference on Powder Metallurgy, t. 3, London, UK, 1990, s. 94+98. 66. CiaśA., Mitchell S. C., Wroński A. S..- Materiały konferencyjne 1998 Powder Metallurgy World Congress. EPMA, Granada, Hiszpania, 1998, t. 3, s. 179+184. 67. Pieczonka T., CiaśA., Youseffi M., Wroński A. S.: Materiały konferencyjne International Conference on Powder Metallurgy. Cluj-Napoca, Rumunia, 1996, ed. G. Arghir, s. 303-306. 68. Massalski T. B.: Binary alloy phase diagrams. Praca zbiorowa pod red. T. B. Massalskiego, American Society for Metals, Ohio, 1986.

Praca finansowana była przez KBN w ramach umowy nr 11.11.110.491.

ZAPRASZAMY DO REKLAMOWANIA SWOICH WYROBÓW NA NASZYCH ŁAMACH Redakcja RUDY I METALE NIEŻELAZNE przyjmuje odpłatnie wszelkie ogłoszenia i informacje na temat górniczo-hutniczego przemysłu metali nieżelaznych oraz innych podmiotów gospodarki zainteresowanych produkcją i handlem wyrobami z metali nieżelaznych, a także o organizowaniu narad, sympozjów i zjazdów.

Podajemy nasz adres: Redakcja czasopisma Rudy i Metale Nieżelazne 40-019 Katowice ul. Krasińskiego 13, skr. poczt. 221 tel./fax (0-prefix-32) 256-17-77

147

BULLETIN OF THE INSTITUTE OF NON-FERROUS METALS Redaktor odpowiedzialny: dr MIECZYSŁAW WOCH Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD061.6(082):669.2/.8(100)

NOWOŚCI TECHNOLOGICZNE

MONSAG: NOWY SYSTEM MONITOROWANIA WYPEŁNIENIA W PROCESIE SAMOMIELENIA PONTT J., MONSAG: A NEW MONITORING SYSTEM FOR MEASURING THE LOAD FILLING OF A SAG MILL. MINER. ENG. 2004, i. 17, nr 11+12, s. 1143+1148,poz. 77275 — AG Przedstawiono nieinwazyjną metodę monitorowania on-line wypełnienia młyna bębnowego w oparciu o cyfrowe przetwarzanie sygnałów elektrycznych napędu silnika. Pozwala to na udoskonalenie operacyjnej kontroli zmiennych, takich jak prędkość i zasilanie młyna celem optymalizacji ruchu wypełnienia w młynie bębnowym. Metoda może być zastosowana do każdego typu silnika. MONSAG jest systemem oceny wypełnienia młyna w procesie samomielenia w młynie SAG, którego ładunek stanowią grudki rudy, kule stalowe i szlam. Działa on w oparciu o solidne pomiary zmiennych elektrycznych silnika. Zastosowanie systemu MONSAG poprawia gotowość operacyjną i wydajność młyna SAG, zwiększając jego niezawodność, stabilność i optymalizując warunki pracy. MONSAG daje wartościową informację nt. możliwości uniknięcia niekorzystnych warunków obciążenia. Pozwala również na lepsze zrozumienie procesu rozdrabniania wewnątrz młyna. Metodę w praktyce zastosowano do mielenia rudy miedzi i złota. Uzyskane wyniki wykazały dobrą korelację z wynikami pomiarów wypełnienia uzyskiwanymi poprzez badanie wizualne. Zastosowanie nowego systemu zmniejsza zużycie energii średnio do około 3,2 %. Prowadzone będą prace nad zastosowaniem systemu MONSAG w dużych młynach kulowych o zmiennej prędkości. RAFINACJA ELEKTROLITYCZNA MIEDZI PRZY WYSOKICH GĘSTOŚCIACH PRĄDU GURMEN S., ARSLAN C., TIMUR S.: COPPER REFINING ELECTROLYSIS AT HIGH CURRENT DENSITIES. BULL. TECH. UNIV. ISTAMBUŁ 2004, t. 54, nr 2, s. 40+44, póz. 77272 — AG Instalacje przemysłowe do elektrorafinacji miedzi pracują przy gęstościach prądu 160+400 A/m . W skali laboratoryjnej przebadano możliwość zastosowania do tego procesu wysokich gęstości prądu. Badano warunki optymalne do otrzymania zwartej, jednorodnej miedzi elektrolitycznej o gładkiej powierzchni w dwóch seriach eksperymentów: z i bez dodatków do elektrolitu. Skład anody miedziowej o wymiarach 78 x 74 x 4,5 mm był następujący: Cu — 99,1-99,6 %; Ni — 0+0,5 %; Pb — 0,05+0,1 %; Ag — 0,02+0,1 %; As —0,02+0,3 %;Sb —0+0,1 %; O — 0,1+0,3 %. Podkładki katodowe wykonano z folii z miedzi elektrolitycznej

148

o wymiarach 85 x 45 x 0,1 mm. Elektrolit posiadał skład: 45 g Cu2+/l i 150 g H2SO4/1, a jego temperatura wynosiła 55 °C i była utrzymywana na tym poziomie przez cały czas trwania eksperymentu, tzn. przez 8 godzin. Elektrolizer o pojemności 5 l wyposażony był w jedną katodę oraz dwie anody. Odległość pomiędzy anodąi katodą wynosiła 25 mm. Zastosowano gęstość prądu 700 A/m". Obieg elektrolitu uzyskiwano za pomocą pompy perystaltycznej, natomiast środki aktywujące podawano do elektrolitu w sposób ciągły za pomocą pompy dozującej. Wymaganej energii dostarczał zasilacz prądu stałego. Przeprowadzono pomiary polaryzacji anodowej i katodowej. Dodatkami do elektrolitu były: klej (guma arabska), tiomocznik i chlorki. Osiągnięto wysoką wydajność prądową (99 %) dzięki zastosowaniu pewnych zmian projektowych w systemie zasilania elektrolitu. Elektrolit był podawany do elektrolizera przez otwory (o średnicy wew. l mm) w rurze z Plexiglasu umieszczonej w dnie elektrolizera. Jednolite, zwarte katody o gładkich powierzchniach otrzymywano zarówno wtedy, gdy stosowano dodatki do elektrolitu, jak i bez nich. Zużycie energii wymaganej w tych eksperymentach w skali laboratoryjnej utrzymywało się pomiędzy 285+340 kWh/t Cu. Wyniki eksperymentu wykazały, że jakość powierzchni katody obniża się ze wzrostem liczby stosowanych dodatków do elektrolitu. Badania jakości powierzchni katod w eksperymentach w skali półpilotażowej i pilotażowej w okresie dłuższym niż 8 godzin w istniejących warunkach hydrodynamicznych upewniają o dobrych osiągach nowo opracowanego systemu zasilania elektrolitu. Nie obserwowano zanieczyszczenia powierzchni katody szlamem anodowym. ŁUGOWANIE OSADÓW SIARCZKU SREBRA Z POMOCĄ KWASU AZOTOWEGO HOLLOWAY P. C., MERRIAM K. P., ETSELL T. H.: N1TRIC ACID LEACHING OF SILYER SULPHIDE PRECIPITATES. HYDROMETALLURGY 2004, t. 74, nr 3+4, s. 213+220, póz. 77271 — AG Siarczek srebra Ag 2 S jest bardzo trwałym związkiem srebra, który trudno ulega rozpuszczeniu w kwasach nieorganicznych w warunkach atmosferycznych. Z powodu niskiej rozpuszczalności zaproponowano kilka metod odzysku srebra z roztworów fotograficznych z zastosowaniem m.in. takich związków, jak: siarczek sodu (Na2S) lub wodorosiarczek sodu (NaHS). Opisano również metody pirometalurgicznego otrzymywania srebra z siarczku srebra. Jednak uzyskane srebro ma postać gąbki i powinno być przetopione przed powtórnym użyciem. Większość prac na

temat ługowania materiałów siarczkowych za pomocą kwasu azotowego dotyczy przeróbki rud trudno wzbogacalnych, np. pirytu, arsenopirythu lub chalkopirytu, zawierających metale szlachetne. W literaturze opisano procesy ługowania ww. rud kompleksowych kwasem azotowym lub azotawym, lecz do dzisiaj nie udokumentowano procesu bezpośredniego ługowania siarczku srebra kwasem azotowym. Przedmiotem prowadzonych badań było ustalenie możliwości produkcji srebra metalicznego metodą hydrometalurgiczną z siarczku srebra wytrąconego z roztworów fotograficznych poprzez zastosowanie ługowania ciśnieniowego kwasem azotowym w celu rozpuszczenia srebra, a następnie redukcji wodorem celem otrzymania proszku srebra o wysokiej czystości. Do badań użyto siarczek srebra wytwarzany z roztworu przygotowanego z odczynnika AgNO 3 lub z roztworów otrzymanych przez rozpuszczenie srebra o wysokiej czystości (99,9999 %) w rozcieńczonym kwasie azotowym. Jako odczynnik strącający zastosowano siarczek sodu o czystości technicznej. Badania procesów ługowania i redukcji wodorem przeprowadzono w autoklawie ze stali nierdzewnej wyłożonym teflonem i wyposażonym w mieszadło. Substancje stałe i roztwór ładowano do autoklawu, nagrzewano przez 30+60 min do wymaganej temperatury, gdzie reagowały przez l h. Następnie autoklaw chłodzono do temperatury 95 do 100 °C. W ciągu 15 min w szlamie z ługowania ulegała krzepnięciu siarka elementarna. Następnie autoklaw chłodzono do temperatury 60 do 70 °C. Szlam odfiltrowywano, osad przemywano gorącą wodą i suszono w piecu w temperaturze 80 °C przez całą noc. Gromadzono roztwór ługujący i wodę z przemywania. Podczas badania procesu redukcji wodorem, przy pH roztworu od 5,5 do 6,0, wykorzystano wodorotlenek amonu. Roztwór z dodatkiem stałych związków, które wytrąciły się z roztworu ługowania dodawano do autoklawu. Przed nagrzaniem autoklaw kilkakrotnie odpowietrzano celem usunięcia tlenu. Po nagrzaniu do wymaganej temperatury i reakcji trwającej l h autoklaw chłodzono, a jego zawartość filtrowano. Roztwór gromadzono, celem analizy stężenia pozostałości srebra. Wykazano na podstawie uzyskanych wyników badań, że proces ługowania za pomocą kwasu azotowego może być efektywny przy ługowaniu osadów siarczku srebra w temperaturze 150 °C, przy ciśnieniu 1100 kPa z maksymalnym uzyskiem 96,1 %. Proces wymaga dalszej optymalizacja warunków ługowania, celem poprawy ekstrakcji srebra. Proces redukcji wodorem z roztworów ługujących zachodzi w temperaturze 150 °C przy ciśnieniu 4000 kPa w ciągu l h, otrzymany proszek srebra o csystości 99,8 % nadaje się do zastosowań w metalurgii proszków. TWARDOŚĆ I ZAGĘSZCZANIE PROSZKÓW PRASOWANYCH IZOSTATYCZNIE NA ZIMNO EKSI A. K., YAROL L., SARITAS S.: HARDNESS AND DENSIFICATION BEHAYIOUR OFCOLD ISOSTATICALLY PRESSED POWDERS. METALL 2004, t. 58, m 10, s. 633+636, póz. 77270 — AG

Prasowanie izostatyczne proszków metalicznych i ceramicznych jest jednym z ważnych osiągnięć technologicznych w przetwórstwie materiałów. W przeciwieństwie do innych ciśnieniowych metod zagęszczania, wielokierunkowe zastosowanie ciśnienia w procesie prasowania izostatycznego na zimno (CIP) pozwala na uzyskanie wyższych gęstości wyprasek proszku. Zaprojektowano i skonstruowano urządzenie do izostatycznego prasowania na zimno, w którym uzyskano ciśnienie do 650 MPa. Podzespoły urządzenia, np. tłok i komora wykonano ze stali SAE 1040 i poddano obróbce cieplnej do twardości 60 HRC. Przy utrzymaniu wysokiego ciśnienia jako media zastosowano wodę i oleje mineralne. Rura miedziana została wykorzystana jako pojemnik na proszek. Badano zachowanie się podczas prasowania izostatycznego na zimno proszków żelaza, aluminium i tlenku glinu o różnej twardości i w przybliżeniu o jednakowych wielkościach cząstek. Uzyskane wyniki wskazują, że: — twardość proszków aluminium i żelaza wzrastała ze wzrostem ciśnienia, pomimo że stosunki gęstości teoretycznych obu proszków nie zmieniały się nawet powyżej 300 MPa, — prawie pełne zagęszczenie uzyskano wykorzystując proces izo-

statycznego prasowania na zimno dla miękkich i łatwo odkształcalnych proszków aluminium, przy gęstości teoretycznej ok. 98 %, — dla proszku żelaza uzyskano gęstość względną ok. 88 % po prasowaniu przy 500 MPa, — bardzo twarde proszki tlenku glinu osiągnęły 50% gęstości teoretycznej przy ciśnieniu 500 MPa. KRZEPNIĘCIE EUTEKTYCZNE I JEGO ROLA W TWORZENIU POROWATOŚCI PODCZAS ODLEWANIA LU L., NOGITA K., MC DONALDS S. D., DAHLE A. K.: EUTECTIC SOLIDIFICATION AND ITS ROLE IN CASTING POROSITY FORMATION. J. MINER. MET. MATER. SOC. 2004, t. 56. nr 11, s. 52-58, póz. 77269 — AG

Stopy aluminium charakteryzują się wysoką wytrzymałością, doskonałą odpornością na korozję, dobrą przewodnością cieplną i elektryczną. Zastępują one tradycyjne materiały w takich dziedzinach, jak transport, produkcja opakowań, budownictwo, przemysł maszynowy, pozwalając na znaczną redukcję wagi. Powyższe właściwości spowodowały znaczny wzrost produkcji i zastosowań aluminium w ubiegłej dekadzie. Od 1991 roku producenci samochodów podwoili ilość stosowanych podzespołów aluminiowych. Oczekuje się kontynuacji tego trendu w związku z międzynarodowym naciskiem na redukcję zużycia energii i emisji szkodliwych substancji. Zakłada się, że w latach 2001+2005 zastosowanie aluminium w przemyśle motoryzacyjnym wzrośnie o 50 %. W nowoczesnych zastosowaniach jakość i spójność odlewów stopów aluminium mają coraz większe znaczenie. Wymaga to ścisłej kontroli procesów krzepnięcia stopu, topienia i odlewania oraz poziomu zanieczyszczeń. Krzepnięcie podeutektycznych zapraw Al-Si rozpoczyna się ze wzrostem pierwotnej fazy aluminium. Fazy międzymetaliczne mogą tworzyć się w różnych etapach w zależności od składu stopu. Dlatego też mikrostruktura podeutektycznych zapraw Al-Si zwykle obejmuje dwie główne składowe: pierwotne aluminium i eutektykę (Al + Si), a ich stosunek w dużej mierze zależny jest od zawartości krzemu. Skład większości zapraw Al-Si znajduje się w pobliżu punktu eutektycznego, wobec tego, aby wykorzystać w pełni ich doskonałą lejność, (Al + Si) często obejmuje powyżej 50 % obj. struktury. Eutektyka (Al + Si) pełni ważną rolę przy określeniu własności mechanicznych zapraw Al-Si. Ponadto, jej powstawanie jest najczęściej końcowym etapem procesu krzepnięcia, wpływającym znacząco na przebieg odlewania i w rezultacie na powstawanie wad odlewniczych, a szczególnie porowatości. Tak więc istotne jest zrozumienie i kontrola procesu krzepnięcia eutektycznego. W artykule szczególną uwagę zwrócono na wyjaśnienie przebiegu procesów zarodkowania eutektycznego i wzrostu w podeutektycznych zaprawach Al-Si, dyskutując szczególnie wzajemne zależności pomiędzy procesem krzepnięcia i porowatością. W zależności od warunków krzepnięcia i składu stopu w podeutektycznych zaprawach Al-Si zidentyfikowano różne mechanizmy zarodkowania, w tym: zarodkowanie w obszarze sąsiadującym z zakończeniami dendrytów aluminium; niezależne zarodkowanie ziarn ęutektycznych w przestrzeniach międzydendrytycznych oraz zarodkowanie i wzrost przeciwny do gradientu cieplnego. Możliwa jest również kombinacja ww. mechanizmów. Wyjaśniono również, że wprowadzenie obcych wtrąceń do wzrastającej fazy krzemowej sprzyja tworzeniu się bliźniaków, co prowadzi do modyfikacji struktury i własności oraz analizowano przebieg procesów zarodkowania i ich zależności z powstawaniem porowatości przy odlewaniu. Szeroko prowadzono badania nad odkryciem alternatywnych metod badań i/lub optymalizacji procesu, opracowanie nowych modyfikatorów oraz dalsze doskonalenie jakości odlewów ze stopów aluminium. GLARE — MATERIAŁ PRZYSZŁOŚCI GLARE — WERKSTOFF DER ZUKUNFT. ALUMINIUM 2004, t. 80, nr 10, s. 1091+1093, póz. 77274 —AG

Holenderska firma Stork Aerospace produkuje, stosowany w nowym samolocie Airbus 380, materiał kompozycyjny Glare na bazie aluminium umocnionego włóknami szklanymi, na którego produ-

149

keję posiada prawa patentowe. Największy na świecie samolot Airbus 380 jest typowym przykładem współpracy firm europejskich. Jego podzespoły produkowane są w siedmiu fabrykach w Niemczech, poza tym w ośmiu w Wielkiej Brytanii, Francji i Hiszpanii. W Niemczech produkuje się części kadłuba, skrzydeł i wyposażenia wewnętrznego. Montaż końcowy wykonuje się w zakładach w Tuluzie we Francji. Na dwóch pokładach samolotu Airbus 380 może podróżować 555 pasażerów nonstop przez 14 800 km. Po wielu latach badań opracowano nowy materiał kompozycyjny Glare składający się z kilku warstw blachy aluminiowej o grubości 0,2 do 0,3 mm przekładanych folią i matami z włókna szklanego. Warstwy aluminium są spiekane z warstwami włókna szklanego. Laminat charakteryzują doskonałe własności mechaniczne, a niektóre z nich, jak na przykład wytrzymałość na rozciąganie lub odporność na uderzenia, mogą być optymalizowane poprzez kontrolę orientacji mat z włókna szklanego. Po 30 latach badań na Uniwersytecie Technicznym w Delft materiał będzie po raz pierwszy wykorzystany przy budowie samolotu. Z nowego materiału wykonano ponad 400 m kadłuba samolotu Airbus 380 i niektóre z podzespoły w części ogona. Do firmy Stork dostarczane są blachy aluminiowe w rolkach o szerokości 1,5 m, następnie rozwijane i cięte na wymiar na specjalnie skonstruowanym urządzeniu. Mogą one osiągnąć długość do 11 m. Następnie blachy są anodowanie, poddane specjalistycznej obróbce mającej na celu poprawę przyczepności i pakowane w pokrowce plastikowe. Kolejne etapy to m.in.: cięcie, powtórne walcowanie i oczyszczanie na sucho. Blachy są dopasowywane ręcznie, warstwa po warstwie, w formach do wytwarzania elementów kadłuba. Z blach aluminiowych, mat z włókna szklanego i folii przylepnej montowane są całe segmenty (panele), a następnie „spiekane" w pod ciśnieniem, w temperaturze 180 °C przez 4 godziny. Grubość paneli może być zróżnicowana. Przykładowo najcieńsze z nich o grubości jedynie 1,73 mm to 5 warstw: trzy z aluminium i dwie z mat z włókna szklanego. Do zastosowań wymagających szczególnej wytrzymałości panele mogą mieć grubość nawet 18 mm i składać się z 15 warstw. Wysoką jakość zabezpieczono poprzez kontrolę ultradźwiękową i skanowanie każdego milimetra powierz-

chni. TYTAN — CZY TERAZ JEST CZAS? FROES E. H.: TITANIUM — IS THE TIME NOW? J. MINER. MET. MATER. SOC. 2004, t. 56, nr 11, s. 30, póz. 77268 — AG

Rośnie zainteresowanie tytanem i jego stopami do zastosowań w dziedzinach stawiających wysokie wymagania jakościowe, takich jak: przemysł zbrojeniowy i motoryzacyjny, lotnictwo, medycyna. Jednak koszty otrzymywania tytanu i jego stopów są wysokie, a to wiąże się z ich wysoką ceną. Wysiłki naukowców ukierunkowane są na opracowanie niskokosztowych procesów otrzymywania materiałów oraz opracowanie technologii wytwarzania podzespołów o kształcie bliskim ostatecznemu (NNS), pozwalających na wyeliminowanie operacji wykańczających i obróbki mechanicznej. W serii artykułów poruszono powyższe zagadnienia, w tym m.in. dotyczące: — zastosowania w przemyśle zbrojeniowym podzespołów tytanowych (NNS) w lekkiej haubicy, wytwarzanych w procesie odlewanie metodą traconego wosku, odkształcenia plastycznego i kucia, — wykorzystania blach ze stopów tytanu w systemach wydechowych samochodów i motocykli, których zastosowanie redukuje masę i umożliwia poprawę zarówno osiągów pojazdów jak i zmniejszenie zużycia paliwa, — udoskonalenia właściwości i procesów wytwarzania oraz rozszerzenie zastosowania blach z gamma TiAl, atrakcyjnego materiału dla lotnictwa oraz do zastosowań w podwyższonych i wysokich temperaturach, — udoskonalenia własności i procesów wytwarzania stopów do zastosowań w wysokich temperaturach na przykładzie stopu Ti-Fe-Si-O, — udoskonalenia właściwości i rozszerzenie możliwości zastosowań części tytanowych wykonanych metodami metalurgii proszków, — udoskonalenie technologii proszkowych, pozwalających na obniżenie kosztów i zabezpieczenie wysokiej jakości, — udoskonalenie własności i procesów wytwarzania oraz zastosowań w medycynie m.in. stopu p-Ti-Nb-Zr-Ta, z którego wykonuje się np. sztuczne stawy biodrowe, płytki i śruby.

WIADOMOŚCI GOSPODARCZE PO NOWYM ROKU W EUROPIE PROGNOZOWANY JEST WZROST PREMII DLA MIEDZI BARRY S.: COPPER PREMIUMS IN EUROPĘ SET TO SOAR IN NEW YEAR. MET. BULL. 2004, nr 8871, s. 14, póz. 77258 — BŁ

Prognozuje się, że premie dla miedzi w Europie ulegną zwiększeniu na początku 2005 r. i osiągną poziom 120+130 $/t. Główną przyczyną jest znaczny wzrost popytu napędzanego ogromnym zapotrzebowaniem ze Wschodniej Azji. Przewiduje się pogłębienie deficytu na rynku miedzi w pierwszej połowie 2005 r. Najprawdopodobniej nastąpi wzrost cen w związku z brakiem nowych dostaw na rynek europejski i kurczącymi się zapasami, które trzeba będzie uzupełnić. CENY KOBALTU ZACZYNAJĄ WZRASTAĆ W MIARĘ ZAINTERESOWANIA NABYWCÓW EYANS CH.: COBALTPRICES BEGIN ASCENT AS CUSTOMERINTEREST BUILDS. MET. BULL. 2004, nr 8871, s. 17, póz. 77260—- BŁ

Ceny kobaltu spadły, gdy klienci znów zainteresowali się rynkiem bezpośrednim i zawarli kontrakty na 2005 r. Producenci nie zalewają już rynku agresywnymi ofertami. Ceny kobaltu niskiej jakości na początku grudnia 2004 r. wzrosły do poziomu 15,90+16,90 $/funt, a kobaltu wysokiej jakości osiągnęły poziom 16,25+17,25 S/funt. W międzyczasie niektórzy klienci zaczęli zawierać kontrakty na 2005 r. z ceną na poziomie 18 $/funt.

150

Jednak kupujący oczekują ceny na poziomie 16 $/funt, co jednak może okazać się nadmiernie optymistyczne. Firma WMC Resources, zwiększyła swoje ceny o l $ do poziomu 18,50 $/funt. Ceny w transakcjach z dostawą w grudniu 2004 r. i styczniu 2005 r. kształtowały się od 17,25 $ do 17,75 $/funt. Analitycy odnoszą się sceptycznie do prognoz mówiących o wzroście ceny kobaltu nawet do 20 $/funt i wyższej, szczególnie w związku ze spodziewanym napływem na rynek surowca z Konga. WYSOKI POPYT NA BRYTYJSKIM RYNKU WTÓRNEGO ALUMINIUM SEAN B.: UK SECONDARY ALUMINIUM CLIMBS ON STRONG DEMAND. MET. BULL. 2004, nr 8867, s. 28, póz. 77266 — BŁ

Ceny na rynku wtórnego aluminium wzrosły o l O $/t. Wzrost ten jest wynikiem bardzo dużego zapotrzebowania ze strony przemysłu, a także systematycznie rosnących cen złomu aluminium. Wzrost cen złomu spowodował wzrost ceny stopów typu LM6/LM25 do 1200+1225 funtów/t, a stopów typu LM24 do 1040+1070 funtów/t. W Wielkiej Brytanii sytuacja na rynku jest dość wyważona, popyt jest równoważony przez podaż, choć pojawiają się pewne tendencje wzrostu popytu. Wynegocjowane ceny złomu są na zadowalającym poziomie, jednak wszystko wskazuje na to, że nie utrzymają się one długo i rozpocznie się proces ich spadku. Próba przybliżenia przyszłych ruchów na

rynku złomu jest bardzo trudna ze względu na sprzeczne opinie ze strony przetwórców i kupców. Niektórzy kupcy poinformowali 0 obniżeniu cen po tym, jak na rynek dotarła informacja o bezpiecznym stanie magazynów i zapasów. Na rynku pierwotnego aluminium ceny umacniają się i trend ten wydaje się być niezachwiany, w szczególności na LME. Obecnie nie można jednoznacznie określić kierunku, w którym rozwinie się sytuacja na rynku wtórnego aluminium. W każdym razie prawdziwe jest stwierdzenie mówiące o tym, że za dobry materiał trzeba zawsze zapłacić dobrą cenę. Wśród handlarzy złomem obserwowany jest wzrost zainteresowania handlemna skalę przemysłową. CYNK ZINK. MET. BULL. MON. 2004, nr 408, s. 54-55, póz. 77256 — BŁ

Zalety cynku znano w czasach starożytnych w Chinach i Indiach. Ten srebrzysto-niebieski metal to dobry przewodnik ciepła 1 elektryczności. Czysty cynk w temperaturze pokojowej i powyżej 200 °C jest kruchy, ale już w temperaturze od 100+150 °C łatwo poddaje się formowaniu, np. walcowaniu czy też wyciąganiu w druty. Cynk w powietrzu ulega pasywacji, pokrywając się zwartą powłoką, rozpuszcza się w kwasach i mocnych zasadach. W przyrodzie występuje w niewielkich ilościach. Jego średnie występowanie w środowisku naturalnym wynosi ok. 70 ppm. Występuje w postaci licznych minerałów, z których nąjważniejszajest blenda cynkowa i jej odmiany, produkty wietrzenia siarczków cynku (smitsonit, hemimorfit, hydrocynkit, monheimit) oraz także: cynkit, franklinit, willemit i inne. Światową produkcję górniczą cynku zdominowały Azja i obydwie Ameryki. Największe kopalnie na świecie znajdują się na Alasce, w Kanadzie oraz w Peru i Australii. W 2003 r. światowa produkcja górnicza przekroczyła wielkość 9,5 min t. Metaliczny cynk otrzymuje się z rud podczas operacji: wzbogacania rudy, prażenia lub spiekania koncentratu cynkowego, elektrolitycznego lub pirometalurgicznego przerobu tlenku cynku na cynk metaliczny oraz rafinacji cynku uzyskanego metodą pirometalurgiczną. Światowa produkcja cynku w 2003 r. przekroczyła poziom 9,8 min t. W 2004 r. prognozuje się jej wzrost o 3,1 %, a w następnym — o 4,9 %. Cynk głównie stosowany jest do wytwarzania stopów odlewniczych i do przeróbki plastycznej oraz do cynkowania wyrobów. Blachy cynkowe i ocynkowane blachy stalowe, ze względu na swoje własności antykorozyjne, stosowane są np. w budownictwie, m.in. na rynny, pokrycia dachowe itd. Cynk metaliczny wykorzystuje się m.in. do produkcji ogniw i kubków bateryjnych, płyt chemigraficznych, związków chemicznych stosowanych w przemyśle farbiarskim, do produkcji pyłu cynkowego i bieli cynkowej. „Zaskakujący cynk" — to kampania promocyjna zorganizowana przez ILZSG, która wyeksponowała zastosowania cynku w różnych wyrobach codziennego użytku oraz gałęziach przemysłu, m.in. na różnego rodzaju powłoki ochronne, do produkcji stopów, farb i różnego rodzaju związków chemicznych. Według prognoz ILZSG globalne zapotrzebowanie na cynk, wynoszące w 2003 r. 9,85 min t, wzrośnie o 4,8 % do końca 2004 r., a w roku następnym o 4,3 %. Głównym odbiorcą będą gwałtownie rozwijające się Chiny. Poniżej przedstawiono dane ILZSG dotyczące produkcji i zużycia cynku w latach 2002+2003: Produkcja górnicza (w tyś. t) 2002 2003 Europa 906 1017 Afryka 242 259 Ameryka 3759 3795 Azja 2549 3058 Oceania 1444 1447 Świat—ogółem 8900 9576 w tym Zachód 6459 6706 Produkcja cynku (w tyś. t) Europa 2905 2742 Afryka 147 193 Ameryka 1904 1932 Azja 4189 4438 Oceania 567 563 Świat — ogoleni 9712 9858

w tym Zachód Zużycie cynku (w tyś. t) Europa Afryka Ameryka Azja Świat— ogółem w tym Zachód

6661

6663

2766 187 2028 4151 266 9398 7127

2802 174 1953 4651 267 9847 7119

PRZEGLĄD RYNKU CYNY MAC MILLAN A.: FUNDAMENTAL OUTLLOK FOR TIN. MIN. J. 2004, nr 19, Nov., s. 4, póz. 77173 — BŁ

W drugiej połowie 2004 r. narynku cyny panowały raczej trudne warunki sprzedaży, jednak cena cyny w kontraktach trzymiesięcznych pod koniec października była o 40 % wyższa niż na początku 2004 r. 27 maja cena cyny gwałtownie spadła do poziomu 9500 $/t, po gwałtownym wzroście w dniu poprzednim, gdy po raz pierwszy od 15 lat osiągnęła poziom powyżej 10 000 $/t. Na powyższą sytuację mogły wpłynąć m.in. nieokiełznany skup w pierwszej połowie roku dokonywany przez kontrahentów długoterminowych, przewidujących możliwość braku regularnych dostaw a także postawa producentów, szczególnie w Chinach. W konsekwencji tej sytuacji przewiduje pojawienie się niewielkiego deficytu na początku 2005 r. W 2004 r. zaobserwowano znaczący wzrost produkcji cyny. Według danych Chińskiego Narodowego Biura Statystycznego w ciągu pierwszych 9 miesięcy 2004 r. w Chinach wyprodukowano 82 600 t rafinowanej cyny, czyli o 20,3 % więcej niż w tym samym okresie w roku poprzednim. W Indonezji, którajest drugim światowym producentem rafinowanej cyny, produkcja będzie prawdopodobnie niższa niż poziom 64 800 t osiągnięty w 2003 r. Z ostatnich raportów wynika, że PT Timag przewiduje spadek swojej produkcji w 2004 r. do 36 000 1. Dla porównania w roku poprzednim produkcja ww. firmy wynosiła 45 900 1. W Malezji i Tajlandii zaobserwowano duży wzrost produkcji w Malaysia Smelting Corp., której produkcja będzie wyższa o 10 000 1 niż 18 300 t osiągnięte w 2003 r. W 2003 r. wzrost popytu szacowano na 7 %, głównie napędzanego przez gwałtowny rozwój gospodarki w Chinach. Na 2004 r. prognozowany jest popyt na tym samym poziomie, a w 2005 r. — spadek do ok. 3 %. Popyt na Zachodzie napędza głównie silny rozwój przemysłu elektronicznego, szczególnie w Japonii i pozostałych krajach Azji. Na wysokim poziomie utrzymuje się również popyt w Stanach Zjednoczonych, związany ze słabą kondycją lokalnych producentów cyny. Jednak, pomimo prognozowanego wysokiego poziomu produkcji w 2005 r., rynek będzie na najlepszej drodze do odnotowania rekordowego deficytu. Ten fakt podkreśla przykład grupy Tin Technology, która ostatnio ogłosiła, że stan zapasów cyny spadł w połowie 2004 r. do poziomu zaledwie 23 500 t, co jest równoważne 4 tygodniom dostaw. W związku z powyższym przewiduje się, że w 2005 r. cena cyny na pewno wzrośnie. SPEKULACYJNE ZACHOWANIE SIĘ FIRMY CHELABIŃSK MAGNOWSKID.:CHELYABINSKBLASTS MARKET SPECULATION OVER CLAIMS. MET. BULL. 2004, nr 8871, s. 18, póz. 77259 — BŁ

Rosyj ska firma Chelabinsk Electrometallurgical Integrated Plant uderzyła spekulacyjnie w rywali i handlowców. Firma zainwestowała w swoją kopalnię i twierdzi, że jest w stanie wprowadzić na rynek 175 tyś. t w 2004 r. i 300 tyś. t w roku następnym. Niektórzy analitycy rynku sugerowali, że w firmie wystąpiły przypadki nie wypełnienia zobowiązań wobec klientów. W tej sytuacji biuro rzecznika prasowego firmy w Stanach Zjednoczonych poinformowało ojej dobrej sytuacji i stwierdziło, że konkurencja rozpuszcza nieprawdziwe pogłoski, ponieważ produkcja dostarczana jest na bieżąco — bezpośrednio do klientów. Oprócz zamieszania wokół Chelabinska duży wpływ na rynek miała sytuacja w indyjskim Nava Habrat Ferro-Alloys i w zakładach Xstrata w RPA. Pożar w indyj-

151

skich zakładach Nava Habrat Ferro-Alloys zatrzymał produkcję. Zakłady Nava Habrat, o wydajności 120 tyś. t/r., nie są w stanie przewidzieć kiedy nastąpi wznowienie produkcji. Z kolei firma Xstrata Alloys ogłosiła, że z dniem l grudnia 2004 r. zamyka dwa zakłady w Wonderkop w RPA, które najprawdopodobniej nie zostaną otworzone przed sierpniem 2005 r. Wonderkop to przedsięwzięcie joint yenture Xstrata i Samancor o wydajności około 180 tyś. t/r. HYDRO ALUMINIUM PLANUJE BUDOWĘ ZAKŁADU W KATARZE ZA 3 MLD $ KASSAKOYICH N.: HYDRO ALUMINIUM PLANS TO BUILD $3 BN PLANT IN QATARMET. BULL. 2004, nr 8872, s. 12. póz. 77261 — BŁ

Firma Hydro Aluminium, jeden z trzech największych producentów aluminium, ogłosiła plany budowy nowych zakładów w Katarze. Wartość planowanej inwestycji wynosi 3 mld $. Hydro Aluminium, wybuduje zakład elektrolizy, odlewnię, a także elektrownię razem z firmą partnerską — Qatar Petroleum. Spodziewane możliwości produkcyjne pod koniec pierwszej fazy realizacji projektu to 570 tyś. t pierwotnego aluminium rocznie. Osiągnięcie pełnych możliwości produkcyjnych planowane jest na 2009 r. Zakłady zostaną wzniesione w przemysłowym regionie Mesaieed, na południe od Doha. Ich lokalizacja pozwała w przyszłości na podwojenie produkcji. Produkcja pierwotnego aluminium w firmie Hydro Aluminium wynosi 1,5 min t/r. oraz 1,8 min t/r. aluminium wtórnego. Według ministra energetyki i przemysłu w Katarze: „Realizacja powyższego projektu będzie siłą napędową dla przemysłu w Katarze. Katar ma strategiczną lokalizację do produkcji pierwotnego aluminium ze względu na doskonałe możliwości dostosowania się do potrzeb rynków Europy i Azji oraz duże potencjalne możliwości ekspansji na rynek amerykański w związku z konkurencyjnymi kosztami". W tej inwestycji firma Quatar Petroleum będzie posiadała 51 % udziałów, a Hydro Aluminium 49 %. Jednocześnie Hydro Aluminium zobowiązała się do dystrybucji produkcji wszystkich odlewni

przez swoją światową sieć handlową. PROBLEMY PRODUKCYJNE WCIĄŻ NĘKAJĄ HISZPAŃSKA FIRMĘ ATLANTIC COPPER BARRY S.: PRODUCT1ON PROBLEMS CONTINUETO AFFLICT ATLANTIC COPPER IN SPAIN. MET. BULL. 2004, nr 8872, s. 13, póz. 77262 — BŁ

Problemy z produkcją firmy Atlantic Copper, hiszpańskiego producenta miedzi, które rozpoczęły się we wrześniu 2004 r. wciąż nie zostały rozwiązane. Atlantic Copper produkuje rocznie ok. 263 tyś. t miedzi w postaci katod i 20 tyś. t drutu. Firma popadła w kłopoty po strajkach pracowniczych na początku sierpnia, przeprowadzonych w reakcji na zapowiedź redukcji 108 pracowników. Firma Atlantic Copper podjęła decyzję o upłynnieniu zapasów na rynku bieżącym, lecz pomimo tego ilość dostępnego surowca w Europie spada. Cena za przeróbkę utrzymuje się na poziomie 65-5-85 $/t i jest trochę wyższa niż w Wielkiej Brytanii i we Włoszech ze względu na koszty dodatkowe. Jednak nic nie wskazuje, że do końca 2004 r. nastąpi jakaś zmiana. Większość kontraktów na 2005 r. ustaliła się na poziomie 115 $/t, szczególnie po informacji jednego z największych światowych producentów firmy Codelco, która ogłosiła w listopadzie 2004 r., że taki poziom cen zostanie ustalony w przyszłym roku. Wciąż jeszcze oferowana jest cena 130 $/t, ale zainteresowanie powyższą ofertąjest nieduże. Przewiduje się, że w styczniu 2005 r. rynek znów się ożywi, a cena ustali się na poziomie 120-130 $/t. Wzrost ten będzie napędzany głównie silnym popytem i małą podażą. Duży wpływ na rynek mają konsumenci z Chin, zwiększając tonaż zamówień na początku 2005 r. Chińczycy wciąż poszukują materiału, ale nie zaakceptują ceny na poziomie 140-150 $/t, gdyż większość ich potrzeb pokrywana jest kontraktami długo- i średmoterminowymi. Wszystko wskazuje na to, że na rynku w 2005 r. dalej będzie deficyt, który utrzyma się pomimo wyższych cen motywujących producentów do zwiększania swojej produkcji.

WYBRANE KONFERENCJE szkolenia, seminaria, wystawy, targi światowe i krajowe związane z metalami nieżelaznymi w latach 2005 •*• 2006

14-15 marca, 2005, Cape Town, RPA Pyrometallurgy 05 Źródło: Minerals Engineering. 2004, t. 17, nr 3, s. 487 e-mail: [email protected] www.min-eng.com 16^18 marca, 2005, Cape Town, RPA Bio-& Hydrometallurgy 05 Źródło: Minerals Engineering. 2004, t. 17, nr 3, s. 487 e-mail: [email protected] www.min-eng.com 26-28 kwietnia, 2005, Moskwa, Rosja Aluminium in Transport Źródło: Light Metal Agę, 2004, t. 62, nr 8, s. 72 e-mail: [email protected] www.alusil.net 18-20 maja, 2005, Shanghai, Chiny Aluminium China 2005

152

Źródło: Light Metal Agę, 2004, t. 62, nr 8, s. 72 e-mail: [email protected] www.reedexpo.com 7-9 czerwca 2005, Nicea, Francja ECCC 2005, 5th European Continuous Casting Conference Źródło: Materials Science and Technology 2004, t. 20, nr 4, s. 552 fax: +33 l 41255858 13-15 czerwca 2005, Falmouth, Wielka Brytania Processing&Disposal of Minerals Industry Waste 05 Źródło: International Journal of Minerał Processing, 2004, t. 74, nr 1-4, s. 386 e-mal:[email protected] fax:+44(0) 1326318352 4-8 września 2005, Lizbona, Portugalia Eurocor 2005 Źródło: Materials Science and Technology 2004, t. 20, nr 4, s. 552 e-mail: [email protected]

5*8 września, 2005, Praga, Czechy Euromat-2005 Źródło: Light Metal Agę, 2004, t. 62, nr 8, s. 72 e*mail: [email protected] www.euromet2005.fems.org

10*12 listopada 2005, Cape Town, RPA Process Systems 05 Źródło: International Journal of Minerał Processing, 2004, t. 74, nr 1*4, s. 386

e-mal:bwi [email protected] fax: +44 (0)13263 i 8352

7*19 października 2005, Kyoto, Japonia International Lead-Zinc Processing Symposium Źródło: Minerals Engineering. 2003, v,16nr9, s.88: e-mail: [email protected]

14*16 listopada, 2005, Neu-Ulm, RFN Continuous Casting Źródło: Light Metal Agę, 2004, t. 62, nr 8, s. 72 e-mail: [email protected] www.dgm.de/concast

20*22 października, 2005, Modena, Italia AIumotove 2005 Źródło: Light Metal Agę, 2004, t. 62, nr 8, s. 72 e-mail: [email protected] www.alumotive.it www.aluplanet.com

12*16 marca, 2006, San Antonio, USA TMSMeeting&Exhibition Źródło: Minerals Engineering. 2003, t. 16, nr 9, s. 888 e-mail: [email protected]

Dział Informacji i Marketingu Instytutu Metali Nieżelaznych w Gliwicach tworzy jedyną w kraju polskojęzyczną Zintegrowaną Bazę Danych Metale Nieżelazne dostępną w sieci INTERNET pod adresem: www.imn.gliwice.pl.

Zintegrowana Baza Danych Metale Nieżelazne obejmuje trzy bazy danych: •

Baza Metale Nieżelazne (BMN) Baza danych Metale Nieżelazne jest informacyjną bazą bibliograficzną. Podstawowa tematyka to: wzbogacanie, otrzymywanie, przetwórstwo, metaloznawstwo i zastosowania metali nieżelaznych, jak też dziedziny interdyscyplinarne, takie jak: ochrona środowiska, automatyzacja, zagadnienia gospodarcze, metody badań własności, chemia analityczna. Rekordy w bazie zawierają: dane bibliograficzne, opis deskryptorowy dokumentu oraz analizę dokumentacyjną. Baza danych Metale Nieżelazne jest jedyną w kraju bazą danych obejmującą całość zagadnień metali nieżelaznych. Obecnie baza danych Metale Nieżelazne liczy ok. 75 000 rekordów.

•

Biblioteczna (BZB) Zakres tematyczny bazy danych BZB jest identyczny jak bazy Metale Nieżelazne. Do bazy wprowadzane są informacje o wszystkich typach dokumentów wpływających do Biblioteki Naukowo-Technicznej Instytutu Metali Nieżelaznych. Rekordy zawierają opis bibliograficzny dokumentu i opis deskryptorowy. Obecnie baza danych BZB liczy ponad 10 400 rekordów

•

Opracowania Własne (ÓW) Zadaniem bazy danych ÓW jest informowanie o dorobku naukowym Instytutu Metali Nieżelaznych, o różnorodnych opracowaniach pracowników IMN, takich jak: książki, artykuły, broszury, sprawozdania z prac badawczych, rozprawy doktorskie i habilitacyjne, patenty, referaty na sympozjach, zjazdach i konferencjach. Baza ta liczy obecnie ponad 5500 rekordów. Możliwość przeszukiwania baz danych uzyskacie Państwo po wypełnieniu Formularza Rejestracyjnego, który znajduje się na stronie domowej Działu Informacji i Marketingu. Oferujemy również usługi przeszukiwania baz danych na miejscu za pośrednictwem sieci LAN. Zamówienia na nasze usługi przyjmujemy na bieżąco. Nasz adres: Instytut Metali Nieżelaznych, Dział Informacji i Marketingu 44-101 Gliwice, ul. Sowińskiego 5. Kierownik Działu Informacji i Marketingu mgr Alicja Skotnicka tel.(0-32) 2380-263, fax (0-32) 2316933; 2380350, e-mail: [email protected]

Materiały informacyjne opracowuje zespół pracowników Działu Informacji i Marketingu Instytutu Metali Nieżelaznych w składzie: mgr inż. Jadwiga Kapryan — JK mgr inż. Beata Łaszewska — BŁ mgr inż. Anna Gorol — AG Alicja Wójcik — A W

153

Światowy rynek metali nieżelaznych

E

GLOBAL NON-FERROUS METALS MARKET R e d a k t o r o d p o w i e d z i a l n y : d r hab. inż. J A N B U T R A Rudy Metale R 50 2005 nr 3 UKD669.2/.8(100):338.5(100).339.4(100)

WYDARZENIA GOSPODARCZE OPŁATY TC/RC DLA MIEDZI COPPER TC/RC SETTLEMENT, Mining .Journal, 5 November 2004, p. l Firma LG Nikko Copper Inc. z Korei Pd. zwiększa dwukrotnie opłaty za przeróbkę i rafinację miedzi w roku kalendarzowym 2005. Opłaty ustalono na 85,5 $/dmt i 8,5 c/lb. Przedsiębiorstwo zastosuje nowe ceny wobec BHP Biliton, który dostarczy 300 tyś. Mg koncentratów miedzi z kopalni Escondida. CHINA METALS ZMIENIA PROGNOZĘ DOTYCZĄCĄ POPYTU NA MIEDŹ CHINA MINMETALS CUTS COPPER FORECAST, Mining Journal, 12 November 2004, p. 3 China Minmetals Co. przewiduje na 2005 r. wzrost krajowego popytu na miedź o 5,7 % do 3,7 min Mg. Wcześniej przedsiębiorstwo prognozowało wzrost zapotrzebowania do poziomu 4 min Mg. Według China Metals w 2005 r. produkcja miedzi wzrośnie do 2,2 min Mg, import miedzi rafinowanej osiągnie poziom 1,5 min Mg/r., a import koncentratów miedzi wyniesie 3,3 min Mg. Około 60 % chińskiego popytu na miedź trafia obecnie do sektora energetycznego w związku. Przedsiębiorstwo uważa, że od 2006 r. chińskie dostawy energii przewyższą zapotrzebowanie, co spowoduje wolniejszy wzrost konsumpcji miedzi. SIPA RESOURCES ZACHĘCA CBH DO NABYCIA UDZIAŁÓW W PROJEKCIE PANORAMA SIPA RESOURCES INYITES CBH AT PANORAMA, Mining Journal, 12 November 2004, p. 9 Sipa Resources Ltd osiągnął porozumienie umożliwiające CBH Resources Ltd nabycie udziałów w projekcie eksploracyjnym miedzi i cynku Panorama w regionie Pilbara w Zachodniej Australii oraz zakup zagospodarowanego projektu Sulphur Springs zlokalizowanego w obrębie projektu Panorama. Złoże Sulphur Springs posiada zasoby prawdopodobne o wielkości 4,4 min Mg i średniej zawartości 1,8 % Cu i 5,6 % Zn występujące w pobliżu dwóch sąsiednich złóż zawierających zasoby oszacowane odpowiednio na 3, l min Mg o średniej zawartości 3,5 % Cu i 0,9 % Zn i na 3,3 min Mg o średniej zawartości 0,6 % Cu i 10 % Zn. Feasibiłity study przewiduj e eksploatację rudy metodą odkrywkową w pierwszej fazie, a metodą podziemną w kolejnym etapie działalności. Koszt inwestycji obliczono na 83 min $A. Za złoże Sulphur Springs CBH Resources Ltd zapłaci w sumie 10 min $A. Ponadto przedsiębiorstwo może nabyć około 60% udziałów w projekcie Panorama za 4 min $, które przeznaczy na poszukiwania. W skład obszaru objętego jv wchodzi złoże Kangaroo Caves o zasobach na poziomie l ,7 min Mg o średniej zawartości 0,6 % Cu i 9,8 % Zn oraz złoże Bernts zawierające

154

zasoby o wielkości 0,6 min Mg i średniej zawartości 0,3 % Cu oraz 7,8 % Zn. CHILE ZATWIERDZA SPRZEDAŻ CHILE APPROYES SALE, Mining Journal, 19 November 2004, p. 3 Kongres chilijski zatwierdził sprzedaż huty i rafinerii miedzi Yentanas o wydajności 330 tyś. Mg/r. (własność państwowej firmy Enami) państwowemu przedsiębiorstwu Codelco za sumę 395 min $. Umowa umożliwi Enami spłatę długu w wysokości 450 min $, a także modernizację huty Paipote i zagospodarowanie projektu miedzi Delta zlokalizowanego w pobliżu miasta Ovalle. PLANY ENAMI WOBEC KOPALNI ENAMI PLANS MINĘ, Mining Journal, 19 November 2004, p. 8 Empresa Nacional de Minera (Enami) planuje budowę nowej kopalni Delta zlokalizowanej na północy Chile w pobliżu miasta Ovalle. Według projektu kopalnia będzie produkowała rocznie 50 tyś. Mg koncentratów miedzi. Uruchomienie produkcji nastąpi ok. 2007 r. przy wykorzystaniu huty Paipote, której zdolności produkcyjne zostaną zwiększone o 65-^75 tyś. Mg w stosunku do obecnych 300 tyś. Mg miedzi anodowej rocznie. ANYIL NABYWA UDZIAŁY W PROJEKCIE MUTOSffl W DRC ANYIL AGREES MUTOSHIACQUISITION IN DRC, Mining Journal, 19 November 2004, p. 9 Anvil Mining Ltd zgodził się nabyć od Gecamines i Emiko sprl 70 % udziałów w projekcie miedzi i kobaltu Mutoshi zlokalizowanego w regionie Kolwezi w Demokratycznej Republice Kongo. Projekt obejmuje kopalnię Mutoshi, zbiornik odpadowy Kulumaziba, złoża Mutoshi Northwest i Nioka, prospekt niklu Kamukonko i grunty w regionie wydobywczym miedzi Kolwezi Klippe. Zgodnie z warunkami umowy Anvil zapłaci za udziały w projekcie 12,5 min $ w gotówce i akcjach. URUCHOMIENIE KOPALNI KANSANSHI KANSANSHI COMMISSIONING, Mining Journal, 19 November 2004, p. 9

First Quantum Minerals Ltd po wybudowaniu nowej linii elektroenergetycznej rozpoczął uruchamianie kopalni miedzi i złota Kansanshi w Zambii, w której ma 80 % udziałów. Zakłady kruszenia, wzbogacania, ługowania, filtracji, ekstrakcji rozpuszczalnikowej i elektrorafinacji zostaną aktywowane w okresie od grudnia 2004 do marca 2005 r. Kopalnia rozpocznie produkcję rynkową w marcu 2005 r. na poziomie 60 tyś. Mg/r. miedzi katodowej i 70 tyś. Mg/r. koncentratów miedzi.

AUKCJA PROJEKTU LIMAMAYO LIMAMAYO AUCTION, Mining Journal, 19 November 2004, p. 9 Rząd Peru zamierza wystawić na aukcji projekt miedzi Limamayo o powierzchni 17 600 ha, który znajduje się 1200 km na południowy-wschód od Limy. Cena wywoławcza wynosi 70 tyś. $. Według Instytutu Górnictwa, Geologii i Metalurgii (Ingemmet) w obrębie Limamayo występują dwie strefy mineralizacji zawierające odpowiednio 0,33 % Cu i 0,47 % Zn oraz 0,46 % Pb i 101 g/Mg Ag. EUROPEJSKIE PREMIE ZA MIEDŹ SPADŁY DO POZIOMU 20 $ WSKUTEK NISKIEGO POPYTU COPPER PREMIUMS IN EUROPĘ FALL $20 ON LOWER DEMAND, Metal Bulletm, 8 Noyember 2004, No. 8867, p. 21 Europejskie premie za miedź spadły do poziomu 20 $/Mg wskutek niskiego popytu. Europejscy konsumenci miedzi katodowej zmienili również swoje zainteresowanie względem przyszłych kontraktów, powodując tym samym załamanie popytu. W wyniku tego Corporacion National del Cobre de Chile (Codelco) wydało oświadczenie, że na 2005 r. ustalono premie za miedź katodową na poziomie 115 $/Mg. Spadek poziomu europejskich cen spowodował, że premie za miedź katodową jakości A plasują się na poziomie 65-^85 S/Mg. CHIŃCZYCY PROJEKTUJĄ HUTĘ W ZAMBII CH1NESE GROUP TO START CONSTRUCTING ZAMB l AŃ SMELTER, Metal Bulletin, 29 Noyember 2004, No. 8870, p. 14 China Nonferrous Metals International Mining Co. planuje jeszcze w bieżącym roku rozpoczęcie budowy huty miedzi w Zambii. Nowa huta ma produkować rocznie 50 tyś. Mg miedzi. Huta będzie zlokalizowana obok kopalni miedzi Chambishi, która prawdopodobnie będzie zaopatrywać hutę. Kopalnia jest własnością NFC Africa Mining, w której 85 % należy do China Nonferrous Metals. UMOWA ODNOŚNIE DO OBSZARU RED HILL RED HILL DEAL, Mining Journal, 5 November 2004, p. 8 Placer Dome Inc. podpisał z Miranda Gold Corp. umowę dotyczącą nabycia 60 % udziałów w obszarze złota Red Hill znajdującym się w Eureka Co. (Newada). W zamian przedsiębiorstwo musi wydać 2 min $ na eksplorację w przeciągu czterech lat, a kolejne 10 % udziałów może nabyć poprzez zakończenie w ciągu pięciu lat bankowego feasibility study. RIO TINTO SPRZEDAJE UDZIAŁY W KOPALNI MORRO DO OURO RIO TINTO TO SELL MORRO DO OURO STAKE, Mining Journal, 12 Noyember 2004, p. 7 Rio Tinto group i Kinross Gold Corp. podpisali umowę dotyczącą sprzedaży 51 % udziałów w firmie Rio Paracatu Mineracao, która jest właścicielem kopalni złota Morro do Ouro. Kinross zapłaci Rio Tinto 260 min $ za udziały w kopalni, która wówczas stanie się jego własnością. Wcześniej Kinross nabył 49 % udziałów w kopalni w ramach przejęcia TVX Gold Inc. EUROPEAN MINERALS OPTYMALIZUJE FEASIBILITY STUDY DLA PROJEKTU VARVARINSKOYE EUROPEAN MINERALS OPTIMISES YARYARINSKOYE FEASIBILITY STUDY, Mining Journal, 12 November 2004, p. 8 European Minerals Corp. zoptymalizował feasibility study dla projektu złota i miedzi Varvarinskoye w Kazachstanie, w którym ma 86% udziałów. Ponownie przeanalizowano wszystkie aspekty wcześniejszego opracowania, które przewiduje działalność kopalni odkrywkowej wydobywającej 4,2 min Mg rudy rocznie (oraz 17,8 min Mg nadkładu rocznie) i przerabiającej oddzielnie różne typy rudy. Kopalnia będzie miała do dyspozycji zasoby pewne i prawdopodobne o wielkości 45,3 min Mg i średniej zawartości l ,06 g/Mg Au i 0,06 % Cu, z których można produkować dore w procesie ługowania. Ponadto posiada zasoby pewne i prawdopodobne szacowane na 15 min Mg o średniej zawartości 1,66 g/Mg Au i 0,81 % Cu. z których można produkować koncentraty miedzi i złota w procesie flotacji. W opracowaniu przyjęto cenę złota w wysokości 375 $/oz oraz cenę miedzi na poziomie l $/lb. Odzysk złota z procesu CIL szacuje się na 87 %, a z koncentratów i procesu flotacji odpadów na 76 %. Dla miedzi odzysk w procesie flotacji obliczany jest na 84 %.

Koszt inwestycyjny oszacowano na 94 min $. Roczna produkcja przez pierwsze dziesięć lat prognozowana jest na 145 tyś. oz złota i ok. 8300 Mg miedzi. W kolejnych 4,5 roku kopalnia ma produkować 107 tyś. oz złota i ok. 3200 Mg miedzi. Przedsiębiorstwo zamierza rozpocząć budowę kopalni w drugim kwartale 2005 r. Produkcja ruszy w trzecim kwartale 2006 r. BOLIYAR FINALIZUJE PLAN DLA PROJEKTU CHOCO 10 BOLIYAR FINALISES CHOCO 10 PLAN, Mining Journal, 12 Noyember 2004, p. 9 Bolivar Gold Corp. otrzymał od Minę Development Associates aktualizację bazy zasobowej i plan kopalni dla projektu Choco 10. Według nowej oceny zasoby pewne i prawdopodobne wynoszą 21,4 min Mg i zawierają średnio 1,9 g/Mg Au. To wystarczy na 6,5 roku działalności przy rocznej przeróbce ok. 5400 Mg rudy w pierwszym roku i 10 tyś. Mg w późniejszym okresie. Uruchomienie zakładu przeróbczego zaplanowano na koniec listopada 2004 r., a produkcja ruszy w lutym 2005 r. na poziomie 180 tyś. oz/r. PLAN ZAGOSPODAROWANIA DLA PROJEKTU OCAMPO GAMMON LAKĘ' S OCAMPO PLAN, Mining Journal, 19 November 2004, p. 10

Gammon Lakę Resources Inc. otrzymał od swojego konsultanta Kappes, Cassidy and Associates feasibility study dla pierwszej fazy zagospodarowania projektu złota i srebra Ocampo w Meksyku. Opracowanie przewiduje siedmiolctniądziałalność, początkowo kopalni odkrywkowej, a w późniejszym okresie kopalni podziemnej. Zasoby pewne i prawdopodobne oszacowano na 33,56 min Mg o średniej zawartości 1,25 g/Mg Au i 52 g/Mg Ag przy zakładanej cenie dla złota 400 $/oz i srebra 6,50 $/oz. Odzysk dla złota przy rudzie o niskiej zawartości metalu prognozowany jest na 77 %, podczas gdy dla rady o wysokiej zawartości złota na 87 %. Natomiast dla srebra odzysk dla rudy o niskiej zawartości metalu szacuje się na 72 %, a dla rudy o wysokiej zwartości srebra na 46%. Poziom wydobycia rudy dla kopalni odkrywkowej prognozowany jest na 11 400 Mg/dobę, a dla kopalni podziemnej na 1500 Mg/dobę. Z kolei poziom produkcji oceniany jest na 270 tyś. oz złota rocznie. SPRZEDAŻ KOPALNI DUKAT DUKAT SALE, Mining Journal, 26 Noyember 2004. p. 7 Pan American Silver Corp. sprzedał 20 % udziałów w kopalni srebra w Magadan Oblast na Dalekim Wschodzie Rosji firmie OAO MNPO Polymetal, która w ten sposób posiada 100 % udziałów. Przedsiębiorstwo otrzymało już sumę 20 min $C. Kolejne coroczne wpłaty o łącznej sumie 22,5 min $C będą zależne od poziomu średniej ceny srebra. YAMANA BUDUJE KOPALNIE YAMANA GIYES MINES GO-AHEAD, Mining Journal, 26 Noyember 2004, p. 8 Zarząd Yamana Gold Inc. podjął decyzję o przystąpieniu do budowy kopalń na dwóch projektach w Brazylii. Przedsiębiorstwo otrzymało pozytywne feasibility study dla projektu złota i miedzi Chapada w stanie Goias na początku 2004 r. Według opracowania produkcja w Chapada zostanie uruchomiona w 2007 r. na poziomie 134 tyś. oz złota rocznie i ok. 60 tyś. Mg miedzi rocznie przez pierwsze pięć lat działalności. Kopalnia ma funkcjonować 19 lat. Natomiast feasibility study dla złoża złota Sao Francisco przewiduje roczne wydobycie na poziomie 25 min Mg rudy. Koszt inwestycyjny obliczono na 46,1 min $, a średnią produkcję na 108 666 oz złota rocznie przez 7,5 roku działalności. SCOPING STUDY DLA PROJEKTU ALDISS ALDISS SCOPING RESULT, Mining Journal, 26 Noyember 2004, p. 9 Firma ReLode Ltd zakończyła scoping study dla projektu złota Aldiss w Zachodniej Australii. Opracowanie przewiduje działalność kopalni odkrywkowej, która będzie eksploatowała cztery złoża zawierające 220 tyś. oz złota. W przeciągu czterech lat działalności kopalnia będzie rocznie wydobywała 800 tyś. Mg rudy i produkowała 55 tyś. oz złota. Wstępny koszt inwestycji obliczono na 17 min $A.

155

FEASIBILITY STUDY DLA ZŁOŻA RED CHRIS BCMETALS RECEIYES RED CHRIS STUDY, Mining Journal, 26 November 2004, p. 10 BCMetals Corp. otrzymał od Amec E&C Services wyniki feasibility study dla zagospodarowania złoża miedzi i złota Red Chris w Kolumbii Brytyjskiej. Opracowanie przewiduje działalność kopalni odkrywkowej, która przez pierwsze 17 lat działalności będzie wydobywała około 10,95 min Mg rudy rocznie z zasobów o wielkości 185,4 min Mg i średniej zawartości 0,414 % Cu oraz 0,325 g/Mg Au. W przeciągu kolejnych ośmiu lat kopalnia będzie eksploatowała zasoby oszacowane na 90,6 min Mg o średniej zawartości 0,216 % Cu i 0,145 g/Mg Au. Koszt inwestycyjny wyniesie 228,5 min $C. URUCHOMIENIE KOPALNI TELFER TELFER START-UP, LOWER OUTPUT, Mining Journal, 26 November 2004, p. 11 Firma Newcrest Mining Ltd rozpoczęła produkcję w kopalni złota Telfer w Zachodniej Australii. Uruchomienie kopalni miało nastąpić w sierpniu 2004 r. jednak deszcz i spory z pracownikami opóźniły plany przedsiębiorstwa. Średnia roczna produkcja prognozowana jest na 800 tyś. oz złota i 30 tyś. Mg miedzi. Tymczasem analitycy z banku inwestycyjnego Credit Suisse First Boston spodziewają się produkcji na poziomie 450 tyś. oz na koniec roku budżetowego 2004/2005. ZINIFEX — WZROST PRODUKCJI ZINIFEX LIFTS OUTPUT, Mining Journal, 5 November 2004, p. 3 Produkcja cynku firmy Zinifex Ltd wzrosła do 153 999 Mg w trzecim kwartale 2004 r. w porównaniu do 149 951 Mg w poprzedzającym kwartale. Tymczasem produkcja ołowiu w Century była 0 6 % wyższa w stosunku do prognozy. Przedsiębiorstwo przypisuje ten wynik wyższej zawartości cynku w rudzie oraz większej wydajności produkcyjnej w zmodernizowanym zakładzie. Produkcja srebra także przewyższyła prognozowany poziom. W czwartym kwartale 2004 r. przedsiębiorstwo zamierza wyprodukować jedynie 10 tyś. Mg koncentratów ołowiu ze względu na niższą zawartość metalu w rudzie. CHINY ZMNIEJSZAJĄ KONTYNGENT CHINA CUTS QUOTAS, Mining Journal, 5 November 2004, p. 6 Rząd Chin zmniejszył kontyngent eksportowy cynku i cyny na 2005 r. Według ministra handlu chińscy producenci nie będą w stanie wyeksportować więcej niż 520 tyś. Mg cynku w porównaniu do 588 tyś. Mg w 2004 r. Ograniczenia ustalono także dla innych metali 1 pierwiastków, które wynoszą: dla cyny 57 tyś. Mg, dla srebra 3500 Mg, dla wolframu 16 300 Mg, dla antymonu 65 700 Mg, a dla pierwiastków ziem rzadkich 50 tyś. Mg. SPADEK OPŁAT TCS DLA CYNKU? Z!NC TCS TO FALL?, Mining Journal, 12 November 2004, p. 5 Pomimo przewidywanej na 2005 r. szczelności rynku koncentratów cynku prowadzone sąnegocj acje pomiędzy przedsiębiorstwami górniczymi i hutami w celu uzgodnienia opłaty TCs. Hutnicy spodziewają się obniżenia o 10^-15 % opłaty za przeróbkę. Z kolei przedsiębiorstwa górnicze z Ameryki Północnej i Europy uzgodniły opłatę w wysokości 130 $/dmt, odpowiadającej obniżce o 16 $/dmt. SPRZEDAŻ RAFINERII CYNKU CAJAMARQUILLA CAJAMARQUILLA ZINC REFINERY SOLD, Mining Journal, 26 November 2004, p. 4 Teck Cominco Ltd i Marubeni Corp. zdecydowali się na sprzedaż udziałów w rafinerii cynku Cajamarąuilla zlokalizowanej koło Limy w Peru. Rafinerią o zdolnościach produkcyjnych na poziomie

210 tyś. Mg/rocznie zainteresowane jest brazylijskie przedsiębiorstwo Cia Mineira de Metais, które chce zapłacić 210 min $ za 85 % udziałów będących w posiadaniu Teck Comino i 14 % udziałów należących do Marubeni. W 2003 r. Cajamarąuilla wyprodukowała 129 100 Mg rafinowanego cynku. CHINY EKSPORTEREM NETTO CYNKU CHINA BECOMING A NET EXPORTER OF ZINC, Mining Journal, 26 November 2004, p. 5 Przyczyną spadku ceny cynku w ostatnich latach jest eksport netto cynku z Chin. Według pana Ma Zhongfei, dyrektora kopalni ołowiu i cynku w China Minmetals Nonferrous Co Ltd, eksport netto stopów metali uległ stopniowemu zmniejszeniu z ponad 500 tyś. Mg w 2000 r. (ok. 6 % światowej konsumpcji) do około 200 tyś. Mg w 2003 r. Pan Ma Zhongfei przewiduje także, że chiński import netto w 2004 r. wyniesie ok. 100 tyś. Mg (ponad l % konsumpcji globalnej). W latach 2000-^2004 produkcja chińskiego cynku wzrosła o ok. 25 % do poziomu 2,46 min Mg, a konsumpcja o 67 %. Przyczyną tego jest duży popyt na stal galwanizowaną, a tym samym większe ożywienie w budownictwie, infrastrukturze energetycznej i produkcji przemysłowej. Ponadto niedobór energii elektrycznej i niedostateczna podaż w infrastrukturze ograniczają produkcję hut, a wysokie ceny cynku powodują deficyt koncentratów, co z kolei obniża opłaty za rafinację. POROZUMIENIE W SPRAWIE PROJEKTU MAGELLAN MAGELLAN OFF-TAKE, Mining Journal. 26 November 2004, p. 8 Ivernia Inc. osiągnął porozumienie z producentem Metal Reclamation Bhd z Malezji odnośnie do dostaw 100 tyś. Mg koncentratów ołowiu rocznie z projektu Magellan w Zachodniej Australii, w którym ma 51 % udziałów. Kontrakt podpisano na 2005 i 2006 r. Uruchomienie produkcji zaplanowano na pierwszy kwartał 2005 r. Kopalnia ma funkcjonować 12 lat. SCOPING STUDY DLA ZŁOŻA BUCKO BUCKO SCOPING STUDY COMPLETE. Mining Journal. 5 November 2004, p. 8 Crowflight Minerals Inc. otrzymał od Micon International Ltd scoping study dla złoża niklu Bucko. Według oszacowania złoże zawiera zasoby wskazane o wielkości l ,22 min Mg i średniej zawartości 2,71 % Ni oraz zasoby wnioskowane określone na 455 tyś. Mg o średniej zawartości 2,23 % Ni. Wstępne oszacowanie ekonomiczne udostępnienia złoża Bucko wskazuje, że kopalnia podziemna mogłaby eksploatować 750 Mg rudy na dobę produkując rocznie ok. 5 tyś. Mg niklu, 320 Mg miedzi i 36 Mg kobaltu. W opracowaniu przyjęto następujące ceny metali: 4,50 $/lb dla niklu, l $/lb dla miedzi, 20 $/lb dla kobaltu. PLANY NORYLSKA NORILSK TO ADD YALUE, Mining Journal, 12 November 2004, p. 3; NORLISK NICKIEL COULD REFINE COB ALT IN KOLA AND HALYE LOW-GRADE OUTPUT, Metal Bulletin, 8 November 2004, No. 8867, p. 18 MMC Norilsk Nickel rozważa możliwość budowy rafinerii kobaltu o zdolnościach produkcyjnych na poziomie 2500 Mg/r. na Półwyspie Kola w północno-zachodniej Rosji. Przedsiębiorstwo planuje rozpoczęcie budowy do końca 2004 r. Uruchomienie produkcji nastąpi do końca 2007 r. Oddział przedsiębiorstwa na Półwyspie Kola produkuje obecnie koncentraty kobaltu o niskiej jakości, które poddaje rafinacji w Ufaleynickel na Uralu. Proponowane inwestycje nie podniosą całkowitej produkcji, ale umożliwią firmie produkcję metalu o wyższej jakości, tj. 99,8 %. W 2003 r. Norylsk wyprodukował 4200 Mg kobaltu, a w kolejnym roku o 18 % więcej.

INFORMACJE GIEŁDOWE EUROPEAN GOLDFIELDS PRZEJMUJE KONTROLĘ NAD HELLAS EUROPEAN GOLDFIELDS TO TAKE CONTROL OF HELLAS, Mining

156

Journal, 5 November 2004, p. 13 European Goldfields Ltd warunkowo zgodził się na zakup ko-

lejnych 35 % udziałów w Hellas Gold S.A. za 166 min $ w wyniku czego zwiększył swój pakiet akcji do 65 %. Pozostałe 35 % udziałów w Hellas zachowa największe przedsiębiorstwo budowlane w Grecji Aktor S.A. Aktywa Hellas stanowią dwa projekty metali podstawowych, tj. Olympias i Stratoni. AFRICAN COPPER ZEBRAŁ 15 MLN f NA PROJEKT W BOTSWANIE

AFRICAN COPPER RAISES ?15 MILLION FOR BOTSWANAN OPERA TIONS, Mining Journal, 12 November 2004, p. 12 African Copper plc rozpoczął obrót swoimi akcjami na londyńskim rynku AIM. Wcześniej przedsiębiorstwo wyemitowało 19,74 min nowych akcji po 0,76 £ /akcję. Uzyskane pieniądze zostaną wykorzystane na sfinansowanie rozwoju projektu miedzi Dukwe w Botswanie. Około 3,1 min £ African przeznaczy na zakończenie bankowego feasibility study, kolejne 5,2 min £ pokryje część wydatków przy budowie zakładu ługowania, a 2,6 min £ zostanie wykorzystane na inne wydatki w ciągu kolejnych 18 miesięcy. Przedsiębiorstwo spodziewa się rozpoczęcia budowy zakładu ługowania i kopalni odkrywkowej w pierwszym kwartale 2005 r. Według feasibility na projekcie ma funkcjonować kopalnia odkrywkowa a później podziemna, która przez 18 lat działalności wyprodukuje 1300 min Ib miedzi. Całkowity koszt operacyjny oszacowano na 0,61 $/lb, a nakłady inwestycyjne na 66 min $. OXIANA NABĘDZIE PROJEKT PROMINENT HILL OXIANA SET TO ACCjUIRE PROMINENT HILL, Mining Journal, 12 November 2004, p. 13 Oxiana Ltd złożyła ofertę przedsiębiorstwu eksploracyjnemu Minotaur Resources Ltd dotyczącą zakupu wszystkich akcji za sumę 110 min $ A, dzięki której przejmie na własność projekt złota i miedzi Prominent Hill w Południowej Australii. Obecnie Oxiana jest w trakcie nabywania 65 % udziałów w projekcie za 34 min $A. Na podstawie opracowywanego feasibility study na projekcie ma funkcjonować wstępnie kopalnia odkrywkowa produkująca rocznie 100 tyś. Mg miedzi i 100 tyś. oz koncentratów złota, która w późniejszym okresie przejdzie na wydobycie podziemne. Uruchomienie produkcji zaplanowano na 2008 r. PRODUCENCI ZŁOTA ZBIERAJĄ FUNDUSZE NA ROZWÓJ PROJEKTÓW GOLD MAJORS LAUNCH DEYELOPMENT FINANCINGS, Mining

Journal, 12 November 2004, p. 15 Producenci złota Barrick Gold Corp. i Placer Dome Inc. rozpoczęli swoje inicjatywy mające na celu zdobycie funduszy na rozwój poszczególnych projektów. Barrick podpisał umowę dotyczącą zebrania 750 min $ poprzez emisję 10- i 20-letnich obligacji o oprocentowaniu 5,8 % z terminem płatności w 2034 r. i 4,875 % płatnych w 2014 r. Przedsiębiorstwo zamierza zainwestować uzyskane środki w następujące projekty: Alto Chicama w Peru, Pascua-Lama na granicy Chile z Argentyną, Yeladero w Argentynie, Cowal w Nowej Południowej Walii i Tulawaka w Tanzanii. Tymczasem Placer Dome planuje w ramach publicznej oferty 18,5 min nowych akcji, po 22,0 $/akcję zebranie sumy 407 min $. Przedsiębiorstwo planuje rozbudowę projektów: Pueblo Yiejo na Dominikanie, Donlin Greek na Alasce i Cerro Casale w Chile. NOWE PRZEDSIĘBIORSTWO W RAMACH MPI MPI SPIN-OFF, Mining Journal, 26 Noyember 2004, p. 12 Akcjonariusze MPI Mines Ltd zatwierdzili plany rozdzielenia aktywów złota będących własnością firmy poprzez obniżenie kapitału i przeniesienie akcji do oddzielnego przedsiębiorstwa o nazwie Leviathan Resources Ltd. Podjęte działania są warunkiem proponowanej przez LionOre Mining International Ltd oferty przejęcia MPI za sumę 285 min $A. POŁĄCZENIE AUSTRALIJSKICH PRZEDSIĘBIORSTW EKSPLORACYJNYCH AUSTRALIAN GOLD EXPLORERS TO MERGE, Mining Journal, 26 Ncwember 2004, p. 13 Sedimentary Holdings Ltd (SHL) poinformował o złożeniu oferty przejęcia przedsiębiorstwu eksploracyjnemu złota NuStar Mining Corp. Wartość transakcji oszacowano na 69 min $A. Obecnie SHL posiada 4,2 % udziałów w NuStar. Oferta obejmuje dwie akcje SHL za każde dziewięć akcji NuStar. Głównym aktywem SHL jest 30% udziałów w projekcie złota Cracow w Queensland (70 % udziałów stanowi własność Newcrest Mining Ltd), gdzie produkcja ma być uruchomiona do końca 2004 r. osiągając rocznie poziom 120 tyś. oz złota i 60 tyś. oz srebra. W przeciągu siedmiu lat kopalnia ma wyprodukować 680 tyś. oz złota przy koszcie operacyjnym 220 $A/oz. Natomiast NuStar jest właścicielem projektu złota Paulsens położonym w regionie Ashburton w Zachodniej Australii. Wstępna produkcja ruszy na projekcie w połowie 2005 r.

WYNIKI FINANSOWE RANDI CENY PALIWA UDERZAJĄ W ANGLOGOLD ASHANTI RAND AND OIL PRICES HIT ANGLOGOLD ASHANTI, Mining Journal, 5 November 2004, p. 10 Południowoafrykański producent złota AngloGold Ashanti Ltd twierdzi, że do i 3 % spadku zysków za trzeci kwartał 2004 r. przyczyniły się niekorzystne wahania kursów walut oraz wyższa cena paliwa. Dochód headline spadł do 280 min R w porównaniu z zanotowanymi 322 min R w poprzedzającym kwartale. Całkowite koszty operacyjne wzrosły o 5 % do 272 $/oz. Produkcja złota wzrosła o 9 % do 1,63 min oz. Na czwarty kwartał 2004 r. przedsiębiorstwo prognozuje produkcję na poziomie 1,7 min oz. WYNIKI KGHM KGHM RESULTS DISAP POINT, Mining Journal. 12 Noyember 2004,

p. 13

KGHM Polska Miedź zanotował zysk netto w wysokości 248 min zł (l $ = 3,62 zł) za trzeci kwartał 2004 r. w porównaniu do 138 min zł w odpowiadającym okresie 2003 r. Wyniki rozczarowały analityków, którzy spodziewali się zysku netto na poziomie 400 min zł. Sprzedaż osiągnęła wartość 1,37 mld zł w stosunku do 1,25 mld zł w 2003 r. Jak podaje Reuters analitycy prognozowali sprzedaż na poziomie l ,66 mld, a minimalnie na l ,52 mld zł. Jednakże analitycy przewidują wzrost dochodów na skutek wyższych cen miedzi. Za

cały 2004 r. przedsiębiorstwo spodziewa się rekordowego zysku netto w wysokości 1,34 mld zł. Natomiast w 2005 r. zamierza osiągnąć zysk netto na poziomie 2 mld zł. WZROST ZYSKÓW LIONORE POMIMO ZAMKNIĘCIA HUTY LIONORE PROFITS UP DESPITE SMELTER SHUTDOWN, Mining Journal, 19November2004, p. 12 Producent niklu i złota LionOre Mining International Ltd podwoił zysk netto za trzeci kwartał 2004 r. wskutek wyższych cen niklu i większej produkcji. Zysk netto wyniósł w sumie 13,9 min $ w stosunku do 7,9 min $ w odpowiadającym okresie 2003 r. Dochód wzrósł o 58 % do 83,7 min $. LionOre wyprodukował w tym czasie 5253 Mg niklu przy koszcie operacyjnym 2,67 $/lb. Dla porównania w odpowiadającym okresie 2003 r. produkcja wyniosła 4917 Mg przy koszcie operacyjnym na poziomie 2,31 $/lb. Przyczyną wzrostu kosztów operacyjnych są wyższe koszty w kopalni Tati w Botswanie, gdzie zgromadzono zapasy koncentratów z zamkniętej huty BCL. W rezultacie kopalnia Tati sprzedała mniej niklu w trzecim kwartale 2004 r. NORYLSK PODAJE WSTĘPNE WYNIKI IAS NORILSK REPORTS INTERIM RESULTS TO IAS, Mining Journal, 26 November 2004, p. 13 MMC Norilsk Nickel zanotował znaczący wzrost zysku w pierw-

157

szej połowie 2004 r. wskutek wyższych cen metali oraz lepszych wyników przedsiębiorstwa Stilwater Mining Co., w którym ma 56 % udziałów. W raporcie do International Accouning Standards (IAS) przedsiębiorstwo podało zysk netto w wysokości 698 min $ w porównaniu do 301 min $ w pierwszej połowie 2003 r. Dochód z me-

tali wzrósł o 43 % do 3,29 mld $. Sprzedaż w pierwszej połowie 2004 r. osiągnęła poziom 121 tyś. Mg niklu w stosunku do 161 tyś. Mg w odpowiadającym okresie 2003 r. Natomiast sprzedaż miedzi spadła ze 194 tyś. Mg w 2003 r. do 191 tyś. Mg w 2004 r. Sprzedaż złota wzrosła o 10 % do 528 tyś. oz.

CENY METALI CENA ZŁOTA PRZEŁAMAŁA POZIOM 450 $/OZ GOLD BREAKS US $450/OZ, Mining Journal, 26 November 2004, p. l W dniu 25 listopada 2004 r. zanotowano dalszy spadek wartości dolara w stosunku do euro, co spowodowało wzrost ceny złota do poziomu 452,75 $/oz. Dwudniowe zamknięcie giełdy amerykańskiej i mniejsza płynność na rynku umożliwiły handlowcom na świecie utrzymanie ceny na poziomie 450 $/oz. CENY METALI STAWIAJĄ OPÓR NA RYNKU MINOR METALS FACE UP TO MARKET REALITIES IN NOYEMBER, Mining Journal, 26 November 2004, p. 4 W listopadzie zanotowano stały spadek cen kobaltu, gdyż firma WMC Resources Ltd konsekwentnie obniżała cenę metalu na swojej stronie internetowej do poziomu 15,75 $/lb. Tak niski poziom wprowadzał zamieszanie przy zakupie udziałów, co w konsekwencji powodowało wzrost ceny do 16,50 $/lb. Tymczasem US Defense National Stockpile Center poinformowało, że w obecnym roku budżetowym ma jedynie 6 min Ib (2724 Mg) metalu na sprzedaż i być może nie będzie gotowe do przyjęcia żadnych konkurencyjnych ofert. Natomiast MMC NorilskNickel rozważa produkcję wysokojakościowego kobaltu na Półwyspie Kola, co zmniejszyłoby o połowę produkcję niskojakościowego kobaltu. Decyzja zostanie podjęta na początku 2005 r. Produkcja katod o zawartości metalu 99,80 % może ruszyć w 2007 r. Przedsiębiorstwo planuje także uruchomienie produkcji kobaltu w rafinerii Monchegorsk, której zdolności produkcyjne szacowane są na 2500 Mg/r.

Średnie miesięczne ceny metali

Metal

Styczeń—Listopad 2004 r.

Listopad 2004 r.

cena cena najniższa najwyższa

cena średnia

Miedź Grade A ($/Mg) transakcje natychmiastowe 2336,75 transakcje trzymiesięczne-sprzedaż 2326,00 Oiów ($/Mg) transakcje natychmiastowe 696,00 transakcje trzymiesięczne-sprzedaż 698,50

3286,00 3133,00

3122,19 3000,16

1038,50 978,00

967,26 941,75

Cynk ($/Mg) transakcje natychmiastowe 942,00 1167,50 transakcje trzymiesięczne-sprzedaż 961,50 1184,50 Nikiel (S/Mg) transakcje natychmiastowe 10 527,50 17760,00 transakcje trzymiesięczne-sprzedaż 10495,00 17 660,00 cena cena Kobalt ($/Mg) miesięczna miesięczna min. 99,8 % min. 99,3%

najniższa listopad 2004

najwyższa listopad 2004

16,494 16,369

17,519

1095,18 1111,07 14 045,45 14 045,23

17331

Złoto (S/oz) 439,05909 poranna 439,37500 popołudniowa Srebro (c/oz) 749,26000 Spot November Averages, Metal Bulletin, 6 December 2004, No. 8871, p. 31

ZAPASY OŁOWIU

ZAPASY MIEDZI 10522692157

48642

79088

42888

66018

37133

S2S4S 04/10/14

04/11/11

04/12/13

31379. 04/09/16

04/10/14

04/11/11

04/12/13

Data sesji

Data sesji

ZAPASY NIKLU

ZAPASY CYNKU Ą:

741359

19005

717936

17373

694513

15741

671089

14109

04/09/16

04/10/14

04/11/11

Data sesji

04/12/13

04/09/17

01/10/15

04/11/12

04/12/14

Data sesji

Materiały informacyjne opracowuje Zespół Studiów i Analiz Strategicznych CBPM CUPRUM Sp. z o.o. Ośrodek Badawczo-Rozwojowy we Wrocławiu w składzie: dr inż. Jan Kudełko, mgr Aneta Barańska-Buslik, mgr Aleksandra Mońka-Butra, mgr Wojciech Korzekwa.

158

11! f 11H111H •• l -;; i I f! 11! n I: H • l k::!: P:V |: »§ 11II ! r ;

.;

l: =:'; l; -,;• i i ;• j; i r ś;•;- = :; f/1 h • n n ; > r j < • H -! :• l f ill n : •• h' = H - ; j r ;: i •-•• \ •'•' l' l•'.; l ;

CHRONICLE Nowy Redaktor czasopisma Rudy i Metale Nieżelazne Profesor zw. dr hab. inż. ANDRZEJ PAULO Zespół redakcyjny czasopisma Rudy i Metale Nieżelazne uprzejmie informuje Szanownych Czytelników, że w lutym 2005 roku został przyjęty do redakcji prof. zw. dr hab. inż. ANDRZEJ PAULO na stanowisko kierownika działu geologii. Profesor Andrzej Paulo, nauczyciel akademicki Akademii Górniczo-Hutniczej na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska, jest kierownikiem Katedry Geologii Gospodarczej i Ochrony Złóż oraz Studium Podyplomowego „Ochrona środowiska przyrodniczego i zasobów mineralnych". Profesor był kierownikiem lub uczestnikiem wielu ekspedycji naukowych i poszukiwawczych złóż za granicą i jest autorem lub współ-

autorem ponad 260 publikacji naukowych oraz 16 podręczników lub skryptów (w tym na temat rud metali nieżelaznych i szlachetnych). Profesor Andrzej Paulo jest członkiem Rady Geologicznej przy Ministrze Środowiska, Rady Naukowej w Instytucie Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Komitetu Redakcyjnego Przeglądu Geologicznego i in. Zatrudnienie w redakcji Rudy i Metale Nieżelazne wybitnego i cenionego specjalisty pozwoli kontynuować tematykę geologiczną istotną dla przemysłu górniczo-hutniczego metali nieżelaznych oraz ochrony środowiska. Redakcja

50-lecie działalności zawodowej dr. inż. STANISŁAWA DOWNOROWICZA DOWNOROWICZ Stanisław, ur. 10.07.1934 r. w Kownie. Jest absolwentem Oddziału Geologii Wydziału Budownictwa Wodnego Politechniki Gdańskiej (1960), praca magisterska — „Warunki hydrogeologiczne kopalń węgla kamiennego w rejonie Zabrza" pod kierunkiem prof. Z. Pazdro. Doktorat nauk technicznych na Wydziale Górnictwa Politechniki Wrocławskiej (1973) na temat: „Geotermika złoża rud miedzi monokliny przedsudeckiej" — promotor prof. E. Konstantynowicz. Staże za granicą. Specjalista w dziedzinie górniczej hydrogeologii i wiertnictwa, hydrotechniki, zwalczania zagrożeń wodnych, gospodarki wodnej i ekologii środowiska wodnego. Ponad 30 lat pracy w przemyśle miedziowym i górnictwie, w tym jako główny inżynier hydrogeolog Kombinatu Górniczo-Hutniczego Miedzi w Lubinie (1961-^2001) i główny inżynier geolog budowy metra w Algierze. Udział w dokumentowaniu złoża rud miedzi monokliny przedsudeckiej i w budowie kopalń rud miedzi LUBIN, POLKOWICE, RUDNA, SIEROSZOWICE oraz jednego z największych na świecie składowisk odpadów poflotacyjnych ŻELAZNY MOST (patent), a także wielu innych obiektów podziemnych i powierzchniowych (szyby, tunele, kopalnie odkrywkowe, ujęcia wody, systemy hydrotransportu, składowiska odpadów poflotacyjnych i in.). Przez ponad 25 lat pełnił funkcję sekretarza i wiceprzewodniczącego Zespołu ds. Zagrożenia Wodnego KGHM w Lubinie oraz sekretarza międzyresortowego Zespołu ds. Zagrożenia Wodnego Komisji Koordynującej ds. Zagrożeń Górniczych WUG i PMC. Twórca i współtwórca ponad 40 wdrożonych patentów i wnio-

sków racjonalizatorskich. Laureat trzech nagród Ministra Nauki, Szkolnictwa Wyższego i Techniki za opracowanie i wdrożenie w KGHM innowacyjnych technologii w zakresie: efektywnej budowy i bezpiecznej eksploatacji składowisk odpadów poflotacyjnych, fotogrametrii lotniczej dla rejestracji i dokumentowania procesu deponowania odpadów poflotacyjnych oraz unikalnej w skali światowej technologii zawałowej eksploatacji złoża rud miedzi w obrębie filaru ochronnego zapory ziemnej w trakcie wypełniania składowiska GILÓW. W latach sześćdziesiątych określił wiek bezwzględny wód podziemnych obszaru złożowego metodami izotopowymi (metody: trytowa, radiowęglowa, argonowo-helowa), odkrył obecność Ar i Hę w wodach i gazach podziemnych monokliny przedsudeckiej, wdrożył do praktyki wiertniczej tzw. wgłębny karotaż gazowy oraz opracował pierwszą w polskim górnictwie dokumentację geotermiczną, istotne dla wentylacji i klimatyzacji kopalń w warunkach wysokich temperatur skał. Jest twórcą koncepcji gospodarki skojarzonej górnictwa rud miedzi z zagospodarowaniem największego w Polsce złoża węgla brunatnego „Legnica" oraz technologii ekologicznego zagospodarowania solanek kopalnianych w głębokich strukturach pogazowych (patent), bezodpadowej gospodarki w zakładach górniczych (patent), koncepcji hermetyzacji obiegów wód technologicznych i ściekowych w LGOM i in. Jest współautorem wydanego w 2003 r. dwutomowego dzieła „Hydrogeologia polskich złóż kopalin i problemy wodne górnictwa"

159

(AGH Kraków) pod redakcją prof. Zbigniewa Wilka i prof. Tatiany Bocheńskiej. Współautor trzech monografii, autor trzech książek, ponad 200 publikacji, współautor ponad siedmiuset opracowań projektowych i dokumentacyjnych, w tym w ramach Towarzystwa Konsultantów Polskich i PK Hydrogeometal ze współudziałem współpracowników — ok. 400 opracowań o charakterze innowacyjnym lub dla kontrahentów zagranicznych, np. „Raport na temat stanu przemysłu miedziowego Albanii". Jest autorem lub współautorem wielu instrukcji technicznych i technologicznych w zakresie zwalczania zagrożenia wodnego w górnictwie rud, a w szczególności górnictwie miedzi. „Srebrny Inżynier Polski 2002 r.", w ramach plebiscytu Przeglądu Technicznego w Warszawie. Liczne odznaczeni a państwo we i resortowe, w tym za zasługi dla polskiej geologii, górnictwa, gospodarki wodnej, ekologii, przemysłu miedziowego oraz odznaczenia stowarzyszeniowe. Prezes Zarządu Głównego Towarzystwa Konsultantów Polskich w Warszawie, członek Rady Krajowej Stowarzyszeń Naukowo Tech-

nicznych NOT w Warszawie, Wiceprezes RFSNT NOT Zagłębia Miedziowego. Wieloletni przewodniczący Komisji ds. Ochrony Środowiska przy ZO SITO w Lubinie i KNT ds. Ochrony Środowiska przy RW NOT w Legnicy, wieloletni członek Komisji Głównej ds. Ochrony Środowiska ZG SITO w Katowicach i Komitetu Ekologicznego przy RG NOT w Warszawie. Organizator wielu konferencji naukowo-technicznych w KGHM o zasięgu regionalnym i ogólnopolskim a także konferencji międzynarodowych, w ty m Forum Wschód-Zachód „Nowe technologie w górnictwie rud" organizowanym od 2001 r. na przemian w Lubinie i w St. Petersburgu przy współudziale Instytutu „Mechanobr Inżiniring". Od 1961 r. mieszka w Lubinie na Dolnym Śląsku i od dwunastu lat prowadzi Przedsiębiorstwo Konsultingowe „Hydrogeometal" zajmujące się wdrażaniem nowych technologii na rynku krajowym i wschodnim. W uznaniu osiągnięć naukowo-technicznych S. Downorowicza Prezydent Rzeczypospolitej Polskiej nadał w dniu 29 stycznia 2004 r. Krzyż Oficerski Orderu Odrodzenia Polski.

Szanowni Czytelnicy Zapraszamy do zaprenumerowania naszego czasopisma, w którym znajdziecie Państwo informację o aktualnych nowościach z dziedziny przemysłu metali nieżelaznych. Warunki prenumeraty na 2005 r. znajdują się na II stronie okładki. Redakcja

160

Szanowni Autorzy od l stycznia 2005 roku wprowadzamy zmodyfikowane wskazówki przygotowania artykułów do druku w naszym czasopiśmie

Wskazówki dla Autorów współpracujących z czasopismem RUDY i METALE NIEŻELAZNE Czasopismo naukowo-techniczne Rudy ł Metale Nieżelazne publikują artykuły z dziedziny geologii złóż oraz górnictwa metali nieżelaznych, wzbogacania mechanicznego i ogniowego, hutnictwa i przetwórstwa metali nieżelaznych, organizacji, ekonomii, chemii analitycznej, ochrony środowiska i przemysłu metali nieżelaznych, które dzielą się na: artykuły oryginalne kompletne, artykuły oryginalne niekompletne (komunikaty i doniesienia tymczasowe lub wstępne), artykuły przeglądowe (omówienia informacji już opublikowanych, relacje o osiągnięciach, opisy aktualnego stanu nauki, techniki i organizacji, sprawozdania ze zjazdów, kongresów), artykuły dyskusyjne (krytyka, polemika, sprostowania, odpowiedzi wyjaśniające). Prosimy Autorów nadsyłanych prac o dołączenie oświadczenia, że artykuł jest oryginalny, a treści w nim zawarte są zgodne z prawem autorskim o własności intelektualnej i przemysłowej, a także, że nie był wcześniej publikowany w innych czasopismach krajowych i zagranicznych oraz w materiałach konferencyjnych posiadających sygnaturę ISBN. 1. Treść artykułów powinna odpowiadać następującym wymaganiom: a. używać jednoznacznego słownictwa naukowo-technicznego, a wprowadzając nowe określenia podać dła nich ścisłe definicje. Nie stosować skrótów bez ich wyjaśniania; b. wzory matematyczne pisać w oddzielnych wierszach tekstu. Zaznaczyć ołówkiem na marginesie, czy chodzi o cyfrę czy literę. Litery greckie powtórzyć ołówkiem na marginesie z podaniem brzmienia fonetycznego np. a = alfa; c. należy stosować obowiązujące jednostki miar w układzie międzynarodowym SI. 2. Materiały do czasopisma Rudy i Metale Nieżelazne prosimy nadsyłać w postaci maszynopisu (wydruku) i pliku sporządzonego w jednym z edytorów: Word 6.0, 97, 2000 lub XP. Dyskietkę lub dysk CD trzeba zaopatrzyć w etykietę z nazwą pliku i nazwiskiem autora. 3. Z maszynopisu należy wyodrębnić wykresy i fotografie i tylko zaznaczyć ołówkiem na marginesie ich miejsca w treści. Wszelkie ilustracje, wykresy i fotografie noszą umownie nazwę rysunków. Rysunki (czarno-białe) powinny się mieścić na jednej szpalcie (8,5 cm) lub kolumnie (17,5 cm), powinny być wyraźne i kontrastowe. Podpisy pod rysunkami należy zamieścić na osobnej stronie w języku polskim i angielskim. 4. Tablice należy zestawić na osobnych stronach wpisując numery (cyfry arabskie) tablic. Tytuł tablicy

należy podać również w języku angielskim. 5. Należy przestrzegać następującej konstrukcji opracowania: ^. a. na początku z lewej strony u góry maszynopisu podać pełny tytuł naukowy, pełne imię (lub imiona), nazwisko autora (autorów) artykułu, tytuły naukowe, nazwę miejsca pracy; b. tytuł artykułu, który powinien być jak najzwięźlejszy podany w języku polskim i języku angielskim; c. pod tytułem zamieścić krótkie streszczenie artykułu w języku polskim, w którym należy podać najważniejsze tezy i wnioski. Streszczenie artykułu w języku angielskim powinno być obszerniejsze do l strony maszynopisu. Należy podać słowa kluczowe w języku polskim i angielskim (max. 6 wyrazów). d. na początku artykułu pożądane jest krótkie wprowadzenie a na końcu wnioski; e. należy przestrzegać honorowania opublikowanych prac na dany temat i przepisów o własności autorskiej (powoływanie sję w bibliografii); f. spis literatury podaje się przy końcu artykułu i powinien być ograniczony tyłko do pozycji najniezbędniejszych. W tekście powołanie na pozycję literatury zaznacza się w nawiasach kwadratowych np.: [10]. Sposób podania pozycji literatury: dła czasopisma-—NowakE.: Bizmut w srebrze i surowcach srebronośnych. Rudy Metale 1991, t 36, nr 3, s. 97-^99, dla pozycji książkowej — Nowak M.: Geologia kopalniana. Warszawa 1990, Wydaw. Geolog, s. 504. 6. Redakcja zastrzega sobie możność poprawek terminologicznych, stylistycznych oraz formalnego skracania artykułów. Natomiast ewentualne zmiany merytoryczne będą uzgadniane z autorem. 7. Na odrębnej kartce należy podać tytuł artykułu, ilość stron maszynopisu, tablic, rysunków w tym fotografii oraz imię i nazwisko autora (autorów), dokładny adres zamieszkania i pracy z podaniem kodów pocztowych i nr telefonów, fax i e-mail. 8. Za publikację artykułów redakcja nie płaci honorariów 9. Materiały do publikacji prosimy przesyłać na adres redakcji: Wydawnictwo NOT-SIGMA, 40-019 Katowice, ul. Krasińskiego 13, skr. poczt. 221, tel. (0-prefix-32) 256-1777. Nadsyłanych materiałów redakcja nie zwraca. We wszystkich innych sprawach nie objętych niniejszymi wskazówkami prosimy się bezpośrednio porozumieć z redakcją czasopisma.

Redakcja