بررسی روش‌های تخلیص سنگ آپاتیت و استفاده از آن در ترکیب لعاب‌های سرامیکی

محورهای موضوعی : روش ها و فرآیندهای نوین در تولید

داود قهرمانی ¹ , صاحبعلی منافی ² , ایمان فرح بخش ³ , فریبرز فروهنده ⁴

1 - استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد میبد
2 - مدیرگروه مهندسی مواد
3 - گروه مهندسی، واحد قوچان، دانشگاه آزاد اسلامی، قوچان، ایران
4 - استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شاهرود

تاریخ دریافت : 1394/04/15 تاریخ پذیرش : 1394/06/20 تاریخ انتشار : 1395/03/01

کلید واژه: آپاتیت, لعاب سرامیکی, سفیدی, تخلیص,

چکیده مقاله :

در تحقیق حاضر، تخلیص سنگ آپاتیت بافق، به منظور استفاده در ترکیب لعاب سفید کاشی دیواری تک پختِ پخت سریع (کاشی مونوپروزا) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که این ماده در زیر دمای 1400 درجه سانتیگراد پایداری حرارتی خوبی از خود نشان داده و در ترکیب آن به جز آهن، عنصر نامطلوب دیگری برای استفاده در ترکیب لعاب های سرامیکی وجود ندارد. علیرغم مشکل ضریب انبساط حرارتی پایین لعاب‌های سفید مونوپروزا، نتایج دیلاتومتری لعاب حاوی آپاتیت بیانگر ضریب انبساط حرارتی بالاتری بود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی ضمن تائید چسبندگی مناسب لعاب به انگوب، افزایش میزان ذرات ریز نامحلول زیرکن در فاز زمینه لعاب را نیز تائید نمود که به همراه نتایج مطلوب طیف‌سنجی، حاکی از افزایش سفیدی این لعاب بود. ضمنا با توجه به قیمت پائین این ماده، حضور آن در ترکیب لعاب قیمت تمام شده لعاب را نیز کاهش می دهد.

چکیده انگلیسی:

In the current research, within purification of apatite stone of Bafg investigated its using in the formulation of white glaze of Single firing of fast fired Wall Tile (Monoporosa Tile). The results of the investigations done on the purificated apatite of Bafg determined that this matter showing good thermal stability under the temperature of 1400 degress centigerate and isn’t any unfavorabale element in its compositon for using in ceramic glaze formulations exception of iron. Nevereless the problem of low Thermal Expansion Coefficient of the white glazes of Monoporosa, The Dilatometry results of the glaze containing Apatite dictated higher Thermal Expansion Coefficient. The images of SEM showed both the safe adhering of glaze to engobe and increment of amount of insoluble fine particles of zircon in the base phase of glaze that with the safe results of colourimetry was the explanatory of increment of the whitness of current glaze. Also by considering the low price of this matter, it wills reduce the final price of glaze.

منابع و مأخذ:

[1]    B. B. Nissan, C. Chai & L. Evans, “Crystallographic and spectroscopic characterization and morphology of biogenic and synthetic apatites”, Encyclopedia Handbook of Biomaterials and Bioengineering, Part B applications, Marcel Dekker Inc, Vol. 1, pp. 192, 1995.

 

[2]    م. م. عباسیان، "صنعت لعاب سازی و رنگهای آن" ، انتشارات گوتنبرگ،49-27، 1379.

 

[3]    W. L. Suchanek, K. Byrappa, P. Shuk, R. E. Riman, K. S. TenHuisen & V. F. Janas, “Mechanical-hydrothermal synthesis of calcium phosphate powders with coupled magnesium and carbonate substitution”, J. Solid State Chem, Vol. 177, pp. 793–799, 2004.

 

[4]    S. Joschek, B. Nies, R. Krotz & A. Gopferich, “Chemical and physicochemical characterization of porous hydroxyaptite ceramics made by natural bone”, Biomaterials, Vol. 21, pp. 1645–1658, 2000.

 

[5]    M. Jami, “Geology, Geochemistry and Evolution of the Esfordi Phosphate - Iron Deposit, Bafq Area, Central Iran”, Ph.D Thesis The university of new South Wales, August, 2005.

 

[6]    M. Veiderma, K. Tonsuaadu, R. Knubovets & M. Peld, “Impact of anionic substitutions on apatite structure and properties”, Department of Chemical Engineering of Tallinn University of Technology of Estonia, Journal of Organometallic Chemistry, Vol. 690, pp. 2638–2643, 2005.

 

[7]    نشریه دانشکده فنی تهران، جلد ۳۷، شماره ۴، صفحه ۴۲۱ تا ۴۲۹، اسفند ماه ۱۳۸۲.

 

[8]   م. نوع پرست، م. کلاهدوزان و ر. اصغری، "بررسی کاهش آهن در سیلیس به روش اسیدشوئی و مغناطیسی"، گروه مهندسی معدن دانشکده فنی دانشگاه تهران، پایان نامه کارشناسی ارشد، آذرماه 1381.

 

[9]    E. Landi, A. Tampieri, G. Celotti, L. Vichi & M. Sandri, “Influence of synthesis and sintering parameters on the characteristics of carbonate apatite”, Institute of Science and Technology for Ceramics Italy, Biomaterials, Vol. 25, pp. 1763–1770, 2004.

 

[10]    Destainville, E. Champion, D. Bernache-Assollant & E. Laborde, “Synthesis, characterization and thermal behavior of apatitic tricalcium phosphate, Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface, Université de Limoges France”, Materials Chemistry and Physics, Vol. 80, pp. 269–277, 2003.

 

[11]    P. Nutmana & C. R. L. Friend, “Petrography and geochemistry of apatites in banded iron formation, Akilia”, W. Greenland: Consequences for oldest life evidence.

 

[12]    Precambrian Research Vol. 147, pp. 100–106, 2006.

 

[13]    F. Yao, J. P LeGeros & R. Z. LeGeros, “Simultaneous incorporation of carbonate and fluoride in synthetic apatites: Effect on crystallographic and physico-chemical properties”, Acta Biomaterialia, Vol. 5, pp. 2169–2177, 2009.

 

[14]    J. Barbarand, A. Carter, I. Wood & T. Hurford, “Compositional and structural control of fission-track annealing in apatite”, Chemical Geology, Vol. 198, pp. 107– 137, 2003.

 

[15]    K. Tonsuaadu, M. Peld & V. Bender, “Thermal Analysis of Apatite Structure”, Tallinn Technical University of Estonia”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 72, pp. 363-371, 2003.

 

[16]    S. Raynaud, E. Champion, J. P. Lafon & D. Bernache-Assollant, “Calcium phosphate apatites with variable Ca/P atomic ratio III, Mechanical properties and degradation in solution of hot pressed ceramics”, Biomaterials, Vol. 23, pp. 1081–1089, 2002.

 

[17]    J. P. Lafon, E. Champion, D. Bernache-Assollant, R. Gibert & A. M. Danna, “Thermal Decomposition of Carbonated Calcium Phosphate Apaptite”, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 72, pp. 1127-1134, 2003.

 

[18]    V. Petkova & V. Yaneva, “Thermal investigations on phase transformations of Syrian phosphorite: Part I”, J Therm Anal Calorim, Vol. 100, pp. 51–56, 2010.

 

[19]    "مجموعه استاندارد صنعت کاشی ایران"، 1376.

 

[20]    Y. Eftekhari, P. Alizadeh & L. Rezazadeh, “Synthesis of glass-ceramic glazes in the ZnO–Al₂O₃–SiO₂–ZrO₂ system”, Journal of the European Ceramic Society, Vol. 27, pp. 2311–2315, 2007.

 

[21]    L. Froberg, T. Kronberg, L. Hupa & M. Hupa, “Influence of firing parameters on phase composition of raw glazes”, Journal of the European Ceramic Society, pp. Vol. 27, 1671–1675, 2007.