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APPLIED MINERALOGY
MARCO LEZZERINI
Academic year2020/21
CourseGEOSCIENCES AND GEOTECHNOLOGIES
Code182DD
Credits6
PeriodSemester 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
MINERALOGIA APPLICATAGEO/09LEZIONI48
MARCO LEZZERINI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Gli studenti che completeranno con successo il corso avranno dimostrato in modo affidabile la capacità di: - conoscere le caratteristiche mineralogiche e gli usi delle risorse minerali e dei loro prodotti, inclusi cemento e calcestruzzo; - avere una competenza sui principali metodi utilizzati nello studio delle caratteristiche mineralogiche dei minerali e dei loro prodotti; - avere una conoscenza avanzata delle proprietà fisiche e meccaniche di malte e calcestruzzi; - riconoscere, selezionare e utilizzare i migliori geomateriali per l'industria mineraria; - identificare i minerali argillosi e consigliarne i migliori utilizzi; - conoscere le principali applicazioni mineralogiche per la conservazione dei Beni Culturali.

Knowledge

Students who successfully complete the course will have reliably demonstrated the ability to:  - know the mineralogical characteristics and uses of mineral resouces and their products, including cement and concrete; - have an expertise on the main methods used in the study of mineralogical characteristics of minerals and their prioducts;- have an advanced knowledge of the physical and mechanical properties of mortars and concretes; - recognize, select and use the best geomaterials for the mining industry; - identify clay minerals, and advise their best uses; - know the main mineralogy applications for Cultural Heritage preservation.

Modalità di verifica delle conoscenze

Gli studenti sono tenuti a dimostrare con una prova orale di aver compreso i concetti principali del corso, discutendo i report prodotti durante le attività di laboratorio e rispondendo alle domande sugli argomenti del corso.

Assessment criteria of knowledge

Students are required to demonstrate through an oral exam that they have understood the main concepts of the course, discussing laboratory reports and answering questions on the course topics.

Capacità

Al termine del corso lo studente sarà in grado di: - classificare i principali geomateriali utilizzati in edilizia; valutare i migliori impieghi dei materiali da costruzione naturali e artificiali, in base alle loro caratteristiche chimiche, mineralogiche e petrografiche, e alle loro proprietà tecniche; riconoscere i processi di decadimento della pietra in situ; contribuire in un team multidisciplinare alla conservazione dei monumenti e alla mitigazione del rischio di inquinanti atmosferici.

Skills

At the end of the course, the student will be able to: - classify the geomaterials used in mining industry; evaluate the mineralogical characteristics of cement and concrete; recognize the decay processes of mortars and concretes; contribute in a multidisciplinary team to the conservation of natural and artificial stone materials used for the construction of monuments and modern buildings.

Modalità di verifica delle capacità

Gli studenti dovranno preparare una breve relazione basata su articoli di letteratura, mettendo in risalto l’importanza degli studi di  Mineralogia Applicata per ottenere una valutazione approfondita delle caratteristiche e proprietà dei geomateriali utilizzati nell’industria mineraria e dei loro prodotti.

Assessment criteria of skills

Students will have to prepare a brief report based on scientific literature papers, showing the importance of Applied Mineralogy studies for obtaining a thorough assessment the charactheristics and properties of geomaterials used in mining industry and of their products.

Comportamenti

Lo studente acquisirà e/o svilupperà una consapevolezza delle problematiche legate all’industria mineraria e all'ambiente. Lo studente sarà in grado di gestire un team di progetto. Verranno acquisite le conoscenze appropriate durante la raccolta e l'analisi dei dati sperimentali.

Behaviors

The student will acquire and/or develop an awareness of issues related to Mining Industry and Environment. The student will be able to manage the responsibility of a project team. Appropriate knowledge will be acquired by collecting and analysing experimental data.

Modalità di verifica dei comportamenti

Durante le attività di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte. Al termine delle attività seminariali saranno richieste agli studenti delle brevi relazioni concernenti gli argomenti trattati.

Assessment criteria of behaviors

During the laboratory activities, the behaviors will be evaluated. At the end of seminar activities, students will be requested to submit short reports concerning the presented topics.

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Conoscenza di base di Chimica e Mineralogia.

Prerequisites

Basic knowledge of Chemistry and Mineralogy.

Indicazioni metodologiche

Le lezioni saranno:

  • frontali (presentazioni Power Point e possibili seminari).
Teaching methods

The course will be held with lectures (PowerPoint presentations and possible seminars).

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Lezioni frontali:

  • Generalità e metodologie: a) Introduzione alla Mineralogia Applicata; b) Elementi essenziali di Mineralogia; c) Strumenti per eseguire studi di Mineralogia Applicata; d) Trasformazioni minerali e loro effetti.
  • La Mineralogia Applicata nell'Industria Mineraria: a) Il Mondo dei depositi minerali; b) Mineralogia industriale: lavorazione e arricchimento dei minerali; c) Caratteristiche mineralogiche e lavorazione dei minerali di ferro; d) La Mineralogia Applicata per l'esplorazione dell'oro; e) Mineralogia dei silicati a strati: struttura, chimica, proprietà ottiche e fisiche, paragenesi; f) Mineralogia dei minerali argillosi e dei loro prodotti; g) Diffrazione dei raggi X e identificazione dei minerali argillosi. Parte A - Teoria; h) Diffrazione dei raggi X e identificazione dei minerali argillosi. Parte B – Pratica.
  • La Mineralogia Applicata del Cemento & Calcestruzzo: a) Cemento; b) Aggregati; c) Acqua; d) Proprietà della pasta di cemento e del calcestruzzo; e) Durabilità del calcestruzzo; f) Analisi mineralogica del cemento e di altri materiali da costruzione: dati qualitativi e quantitativi; g) Mix design del calcestruzzo; h) Geopolimeri.
  • La Mineralogia Applicata per la conservazione dei Beni Culturali: a) Il contributo della Mineralogia Applicata negli studi di provenienza delle pietre policrome antiche del Mediterraneo; b) Il contributo della Mineralogia Applicata negli studi di provenienza dei marmi bianchi usati in Antichità; c) Studi di Mineralogia Applicata su Pigmenti minerali - Pietre preziose e semipreziose - Materiali ceramici; d) Studi di Mineralogia Applicata su malte antiche e loro leganti.
Syllabus

Lectures:

  • Background and methodology: a) Introduction to Applied Mineralogy; b) Essentials of Mineralogy; c) Instruments for performing Applied Mineralogy studies; d) Mineral transformations and their effects.
  • Applied Mineralogy in the Mining Industry: a) The World of Mineral Deposits; b) Industrial Mineralogy: mineral processing and beneficiation; c) Mineralogical characteristics and processing of iron ores; d) Applied Mineralogy for gold exploration; e) Mineralogy of layered silicates: structure, chemistry, optical and physical properties, paragenesis; f) Mineralogy of clay minerals and their products; g) X-ray diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Part A - Theory; h) X-ray diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Part B - Practice.
  • Applied Mineralogy of Cement & Concrete: a) Cement; b) Aggregates; c) Water; d) Properties of cement paste and concrete; e) Concrete durability; f) Mineralogical analysis of cement and other building materials: qualitative and quantitative data; g) Concrete mix design; h) Geopolymers.
  • Applied Mineralogy for Cultural Heritage conservation: a) Applied Mineralogy for provenance studies of ancient Mediterranean polychrome stones; b) Applied Mineralogy for provenance studies of white marbles used in Antiquity; c) Applied Mineralogy studies on Mineral pigments - Precious and Semiprecious Stones - Ceramic materials; d) Applied Mineralogy studies on ancient mortars and their binders.
Bibliografia e materiale didattico

Le presentazioni e gli appunti delle lezioni saranno disponibili on-line, insieme alla letteratura scientifica su argomenti selezionati dagli studenti per le loro presentazioni finali.

- A.F. Gualtieri - Introduzione alle tecniche analitiche strumentali. Edizioni libreriauniversitaria.it, 2019.

- C. Klein,  A.R. Philpotts - Mineralogia e petrografia (tradotto a cura di G. Gasparotto e R. Braga). Edizioni Zanichelli, 2018.

- S. Mukherjee - Applied Mineralogy - Applications in Industry and Environment. Edizioni Springer, 2011.

- F. Neukirchen, G. Ries - The World of Mineral Deposits - A Beginner’s Guide to Economic Geology. Edizioni Springer, 2020.

- H.F.W. Taylor - Cement Chemistry (2nd edition). Thomas Telford, 2004.

Materiale didattico sarà distribuito a lezione.

Bibliography

Presentations and lecture notes will be made available on-line, together with scientific literature on topics selected by the students for their final presentations.

- A.F. Gualtieri - Introduzione alle tecniche analitiche strumentali. Edizioni libreriauniversitaria.it, 2019.

- C. Klein,  A.R. Philpotts - Mineralogia e petrografia (tradotto a cura di G. Gasparotto e R. Braga). Edizioni Zanichelli, 2018.

- S. Mukherjee - Applied Mineralogy - Applications in Industry and Environment. Edizioni Springer, 2011.

- F. Neukirchen, G. Ries - The World of Mineral Deposits - A Beginner’s Guide to Economic Geology. Edizioni Springer, 2020.

- H.F.W. Taylor - Cement Chemistry (2nd edition). Thomas Telford, 2004.

Teaching material will be provided by the teacher during the course.

Indicazioni per non frequentanti

Nessuna ulteriore indicazione per gli studenti non frequentanti in merito a programma del corso, modalità d’esame e bibliografia.

Non-attending students info

No further indication for non-attending students regarding the course program, examination procedures and bibliography.

Modalità d'esame

Le conoscenze saranno valutate con un esame orale finale. Gli studenti saranno valutati sulla capacità dimostrata di discutere i contenuti principali del corso utilizzando la terminologia appropriata.  Sarà valutata la capacità dello studente di spiegare correttamente gli argomenti principali trattati durante il corso.
Ulteriori informazioni: Gli studenti dovranno preparare una presentazione orale su un articolo scientifico attinente ad uno degli argomenti del corso. Alla fine della presentazione, gli studenti dovranno rispondere a delle domande relative alla presentazione e agli argomenti delle lezioni.

Assessment methods

The knowledge will be evaluated by a final oral exam. Students will be assessed on the demonstrated ability to discuss the main contents of the course using the appropriate terminology. The student's ability to correctly explain the main topics covered during the course will be evaluated.
Further information: Students will have to prepare an oral presentation on a scientific article related to one of the topics of the course. At the end of the presentation, students will have to answer questions related to the presentation and on the topics of the lectures.

Note

Per qualsiasi ulteriore informazione sul corso, contattare il docente per e-mail: marco.lezzerini(at)unipi.it.

Notes

For any further information on the course, contact the teacher by e-mail: marco.lezzerini(at)unipi.it.

Updated: 26/12/2020 18:32