امكانية تركيز اوكسيد الالمنيوم في مادة البوكسايت

Abstract

الخلاصة تم في هذا البحث دراسة امكانية تركيز اوكسيد الالمنيوم في خام البوكسايت العراقي لاجل انتاج طابوق او اي مادة حرارية او مصبوبات تتحمل درجات حرارة اعلى من 1700 5م ودرجة الحرارة القصوى (قبل الانصهار) اقل من 1850 5م وتستخدم في مناطق الحرارة العالية منها (افران صناعة الحديد,مناطق الحرق في افران دوارة,افران نفقية وافران الصناعات الكيمياوية00الخ) تم اختيار نموذجين من الخام وكانت نسبة اوكسيد الالمنيوم( 58.05 و64.02 )% للنموذجين B,A على التوالي واشارت النتائج بامكانية اجراء عملية التركيز للمار من غربال 400 مايكرون لجميع التجارب0 فعند حرق الخام بدرجة حرارة حرق650 5م ولمدة ساعة بلغت الزيادة في نسبة اوكسيد الالمنيوم (7.9 و8.8)% واصبحت( 65.94و72.85 )% للنموذجين B,A على التوالي وعدم حصول تغير في سلوك الخام المحروق بعد استخدامه في الانتاج وتعامله حراريا مقارنة مع الخام 0 وجاءت افضل زيادة في تركيز اوكسيد الالمنيوم في الخام عند اضافة نسبة8%من مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم كعامل مفكك لجزيئات البوكسايت مع ماء بحجم 50مل و50غم بوكسايت وتركه لمدة 24 ساعة وامراره على غربال 75 مايكرون مع استبعاد المتبقي عليه وجاءت نسبة الزيادة في اوكسيد الالمنيوم في العابر (4و5)% واصبحت (62.52و69.45) % للنموذجينB,Aعلى التوالي مقارنة بالخام وتزداد نسبة هذا الاوكسيد الى(7)% واصبحت (65.1و71.16) % للنموذجين بزيادة نسبة الماء الى حجم لتر واحد مع الرج0 وفي حالة اضافة مادة الهكسا بنسبة 8% مع ماء بحجم 50مل و50 غم بوكسايت وتركها لمدة 24 ساعة وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي على الغربال وحرق العابر بدرجة 650 5م ولمدة ساعة تكون نسبة الزيادة في المرحلتين (11.8و12.6)% واصبحت(69.82و76.64)% للنموذجينB,A مقارنة مع النسبة الكلية في الخام المستخدمة في البحث وهي نسبة ملائمة لانتاج طابوق عالي الالومينا 0

المفتاح: بوكسايت ,هكسا ميتا فوسفات الصوديوم ,اوكسيد الالمنيوم

المقدمة البوكسايت هو الخام الطبيعي الذي يصنع منه معظم معدن الالمنيوم وتستخدم بعض انواعه في تصنيع الصنفرة التي تستخدم في تلميع المعادن والاخشاب ويتم ايضا خلطه مع مادة رابطة لصناعة الطابوق الذي يبطن افران صهر الصلب ويوجد هذا الخام في المنطقة الواقعة شمال الحسينيات -الصحراء الغربية0 ويتكون الخام بصفة رئيسية من هيدروكسيد الالمنيوم الذي يتكون من اوكسيد الالمنيوم والماء وهذه المواد توجد بتراكيب مختلفة كمعادن ثلاثة (البوميد,ولدياسبور,الجبسيت)وهي تعتبر الاشكال الرئيسية للبوكسايت بالنظر لاستخدام مادة البوكسايت في صناعات عديدة ومنها صناعة المواد الحرارية المستخدمة في تبطين الافران الحرارية ويتطلب لها توفير مواد ذات محتوى عالي من اوكسيد الالمنيوم ولكون نسبة هذا الاوكسيد في البوكسايت العراقي ليست عالية بما هو مطلوب ,عليه انصب تفكير الفريق البحثي في محاولة تركيز هذا الاوكسيد في البوكسايت العراقي لما لهذا الموضوع من اهمية في توفير هذه المادة بدلا من استيرادها 0

الجزء العملي تم تهيئة المادة الاولية المستخدمة في البحث والمتمثلة بخام البوكسايت العراقي وبدرجات نقاوة مختلفة والماخوذة من الشركة العامة للمسح الجيولولجي والتعدين على شكل كتل وتم ترميزها بـ B,A واعتمدت الطريقة الوزنية في التحاليل الكيمياوية باستخدام فرن حرق واعتماد الطريقة اليدوية في الغربلة والغسل و تم اجراء التحليل الكيمياوي للنموذجينB,A لخام البوكسايت والمبينة نتائجه في الجدول(1) حيث اجريت عملية الحرق لنموذجي خام البوكسايت المار من غربال 400 مايكرون بدرجات حرارة حرق (350و650و1050)5م ولمدة ساعة ومن ثم ايجاد نسبة الفقدان بالحرق واجراء التحليل الكيمياوي للمحروق بدرجة 650 5م للنموذجين اذ تم اختيار حجم جزيئات البوكسايت للمار باجمعه من غربال 400 مايكرون وتم اضافة الماء الى نموذج البوكسايت المهيئ والرج لمدة دقيقتين ويترك لمدة دقيقتين اخريتين لغرض الترسيب واستخدمت طريقة السيفون لاجراء الفصل بين العالق والمترسب واجراء التحليل الكيمياوي لهما وكما تمت غربلة البوكسايت المار من غربال 400 مايكرون على غربال 75 مايكرون لغرض الفصل وبالطريقة الجافة0 حيث تم اعتماد الطريقة الرطبة في عملية التركيز عن طريق خلط خام البوكسايت المار من غربال 400 مايكرون للنموذجين B,A كلآعلى حدة مع نسبة ماء بحجم 50مل و50 غم بوكسايت واضيفت للنموذجين مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة (4 و8و12)% وزنا وتركها لمدة 24 ساعة وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي وتجفيف العابر منه وتم اضافة مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة 8%وزنا للنموذجين B,A وبنفس النسبة من الماء المذكور وترك النموذجين لمدة 24 ساعة ومن ثم اضافة 8% للمرة الثانية والترك لمدة 24 ساعة اخرى وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي عليه وتجفيف العابر منه وتم إضافة نسبة (4و8 )% وزنا من مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم للنموذجين B,Aوبنسبة ماء عالية بحجم لتر واحدو50 غم بوكسايت واستخدام الرج لمدة 15 دقيقة وابقاء النموذجين لمدة 24 ساعة وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي عليه وتجفيف العابر , كما تم استخدام النموذج المضاف اليه مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم للخامين B,A وباضافة نسبة ماء قليلة وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي ومن ثم تجفيف العابر وحرقه بدرجة 650 5م لمدة ساعة واحدة 0 كما واستخدمت المادة الاولية بدون اجراء عملية الطحن وبشكل كتل كبيرة وغمرها بالماء مرة واخرى باضافة نسب مختلفة من مادة الهكساميتا فوسفات الصوديوم (4و8و12)% وبفترات من 7-30 يوم ولم يحدث تفكك بالصورة المطلوبة وعليه لم يتم اجراء الفحوصات لعدم جدواها0 لغرض دراسة تاثير سلوك المادة بعد الحرق عند استخدامه في انتاج المواد السيراميكية تم خلط البوكسايت غير المحروق والمحروق بدرجة 650 5م ولمدة ساعة مع نسبة 20 % من اطيان الكاؤولين كمادة رابطة وضمن التدريجات المطلوبة لانتاج الطابوق الناري واجراء الكبس تحت ضغط 400 كغم/سم2 بالطريقة شبه الجافه وحرق النماذج بدرجة حرارة 1050 5م ولمدة 2 ساعة واجري الفحص باستخدام جهاز حيود الاشعة السينية X.R.D 0

المناقشة والاستنتاجات تشير النتائج الى امكانية تركيزاوكسيد الالمنيوم في مادة البوكسايت العراقي باضافة مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة 8% وبحجم ماء 50 مل و50 غم بوكسايت والتي تعمل كمادة مساعدة لحدوث التفكك وبوجود الماء كقوة بسيطة تعمل على حصول تغير كهربائي دون حدوث تمزق او احلال اي من الجزيئات الى عناصرها وكانت نسبة الزيادة في الاوكسيد المذكور (4و5)% للنموذجينB,A على التوالي وكذلك حصول زيادة في نسبة الاوكسيد المذكور (7.9و8.8)% للنموذجين B,A على التوالي عند حرق البوكسايت في درجة 650 5م حيث ساعدت هذه العملية على حدوث التركيز نتيجة فقدان ماء التبلورلكون عناصر البوكسايت تكون بشكل هايدريت بالاضافة الى المواد المتطايرة الاخرى وقد انعكس ذلك على زيادة جميع نسب المكونات, اما عند اضافة مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة 8% الى النموذجين المذكورين وتركها لمدة 24 ساعة وامرارها على غربال 75 مايكرون واستبعاد المتبقي عليه وحرق العابر بدرجة 650 5م لمدة ساعة ظهر ارتفاع في نسبة اوكسيد الالمنيوم (11.8و12.6)% للنموذجينB,A على التوالي بسبب طبيعة سلوك وعمل كل حالة من الحالتين,كما تشير الى حدوث زيادة في نسبة اوكسيد الالمنيوم الى 7% ونقصان في نسبة ثاني اوكسيد السيليكون عند اضافة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة 8% وزيادة حجم الماء الى لتر واحد مع استخدام الرج وقد ساعد ذلك على التعجيل من عملية التفكك 0 في حين حصلت زيادة طفيفة في نسبة التركيز عند اضافة مادة الهكسا ميتا فوسفات الصوديوم بنسبة 8% لمرتين متتاليتين بعد تركه لمدة 24 ساعة وكذلك زيادة نسبتها الى 12% مقارنة مع نتائج التجارب السابقة0 تبين من النتائج اعلاه ان عملية الترسيب لمادة البوكسايت المطحون والعابر على غربال 400 مايكرون وباستخدام الماء وعملية الرج فقط وكذلك استخدام كتل البوكسايت بدون طحن وباضافة الماء والهكسا ميتا فوسفات الصوديوم واعتماد الطريقة الجافة باستخدام الغربال 75 مايكرون لغرض التركيز اثبتت جميعها عدم جدواها 0 من خلال دراسة سلوك البوكسايت بعد حرقه بدرجة حرارة حرق 650 5م ولمدة ساعة في هذا البحث وعمل عينات من المادة الغير محروقة والمحروقة باضافة الكاؤولين كمادة رابطة يتضح عدم حصول تغير في التراكيب الاساسية من خلال ملاحظة المديات الظاهرة وان حدود مدى اوكسيد الالمنيوم بين (46-48) 5 وشدته المتمثلة بالمحور الصادي بين (180-280) CPS هي ذاتها قبل وبعد الحرق اي بمعنى عدم حدوث تغير في شكل المكونات الاساسية للبوكسايت0

المصادر 1- مازن محمد مصطفى واخرون ,"تقريرتفصيلي عن نتائج اعمال التحريات الاستكشافية عن خام البوكسايت شمال الحسينيات /الصحراء الغربية", وزارة الصناعة والمعادن /الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين ,عراق-بغداد,1995 .

2-Sodium hexametaphosphate, Retrieved from"http://en.wikipedia.org Wiki/ Sodium- hexameta phosphate".

3- CRIS,Anthony,john,"process for Extracting Alumina from BAUXITE" ,internationalApplication published under the patent cooperation treaty(pct) , us,3february 1994.

جدول (1 ) يمثل التحليل الكيمياوي لنموذجي البوكسايت B,A المكونــــــــــات % النموذج الاولA النموذج الثانيB AL2O3 58.05 64.02 SIO2 23.01 17.93 Cao 0.4 0.35 Fe2O3 1.5 1.37 MgO NIL NIL الفقدان بالحرق 15.4 14.65