Úvod do Břidlic a Kyzových Břidlic
Břidlice je označení pro usazené částečně metamorfované horniny s jemnou zrnitostí vzniklé z jílovců a prachovců.
Obsahuje především minerály biotit, muskovit a andalusit. Břidlice mívají černou až šedou barvu; vyznačují se dobrou rovinnou štěpností, takže z nich lze snadno vytvářet tenké desky.
V případě zvýšených obsahů uhlíku se jedná o grafitické, v případě těžkých kovů o kovonosné černé břidlice. V obou případech, pokud je hojně obsažen pyrit, se jedná o pyritické, resp. kyzové či kamenečné břidlice.
Zlatavý minerál pyrit, jehož polohy se místy vyskytují v proterozoických horninách, je chemicky disulfid železa. Dříve označoval také jako kyz železný. Břidlicím s pyritem se proto tradičně říkalo kyzové břidlice.
Kyzové břidlice, jejichž hlavní součástí jsou sulfidy, je pyrit a pyrhotin, vytvářejí čočkovitá tělesa o mocnosti až 5 m a délce 100 m.
Čtěte také: Materiály pro úpravu betonu
Pyrit-pyrhotinová kyzová břidlice je tmavě zelenošedá a kromě převládajícího křemene a částečně rozloženého plagioklasu obsahuje malý podíl bezbarvého amfibolu (tremolitu) a chloritu (penninu).
Obohacení pyritem v břidlicích dosahuje někde jen několika, ale jinde dokonce desítek procent celé horniny.
V blízkém okolí těles podmořských vulkanitů, spilitů, jsou známy i polohy prakticky čistého pyritu.
Historické Využití a Produkty
Od konce 17. století se břidlice v širším okolí těžily jako důležitá surovina pro výrobu vitriolu, kamence a českého olea. Bývá v nich obsažen pyrit a markazit, z nichž se přírodním větráním může uvolňovat kyselina sírová, jež pak reaguje s ostatními minerálními složkami horniny za vzniku sekundárních sulfátů, v minulosti označovaných jako kamence.
Hlavním a kdysi žádaným produktem byl kamenec, německy označovaný jako „der Alaun” a odtud i historický název kamencových dolů jako alaunových.
Čtěte také: Postupy pro povrchovou úpravu betonu
Výrobním závodům se říkalo kamencárny, kamenečné či kamencové, nebo také alaunové hutě („Alaun Hütte”).
Obecně se jako kamenec nazývají podvojné soli kyseliny sírové, kde kationy tvoří alkalické kovy nebo amoniak spolu s trojmocnými kovy, nejčastěji hliníkem, chrómem či železem.
Kromě kamence se z nich získávaly i další látky.
Klíčové Produkty Zpracování Kyzových Břidlic
Zde uvádíme přehled hlavních chemických látek a materiálů, které byly získávány ze zpracování kyzových břidlic:
Jednalo se o zelenou skalici (vodnatý sulfát železnatý), síru, sádru (vodnatý sulfát vápenatý), vitriolový louh čili vitriol (kapalná směs roztoků sulfátů s převahou železnatého a železitého), vitriolový kámen (pevná směs téhož), oleum (dýmavá kyselina sírová čili česká kyselina sírová), kolkotar, resp. caput mortuum (oxid železitý) a okr (sušená směs oxidů a hydroxidů železa).
Čtěte také: Postupy pro úpravu venkovního betonu
Kyselina sírová, dříve nazývaná vitriol, představuje dnes jednu ze základních surovin chemického průmyslu. Kamence se dají využít při tradičních postupech činění kůží, nebo při barvení tkanin.
Odbyt pro ni rychle narůstal. Česká dýmavá kyselina se vyvážela až do Anglie, kde se používala jako rozpouštědlo na barvení látek včetně populárního modrého indiga. Byla tak známá, že se o ní zmiňuje ve svých románech i Jules Verne.
Přehled Produktů a Jejich Využití
| Produkt | Chemické Složení / Popis | Hlavní Využití |
|---|---|---|
| Kamenec | Podvojné sírany (např. hlinitodraselný) | Činění kůží, barvení tkanin, kosmetika (po holení) |
| Zelená skalice | Vodnatý sulfát železnatý (FeSO₄·7H₂O) | Barviva, dezinfekce, zemědělství |
| Sádra | Vodnatý sulfát vápenatý (CaSO₄·2H₂O) | Stavebnictví, medicína (fixace zlomenin), sochařství |
| Vitriolový kámen | Pevná směs sulfátů (převážně železnatého a železitého) | Výroba olea/kyseliny sírové |
| Oleum (Česká dýmavá kyselina sírová) | Kyselina disírová (H₂S₂O₇) nebo SO₃ rozpuštěný v H₂SO₄ | Výroba kyseliny sírové, chemické reakce |
| Kolkotar (Caput mortuum) | Oxid železitý (Fe₂O₃) | Červený pigment, barviva |
| Okr | Sušená směs oxidů a hydroxidů železa | Přírodní žluté, hnědé a červené pigmenty |
| Síra | Chemický prvek S | Střelivo, chemický průmysl, dezinfekce |
Metody Zpracování Kyzových Břidlic
Když se břidlice bohatá pyritem dostane do styku s běžnými povrchovými nebo mělkými podzemními vodami, nebo ještě lépe s vlhkým vzduchem, začne se pyrit za přítomnosti vody a kyslíku měnit na sírany.
Na místech krytých před deštěm se začnou vytvářet krystalky nebo až několik centimetrů silné krusty částečně rozpustných, druhotných minerálů. Naši činorodí předkové si toho povšimli už dávno a hned začali zkoušet, k čemu by se tyto soli mohly hodit.
Získávání Kamenců a Vitriolového Kamene
V nejstarším období se sbíraly přirozeně vznikající výkvěty síranů přímo na horninových výchozech.
Poměrně běžné bylo i odpařování vody získávané z tzv. „kamencových studní“, tedy vykopaných děr, do kterých se přirozeně stahovaly prosakující roztoky. Jejich odpařením a následným zpracováním vznikaly kamence a další látky.
Zhruba od 16. století byla vytěžená podrcená břidlice s pyritem rozprostřena v protáhlých hromadách na nepropustném jílovém podloží, kde byla ponechána vzdušné oxidaci a občas pokropena vodou.
Loužení trvalo až několik let, protože pyrit se rozkládal poměrně pomalu.
Silně kyselý výluh z hromady břidlice se odpařoval a tím stoupal obsah rozpuštěných síranů.
V nejstarším výrobním způsobu byl síran hlinitý míchán s hnijící močí, která obsahovala amonné ionty. Po odpařování na dně nádoby krystalovaly úhledné, lesklé krystaly kamence hlinitoamonného, zatímco další sírany zůstávaly v roztoku. Později byl přidáván výluh z dřevného popela obsahující potaš (uhličitan draselný) a tím vznikal kamenec hlinitodraselný.
Pokud převládaly sírany železa, byl ve zděných nádržích s horním ohřevem (tzv. kalibánech) a potom ve varných kotlích získáván tzv. vitriolový kámen.
Výroba Kyseliny Sírové a Oleového Kamene
Pálením v ohni se jim podařilo připravit kyselinu sírovou, dříve nazývanou vitriol, takže se této surovině také říkalo vitriolové břidlice.
Vitriolový kámen byl žíhán na bezvodý vitriolový kámen (bezvodý síran železitý), který se po rozemletí dále rozkládal pyrolýzou silným zahříváním v keramických retortách v galejních pecích.
Tyto pece, z nichž po stranách trčely desítky dalších baněk nasazených na kolmy (tzv. předloh), připomínaly vzhledem galejní lodě s vesly.
Retorty, nazývané dělníky kolmy, trčely z dlouhé pece v řadách, takže pec opravdu připomínala antickou galéru.
Destilací síranů unikal oxid sírový (SO₃), jehož opakovaným jímáním ve vodě vznikala nejprve kyselina sírová (H₂SO₄) a následně zmíněné oleum, z chemického hlediska kyselina disírová (H₂S₂O₇).
Uvolněné plyny s převahou oxidu sírového se zaváděly do samostatné keramické baňky s trochou zředěné kyseliny vně pece neboli předlohy, kde vznikala tzv. česká dýmavá kyselina sírová.
Kolma a předloha byly navzájem utěsněny keramickou hlínou.
Dýmavá kyselina sírová obsahovala nadbytek oxidu sírového rozpuštěného v kyselině sírové. Vyrobená kyselina byla potom plněna do plochých 20litrových keramických lahví (flaší).
Protože se tento roztok historicky nazýval oleum, říkalo se výrobnám kyseliny sírové touto technologií olejny, i když s olejem kromě trochu podobné viskozity neměly naprosto nic společného.
Po vyžíhání náplně (které trvalo 24 hod) a vychladnutí galejní pece (dalších 8-10 hod) bylo třeba celou pec rozebrat, vyškrábat z retort odpadní oxid železitý, znovu je naplnit vitriolovým kamínkem a pec opět sestavit.
Pro výrobu kyseliny požadované koncentrace se proces destilace čtyřikrát opakoval.
Z vyžíhané směsi síranů železa v retortě zbýval červený prášek obsahující v převaze červený oxid železitý, který se pod názvem kolkotar (tradičně psáno kolkothar nebo též caput mortuum) prodával jako krásný červenohnědý pigment.
Z malých manufaktur se rozšiřováním výroby stalo těžiště průmyslové produkce kyseliny sírové.
V polovině 19. století byl tento složitý proces nahrazen efektivnějším způsobem tzv. anglické výroby kyseliny sírové (od r. 1843).
Klíčové Lokality Těžby a Zpracování
Hromnice
Hromnické jezírko je nejvýznamnější historická lokalita po těžbě kyzových a kamenečných břidlic. Technická a báňsko - historická památka, nejrozsáhlejší pyritová mineralizace barrandienského proterozoika.
Jezero (zatopený jámový lom) při sv. Odkliz s doprovodnými štolami a haldami tvořenými hlušinou a odpadem po vyluhování je pozůstatkem těžby pyritem bohatých břidlic. Zatopením síranovou vodou vzniklo z odklizu jezírko.
Černé grafitoidní břidlice barrandienského proterozoika kralupsko-zbraslavské skupiny vystupují v západní stěně odkryvu. Četné jsou výskyty druhotných síranů.
Na lokalitě se těžilo v 19. století, bylo to nejrozsáhlejší ložisko kamenečných břidlic u nás k výrobě kyseliny sírové. Je chráněno jako technická památka.
Vzorky s pyritem se nacházejí vzácně, zůstal hlavně hlušinový a odpadový materiál po vyluhování.
Kvalita ložiska byla posouzena z vrtu, průměrná koncentrace síry z hloubky 17-83 m, tj. asi 62 m mocnosti ložiska, činí 8%, tj. asi 16% pyritu. Z vedlejších prvků je zajímavý zejména větší obsah vanadu v některých vzorcích.
Kamenec
Zakladatelem Kamence byl baron Caspar von Ledebour, v té době vicepresident úřadu královského mincmistra.
K založení vesnice jej vedl tehdy již delší dobu trvající provoz těžby kamenečných, správně pyritických břidlic a jejich následného zpracování jak pod širým nebem, tak v tzv. olejně, původně metodou výroby olea čili české dýmavé kyseliny sírové.
V r. 1846 si provozy pronajal slavný chemický magnát J. D. Starck, který je držel do r. 1850.
Výroba olea byla později nahrazena pokročilejší, tzv. anglickou výrobou, přibyla i výroba síry, červeného železitého pigmentu a konečně i plavírna okru, jež přetrvala až do konce 40. let 20. století.
Pro tyto účely se břidlice těžily již od konce 17. století, od 18. století pak intenzívně v okolí silnice Kamenec - Svinná v úzce zaříznutém údolí potoka, především v části obce s místním názvem Chaloupky, kde stála i olejna.
tags: #uprava #kyzovych #bridlic #informace