Metody badań surowców mineralnych 1300-OMBS4CW
Na zajęciach prezentowane są podstawowe metody badań instrumentalnych wykorzystywanych w szeroko rozumianych naukach mineralogicznych do analizy nieorganicznych surowców mineralnych. Metody zostały dobrane w taki sposób, by zaznajomić studenta do samodzielnego przygotowania materiału mineralnego i przeprowadzenia na nim podstawowych badań instrumentalnych mających na celu charakterystykę chemiczną i mineralogiczną.
Zajęcia zapoznają studenta z następującymi technikami badawczymi (wymienione poniżej techniki badawcze nie obejmują metod dyfrakcji rentgenowskiej omawianych w ramach odrębnego przedmiotu):
1) przygotowywanie materiału mineralnego do badań instrumentalnych
a. preparaty zakryte i odkryte do badań w mikroskopie optycznym i elektronowym
b. kruszenie, rozdrabnianie, mielenie, ucieranie – typy i rodzaje urządzeń, materiały urządzeń rozdrabniających, możliwości kontaminacji próbki
c. rozdrabnianie i separacja ręczna
2) rozdzielanie minerałów przy użyciu separatora magnetycznego
a. własności magnetyczne materiałów
b. budowa izodynamicznego separatora magnetycznego i warunki pracy urządzenia przy wydzielaniu wybranych minerałów; zasady BHP pracy z urządzeniem;
3) rozdzielanie minerałów metodami gęstościowymi – metoda osadzania w cieczach ciężkich:
a. pod wpływem siły ciężkości (w poliwolframianie sodu);
b. (opcjonalnie) pod wpływem siły odśrodkowej przy użyciu wirówek probówkowych;
4) analiza termiczna (DTA-DTG)
a. zasada pomiaru efektów termicznych, rodzaje efektów termicznych
b. termiczna analiza różnicowa, analiza termograwimetryczna i termograwimetryczna różnicowa, dylatometria, analiza składu gazów
c. typy przyrządów i aparatów stosowanych w analizie termicznej
d. termogramy podstawowych grup minerałów
e. analiza składu próbek monomineralnych i mieszanin; błędy analityczne
5) fluorescencja rentgenowska (XRF)
a. spektroskopia promieniowania rentgenowskiego i fotoelektronów
b. zjawisko wtórnego promieniowania rentgenowskiego i jego detekcja
c. budowa spektrometru XRF i preparatyka
d. system dyspersji długości fali (WDS) i dyspersja energii (EDS)
e. zastosowanie metody w badaniach geologicznych.
6) skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM)
a. budowa i typy mikroskopów elektronowych, tryby pracy
b. oddziaływanie wiązki elektronów z próbką i wykorzystanie analityczne powstających typów promieniowania
c. tworzenie obrazów SEM (elektrony wtórne, elektrony wstecznie rozproszone)
d. zastosowania analityczne.
W trakcie wykładów studenci zapoznają się podstawami fizykochemicznymi metod, schematami i budową aparatury analitycznej, zaś w części ćwiczeniowej zaznajamiają się z urządzeniami badawczymi, praktyką i tokiem analitycznym, sposobami i technikami przygotowywania preparatów. Ważną części pracy ćwiczeniowej jest poznanie najważniejszych sposobów prezentacji i interpretacji otrzymanych danych, a także omówienie wad i zalet metody oraz źródeł błędów w oznaczeniach.
Wykład + ćwiczenia = 90 godzin
praca samodzielna studenta ok. 20 godzin
razem ok. 110 godzin
Rodzaj przedmiotu
Założenia (opisowo)
Koordynatorzy przedmiotu
Efekty kształcenia
Po ukończeniu przedmiotu student:
zna zjawiska fizykochemiczne będące u podstaw 6 poznanych metod badawczych
zna budowę, zasady działania i możliwości analityczne aparatury badawczej
jest zapoznany z podstawowymi technikami preparacyjnymi poznanych metod instrumentalnych
zna zalety i wady poszczególnych metod instrumentalnych oraz wyjaśnia możliwe źródła błędów analitycznych
w oparciu o zdobytą wiedzę potrafi samodzielnie zaplanować optymalny tok analityczny dla oznaczeń składu pierwiastkowego i fazowego materiałów nieorganicznych (skały, minerały, surowce mineralne i ceramiczne, itp.)
jest przygotowany do współpracy z personelem technicznym lub do samodzielnej obsługi poznanych urządzeń badawczych
potrafi samodzielnie opracować i analizować otrzymane wyniki oraz zaproponować ich interpretację
KRK dla kierunku Geologia stosowana
K_W01 - dostrzega wielorakie związki między składowymi środowiska przyrodniczego
K_W02 - zna problemy i metody badawcze z dziedziny nauk przyrodniczych
K_W03 – zna proste i zaawansowane instrumentalne metody analityczne stosowane w badaniach skał, minerałów i substancji pochodzenia organicznego, chemizmu i dynamiki wód i innych elementów środowiska przyrodniczego
K_W07 - zna narzędzia zarządzania w geologii
K_W08 - rozróżnia narzędzia i procedury prawno – administracyjne i ekonomiczno - finansowe w geologii stosowanej
K_W11 – rozumie miejsce polityki resortowej i zasad zrównoważonego rozwoju w życiu społeczno – gospodarczym
K_W12 - zna modele opisujące środowisko geologiczne
K_W13 - interpretuje międzynarodowy wymiar geologii stosowanej
K_W14 - zna zasady korzystania z zasobów naturalnych (złóż surowców mineralnych, wody, powietrza, biologicznych, itp.)
K_U01 – wykonuje i opisuje proste zadanie badawcze indywidualnie i zespołowo
K_U02 – dobiera właściwą metodologię do rozwiązania problemu badawczego lub projektowego
K_U06 - wykorzystuje modele środowiskowe do interpretacji zmian zachodzących w przyrodzie ożywionej i nieożywionej
K_U09 - sporządza proste raporty oraz wytyczne do ekspertyz na podstawie zebranych danych
K_K01 - skutecznie komunikuje się w mowie i na piśmie ze społeczeństwem i specjalistami z różnych dziedzin w zakresie geoinżynierii
K_K02 - docenia rolę edukacji praktycznej, ekologicznej i zdrowotnej
K_K03 - doskonali swoje umiejętności zawodowe
K_K09 – rozumie potrzeby poszukiwania nowych technologii
K_K12 - dba o rzetelność i wiarygodność swojej pracy
Kryteria oceniania
zaliczenie bloków ćwiczeniowych poprzez przygotowanie pisemnego sprawozdania lub poprzez pisemny sprawdzian obejmujący zakres danego bloku, a tekże bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność w ich trakcie – 40% oceny
sprawdzian pisemny z części wykładowej na zakończenie semestru zawierający pytania otwarte z każdego omawianego działu (czas pisania 60 minut) – 60% oceny
kontrola obecności na ćwiczeniach (warunek zaliczenia przedmiotu).
Praktyki zawodowe
brak
Literatura
J. Drzymała: Podstawy mineralurgii. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.
R. Gill: Modern analytical geochemistry. Taylor and Francis.
Metody badań minerałów i skał. Praca zbiorowa. Wydawnictwa Geologiczne.
A. W. Nicol: Physicochemical methods of mineral analysis. Plenum Press.
S. J. B. Reed. Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. Cambridge University Press.
W. Szczepaniak: Metody instrumentalne w analizie chemicznej. PWN.
Więcej informacji
Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb: