تعیین درجه حرارت زینترینگ بوکسیت معدن دوپلان به عنوان ماده اولیه مصرفی در صنعت دیرگداز

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

حسین پایدار ¹ , جمال طراح ² , امیر تمجیدی ³

1 - استادیار، گروه مواد، واحد شهر مجلسی، دانشگاه آزاد اسلامی
2 - استادیار، گروه زمین شناسی، واحد بندرعباس، دانشگاه آزاد اسلامی
3 - کارشناس ارشد پژوهشی و مدیر واحد مینرالوژی شرکت فناوران رهاورد کوشا

تاریخ دریافت : 1392/07/05 تاریخ پذیرش : 1392/11/14 تاریخ انتشار : 1394/03/01

کلید واژه: بوکسیت, زینترینگ, شاموت, آنالیز فازی, آنالیز شیمیایی,

چکیده مقاله :

در این پروژه ماده اولیه ای بوکسیتی، به منظور تعیین درجه حرارت زینترینگ مورد بررسی قرار گرفت. نمونه هائی از این ماده اولیه در حرارت های 1100، 1200 و 1300 درجه سانتی گراد به مدت 5 ساعت پخت داده شدند. ترکیب شیمیایی و فازی بوکسیت خام و پخته با استفاده از روش های XRF و XRD مشخص گردیدند و میزان تخلخل و دانسیته آن معین شدند. این ماده اولیه متشکل از کانی های دیاسپور و بوهمیت بوده اند. کائولینیت و آناتاز (TiO2) به عنوان ناخالصی در بوکسیت خام وجود داشته اند. بوکسیت پخته شامل مولیت، سیلیس، کوراندم و روتیل بوده است. TiO2 در اثر حرارت تغییر فاز داده و در حرارت های بالا منبسط شده که می تواند به عنوان عامل ایجاد ترک در نمونه مطرح باشد. بنابراین عامل تخلخل زیاد بوکسیت در دمای 1300 درجه سانتیگراد را می توان علاوه بر خروج آب شبکه ای کانی های دیاسپور، بوهمیت و ناخالصی کائولینیت، حاصل ترک های ناشی از انبساط TiO2 نیز به شمار آورد. نتیجه حاصل از آزمایشات نشان داده است که دمای 1200 درجه سانتی گراد مناسب ترین دما برای زینترینگ این بوکسیت می باشد.

منابع و مأخذ:

[1]     Russell, "Bauxite & alumina—A guide to non-metallurgical use sand markets", Surrey, United Kingdom, Metal Bulletin plc, 112 p., 1999.

 [2]     Gateman, "Bauxite Mineral Review", Ceramic Bulletin, June, PP. 245-252, 1998.

 [3]     Caballero & J. Requena, "Refractory Bauxite", Ceramic International, Vol. 12, PP. 27 - 35, 1986.

 [4]     N. M. Khalili, "Refractory concrete based on barium aluminate–barium zirconate cements for steel-making industries", Ceram. Int. 31, pp. 937–943, 2005.

 [5]     M. Nouri-Khezrabad, M. A. L. Braulio, V. C. Pandolfelli, F. Golestani- Farda & H.R. Rezaie, "Nano-bonded refractory castables", Ceram. Int. 39, pp. 3479–3497, 2013.

 [6]     S. Jonas & F Nadachowski, "A new non-silicate refractory of low thermal expansion", Ceramics International, 24 pp. 211–216, 1998.

 [7]     J. D. Kenneth, J. Temuujin, T. MacKenzie, B. Jadambaa, B. Namjildorj, M. E. Olziiburen, Smith & P. Angerer, "Effect of mechanochemical treatment on the synthesis of calcium dialuminate", Journal of Materials Chemistry 10,  pp. 1019–1023, 2000.

 [8]     B. Singh & A. J. Majumdar, "The hydration of calcium dialuminate and its mixtures containing slag", Cement and Concrete Research 22 (6), pp. 1019–1026, 1992.

 [9]     S. Jonas, F. Nadachowskia & D. Szwagierczak, "Low thermal expansion refractory composites based on CaAl₄O₇," Ceramics International 25 pp. 77–84, 1999.

 [10]    ر .نقی زاده، ع .بنی طباء، ف .آریان­پور و ب .پناهی، "بررسی خواص فیزیکی، شیمیایی و مینرالوژیکی بوکسیت دیرگداز احیه لوشان"، مجلة دانشکدة فنی، جلد ۳۵، شماره ۲ (مهندسی مکانیک)، صص 41-49 بهار ۱۳۸۷.

 [11] Russell, Refractory Bauxite Changing Face of Supply, Industrial Minerals, October, PP. 52-67, 1997.

 [12] W. H. Maclean, F. F. Banaria & G. Sama, "Mineral Deposite", Vol 32, pp. 607-616, 1997.

 [13] Molin & K. Ganbari Ahari, “High Temperature Property Development of Bauxite Bricks”, 45^th Colloquium on Refractories, Aachen, PP. 141-146, 2000.

 [14] S. Iwai, H. Tagai, & T. Shimamune,, "Procedure for dickit structure modification by dehydration", Acta Crystallography, B 27, pp. 248 – 250, 1971.

 [15] [K. Srikrishna, G. Thomas, R. Martinez, M. P. Corral, S. De Az, & J. S. Moya, "Kaolinite-mulli reaction series". J. Mater. Sci. 25, pp. 607 – 612, 1990.

 [16] I. W. M. Brown, K. J. D. Mackenzie, M. E. Bowen, & R.H. Meinhold, "Outstanding problems in the kaolinite-mullite reaction sequence investigated by Si and Al solidstate nuclear magnetic resonance: High-temperature transformations of metakaolinite", Am J. Ceram. Soc. 68, pp. 298-301, 1995.

[17] Baudin, & J. S. Moya, "Influence of Titanium Dioxide on the Sintering and Microstructural Evolution of Mullite". Commun. Of the Am. Ceramic. Soc. C 134, 1984.

 [18] Baudin, M.I. Osendi, & J. S Moya, "Solid solution of TiO₂ in Mullite". J. Mater. Sci. Lett. 2, pp. 185–187, 1983.

 [19] Y. Yuanfen & C. Hongchen, "Monolithic Refractory Based on Chinese Raw Materials", Interceram, Vol. 45, No.1, PP. 52-57, 1996.

 G.H. Chester, "Refractories production and properties", The iron and steel institute, London, 562 p., 1983.