Mineralogiczno-geochemiczna charakterystyka produktów korozji żelaza z Kopalni Soli »Wieliczka«

Abstract

Corrosion is a process of physico-chemical destruction of metals under the influence of surrounding environment. In a salt mine, where the salinity of air and water is high, the destruction is very fast and efficient. Metal fragments (pipes, chain), at different progress of corrosion, were collected underground in the Wieliczka Salt Mine. Two main layers of corrosion were distinguished (external »A« and internal »B«), each of them was further subdivided into two sublayers. In addition, black blebs, present on the surface of different metal fragments, were studied. XRD determinations showed that the studied layers were composed of different amounts of: akaganeite, hematite, goethite, halite, magnetite, and subordinate amounts of lepidocrockite. The mineral composition greatly affects the color of the layers. SEM-EDS studies revealed various morphological forms of different chemical composition. Korozja jest to proces stopniowego fizykochemicznego niszczenia metali pod wpływem działania środowiska otaczającego (przeważnie ciekłego i gazowego). Jednym z nich jest środowisko o podwyższonych zasoleniu, w którym proces ten zachodzi wyjątkowo szybko. Próbki do badań zostały pobrane w czasie kilku zjazdów do Kopalni Soli »Wieliczka«. Były to różne metalowe fragmenty (rury, łańcuch, zawory). Makroskopowo zaobserwowano, że pobrane próbki uległy korozji w różnym stopniu: częściowo lub całkowicie. W próbkach, które uległy korozji całkowicie wydzielono dwie główne jej warstwy (warstwę zewnętrzną »A« oraz wewnętrzną »B«). Każda warstwa następnie została podzielona na dwie podwarstwy. Dodatkowo wyróżniono czarne pęcherze, które powstały głównie na fragmencie łańcucha. Wykonane badania XRD wykazały, że minerały budujące poszczególne warstwy to: akaganeit, hematyt, goethyt, halit, lepidokrokit oraz magnetyt. Skład mineralny poszczególnych warstw w znacznym stopniu wpływa na ich zabarwienie. W mikroskopie skaningowym z systemem analitycznym EDS wyróżniono w warstwach różne formy morfologiczne o zróżnicowanym składzie chemicznym.