Strusky z redukční tavby pelosideritové železné rudy realizované na hradě Buchlově (jv. Chřiby) v roce 2019: extrémní variabilita fázového složení a chemismu jednotlivých fází

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F00023272%3A_____%2F21%3A10135283" target="_blank" >RIV/00023272:_____/21:10135283 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.bullmineral.cz/paper/277" target="_blank" >http://www.bullmineral.cz/paper/277</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.46861/bmp.29.059" target="_blank" >10.46861/bmp.29.059</a>

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Strusky z redukční tavby pelosideritové železné rudy realizované na hradě Buchlově (jv. Chřiby) v roce 2019: extrémní variabilita fázového složení a chemismu jednotlivých fází

Popis výsledku v původním jazyce

Pro experimentální tavbu železa v replice šachtové nadzemní pece, realizované v roce 2019 na hradě Buchlově, byla použita nezvětralá pelosideritová železná ruda z lokality Moravany u Kyjova. Vzniklá pecní struska je tvořena prakticky jen sklovinou, jen ojedinělé malé domény obsahují i krystalické fáze, jejichž zastoupení je místo od místa velmi variabilní. Detailní studium chemického složení ukázalo také extrémní heterogenitu ve složení skla i silikátových fází. Sklovina obsahuje variabilní, často i značně zvýšené obsahy Mn, Ca, Mg a někdy i P či K. Složení olivínu široce kolísá mezi fayalitem, dikalciumsilikátem a tefroitem (Fa1-91Fo3-28Te2-45DCS1-52). Složení vápenatých pyroxenů je rovněž značně variabilní (Wo37-60Tsch1-13Ka8-22Fs4-30En14-36). Živce vykazují složení mezi ortoklasem a anortitem (Or2-82An9-91Ab5-19Cn0-2Slw0-2), v přírodních systémech neznámé. Málo zastoupenými komponentami jsou wüstit, melilit (åkermanit s 1 - 6 mol. % gehlenitové komponenty), leucit, kalsilit, lokálně i apatit a nepojmenovaná fáze Ca2Al2Si3O11. Vyredukované železo je rovněž heterogenní, bohaté fosforem. Fázové složení strusky se výrazně liší od typických železářských strusek. Příčinu je možné spatřovat jednak v anomálním chemickém složení vsázky, v příliš vysoké teplotě při tavbě (fázové vztahy v kovovém železe nasvědčují teplotám kolem 1500 oC) v kombinaci s rychlým ochlazením obsahu pece po ukončení tavby a pravděpodobně i vyšší viskozitě strusky. Jak fázové složení strusky, tak chemické složení struskových fází i vyredukovaného kovu se výrazně liší od charakteristik historických železářských strusek Uherskohradišťska z období přímé výroby železa. Uvedená zjištění tedy nepodporují domněnku, že by místní pelosideritové železné rudy mohly být již v této době využívány k výrobě železa.

Název v anglickém jazyce

Slags from smelting of pelosiderite iron ore realized at the Buchlov Castle (Chřiby Mts., Czech Republic) in 2019: extreme variability of phase composition and chemistry of individual phases

Popis výsledku anglicky

During experimental smelting of iron in a replica of historical shaft furnace, which was held at the Buchlov Castle in 2019, charcoal and fresh pelosiderite iron ore from the locality Moravany near Kyjov were used. The obtained furnace slag is practically completely formed by glass phase; only rare small domains contain also crystalline phases, whose occurrence is very irregular. A detailed study of chemical composition showed extreme heterogeneity in composition of glass and most crystalline phases. The glass phase contains variable, but often high amounts of Mn, Ca, Mg and sometimes P and/or K. The composition of olivine ranges widely among fayalite, dicalciumsilicate and tephroite (Fa1-91Fo3-28Te2-45DCS1-52), as well as those of calcic pyroxene (Wo37-60Tsch1-13Ka8-22Fs4-30En14-36). Feldspars showed compositions between orthoclase and anorthite (Or2-82An9-91Ab5-19Cn0-2Slw0-2), which are unknown from natural systems. Minor components include wüstite, melilite (åkermanite with 1 - 6 mol. % gehlenite), leucite, kalsilite, locally also apatite and an unnamed phase with composition close to Ca2Al2Si3O11. The produced metallic iron is also compositionally heterogeneous and rich in phosphorus. The phase composition of slag differs significantly from those of typical iron slags. The reason can be seen in anomalous chemical composition of used ore, in too high temperatures during smelting (phase relations in metallic iron suggest temperatures around 1500 oC) in combination with rapid cooling of the furnace content after finishing of smelting, and probably also higher viscosity of slag melt. Both phase composition of slag as well as chemical composition of individual slag phases and metallic iron are significantly different from those of local historical artefacts from the period of usage of technology of direct production of iron. These findings do not support the idea that local pelosiderite iron ores were used for production of iron already during this early period.

Druh

J_SC - Článek v periodiku v databázi SCOPUS

CEP obor

—

OECD FORD obor

60102 - Archaeology

Projekt

—

Návaznosti

I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Rok uplatnění

2021

Kód důvěrnosti údajů

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Název periodika

Bulletin Mineralogie Petrologie

ISSN

2570-7337

e-ISSN

—

Svazek periodika

29

Číslo periodika v rámci svazku

1

Stát vydavatele periodika

CZ - Česká republika

Počet stran výsledku

18

Strana od-do

59-76

Kód UT WoS článku

—

EID výsledku v databázi Scopus

2-s2.0-85113809660