ΤΟ ΚΟΙΤΑΣΜΑ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΘΕΣΗ «ΑΓΙΑ ΤΡΙΑΔΑ» ΣΤΟ Δ.Μ ΒΑΒΔΟΥ Ν. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ

Transcript

1 ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ ΥΠΟΕΡΓΟ 2 ΕΡΓΟ: ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ ΜΗ ΕΝΕΡΕΙΑΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ ΤΗΣ ΧΩΡΑΣ, ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΞΟΡΥΚΤΙΚΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΝΑΝΟΫΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΓΙΑ ΝΕΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟ ΚΟΙΤΑΣΜΑ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΘΕΣΗ «ΑΓΙΑ ΤΡΙΑΔΑ» ΣΤΟ Δ.Μ ΒΑΒΔΟΥ Ν. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ Από ΝΤΑΜΠΙΤΖΙΑ ΣΠΥΡΟ ΜΑΡΤΙΟΣ 2015

2 ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΩΝ ΕΡΕΥΝΩΝ (Ι.Γ.Μ.Ε.) Ν.Π.Ι.Δ. ΕΠΟΠΤΕΥΟΜΕΝΟ ΑΠΟ ΤΟ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (Ν. 272/76 και ΚΥΑ ΦΕΚ 1247/Β/ ) Σπ. Λούη 1, Ολυμπιακό Χωριό, Αχαρναί Τ.Κ , Τηλ , Fax Ε.Π.Α.Ε. Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα» ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΤΑΜΕΙΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ Το Τομεακό Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα & Επιχειρηματικότητα» (Ε.Π.Α.Ε.) συγχρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Σ.Π.Α. - Εθνικό Στρατηγικό Πλαίσιο Αναφοράς ), στο πλαίσιο των παρεμβάσεων των Διαρθρωτικών Ταμείων για την κοινωνική και οικονομική συνοχή και στόχευε στη βελτίωση της ανταγωνιστικότητας και της εξωστρέφειας των επιχειρήσεων και του παραγωγικού συστήματος, με έμφαση στη διάσταση της καινοτομικότητας. Ο στόχος αυτός επιτεύχθηκε με δράσεις που υποστήριζαν: την επιτάχυνση της μετάβασης στην οικονομία της γνώσης, την ανάπτυξη της υγειούς, αειφόρου και εξωστρεφούς επιχειρηματικότητας, και την ενίσχυση της ελκυστικότητας της Ελλάδας ως τόπου ανάπτυξης επιχειρηματικής δραστηριότητας με σεβασμό στο περιβάλλον. Η Πράξη που περιγράφεται στην παρούσα έκθεση είχε ενταχθεί στο παραπάνω αναφερόμενο Επιχειρησιακό Πρόγραμμα. Οι Πράξεις των Δράσεων αυτού του Προγράμματος συγχρηματοδοτήθηκαν από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης (Ε.Τ.Π.Α.), το οποίο συμβάλλει στην άμβλυνση των ανισοτήτων μεταξύ των περιφερειών της Ευρωπαϊκής Ένωσης και από το Ελληνικό Δημόσιο. Η παρούσα μελέτη θα αναφέρεται βιβλιογραφικά ως εξής : Νταμπίτζιας Σπ., 2015: Το κοίτασμα ολιβινίτη στην θέση «Αγία Τριάδα» στο Δ.Μ. Βάβδου Ν. Χαλκιδικής. Ι.Γ.Μ.Ε., ΕΣΠΑ / Επιχειρησιακό Πρόγραμμα «Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα» / Έργο «ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ ΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ ΤΗΣ ΧΩΡΑΣ, ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΞΟΡΥΚΤΙΚΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ-(ΜΕΟΠΥ)», Αθήνα.

3 ΟΜΑΔΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Για την υλοποίηση των εργασιών που περιγράφονται στην παρούσα μελέτη συνεργάστηκαν μέλη του επιστημονικού και τεχνικού προσωπικού του Ινστιτούτου Γεωλογικών και Μεταλλευτικών Ερευνών & Μελετών, καθώς και ένας αριθμός εξωτερικών συνεργατών ως ακολούθως: Όνομα Νταμπίτζιας Σπύρος Ηλιάδης Αθανάσιος Νυμφόπουλος Μιλτιάδης Μήτσιου Κλεονίκη Ξηρόκωστας Νίκος Ταρενίδης Δημήτρης Κρανιωτάκης Κων/νος Κοκκάνης Σεραφείμ Ζειμπεκέρης Γιώργος Ταχτατζής Παντελής Τσέλος Αθανάσιος Σπυρόπουλος Βασίλης Πάτσης Παντελής Χρηστίδης Χρήστος Ειδικότητα / Αρμοδιότητες / Εργασίες Επιστημονικό Προσωπικό Δρ Γεωλόγος / Συντονισμός εργασιών, Γεωλογία, Κοιτασματολογία, εργαστηριακή μελέτη Δρ. Γεωλόγος / Κοιτασματολογική αναγνώριση ευρύτερης περιοχής Δρ. Γεωλόγος Εργαστηριακή μελέτη Μηχ. Μεταλ. /Υπεύθυνη Εργοταξίου Δρ Χημικός Μηχανικός/ χημικές αναλύσεις Δρ Γεωλόγος, γεωχημικός / χημικές αναλύσεις XRF Τεχνικό Προσωπικό Γεωτρυπανιστής/ανόρυξη γεωτρήσεων Γεωτρυπανιστής/ανόρυξη γεωτρήσεων Γεωτρυπανιστής/ανόρυξη γεωτρήσεων/εργοδηγός εργοταξίου Εργοδηγός Μεταλλ./ανόρυξη γεωτρήσεων Παρασκευαστής / λειοτρίβηση δειγμάτων Παρασκευαστής/ XRD Παρασκευαστής / προετοιμασία λεπτών τομών Εξωτερικοί Συνεργάτες Κοιτασματολογική αναγνώριση, ψηφιοποιήσεις, επιμέλεια κειμένου 3

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα μελέτη εκπονήθηκε την Προγραμματική Περίοδο «ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ_ΕΣΠΑ_ », στο πλαίσιο της Ενταγμένης Πράξης (ΑΔΑ: 4ΑΣΛΦ-3ΣΧ) με τίτλο «ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΠΙΛΕΓΜΕΝΩΝ ΜΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΠΡΩΤΩΝ ΥΛΩΝ ΤΗΣ ΧΩΡΑΣ, ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗ ΒΙΩΣΙΜΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ ΕΞΟΡΥΚΤΙΚΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ (ΜΕΟΠΥ)», κωδικό Ο.Π.Σ , κωδικό Πράξης ΣΑ 2011ΣΕ και δικαιούχο το ΙΓΜΕ. Η συγκεκριμένη πράξη συγχρηματοδοτήθηκε από το ΕΤΠΑ κατά 56,8% στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα", Άξονας Προτεραιότητας «Ολοκλήρωση του ενεργειακού συστήματος της χώρας και ενίσχυση της αειφορίας», και κατά 20,8% στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος "Αττική" Άξονας Προτεραιότητας «Αειοφόρος Ανάπτυξη και Βελτίωση της Ποιότητας Ζωής». Το έργο ΜΕΟΠΥ υλοποιήθηκε με προϊστάμενο τον Δρ Κ. Λασκαρίδη, γεωλόγο της Δ/νσης Ορυκτών Φυσικών Πόρων. Οι ερευνητικές εργασίες που αναφέρονται στην παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκαν για το Υποέργο 2 του έργου ΜΕΟΠΥ με τίτλο «ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΓΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΝΑΝΟΫΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΓΙΑ ΝΕΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ - ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ», και υπεύθυνο τον γεωλόγο I. Mάραντο. Στην παρούσα μελέτη περιλαμβάνονται τα πεπραγμένα και αποτελέσματα των εργασιών που αφορούν στην μελέτη του ΚΟΙΤΑΣΜΑΤΟΣ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΘΕΣΗ «ΑΓΙΑ ΤΡΙΑΔΑ» ΣΤΟ Δ.Μ ΒΑΒΔΟΥ Ν. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ και υλοποιήθηκε με υπεύθυνο τον Δρ. Σπύρο Νταμπίτζια Γεωλογία Συντονισμός εργασιών: Σ. ΝΤΑΜΠΙΤΖΙΑΣ Κοιτασματολογική αναγνώριση ευρύτερης περιοχής: Σ. ΝΤΑΜΠΙΤΖΙΑΣ, Α. ΗΛΙΑΔΗΣ και Χ. ΧΡΗΣΤΙΔΗΣ Μικροσκοπία: Σ. ΝΤΑΜΠΙΤΖΙΑΣ, Μ. ΝΥΜΦΟΠΟΥΛΟΣ Υπεύθυνος εργοταξίου: Κ. ΜΗΤΣΙΟΥ Επιμέλεια κειμένου: Χ. ΧΡΗΣΤΙΔΗΣ 4

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝA 1. ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 6 2. OΛΙΒΙΝΙΤΗΣ Ολιβινίτης 2.2 Ολιβίνης 3. ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΓΟΡΑΣ - ΧΡΗΣΕΙΣ Ολιβίνης σαν άμμος χυτηρίων 3.2 Ολιβίνης σαν αποξεστικό μέσο αμμοβολής 3.3 Ολιβίνης και εξουδετέρωση όξινων μέσων(αποβλήτων και μη) 3.4 Ολιβίνης για μόνιμη δέσμευση του CO 2 (φαινόμενο του θερμοκηπίου) ΤΟ ΚΟΙΤΑΣΜΑ ΤΟΥ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ Γεωλογία 4.2 Γεωτρήσεις 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ 21 ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΑ ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 1 Χάρτες 8 και 8α και Πίνακες 1 και 6 από το έργο /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 2 Ολιβινική άμμος στα χυτήρια Απόσπασμα από το έργο /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 3 Ολιβινίτης σε αμμοβολές Απόσπασμα από το έργο /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 4 Γεωλογικές τομές των γεωτρήσεων Γ-1 έως Γ-4 5

6 ΤΟ ΚΟΙΤΑΣΜΑ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ ΣΤΗΝ ΘΕΣΗ «ΑΓΙΑ ΤΡΙΑΔΑ» ΣΤΟ Δ.Μ ΒΑΒΔΟΥ Ν. ΧΑΛΚΙΔΙΚΗΣ 1. ΙΣΤΟΡΙΚΟ - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το αντικείμενο «ολιβινίτης» ξεκίνησε στο ΙΓΜΕ στα μέσα του 90 με ένα ανταγωνιστικό ευρωπαϊκό πρόγραμμα με τίτλο «Olivine/Dunite for Industrial & Environmental Applications(GR-OLIV)» και συνεχίσθηκε με το έργο Δ.Ε /53 «Μελέτη βιωσιμότητας του Δ.Μ Βάβδου» και το έργο /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις». Στόχος των ερευνητικών αυτών προγραμμάτων ήταν ο εντοπισμός κοιτασμάτων ολιβινίτη στα οφιολιθικά συμπλέγματα Δ. Χαλκιδικής και Βούρινου Ν. Κοζάνης για την παραγωγή ολιβινικών προϊόντων Α ποιότητας καθώς και η μελέτη του βαθμού καταλληλότητάς των σε διάφορες χρήσεις( άμμος χυτηρίων, εξουδετέρωση όξινων βιομηχανικών αποβλήτων, αμμοβολές). Στα 2 πρώτα έργα εντοπίσθηκαν μικρά ολιβινιτικά σώματα στον χώρο του Δ.Μ του Βάβδου Ν. Χαλκιδικής με περιορισμένη, λόγω αποθεματικού δυναμικού, δυνατότητα διείσδυσης στην παγκόσμια αγορά ολιβινικών προϊόντων. Ο κύριος στόχος του τρίτου έργου (Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις) ήταν η αύξηση του αποθεματικού δυναμικού στον χώρο του Δ.Μ του Βάβδου Ν. Χαλκιδικής και η εκτίμηση του δυναμικού της εμφάνισης ολιβινίτη κοντά στο χωριό Χρώμιο του Ν. Κοζάνης Τα αποτελέσματα για το Χρώμιο ήσαν εκπληκτικά καθώς εντοπίσθηκε(λεπτομερής χαρτογράφηση και 2 γεωτρήσεις) ένα πολύ μεγάλο κοίτασμα(αρκετών δεκάδων εκατομμυρίων τόνων) με πάρα πολύ καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά(mgo>48%, L.O.I.<<1,5% και ελεύθερο SiO2=0%). Ένα μέρος του κοιτάσματος αυτού ήδη δόθηκε προς εκμετάλλευση μετά από διεθνή διαγωνισμό. Για τον Βάβδο τα αποτελέσματα των γεωτρητικών εργασιών, σε γνωστές, από τα 2 προηγούμενα έργα, εμφανίσεις, ήταν απογοητευτικά. Ο ολιβινίτης σε λίγα μέτρα από την επιφάνεια «εξαφανιζόταν» παρόλο που τα επιφανειακά δεδομένα και η γεωλογία του συμπλέγματος «μιλούσαν» για συνέχιση των επιφανειακών χαρακτηριστικών σε πολύ βαθύτερους ορίζοντες.. Η εμμονή μας όμως στην περιοχή της Αγίας Τριάδας (λεπτομερής κοιτασματολογική αναγνώριση και πολύ πυκνή δειγματοληψία-350 δείγματα), είχε σαν αποτέλεσμα την οριοθέτηση μιας περιοχής στρεμμάτων με τον μέσο όρο των αναλύσεων (όλων των δειγμάτων) να είναι πολύ καλύτερος από τις απαιτούμενες προδιαγραφές για ολιβινικά προϊόντα Α ποιότητας (χάρτες 8 και 8 α και Πιν.1Αγ. Τριάδα και 6 στην προαναφερθείσα έκθεση- Επισ. 1 σε αυτήν την έκθεση). 6

7 Στην περιοχή αυτή έγιναν το καλοκαίρι του 2013 τέσσερις γεωτρήσεις συνολικού μήκους 240 περίπου μέτρων με πολύ καλά αποτελέσματα που αναφέρονται στην παρούσα μελέτη. Στο ανταγωνιστικό ευρωπαϊκό πρόγραμμα με τίτλο «Olivine/Dunite for Industrial & Environmental Applications(GR-OLIV)» πέρα από την κοιτασματολογική αναγνώριση του οφιολιθικού συμπλέγματος της Δ. Χαλκιδικής που στόχευε στον εντοπισμό δουνιτών/χαρτζβουργιτών με σερπεντινίωση<10%, έγιναν δοκιμές χύτευσης Mn χαλύβων(στους 1600 o C περίπου) σε βιομηχανική κλίμακα με εξαιρετικά αποτελέσματα καθώς και δοκιμές εξουδετέρωσης όξινων βιομηχανικών αποβλήτων σε εργαστηριακή κλίμακα. Στο έργο Δ.Ε /53 «Μελέτη βιωσιμότητας του Δ.Μ Βάβδου» έγιναν δοκιμές αμμοβολών (σε εργαστηριακή κλίμακα στο Ε.Μ.Π. και σε βιομηχανική κλίμακα στα ναυπηγεία Σκαραμαγκά) και δόθηκαν δείγματα σε αρκετά μικρά χυτήρια για δοκιμές χύτευσης χωρίς όμως να τους δοθούν οδηγίες για τον σχηματισμό των καλουπιων (binders, κτλ). Έγινε επίσης και έρευνα της ελληνικής αγοράς (χυτήρια και αμμοβολές). Στο έργο Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις έγιναν βιομηχανικής κλίμακας δοκιμές χύτευσης σε διάφορα είδη χυτών( με διαφορετικούς τρόπους/είδη συνδετικών σχηματισμού πολύ θετικά αποτελέσματα).καθώς και δοκιμές αμμοβόλησης πυλώνων ανεμογεννητριών αιολικών πάρκων. Παρακάτω αναφέρονται στοιχεία, κυρίως από τις προαναφερθείσες μελέτες, που αφορούν στον ολιβίνη/ολιβινίτη, τις φυσικοχημικές του ιδιότητες, τις χρήσεις του και το μέγεθος της ελληνικής και παγκόσμιας αγοράς. 2. ΟΛΙΒΙΝΙΤΗΣ /ΟΛΙΒΙΝΗΣ 2.1 Ολιβινίτης Το όνομα ολιβινίτης είναι ένας εμπορικός όρος και αναφέρεται σε πέτρωμα(τα) που είναι πλούσιο στα μαγνησιούχα μέλη του ορυκτού ολιβίνης (φορστερίτης) ή αποτελείται αποκλειστικά από αυτά. Πολλά πετρώματα έχουν σαν ένα από τα κύρια συστατικά τους τον ολιβίνη αλλά δύο μόνο τύποι πετρωμάτων, ο δουνίτης και ο χαρζβουργίτης, είναι, για οικονομικούς λόγους, η πηγή των διαφόρων ολιβινικών προιόντων. Και τα δύο αυτά είδη απαντούν σε μια οικογένεια πετρωμάτων που λέγονται οφιόλιθοι. Περισσότερο από 15% της ελληνικής επικράτειας είναι οφιόλιθοι (βλέπε παρακάτω χάρτη) και το μισό περίπου από αυτούς είναι δουνίτες και χαρζβουργίτες. Τεράστιες δηλαδή ποσότητες ολιβίνη. Όμως στο σύνολό τους, σχεδόν, οι δουνίτες και οι χαρζβουργίτες έχουν τον ολιβίνη τους εξαλλοιωμένο σε σερπεντίνη σε ποσοστό >30% 7

8 και μόνο με πολύ δύσκολες διαδικασίες εμπλουτισμού μπορεί να παρθεί προϊόν με σερπαντίνη<10%. Οι οφιόλιθοι στον Ελλαδικό χώρο (από A. Rassios, 2008). Με κόκκινο βέλος ο Βάβδος και το Χρώμιο. Οι προδιαγραφές για τα διάφορα ολιβινικά προϊόντα Α ποιότητας(άμμος χυτηρίων, πυρίμαχες μάζες κλπ) είναι MgO>48%, ελεύθερο SiO 2 <1% και απώλεια πύρωσης<1,5%. Τέτοιες τιμές δίνουν μόνο αναλλοίωτοι,σχεδόν, δουνίτες και χαρζβουργίτες. Οι προαναφερθείσες, αυστηρές, προδιαγραφές δεν φαίνεται να απορρέουν από συγκεκριμένες μετρήσεις/δοκιμές αλλά είναι αυτές που χαρακτηρίζουν τα Νορβηγικά κοιτάσματα ολιβινίτη και επειδή αυτά μονοπωλούν την παγκόσμια αγορά φαίνεται ότι επεκράτησαν τα χαρακτηριστικά αυτά σαν προδιαγραφές. Μερικές φορές σε πετρολογικές μελέτες αναφέρεται το όνομα ολιβινίτης για δουνίτες με μηδενική ή σχεδόν μηδενική παρουσία σερπεντίνη και πυρόξενου. Όπως προαναφέρθηκε σ όλα τα οφιολιθικά συμπλέγματα ο δουνίτης και ο χαρζβουργίτης είναι εξαλλοιωμένοι σε ποσοστό που κυμαίνεται από 30 έως και 100%. Ο σερπεντίνης, το κύριο προϊόν εξαλλοίωσης του ολιβίνη και του ορθοπυρόξενου(μαζί με τάλκη), είναι ένα ένυδρο πυριτικό του μαγνησίου με MgO 40%, SiO 2 40%, FeO = 4-5% και απώλεια πύρωσης 15 16%. Από απλούς υπολογισμούς προκύπτει ότι ένας δουνίτης θα πρέπει να είναι λιγότερο 8

9 από 10% σερπεντινιωμένος για να πληροί το κριτήριο της απώλειας πύρωσης (απώλεια πύρωσης <1,5%). Όπως όμως προέκυψε από δοκιμές εμπλουτισμού δουνίτη / χαρζβουργίτη από τον Βάβδο (Brite - Euram ολιβίνη) είναι δυνατόν να παραχθεί ολιβινική πρώτη ύλη εντός ή πλησίον των προδιαγραφών και όταν ακόμη ο βαθμός σερπεντινίωσης είναι 15 18%. Κατά τις διαδικασίες θραύσης και λειοτρίβησης των πετρωμάτων αυτών ένα μεγάλο μέρος του σερπεντίνη, πιθανόν λόγω της πολύ μικρότερης σκληρότητάς του (2,5 στην κλίμακα Mohs) σε σύγκριση με τον ολιβίνη (6,5 7), συγκεντρώνεται στα «ψιλά» (<0,1mm). 2.2 Ολιβίνης Ο Ολιβίνης είναι πιθανό το πιο διαδεδομένο πυριτικό ορυκτό στην γη. Με χημικό τύπο (Mg,Fe) 2 SiO 4, σχηματίζει μια ισόμορφη σειρά μεταξύ Mg και Fe. Τα πλούσια σε Mg μέλη της ισόμορφης αυτής σειράς (MgO 48-58%, FeO 0 9%, SiO %) ονομάζονται φορστερίτης (Fο) και χαρακτηρίζουν τα υπερβασικά πετρώματα των οφιολιθικών συμπλεγμάτων, ενώ τα πλούσια σε Fe μέλη (FeO 60 66%, MgO 0 9%, SiO %) ονομάζονται φαϋαλίτης (Fa), είναι αρκετά σπάνια ορυκτά και απαντούν κυρίως στα βασικά μέλη (πλουτώνια και ηφαιστειακά) των οφιολίθων. Το καθαρά μαγνησιούχο μέλος (Mg 2 SiO 4 ) είναι ένα πολύ σπάνιο ορυκτό (συναντάται μόνο σε μεταμορφωμένα ιζήματα) ενώ ο ολιβίνης με σύσταση Fo 90% έως Fo 94% είναι μάλλον το πιο διαδεδομένο ορυκτό στη γη. Η μέση χημική σύσταση του ολιβίνη (φορστερίτη) για τον οποίο αναφερόμαστε, έχει MgO να κυμαίνεται από 49,5 51,5% και FeO από 7,5 8,5%. Τα φυσικά χαρακτηριστικά του ολιβίνη είναι η πολύ μεγάλη του περιεκτικότητα σε μαγνήσιο(mgo=50% κ.β), το πολύ υψηλό σημείο τήξης του (1780 ο C 1810 ο C), το μεγάλο ειδικό του βάρος (3,2 gr/cm 3 ), ο κογχώδης θραυσμός του (όπως και του χαλαζία), η μεγάλη του σκληρότητα (6,5 7,0 στην κλίμακα Mohs), η μεγάλη του θερμοχωρητικότητα και η ευκολία αντίδρασής του σε όξινο περιβάλλον. Αυτά του προσδίδουν ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών στους κλάδους της χαλυβουργίας(προοδοποιητής σκουριών - slag conditioner), των πυριμάχων, των λειαντικών και σε περιβαλλοντικά θέματα που έχουν σχέση με την εξουδετέρωση όξινων μέσων (αποβλήτων, εδαφών, λιμνών). Από περιβαλλοντικής άποψης η μηδενική τιμή ελεύθερου SiO 2 στα ολιβινικά προϊόντα και η έλλειψη από το πλέγμα του ολιβίνη αποπλύσιμων, σε επιφανειακές συνθήκες, τοξικών μετάλλων, τον καθιστούν σαν μία από τις φιλικές προς το περιβάλλον χρησιμοποιούμενες πρώτες ύλες. Επί πλέον ο ολιβίνης έχει πιστοποιηθεί από την Αμερικανική Επιτροπή Περιβάλλοντος για την ποιότητα του Αέρα σαν μία μη παράγουσα σκόνη (non dusting) πρώτη ύλη. Τα τελευταία χρόνια γίνονται πολλές μελέτες(με θετικά, στις περισσότερες, αποτελέσματα) για την μόνιμη δέσμευση CO 2. Ο ολιβίνης αντιδρά με το CO 2 και δίνει σαν κύρια προϊόντα ανθρακικό μαγνήσιο και silica gel 9

10 (αδυάλυτα σε επιφανειακές συνθήκες προϊόντα). Η αντίδραση είναι ισχυρά εξώθερμη. 3. ΜΕΓΕΘΟΣ ΑΓΟΡΑΣ - ΧΡΗΣΕΙΣ Όπως προαναφέρθηκε, τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά του ολιβίνη του προσδίδουν ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών. Εδώ θα αναφερθούν είτε περιληπτικά τα αποτελέσματα των προηγούμενων δικών μας δοκιμών, είτε θα μεταφερθούν ως έχουν τμήματα/συμπεράσματα/προτάσεις από τις μελέτες αυτές.. Πριν όμως από αυτό θα πρέπει να τονισθεί ότι - Το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς σε διάφορα ολιβινικά προϊόντα ξεπερνά τα 10 εκατ. τόνους. -. Το μέγεθος της ελληνικής αγοράς για άμμο χυτηρίων είναι μερικές δεκάδες χιλιάδων τόνων(σήμερα χρησιμοποιούν χαλαζιακή άμμο με οποιεσδήποτε περιβαλλοντικές επιπτώσεις) και για αμμοβολές τουλάχιστον τόνων(σήμερα χρησιμοποιείται χαλαζίας και σκουριές καμινεύσεων!!!). Για περισσότερες πληροφορίες για το μέγεθος της ελληνικής αγοράς βλέπε έργο Δ.Ε /53 «Μελέτη βιωσιμότητας του Δ.Μ Βάβδου» - Το 90%, περίπου του ολιβίνη χρησιμοποιείται στην παγκόσμια αγορά (κυρίως λόγω της μεγάλης του περιεκτικότητας σε Mg)στην χαλυβουργία σαν slag conditioner (προοδοποιητής σκωριών). Εδώ και 2-3 χρόνια χρησιμοποιείται και από ένα μέρος της ελληνικής χαλυβουργίας σαν slag conditioner. Το μέγεθος της ελληνικής αγοράς δεν είναι γνωστό. Το 60% της παραγωγής(περίπου τόνοι), του μοναδικού στον ελληνικό χώρο λατομείου ολιβίνη (Ολιβινίτης Μακεδονίας Ε.Π.Ε με έδρα τα Γρεβενά), διετίθετο στην αγορά σαν slag conditioner και το υπόλοιπο 40% σε πυρίμαχα και πυρίμαχες μάζες (refractories and refractory masses). Πριν 2-3 χρόνια περίπου, το λατομείο αυτό,τα ολιβινικά προϊόντα του οποίου είχαν μεγάλη περιεκτικότητα σε πυρόξενο (>20%), και άρα το MgO του είναι περίπου 45%, «πέρασε» σε ένα μεγάλο ελληνικό συγκρότημα χαλυβουργίας. 3.1 Ολιβίνης σαν άμμος χυτηρίων Στο έργο «Olivine/Dunite for Industrial & Environmental Applications (GR- OLIV)» χυτεύθηκαν, σε βιομηχανική κλίμακα, μαγγανιούχοι χάλυβες σε θερμοκρασία C περίπου. Τα αποτελέσματα ήταν εξαιρετικά και σε πολλά χυτά καλύτερα και από αυτά που χυτεύτηκαν σε Νορβηγικής άμμου καλούπια. Στο έργο Δ.Ε /53 «Μελέτη βιωσιμότητας του Δ.Μ Βάβδου» έγιναν πολλές δοκιμές χύτευσης σε μικρά χυτήρια και σε πολύ χαμηλότερες θερμοκρασίες. Επειδή όμως δεν είχαμε να δώσουμε στους χυτηριάδες αυτούς οδηγίες χύτευσης, τα πολύ καλά αποτελέσματα τα είχαμε από αυτούς που 10

11 πειραματίστηκαν έστω και λίγο με τον ολιβίνη. Λεπτομέρειες για τις δοκιμές στα προαναφερθέντα 2 έργα στις αντίστοιχες μελέτες στην βιβλιοθήκη του ΙΓΜΕ. Στο τελευταίο έργο ( /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις» ) έγιναν, και πάλι σε βιομηχανική κλίμακα, χυτεύσεις σε 3 διαφορετικά είδη χυτών με πολλούς τρόπους κατασκευής των καλουπιών και, κυρίως, με διαφόρους τύπους συγκολλητικών (binders). Το επισυναπτόμενο 2 είναι αντίγραφο αυτών που αναφέρονται στην έκθεση του προαναφερθέντος έργου για την χρήση της ολιβινικής άμμου στα χυτήρια. Όλες οι δοκιμές χύτευσης που έγιναν στα πλαίσια των προαναφερθέντων έργων έδωσαν, όπως αναμενόταν άλλωστε, πολύ καλά αποτελέσματα. Σε σύγκριση με την χαλαζιακή άμμο η ολιβινική άμμος υπερτερεί σε όλους τους τομείς(βλέπε τελευταία σελίδα στο Επισ. 2). 3.2 Ολιβίνης σαν αποξεστικό μέσο αμμοβολής Δοκιμές καταλληλότητας ολιβινικής άμμου σαν αποξεστικό μέσο αμμοβολής έγιναν και στα τρία προγράμματα. Στο πρώτο, το ανταγωνιστικό της Ε.Ε, έγιναν δοκιμές στα ναυπηγεία Σκαραμαγκά. Επρόκειτο για μια πρώτη, χωρίς σχεδιασμό, προσέγγιση με την χρήση λίγων δεκάδων κιλών ολιβινίτη. Τα αποτελέσματα θεωρήθηκαν από τους αρμόδιους της αμμοβόλησης σαν πολύ καλά, αλλά με ένα μειονέκτημα. Ο ολιβίνης αφήνει ένα πολύ λεπτό υμένα στην αμμοβοληθείσα επιφάνεια που μεταφράζεται σε επιπρόσθετο κόστος αφαίρεσης του. Στις εργαστηριακής κλίμακας δοκιμές στο Ε.Μ.Π. όπου δοκιμάσθηκαν διαφόρων ποιοτήτων ολιβινικοί άμμοι(χαρζβουργίτης Α ποιότητας και δουνίτης με 4,8% απώλεια πύρωσης) διαφάνηκαν δυνατότητες καταλληλότητας τους για αυτήν την χρήση. Τα αποτελέσματα της αμμοβόλησης (πριν την βαφή) των τεράστιων σε μέγεθος πυλώνων ανεμογεννητριών στα πλαίσια του έργου «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις» καθώς και λεπτομέρειες από τα άλλα δύο έργα δίνονται στο επισυναπτόμενο Ολιβίνης και εξουδετέρωση όξινων μέσων(αποβλήτων και μη) Ο ολιβίνης θεωρείται σαν το πιο εύκολα αποσαθρούμενο πυριτικό ορυκτό λόγω της ευκολίας αντίδρασής του σε όξινο περιβάλλον. Στο προαναφερθέν ανταγωνιστικό ευρωπαϊκό πρόγραμμα (Olivine/Dunite for Industrial & 11

12 Environmental Applications) έγιναν εργαστηριακές δοκιμές για να μελετηθούν διάφοροι παράμετροι ( ph, θερμοκρασία, ταχύτητα, προϊόντα) της αντίδρασης του ολιβίνη με διάφορα οξινα διαλύματα (απόβλητα της βιομηχανίας και ιδιαίτερα της παραγωγής τιτανίου ). Συμπερασματικά βρέθηκε ότι σε θερμοκρασία>108 o C (πίεση 500 περίπου ατμοσφαιρών) η αντίδραση του ολιβίνη με διαλύματα με ph<0 είναι ακαριαία, ισχυρά εξώθερμη, τα προϊόντα της αντίδρασης μπορούν εύκολα να διαχωρισθούν, είναι αδρανή και ταυτόχρονα έχουν καλή αγορά. Στο πρόγραμμα προβλεπόταν και βιομηχανικής κλίμακας δοκιμές (ανόρυξη βαθιάς γεώτρησης για να επιτευχθεί η απαιτούμενη θερμ.-πίεση, σύστημα σωληνώσεων για συνεχή τροφοδοσία και ψύξη του συστήματος) που ποτέ όμως δεν έγιναν. Σε πρόσφατο ανταγωνιστικό, πάλι, ευρωπαϊκό πρόγραμμα με τίτλο «ProMine»,που συμμετείχε και το ΙΓΜΕ, έγιναν δοκιμές (σε πιλοτική κλίμακα ) εξουδετέρωσης του υγρού απόβλητου(καθαρό H 2 SO 4 ) στην μονάδα στις Σκουριές της Χαλκιδικής(κοίτασμα χαλκού και χρυσού) με στόχο την παραγωγή silica gel. Εφαρμόσθηκαν δηλαδή σε πιλοτική κλίμακα ένα μέρος των όσων είχαν μελετηθεί σε εργαστηριακή κλίμακα στο προηγούμενο πρόγραμμα. 3.4 Ολιβίνης για μόνιμη δέσμευση του CO 2 (φαινόμενο του θερμοκηπίου) Πολλοί τύποι πετρωμάτων, κυρίως βασικής σύστασης, σχηματίζουν, λόγω των ορυκτών του Mg και Ca που περιέχουν, ανθρακικά του Mg και Ca μετά από αντίδρασή τους με CO 2 (ανθρακικό οξύ- βλ. παραπάνω). Για πολλούς όμως λόγους ( κυρίως για την ταχύτητα της αντίδρασης του και την αφθονία του), ο ολιβίνης, φαίνεται ότι είναι το πιο κατάλληλο ορυκτό για να δεσμεύσει μόνιμα CO 2 σχηματίζοντας μαγνησίτη(mgco 3 ), ένα σχετικά αδιάλυτο σε επιφανειακά διαλύματα ορυκτό. Όπως φαίνεται παρακάτω η δέσμευση είναι μια ισχυρά εξώθερμη αντίδραση. Mg 2 SiO 4 + 2CO 2 2MgCO 3 (ίζημα) + SiO 2 (ίζημα) kj Οι προσπάθειες δέσμευσης του CO 2 από πυριτικά ορυκτά ξε κίνησε από γεωλόγους στις ΗΠΑ στις αρχές του 90 (μηχανικοί, κυρίως, μελετούσαν τις δυνατότητες αποθήκευσης του σε διάφορους ταμιευτήρες) και ακολούθησε ένας πολύ μεγάλος αριθμός προσπαθειών σε όλες τις βιομηχανικά αναπτυγμένες χώρες. Χιλιάδες αναφορές στο διαδίκτυο για το θέμα αυτό και δεν έχει νόημα να αναφερθούν βιβλιογραφικά δεδομένα καθόσον όλες σχεδόν οι προσπάθειες ήταν, με μικρές διαφορές, ίδιες και κατέληγαν στο ίδιο συμπέρασμα. Ναι, είναι δυνατή η σε βιομηχανική κλίμακα μόνιμη δέσμευση του CO 2 που παράγει η παγκόσμια βιομηχανία(κυρίως οι ανά τον κόσμο ΔΕΗ) αφού σε όλες σχεδόν τις χώρες αυτές υπάρχει ολιβίνης σε τέτοιες ποσότητες που αρκεί για την δουλειά αυτή για τα επόμενα 50 τουλάχιστον χρόνια.(για την Ελλάδα, της επικράτειας της οποίας το 30% είναι οφιολιθικά συμπλέγματα, ο ολιβίνης είναι αρκετός για πολλές ΔΕΗ και για πολλές εκατοντάδες χρόνια). Το κόστος όμως, σε σύγκριση με τις 12

13 σημερινές τιμές αγοράς δικαιωμάτων CO 2 από την παγκόσμια χρηματιστηριακή αγορά, είναι πολύ υψηλότερο. Περιληπτικά, τα κυριότερα συμπεράσματα των ερευνητικών αυτών εργασιών, δηλ. της επιτάχυνσης της αντίδρασης του ολιβίνη με H2O + CO 2 διαλύματα, είναι: \. Σε θερμοκρασίες μεγαλύτερες των ο C ακόμη και σε ατμοσφαιρικές συνθήκες σχηματίζεται μαγνησίτης. Σε χαμηλότερες θερμοκρασίες το CO 2 δεσμεύεται με την μορφή ένυδρων ανθρακικών του Mg.. Αυξανόμενης της θερμοκρασίας αυξάνεται και η ταχύτητα της αντίδρασης. Το ίδιο συμβαίνει και με την περιεκτικότητα των διαλυμάτων σε CO 2. Αλλαγή της σύστασης των διαλυμάτων(π.χ προσθήκη διτανθρακικών, ΝaCl, οξαλικών αλάτων κ.λ.π) ή και προσθήκης καταλυτών αυξάνουν την ενεργότητα του CO 2 και άρα την ταχύτητα της αντίδρασης.. Αύξηση της επιφάνειας αντίδρασης του ολιβίνη. Παραμόρφωση του πλέγματος του ολιβίνη μετά από μηχανική καταπόνηση(attrition) και θερμική κατεργασία στην περίπτωση του σερπεντίνη.. Ιδανικές (από οικονομικής άποψης) συνθήκες είναι θερμοκρασίες ο C και ατμόσφαιρες πίεσης CO 2. Σε αυτές της συνθήκες >80% του ολιβίνη μετατρέπεται σε μαγνησίτη + SiO 2(gel) σε διάστημα μικρότερο της μιας ώρας. Η αντίδραση όπως είδαμε είναι έντονα εξώθερμη, κάτι που δεν φαίνεται να πήραν υπόψη στους υπολογισμούς τους αυτοί που κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μέθοδος αυτή είναι, προς το παρόν τουλάχιστον, οικονομικά ασύμφορη επειδή είναι πολύ ενεργοβόρα. Αυτά όσον αφορά στην δέσμευση του CO 2 «αντιγράφοντας» ένα φυσικό φαινόμενο, την αποσάθρωση δηλαδή του ολιβίνη. Τι θα γινόταν όμως αν διοχετεύαμε το CO 2 (μαζί βέβαια με νερό) της ΔΕΗ στα υπερβασικά του Βούρινου σε μεγάλο βάθος αντί να τα διοχετεύουμε σε αυτόκλειστα (για να πετύχουμε τις απαιτούμενες συνθήκες πίεσης/.θερμοκρασίας); Κάτι τέτοιο «έπεσε» στο τραπέζι πριν μερικά χρόνια σε μια σύσκεψη στην ΠΜΚΜ του ΙΓΜΕ από ερευνητή της Ολλανδικής CATO. Στο απόρρητο(!) περιληπτικό δισέλιδο που μας έδωσαν αναφέρονται σαν αναμενόμενα αποτελέσματα της διαδικασίας αυτής πολλά από τα χαρακτηριστικά του προτεινόμενου ( Dabitzia1975,1980 κλπ) μηχανισμού γένεσης των κοιτασμάτων μαγνησίτη(π.χ. υδραυλικό σπάσιμο των πετρωμάτων). Μια τέτοια όμως ερευνητική προσπάθεια με πολύ υψηλό κόστος (πολύ βαθιά γεώτρηση, σύστημα εισαγωγής υπό πίεση διαλύματος CO 2 και για την αντίδραση/δέσμευση και για το υδραυλικό σπάσιμο των υπερβασικών πετρωμάτων/δημιουργία «καθαρών» επιφανειών ολιβίνη, σύστημα ανάκτησης της θερμικής ενέργειας που παράγεται από την αντίδραση κ.λ.π) και πολύ μεγάλο ρίσκο επιτυχίας δεν μπορεί να είναι ένα κύριο αντικείμενο έρευνας του ΙΓΜΕ Θα μπορούσε όμως να είναι πρόταση πολλών ΔΕΗ στα πλαίσια ενός ερευνητικού έργου της E.Ε. 13

14 4. ΤΟ ΚΟΙΤΑΣΜΑ ΤΟΥ ΟΛΙΒΙΝΙΤΗ 4.1 Γεωλογία Το ολιβινιτικό σώμα που μελετήθηκε έχει έκταση 15 περίπου στρεμμάτων, βρίσκεται στο δυτικό περιθώριο του Δημόσιου Μεταλλείου του Βάβδου Ν. Χαλκιδικής και σε απόσταση 1500 περίπου μέτρων από το κοινοτικό διαμέρισμα του Βάβδου του δήμου Πολυγύρου(Σχ1). Το Δημόσιου Μεταλλείου του Βάβδου είναι ένα από τα πιο γνωστά, παγκόσμια, λατομεία λευκόλιθου (μαγνησίτη) με τουλάχιστον 100 χρόνια εξορυκτική δραστηριότητα ( σταμάτησε στα μέσα της δεκαετίας του `90) και με πάρα πολλούς εργαζόμενους (μέχρι 2000 στην δεκαετία του `60). Τα κύρια γεωλογικά/πετρολογικά χαρακτηριστικά του χώρου του Δ.Μ. αλλά και όλου του οφιολιθικού συμπλέγματος της Δ. Χαλκιδικής έχουν αναφερθεί στις 3 προαναφερθείσες μελέτες και δεν υπάρχει λόγος να αναφερθούν πάλι εδώ. Το Σχ.2 είναι ο χάρτης 8 (βλ. επισ.1) του έργου «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις» με στοιχεία μακροσκοπικών παρατηρήσεων από την ευρύτερη περιοχή. Στην περίπτωση δε που η μακροσκοπική μας εκτίμηση είναι σωστή και το κοίτασμα συνεχίζεται προς τα ΒΔ σαν ένα ενιαίο σώμα(βλ. Σχ.2) τότε το αποθεματικό δυναμικό της περιοχής αυτής είναι τουλάχιστον διπλάσιο από αυτό που αναφέρεται παρακάτω με βάση τα επιφανειακά δεδομένα και τις γεωτρήσεις. Από μάκρο- και μικροσκοπικές παρατηρήσεις σε επιφανειακά δείγματα και (κυρίως) σε δείγματα από τις γεωτρήσεις συμπεραίνεται ότι το ολιβινιτικό κοίτασμα είναι στο μαγαλύτερό του μέρος δουνιτικής σύστασης Οι μικροφωτ. 1 και 2 είναι από δείγματα της γεώτρησης 1 και βλέπουμε μόνον έντονα τεκτονισμένους κρύσταλλουσ ολιβίνη και λίγους(1-2%) ιδιόμορφους κόκκους χρωμίτη. Στο δείγμα Γ-1-20,4μέτρα, από όπου και η μικροφωτ. 1, υπάρχουν και μικροφλεβίδια σερπεντίνη σε ποσοστό<5%. Στο δείγμα Γ-1-33,8μέτρα, από όπου και η μικροφωτ. 2, υπάρχουν πυρόξενοι σε ποσοστό <<15% ενώ απουσιάζει ο σερπεντίνης. Σε λίγα δείγματα οι πυρόξενοι (κυρίως ενστατίτης) είναι σε ποσοστό μεγαλύτερο του 10% και μπορεί να φτάσει και το 15-20% σε πολύ λίγα δείγματα. Σε όλα τα δείγματα ο ολιβίνης είναι κατακερματισμένος με τα τεμάχια του ολιβίνη να κυμαίνονται από 0,1 έως 0,6 mm( η κοκκομετρία της άμμου χυτηρίων είναι 0,1-0,5mm!!!). Με βάση την ορυκτολογική παραγένεση των δουνιτών/χαρζβουργιτών (ολιβίνης, σερπεντίνης, πυρόξενος, 1-2% χρωμίτης και κατά θέσεις λίγος τάλκης ή αμφίβολος(προϊόντα εξαλλοίωσης του πυρόξενου) και τον σταθερό χημισμό των ορυκτών αυτών(όχι μόνο στον Βάβδο αλλά σε όλους τους χαρζβουργίτε/δουνίτες των αλπικού τύπου οφιολιθικών συμπλεγμάτων σε όλο τον κόσμο) είναι εύκολο να υπολογίσει κανείς τον χημισμό τους η και το αντίθετο. Στις 3 προαναφερθείσες μελέτες αναφέρεται με λεπτομέρεια το σκεπτικό αυτής της προσέγγισης. 14

15 15

16 16

17 Μικροφωτογραφία 1. Αποκλειστικά ολιβίνης με 1-2% ιδιόμορφους κόκκους χρωμίτη. Σε μερικές άλλες θέσεις της λεπτής τομής παρατηρούνται φλεβίδια σερπεντίνη με συνολική συμμετοχή στο δείγμα <5%. Μηδενική παρουσία πυρόξενου. Δέιγμα από τα 20,4 μέτρα της Γ-1 γεώτρησης. 17

18 Μικροφωτογραφία 2. Αποκλειστικά ολιβίνης με 1-2% ιδιόμορφους κόκκους χρωμίτη. Σε μερικές άλλες θέσεις της λεπτής τομής παρατηρούνται πυρόξενοι σε ποσοστό <<15%. Σερπεντίνης ή και τάλκης 0%. Χρωμίτης 1%. Από τα 33,8 μέτρα της Γ-1. 18

19 Σε μερικά δείγματα των πυρήνων των γεωτρήσεων έγιναν χημικές αναλύσεις για τα κύρια στοιχεία με την XRF και με την ICP. Επειδή υπήρχε σοβαρή απόκλιση μεταξύ των 2(βλέπε περιγραφή των γεωτρήσεων 1 και 2), έγινε και μια τρίτη προσέγγιση με βάση την ορυκτολογική των παραγένεση και τον χημισμό των ορυκτών αυτών. Η μέση χημική σύσταση των 3 κύριων ορυκτών του δουνίτη/χαρζβουργίτη(ολιβίνης, σερπεντίνης, πυρόξενος) που προκύπτει από τις δεκάδες μικροανσαλύσεις όχι μόνο στα προαναφερθέντα έργα αλλά και από πολλές άλλες μελέτες είναι: Ολιβίνης : MgO 50,5%, SiO 2 = 41%, FeO = 8%, λοιπά(κυρίωςni) = 0,5% πυρόξενος: Είναι κυρίως ενσταντίτης με μικρές ποσότητες διοψίδιου (συνήθως σαν απομίξεις στον ενσταντίτη). α. Ενσταντίτης: MgO 35,5%, SiO 2 = 56%, FeO = 6,5%, λοιπά = 2% β. Διοψίδιος: MgO 17%, SiO 2 = 54%, FeO = 3%, CaO= 23,5 και λοιπά= 2,5% σερπεντίνης: MgO 40%, SiO 2 = 40%, FeO = 5%, και απώλεια πύρωσης(l.o.i.)=15%. Τα αποτελέσματα της προσέγγισης αυτής για το MgO σχεδόν ταυτίζονται με αυτό της XRF και για το SiO 2 με αυτό της ICP (βλ.πιν. χημικών αναλύσεων στο τέλος της στήλης της περιγραφής των γεωτρήσεων 1 και 2) Γεωτρήσεις Στην περιοχή έγιναν το καλοκαίρι του ερευνητικές γεωτρήσεις. Ο αρχικός σχεδιασμός ήταν τρείς γεωτρήσεις στην θέση Γ-1. Μία κατακόρυφη και 2 κεκλιμένες. Επειδή όμως υπήρξε πρόβλημα στο να γίνουν κεκλιμένες γεωτρήσεις έγιναν 4 κατακόρυφες συνολικού μήκους 275,5 μέτρων. Τα αποτελέσματα ήταν εξαιρετικά και με βάση τα μέτρια έως αρνητικά γεωτρητικά δεδομένα δύο προηγούμενων ερευνητικών έργων(δ.ε /53 «Μελέτη βιωσιμότητας του Δ.Μ Βάβδου» και /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις») μη αναμενόμενα όσον αφορά στην σε βάθος συνέχιση του κοιτάσματος. Η πυρηνοληψία σε όλες τις γεωτρήσεις ήταν σχεδόν 100%. Η απώλεια πύρωσης και οι 19

20 χημικές αναλύσεις έγιναν, κυρίως, σε δείγματα αποτελούμενα από μικρά τεμάχια (chips) από όλο το μήκος της στήλης που είχε τα ίδια μακροσκοπικά χαρακτηριστικά(κυρίως χρώμα και κοκκομετρία επισυναπτόμενο 4/ περιγραφή πυρήνων ). Με εξαίρεση την Γ- 4 γεώτρηση τα μακροσκοπικά χαρακτηριστικά των πυρήνων επαληθεύτηκαν από τα αποτελέσματα των χημ. αναλύσεων και την μικροσκοπία. Η πρώτη γεώτρηση (Γ-1) έκοψε 74 μέτρα δουνίτη(κυρίως) και χαρζβουργίτη με τον μέσο όρο όλης της στήλης να δίνει ένα Α ποιότητας υλικό(mgo>48% και L.O.I<<1,5%). Συμπαγής, μίκρο έως μάκρο κρυσταλλικός ς δουνίτης και χαρζβουργίτης σε εναλλαγές με εύθρυπτο μικροκρυσταλλικό δουνίτη και σε αναλογία 2:1 είναι το ολιβινιτικό υλικό της γεώτρησής αυτής. Οι μικροφωτ.1 και 2 είναι από αυτή την γεώτρηση από δείγματα στα 20,4 και 33,8 μέτρα αντίστοιχα. Μόνο ολιβίνης και λίγοι ιδιόμορφοι κόκκοι χρωμίτη και στα δύο δείγματα. Απότομες επαφές των ολιβινικών κόκκων (ο σερπεντίνης αναπτύσεται συνήθως μεταξύ των κόκκων του ολιβίνη και σπάνια με την μορφή φλεβιδίων) και στις 2 φωτογραφίες. Φλεβίδια σερπεντίνη σε ποσοστο<5% στην λεπτή τομή του πρώτου δείγματος και το πολύ 15% ενσταντίτης στην δεύτερη τομή. Έγιναν συνολικά 4 λεπτές τομές σε δείγματα της γεώτρησης αυτής(βλ.επισ. 4). Από τα 70 μέτρα της γεώτρησης Γ-2 τα 47 μέτρα είναι ολιβινίτης Α ποιότητας, 17 μέτρα ολιβινίτης Β/Γ ποιότητας(loi=1,5-3%) και 6 περίπου μέτρα άχρηστο υλικό(loi=3 15%). Αν από το σύνολο της γεώτρησης αυτής αφαιρεθοιύν τα 2 μέτρα του σερπαντινίτη+ έντονα σερπεντινιομένου δουνίτη(βλ. επισ.4) τότε ο μέσος όρος του υπόλοιπου ολιβινίτη είναι πολύ κοντά στο 1,5% απώλεια πύρωσης. Για το απαιτούμενο 48% MgO δεν τίθεται θέμα γιατί ακόμη και το υλικό με 3% απώλεια πύρωσης δίνει MgO λίγο υψηλότερο του 48% (όταν βέβαια οι πυρόξενοι είναι<5%). Αξιοπαρατήρητο στη γεώτρηση αυτή είναι τα συνεχόμενα 26,3 μέτρα(από τα 42,5 έως τα 68,8 μέτρα) του ΑΑΑ ποιότητας δουνιτικού ολιβινίτη. Οι 4 λεπτές τομές έδωσαν υλικό με ολιβίνη κοντά στο 90%, χρωμίτη 2% και το υπόλοιπο πυρόξενοι, λιγότερος σερπεντίνης και ελάχιστος τάλκης Οι γεωτρήσεις Γ-3 και Γ-4 είναι κοντά στα όρια του ολιβινιτικου σώματος(βλ.σχ.2). Λίγο περισσότερο από το 50% της στήλης της γεώτρησης Γ-3 που έχει μήκος 92 μέτρα είναι υλικό με απώλεια πύρωσης<2%(δηλαδή 13% περίπου σερπεντίνης). Υλικό δηλαδή που με την λειοτρίβηση σε κοκκομετρία(ες) μικρότερη του μισού χιλιοστού θα δώσει προϊόντα με απώλεια πύρωσης μικρότερη, του απαιτούμενου ( για Α ποιότητας υλικό χυτηρίων, του 1,5%.. Οι μικροσκοπική μελέτη 4 λεπτών τομών από δείγματα της γεώτρησης αυτής έδειξε ότι ο πυρόξενος είναι σε πολύ μικρό ποσοστό(<<5%) και άρα το MgO αναμένεται λίγο πιο πάνω από 48%. Τα 4 περίπου μέτρα είναι εντελώς άχρηστο υλικό(μαύρα φλεβίδια σερπεντινίτη ή/και έντονα(40%) σερπεντινιωμένο υπερβασικό. Τα υπόλοιπα 41 μέτρα είναι δουνιτικό υλικό(πυροξενος<5%) με απώλεια πύρωσης από 2 έως 3%, δηλαδή με σερπεντινίωση 13 έως 19%. Η σερπεντινίωση, στο συντριπτικά μεγαλύτερο μέρος της, περιβάλει τα μικρού μεγέθους(0,1-0,5mm) ολιβινικά τεμάχια(και άρα αναμένεται ένα μεγάλο ποσοστό της να πάει στα ψιλά κατά την λειοτρίβηση) και 20

21 μόνο ένα μικρό ποσοστό της έχει την μορφή μικροφλεβιδίων. Δηλαδή το τελικό λειοτριβημένο υλικό/προϊόν αναμένεται να έχει ελαφρώς περίπου 80% ολιβίνη και 46-47% MgO. Ένα τέτοιο προϊόν είναι μια καλής ποιότητας άμμος χυτηρίων (με πιθανή εξαίρεση την χύτευση χαλύβων(θερμοκρασία χύτευσης>1600 Ο C) και σίγουρα έχει και άλλες πολλές εφαρμογές (π.χ slag conditioner στην χαλυβουργία). Η γεώτρηση Γ-4, μήκους 39,5 μέτρων, έγινε στην θέση αυτή για να πάρουμε στοιχεία για το πάχος και την κλίση του ολιβινιτικού αυτού σώματος. Τα 4 πρώτα μέτρα της γεώτρησης είναι ένας εξαιρετικής ποιότητας ολιβινίτης(ολιβ,ινης>94%, χρωμίτης 2% και το υπόλοιπο 4% σερπεντίνης σε μικροφλεβίδια) και τα υπόλοιπα 35 μέτρα ένας δουνίτης με μέση απώλεια πύρωσης 2,7%. Το πιο πιθανό είναι ότι πράγματι στην περιοχή αυτή εδώ είναι το βόρειο όριο του ολιβινιτικού σώματος και η γεωλογική τομή στο γεωλογικό χάρτη 8 α (βλ. επισυναπτόμενο 1) πιθανό να είναι πολύ κοντά στην πραγματικότητα. 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ H απόσταση της Γ-2 γεώτρησης από το ΝΑ όριο του συνεχούς(με βάση τα επιφανειακά και γεωτρητικά δεδομένα) ολιβινιτικού σώματος είναι 400 μέτρα. Η υψομετρική διαφορά της Γ-2 από την κορυφή (υψόμετρο 729,00) είναι 45 περίπου μέτρα. Η Γ-1 γεώτρηση. μήκους 74 μέτρων, «έκοβε» Α ποιότητας ολιβινίτη όταν τερματίσθηκε. Η Γ-2 γεώτρηση σχεδόν τα ίδια. Η Γ-3 γεώτρηση έκοψε ολιβινίτη Α ποιότητας στα 85 μέτρα. Με όλα αυτά τα δεδομένα δεν είναι υπερβολή να θεωρήσουμε ότι το ελάχιστο βάθος του ολιβινιτικού σώματος είναι 100 μέτρα. Μπορεί όμως να είναι μερικές εκατοντάδες μέτρα!!! Το μέσο πλάτος/πάχος του ολιβινιτικού σώματος από την θέση της Γ-2 γεώτρησης μέχρι το ΝΑ όριό του είναι μεγαλύτερο από 150 μέτρα. Ο όγκος του ολιβινιτικού σώματος που προκύπτει για ένα ελάχιστο, με βάση τα γωτρητικά και τοπογραφικά δεδομένα, πλάτος/πάχος 75 μέτρων είναι 3 εκατομμύρια κυβικά μέτρα ή 10 περίπου εκατομμύρια τόνοι ολιβινίτη Α ποιότητας. Αν δε, σύμφωνα με τις μακροσκοπικές(μόνον) μας παρατηρήσεις, προεκτείνεται προς τα ΒΔ(βλ. Σχ.2) τότε το αποθεματικό δυναμικό είναι έως και τριπλάσιο από αυτό που προαναφέρθηκε. Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά (μέσος όρος του ολιβινιτικού σώματος) είναι εντός των απαιτούμενων προδιαγραφών( MgO >48%, L.O.I.<1,5%) για την Α ποιότητας ολιβινική χυτηρίων (χυτεύσεις μέχρι και C). Με εκλεκτική δε εξόρυξη θα μπορούσε να παρθεί προϊόν ακόμη και με MgO>50% και L.O.I.<<0,5%.Με βάση τα δικά μας δεδομένα από προηγούμενα έργα, αλλά και από χιλιάδες αναφορές στο διαδίκτυο, οι προδιαγραφές αυτές δεν φαίνεται να έχουν και πολύ νόημα. Απλώς χαρακτηρίζουν την Νορβηγική ολιβινιτική άμμο η 21

22 οποία για πολλά χρόνια μονοπωλούσε την παγκόσμια αγορά. Αυτό βέβαια γίνεται φανερό αν λάβουμε υπόψη ότι ακόμη και σε πολύ μεγάλα χυτά(π.χ στα εργοστάσια της Volvo) μόνο το 10% της ολιβινιτικής άμμου καταστρέφεται και άρα σε κάθε νέα χύτευση προστίθεται μόνο 10% νέα άμμος. ΑΡΑ ΜΙΑ ΝΕΑ/ΠΡΟΣΤΙΘΕΜΕΝΗ ΑΜΜΟΣ ΜΕ L.O.I.=3% ΘΑ ΔΩΣΕΙ ΥΛΙΚΟ/ΑΜΜΟ ΓΙΑ ΧΥΤΕΥΣΕΙΣ ΜΕ L.O.I<0,3%!!! Από τις πολλές αναφορές στο διαδίκτυο φαίνεται ότι η ολιβινιτική άμμος για τα χυτήρια(κινέζικη και Τουρκική) μέ MgO=42-48% χει τιμές που κυμαίνονται από 80 έως 200 δολάρια τον τόνο. Διαφημίζονται επίσης ολιβινικά προϊόντα(κυρίως για slag conditioner χρήσεις) με απώλεια πύρωσης μεγαλύτερη του 2% και τιμές μέχρι 80 δολ/τόνο. Η παραγωγή ολιβινιτικών προϊόντων από ένα ολιβινίτη σαν και αυτόν της περιοχής αυτής περιλαμβάνει μόνο θραύσεις και κοσκινίσματα. Επί πλέον ο ολιβίνης θεωρείται σαν ένα φιλικό προς το περιβάλλον ορυκτό(για αυτόν, κυρίως τον λόγο, έχει αντικαταστήσει σε περιβαλλοντικά ευαίσθητες χώρες τον χαλαζία) και είναι ίσως το μοναδικό ορυκτό που θεωρείται από την αμερικανική επιτροπή περιβάλλοντος ότι δεν παράγει σκόνη στις διάφορες χρήσεις του( non dust producing material). Δύο μόνο κεκλιμένες γεωτρήσεις(με κλίση 25 ο και βόρεια και νότια διεύθυνση αντίστοιχα) στην κορυφή του λόφου ανατολικά της Γ-1 (υψόμετρο 729 μέτρα) θα ήταν, πιστεύω, αρκετές για να επιβεβαιώσουν τα προαναφερθέντα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά του ολιβινιτικού κοιτάσματος. ΤΕΛΟΣ 22

23 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ BRE2-CT , : Olivine/Dunite for Industrial & Environmental Applications (GR-OLIV) Dabitzias, S.G., Petrology and genesis of the Vavdos cryptocrystalline magnesite deposits, Chalkidiki peninsula, northern Greece: Econ. Geol., v.75, pp Νταμπίτζιας Σ. κ.α., Μελέτη Βιωσιμότητας του Δ.Μ. Βάβδου. Δ.Ε /539(Ι.Γ.Μ.Ε Εσωτερική έκθεση) Rassios, A., Smith, A. and Kostopoulos, D., OPHIOLITES 2008 Guidebook: Link between the Mesohellenic Ophiolites and Pelagonian Margin. Sept West Thessaly, West Macedonia, GREECE. Νταμπίτζιας Σ. κ.α., Αξιολόγηση ολιβινιτων σε περιβαλλοντικές χρήσεις. Έργο του ΙΓΜΕ. Γ. Κ.Π.Σ. Αξονας 7, Μέτρο 7.3, Δρ,αση , Έργο

24 ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 1 (Χάρτες 8 και 8α και Πίνακες 1 και 6 από το έργο /υποέργο 5 του Γ ΚΠΣ με τίτλο «Αξιολόγηση ολιβινιτών σε περιβαλλοντικές χρήσεις») 24

25 25

26 Χάρτης 8. Ν1 Ν5 οι χώροι της πρώτης δειγματοληψίας (βλέπε παρακάτω Πιν. 1) και 1-60β οι θέσεις/διαδρομές της δεύτερης πυκνής δειγματοληψίας (βλ. παρακάτω Πιν. 6). 26

27 Πίνακας 1: Αναλύσεις απώλειας πύρωσης των θέσεων Ν1 έως Ν5της περιοχής Αγ. Τριάδ(βλ. χάρτη 8). Αρ. Δείγματος Αγία Τριάδα Ν -1 Ν- 1α Ν -1β Ν -2α Ν -2β Ν -2γ Ν -3α Ν -3β Ν -3γ Ν -3δ LOI 0,75 1 1,85 0,3 0,15 0,85 0 1,15 0,75 0,1 Αρ. Δείγματος Ν -4α Ν -4β Ν -4γ Ν -5α Ν -5β Ν -5γ Ν -5δ LOI 0,4 0 0,4 0,45 1,58 0,64 2,7 27

28 Πίνακας 6 : Απώλεια πύρωσης δειγμάτων στην περιοχή ενδιαφέροντος 3 (Αγίας Τριάδα) Δεύτερο στάδιο έρευνας(για τις διαδρομές βλ. χάρτη 8) α/α Κωδικός Ομαδοποιημένου Δείγματος Περιγραφή δειγμάτων Υγρασία Απώλεια Πύρωσης Αριθμός Δειγμάτων 1 1 Στη διαδρομή (βλ. Χάρτη 8 α ) συλλέχθηκαν 12 δείγματα, τα οποία με βάση 0,35 3, τα χρωματικά τους χαρακτηριστικά ομαδοποιήθηκαν σε 2 δείγματα προς ανάλυση 0,02 3, Αφορά σε δείγματα της διαδρομής 3. Δύο από τα 5 δείγματα που συλλέχθηκαν έχουν υγιή χαρακτηριστικά 0,28 2, Τα δείγματα 4 και 5 αφορούν στην διαδρομή Είναι συνολικά 12 δείγματα 0,02 2, που χωρίστηκαν (ανά 6) σε δύο ομάδες, ανάλογα με τα χαρακτηριστικά τους. Το 4 είναι από αυτά που χαρακτηρίστηκαν μέτρια ακατάλληλα και το 5 είναι αυτά που χαρακτηρίζονται μέτρια καλά. 0,21 1, Ακατάλληλα 0,37 2, Τα 5 ακατάλληλα και το 1 ΑΑ ποιότητας 0,27 2, Τα 3 υγιή, το 1 μέτριο και το 1 ακατάλληλο 0,19 1, Ακατάλληλα δείγματα 0,23 3, Τα 2 είναι ΑΑ ποιότητας, το 1 μέτριο και το 1 ακατάλληλο (?) 0,06 0,39;;; Τα 3 ΑΑ ποιότητας και τα άλλα 3 κατά μέτρια 0,10 0, Τα 2 ΑΑ ποιότητας και τα άλλα 2 καλά μέτρια 0,08 0, Τα 4 ΑΑ ποιότητας και το 1 καλό μέτριο 0,08 0, Ζώνη μήκους > 85 μέτρων. Από τα 40 δείγματα που συνολικά συλλέχθηκαν τα 35 0,15 0, τουλάχιστον είναι ΑΑ ποιότητας. Τα δείγματα 40 και 41 αφορούν στα δείγματα (από περίπου 20) του καθενός από τους 2 συλλέκτες 0,08 0, Είκοσι δύο δείγματα από ζώνη μήκους 40 περίπου μέτρων. Αφορούν στα δείγματα 0,13 0, του καθενός συλλέκτη (από 10 περίπου έκαστος) 0,13 1, Αφορά σε 10 δείγματα που χαρακτηρίστηκαν τα 4 ΑΑ, τα 3 καλά και τα 3 μέτρια 0,11 1, Το δείγμα 45 αφορά σε 3 μέτρια δείγματα και το δείγμα 46 σε 2 ακατάλληλα και 1 0,16 2,

29 20 46 μέτριο 0,36 4, Αφορά σε διαδρομή μήκους 70 περίπου μέτρων. Από τα 30 δείγματα που 0,14 0, συλλέχθηκαν τα 23 είναι του ενός συλλέκτη και τα 7 του άλλου συλλέκτη. Τα 30 περιγράφονται σαν 16 ΑΑ και τα 7 καλά. Από τα 7 του δεύτερου συλλέκτη τα 6 είναι ΑΑ ποιότητας και το 1 μέτριο 0,07 0, α Αφορά σε 6 δείγματα από μία έξαρση έντονα εξαλλοιωμένου υπερβασικού πάχους 0,41 3, μέτρων και μήκους 2 μέτρων δείγματα έντονα εξαλλοιωμένου υπερβασικού, κοντά στις θέσεις των 0,62 4,68 8 γεωτρήσεων Από τη ζώνη μετάβασης (transition zone), 3 καλής ποιότητας και 5 ακατάλληλα 0,73 3, α Μόνο από το υγιές της ζώνης μετάβασης 0,19 1, Και τα 7 δείγματα είναι καλά ΑΑ ποιότητας 0,14 0, Διαδρομή 120 περίπου μέτρων κατά μήκος της ισοϋψούς 700 μέτρα. 8 ΑΑ ποιότητας και 2 καλά μέτρια 0,07 0, ΑΑ ποιότητας και 2 μέτρια 0,11 1, α Πέντε δείγματα μέτρια ακατάλληλα 0,24 1, Διαδρομή 120 περίπου μέτρων κατά μήκος της ισοϋψούς μέτρα. 6 ΑΑ 0,10 0,60 8 ποιότητας, 1 μέτριο και 1 ακατάλληλο Από τα συνολικά 8 δείγματα που συλλέχθηκαν τα 6 είναι ΑΑ ποιότητας κατά τα 2 0,06 0,82 8 μέτρια καλά, 3 μέτρια και 4 ακατάλληλα 0,47 3, καλά, 5 μέτρια και 4 ακατάλληλα 0,31 2, Τα 2 καλά και τα υπόλοιπα 10 μέτρια ακατάλληλα 0,29 2, Τα 8 μέτρια καλά και 4 ακατάλληλα 0,54 2, α 4 ΑΑ ποιότητας και 4 καλά μέτρια 0,46 0, β 6 καλά δείγματα 2,83;;; 1,13 6 Σύνολο

30 ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 2 (ΟΛΙΒΙΝΙΚΗ ΑΜΜΟΣ ΣΤΑ ΧΥΤΗΡΙΑ) 30

31 Εκτός από την πυριμαχηκότητα του ολιβίνη(υψηλά σημεία επίτηξης /sintering και τήξης/melting), ο χαμηλός και ταυτόχρονα ομοιόμορφος συντελεστής διαστολής του σε σύγκριση με τον χαλαζία(σχ.12). Σχ.12. Θερμική διαστολή(%) διαφόρων τύπων άμμων χυτηρίων (πηγή: NORTH CAPE MINERALS) ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο παραμόρφωσης των χυτών λόγω διόγκωσης (κάτι πολύ σημαντικό για χυτά μεγάλου όγκου) και απαιτεί μικρότερες ποσότητες οργανικών πρόσθετων στην άμμο( για αντιστάθμιση της διαστολής της άμμου). Επίσης η υψηλή περιεκτικότητα του ολιβίνη σε Mg αυξάνει την συγκολλητική(bonding) του ικανότητα με τις αργίλους που έχει και αυτή σαν αποτέλεσμα την χρήση μικρότερων ποσοτήτων μπεντονίτη στην κατασκευή των καλουπιών χύτευσης. Τέλος, το καλύτερο τελείωμα των επιφανειών των χυτών, ο μεγαλύτερος βαθμός ανακυκλωσιμότητας της άμμου και η εξάλειψη του κινδύνου της σιλίκοσης στους εργαζόμενους, είναι τρία ακόμη «υπέρ» της ολιβινικής άμμου σε σύγκριση με την χαλαζιακή άμμο χυτηρίων. Στα πλαίσια αυτού του έργου οι δοκιμές χύτευσης ξεκίνησαν στην εταιρεία «ΓΑΛΑΝΟΠΟΥΛΟΥ Ο.Ε. Παραδοσιακά Χυτήρια Καμπανών / Εκκλησιαστικά Είδη Καρυώτι Παραμυθιάς Θεσπρωτίας». Η εταιρεία χυτεύει κυρίως καμπάνες(80%cu, 20%Sn) βάρους μέχρι και 3,5 τόνους 31

32 καθώς και κουδούνια/κυπριά για ζώα(φωτ. 13) Χρησιμοποιεί χαλαζιακή άμμο με φουρανικές(όξινες) ρητίνες και καταλύτη. Οι δοκιμές ξεκίνησαν με χυτεύσεις κουδουνιών και καμπανών μικρού μεγέθους. Για λόγους σύγκρισης, οι χυτεύσεις έγιναν παράλληλα με την ολιβινική άμμο και σε χαλαζιακή άμμο. Σαν συνδετικό υλικό χρησιμοποιήθηκε μπεντονίτης και φουρανικές ρητίνες. Όσον αφορά στις χυτεύσεις με μπεντονίτη τα αποτελέσματα ήταν καλύτερα με ολιβινική άμμο από ότι με χαλαζιακή άμμο. Καλύτερες επιφάνειες και λιγότερος μπεντονίτης για την ολιβινική άμμο. Με τις φουρανικές ρητίνες το καλούπι μετά από 3-4 ώρες δεν είχε στερεοποιηθεί στον επιθυμητό βαθμό και ως εκ τούτου δεν έγιναν δοκιμές. Αυτό βέβαια ήταν αναμενόμενο καθόσον η ολιβινική άμμος είναι βασική και απαιτούνται βασικά συνδετικά συστήματα( π.χ βασικές φαινολικές ρητίνες και κατάλληλος καταλύτης/σκληρυντικό). Το ίδιο διάστημα έγιναν δοκιμές μικρής κλίμακας στο «ΧΥΤΗΡΙΟ ΓΙΑΚΟΣ Χυτεύσεις Αλουμινίου/Ζάμακ/Ορείχαλκου ΒΙ.ΠΕ Ιωαννίνων). Δοκιμάσθηκε το κλάσμα 0,15mm της ολιβινικής σε ανάμειξη με λίγο από το χώμα που χρησιμοποιεί η εταιρεία και τα αποτελέσματα ήταν καλύτερα από ότι με σκέτο χώμα. Το «τελείωμα» των επιφανειών ήταν εξαιρετικό. Οι χυτεύσεις έγιναν στους C περίπου σε Γιαννιώτικου τύπου ασημικά. Στην συνέχεια έγιναν δοκιμές μικρής κλίμακας στην ΒΜΤΕ Βιομηχανία Μεταλλουργίας και Τεχνικών Έργων Β ΒΙ.ΠΕ Βόλου. Χρησιμοποιήθηκε ολιβινική άμμος 0,5 + 0,15mm και οι δοκιμές αφορούσαν σε: 1. Ολιβινική άμμος : 35 κιλά Υδρύαλος: 2 λίτρα Καταλύτης: 0,5 λίτρα Χρόνος στερεοποίησης:1ώρα και 10 λεπτά. Σημ: Πρώτα η υδρύαλος και μετά ο καταλύτης. 2. Ολιβινική άμμος: 10κιλά Υδρύαλος: 0,5λίτρα CO 2 υπό πίεση μικρότερη των 3 atm (ανάλογα με το μέγεθος του καλουπιού) Άμεση στερεοποίηση Σημ: Το CO 2 διοχετεύεται σε οπές διαμέτρου 4-5mm που έφθαναν σχεδόν μέχρι τον πυθμένα του καλουπιού(καρδιές). Οι οπές σε απόσταση 15cm η μία από την άλλη 32

33 Φωτ.13. Άποψη του χυτήριου και χυτευμένες καμπάνες η μεγάλη από τις οποίες είναι βάρους 1 τόνου περίπου. 33

34 3. Ολιβινική άμμος :20 κιλά Υδρύαλος: 1 λίτρο Καταλύτης: 0,5 λίτρα Το καλούπι, πιθανό λόγω μεγάλης ποσότητας καταλύτη, διαλύθηκε. Ακολούθησε χύτευση με καλά αποτελέσματα. Στην συνέχεια έγιναν προσπάθειες προμήθειας φαινολικών (βασικών) ρητινών, ακόμη και από το εξωτερικό, χωρίς όμως επιτυχία. Τελικά προμηθευτήκαμε από την ΒΜΤΕ ρητίνη ALCAFEN, που είναι και για τους δύο τύπους άμμων, καθώς και δύο τύπους καταλύτη. ALCADUR- 3(αργός καταλύτης) και ALCADUR-6N(γρήγορος καταλύτης). Με αυτά τα υλικά και με υδρύαλο και CO 2 έγιναν οι τελευταίες δοκιμές χύτευσης σε καμπάνες και κουδούνια στο χυτήριο του Γαλανόπουλου. Στην αρχή διερευνήθηκαν οι συμπεριφορές των υλικών αυτών σε σχέση με την ταχύτητα στερεοποίησης κάνοντας τους παρακάτω συνδυασμούς: 1. Άμμος 0,5 + 0,15mm: 3 κιλά Alcafen: 75gr(2,5% της άμμου) Alcadur-3: 15gr(20% του Alcafen) Χρόνος στερεοποίησης: 30min. 2. Άμμος 0,15mm: 3 κιλά Alcafen: 80gr(2,65% της άμμου) Alcadur-3: 16gr(20% του Alcafen) Χρόνος στερεοποίησης: >30min. Η ελαφρώς αυξημένη ποσότητα της ρητίνης οφείλεται στην σημαντικά μικρότερη κοκκομετρία της άμμου. 3. Άμμος 0,5 + 0,15mm: 10 κιλά Υδρύαλος: 0,5 κιλά(5% του βάρους της άμμου) Καλούπι διαστάσεων 12Χ30Χ10cm(Φωτ.14). Δύο τρύπες. CO 2 υπό πίεση 2atm περίπου για 10 περίπου sec. Άμεση έναρξη στερεοποίησης(φωτ.14) 4. Άμμος 0,5 + 0,15mm: 10 κιλά Alcafen: 75gr(2,5% της άμμου) 34

35 Alcadur-6Ν: 15gr(20% του Alcafen) Χρόνος στερεοποίησης: 1,5min (Φωτ.15) 5. Άμμος 0,15mm: 3 κιλά Alcafen: 80gr(2,65% της άμμου) Alcadur-6Ν: 16gr(20% του Alcafen) Χρόνος στερεοποίησης: 1,5min. Φωτ.14 Δοκιμή με υδρύαλο και CO 2 35

36 Φωτ. 15 Δοκιμή με Alcafen και Alcadur-6N Ακολούθησαν δοκιμές χύτευσης. ΔΟΚΙΜΗ 1: Χύτευση 3 κυπριών διαμέτρου 15cm περίπου. Άμμος: 0,15mm. Alcafen: 2,65% της άμμου. Alcadur-3: 20% της ρητίνης. ΔΟΚΙΜΗ 2: Χύτευση καμπάνας 30cm περίπου.. Άμμος: -0,5 + 0,15. Alcafen: 2,5% της άμμου. Alcadur-3: 23% του Alcafen. ΔΟΚΙΜΗ 3: Χύτευση 7 κυπριών. Άμμος: - 0,15. Alcafen: 3% της άμμου.. Alcadur-3: 24% του Alcafen. 36

37 ΔΟΚΙΜΗ 4: Χύτευση 7 κυπριών. Άμμος: -0,5 + 0,15. Υδρύαλος: 5,5% της άμμου. CO 2 Παράλληλη με τις δοκιμές αυτές έγιναν και χυτεύσεις με τον τρόπο της εταιρείας δηλ. με χαλαζιακή άμμο και φουρανικές ρητίνες. Τα αποτελέσματα χύτευσης των δοκιμών 1,2 και 3 έδωσαν εξαιρετικά αποτελέσματα (Φωτ.16,17,18) και ήσαν πολύ καλύτερα αυτών με χαλαζιακή άμμο όσον αφορά στην ποιότητα των επιφανειών χύτευσης και την ποιότητα του ήχου που έβγαζαν τα κυπριά και η καμπάνα. Στην δοκιμή 4(Φωτ.19) τα 7 κυπριά δεν ήταν ποιοτικά αποδεκτά. Αυτό οφείλεται στην μη καλή ανάμειξη της άμμου με την υδρύαλο. Συγκεντρώσεις υδρύαλου σε διάφορες θέσεις του καλουπιού ήταν εμφανείς στις αποτυχημένες δοκιμές. Αντίθετα στις πετυχημένες δοκιμές με υδρύαλο δεν παρατηρήθηκαν τέτοιες συγκεντρώσεις. Η ανάμειξη σε όλες τις δοκιμές με την ολιβινική άμμο έγινε με το χέρι ενώ με την χαλαζιακή άμμο ήταν με αναδευτήρα και άρα πολύ καλύτερη. Στην BMTE η ανάμειξη της υδρύαλου με την ολιβινική άμμο έγινε με αναδευτήρα και δεν παρουσιάστηκε κανένα πρόβλημα. Με την λεπτή άμμο απαιτείται μεγαλύτερη ποσότητα ρητίνης. Ιδιαίτερα το καλοκαίρι, ο γρήγορος καταλύτης(alcadur-6n) απαιτεί ταχεία, και άρα μηχανική, ανάμειξη. Η τιμή της χαλαζιακής άμμου που πληρώνει η εταιρεία για παραγγελίες τόνους υπερβαίνει τα 100ευρώ τον τόνο χωρίς το κόστος μεταφοράς. Αρκετά υψηλότερη η τιμή του ειδικού(;) χώματος για το χυτήριο ΓΙΑΚΟΣ. Από πληροφορίες από τον υπεύθυνο της«ολιβινίτης Μακεδονίας Ε.Π.Ε.» το κόστος παραγωγής της ολιβινικής άμμου είναι τέτοιο που θα μπορούσε να ανταγωνιστεί την χαλαζιακή άμμο όχι μόνο στον ελληνικό χώρο αλλά και σε όλες τις γειτονικές χώρες ή ακόμη και σε χώρες της κεντρικής Ευρώπης. Και οι τρεις εταιρείες στις οποίες έγιναν οι δοκιμές θα άλλαζαν την χαλαζιακή άμμο με ολιβινιτική και για λόγους καλύτερης ποιότητας χυτών αλλά και για περιβαλλοντικούς/υγείας λόγους(σιλίκοση, λιγότεροι και με αισθητά βελτιωμένη δυσοσμία οι παραγόμενοι ατμοί κατά την χύτευση). 37

38 38

39 Φωτ. 16. Δοκιμή 1. Παρασκευή καλουπιού και το 1 από τα 3 κυπριά πριν και μετά την επιφανειακή του επεξεργασία(αμμοβόληση). 39

40 40

41 Φωτ.17 Δοκιμή 2. Κατασκευή καλουπιού και το προϊόν πριν και μετά την αμμοβόληση. 41

42 Φωτ.18. Δοκιμή 3. Τμήμα του καλουπιού. Το αποτέλεσμα της χύτευσης στην Φωτ.17. Φωτ.19. Δοκιμή 4. Κατασκευή καλουπιού με υδρύαλο και CO 2. Φαίνεται το πιστολάκι διοχέτευσης του CO 2. Από πολυάριθμες αναφορές στο διαδύκτιο αλλά και από προσωπικές επαφές με την NORTH CAPE MINERALS που σχεδόν μονοπωλεί την παγκόσμια αγορά ολιβινικών προιόντων, τα πλεονεκτήματα της ολιβινικής άμμου σε σχέση με την χαλαζιακή άμμο είναι:. Επειδή η ολιβινική άμμος δεν περιέχει ελεύθερο SiO 2 (χαλαζίας κλπ), περιορίζεται δραστικά ο κίνδυνος σιλίκοσης, κάτι που ιστορικά έχει αναγνωρισθεί και αποδειχθεί να είναι πρόβλημα με την χρήση της χαλαζιακής άμμου.. Η ολιβινική άμμος ενδείκνυται για όλους τους τύπους χυτεύσεων. Για την χύτευση Mn- χαλύβων και μη σιδηρούχων υλικών η ολιβινική άμμος συμπεριφέρεται εξαιρετικά. Εξίσου καλά αποτελέσματα δίνει και για σιδηρούχα υλικά όπως γκρί και ελατού σιδήρου(grey,ductile and 42

43 malleable iron). Για ατσάλια και ανοξείδωτους χάλυβες απατείται η επικάλυψη των επιφανειών χύτευσης με πούδρα μαγνησίας ή/και ζιρκονίου.. Δίνει πιο καθαρές επιφάνειες (surface finish) χύτευσης και άρα ελαττώνει το κόστος(εργασία) επεξεργασίας/καθαρισμού(π.χ αμμοβολές) των χυτών.. Πλεονεκτεί στην παραγωγή μεγάλου όγκου χυτών επειδή έχει χαμηλό συντελεστή διόγκωσης και γραμμική διαστολή σε αντίθεση με την δραστική (και πολλές φορές καταστροφική για την ποιότητα των χυτών) αλλαγή στον όγκο του χαλαζία λόγω δομικής του μεταβολής στους C(μετατροπή του α-χαλαζία σε β-χαλαζία). Η ολιβινική άμμος έχει το πλεονέκτημα της αποφυγής ατελειών λόγω διόγκωσης ή ακόμη και της δημιουργίας εγκλεισμάτων άμμου που πιθανόν να εμφανιζόταν με την χρήση χαλαζιακής άμμου.. Λόγω της προαναφερθείσας ιδιότητας του ολιβίνη, το ποσοστό των παραγόμενων, λόγω θερμικού σόκ, ψιλών είναι χαμηλό(περίπου10%).. Ο ολιβίνης συνδυάζεται τέλεια με οργανικά συνδετικά (organic binders) που αναφέρονται σαν βασικές φαινολικές ρητίνες(basic phenolic resins-resoles). Τυπικά εμπορικά ονόματα τέτοιων ρητινών είναι η Alpha-set, η Βeta-set και η Novacure.. Τέλεια επίσης δένει ο ολιβίνης και με ανόργανα συνδετικά όπως μπεντονίτης, άργιλοι, νατριούχα πυριτικά και έναν εστέρα σαν σκληρυντικό. Το προϊόν στην αγορά με το όνομα Veloset System είναι ένα πυριτικό του νατρίου και ένας εστέρας.. Ολιβινική άμμος με υδρύαλο και CO 2 ή υδρύαλο και εστέρα χρησιμοποιείται συχνά για τις καρδιές των καλουπιών χύτευσης. Σαν γενικός κανόνας, απαιτείται 2,5% έως 3% ( της ποσότητας της ολιβινικής άμμου) οργανικού ή ανόργανου συνδετικού υλικού και σκληρυντικό 10% έως 20% της ποσότητας του συνδετικού. 43

44 ΕΠΙΣΥΝΑΠΤΟΜΕΝΟ 3 (ΟΛΙΒΙΝΙΤΗΣ ΣΕ ΑΜΜΟΒΟΛΕΣ) 44

45 Στα πλαίσια του έργου Δ.Ε /53 με τίτλο: Μελέτη Βιωσιμότητας του Δ.Μ. Βάβδου.έγιναν, σε εργαστηριακή κλίμακα, στο Μετσόβειο Πολυτεχνείο δοκιμές καταλληλότητας με δουνίτη/χαρζβουργίτη Α ποιότητας (της ίδια ποιότητας με αυτόν που δοκιμάσθηκε στις βιομηχανικής κλίμακας δοκιμές που αναφέρονται παρακάτω) και δουνίτη με απώλεια πύρωσης 4,8%, δηλαδή ακατάλληλο για χυτήρια και πυρίμαχα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα, τα κυριότερα από τα οποία ήσαν : Υψηλός και μέγιστος (για τον χαρζβουργίτη) βαθμός επιτυγχανόμενης ποιότητας καθαρισμού Χαμηλή έως πολύ χαμηλή ευθρυπτότητα για τον χαρζβουργίτη. Ομοιόμορφη και ελεγχόμενη μικροτραχύτητα. Παραγωγή έως υψηλή παραγωγή κονιορτού για τον δουνίτη. διαφάνηκαν δυνατότητες καταλληλότητάς τους ως αναλώσιμα αποξεστικά αμμοβολής με επικρατέστερο τον χαρζβουργίτη. Βασική όμως προϋπόθεση για την οριστικοποίηση της καταλληλότητάς τους ήταν η εκτέλεση δοκιμών σε βιομηχανική κλίμακα. Οι δοκιμές σε βιομηχανική κλίμακα στα πλαίσια αυτού του προγράμματος έγιναν από την εταιρεία BLAST & PAINT Αμμοβολές / Υδροβολές / Βαφές, που εδρεύει στην Θεσσαλονίκη. Πυλώνες ανεμογεννητριών αιολικών πάρκων αμμοβολήθηκαν πριν την βαφή τους με χαρζβουργιτική/ολιβινική άμμο Α ποιότητας. Δοκιμάσθηκαν 3 διαφορετικές κοκκομετρίες(+0,5 2,5mm +0,5-2,0mm +0,5-1,7mm). Σε κάθε δοκιμή χρησιμοποιούταν 200 περίπου λίτρα άμμου στο μισό μέρος μιας επιφάνειας του πυλώνα και στο υπόλοιπο μισό, για λόγους σύγκρισης, χρησιμοποιούταν άμμος από σκουριές της ΛΑΡΚΟ Η ολιβινική άμμος με κοκκομετρία +0,5 1,7 έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα τα οποία ήταν, από ποιοτικής και ποσοτικής άποψης, εξίσου καλά με αυτά της άμμου σκουριάς. Η ολιβινική άμμος όμως άφηνε κατά θέσεις «στίγματα» υπολειμμάτων σκόνης ολιβίνη τα οποία έπρεπε να απομακρυνθούν είτε με «φύσημα» είτε με συρματόβουρτσα. Το κόστος για την εργασία αυτή εκτιμάτε ότι δεν είναι απαγορευτικό. Η τιμή της άμμου σκουριάς στην τόπο παραγωγής(μαρτίνο Φθιώτιδας) είναι ευρώ/τόνο και άρα τα μεταφορικά(περίπου 30 ευρώ/τόνο για Θεσσαλονίκη) φαίνεται ότι καθορίζουν σε πολύ μεγάλο βαθμό το τελικό κόστος. Πέρα από οποιαδήποτε περιβαλλοντικά οφέλη από την χρήση 45

46 της ολιβινικής άμμου, μια τέτοια τιμή πώλησης ολιβινικής άμμου στο χώρο παραγωγής φαίνεται σχεδόν απαγορευτική. Υπάρχει βέβαια η πιθανότητα έκδοσης απαγορευτικής οδηγίας από την Ε.Ε για την χρήση ορισμένων τύπων άμμων(σκουριές, χαλαζίας) για την συγκεκριμένη χρήση οπότε η ολιβινική άμμος φαίνεται ότι θα αποτελέσει την φθηνότερη εναλλακτική λύση. Υπάρχουν στον ελληνικό χώρο 12 εταιρείες που ασχολούνται με το αντικείμενο που προαναφέρθηκε με συνολική μέγιστη ετήσια κατανάλωση άμμου έως τόνους. Πολύ μεγαλύτερη βέβαια εκτιμάτε ότι είναι η ετήσια κατανάλωση στα ναυπηγεία. Πρόσφατα άρχισε να λειτουργεί στην Πάρο με την επωνυμία «MALIS, αμμοβολές κάθε είδους-συντήρηση σκαφών» κινητή μονάδα υδροαμμοβολών με ολιβίνη με εξαιρετικά αποτελέσματα. Ανάλογα με το είδος της προς αμμοβόληση επιφάνειας χρησιμοποιούνται διάφορες κοκκομετρίες(afs 30 και 50 για μέταλλα, 80 για ξύλα και 120 για πλαστικά). 46

47 Τμήμα πυλώνα μετά από αμμοβόληση και βαφή. Τμήμα πυλώνα ένα μέρος του οποίου έχει αμμοβοληθεί με ολιβινική άμμο διαφόρων κοκκομετριών. 47