مكننة الرمل القياسي بطريقة الرج والحك الميكانيكي(تجارب ريادية)

Abstract

الخلاصة الرمل القياسي يستخدم في قياس قوة تحمل السمنت الذي يكون بالمدى الحجمي (-850 +600 ) مايكرون ويتطلب نقاوةعالية بحيث لا تزيد مقدار ما يفقده من وزن عند معاملته بالحامض عن 0.25% . عملية الانتاج الحالية لهذا الرمل تتضمن مرحلة للمعاملة بحامض الهيدروكلوريك لازاحة الشوائب من الرمل للوصول الى النسبة المطلوبة للفقدان بالحامض. في العمل الحالي الذي جرى على المستوى المنضدي والريادي استخدام وسيلة ميكانيكية (الرج والحك الميكانيكي) لازاحة الشوائب من الرمل و متابعة عملية التنقية من خلال فحوصات نسبة الفقدان بالحامض للرمل (ذي المدى الحجمي -850 +600 مايكرون) الذي يعامل بهذه الطريقة. بينت النتائج ان كفاءة عملية الرج والحك الميكانيكي في ازاحة الشوائب من الرمل تتحسن كثيرا عند اجراء العملية بشكل متعاقب على مرحلتين اذ امكن بهذه العملية الحصول على رمل ذي فقدان بالحامض تقريبا 0.175 % . وبناءا على ذلك اقترح المسلك التكنولوجي للعملية الانتاجية والذي يتضمن بشكل عام غربلة الرمل الخام لازاحة الاجزاء الحجمية الاكبرمن 850 مايكرون والاقل من 600 مايكرون،غسل وازاحة المواد الناعمة من الرمل المغسول (عملية الغسل هذه هي لازاحة الجزء الاكبر من الاطيان والشوائب الاخرى المرتبطة مع الرمل)،حك ورج ميكانيكي للرمل المغسول لازاحة الشوائب المتبقية على سطح حبيبات الرمل ،غسل وازاحة للشوائب المتحررة وتجفيف المنتوج .

المفتاح: رمال السليكا.

المقدمة تقوم هياة المسح الجيولوجي العراقية بانتاج مادة الرمل القياسي لسد حاجة شركات ومعامل السمنت العراقية لاستخدامه في فحوصات قوة تحمل السمنت بانواعه المختلفة (العادي ، المقاوم و الابيض ) ان مواصفات هذا الرمل يجب ان تكون متفقة مع متطلبات المواصفة العراقية المرقمة 2080 لعام 1998 والتي تشير الى ان حبيبات هذا النوع من الرمال يجب ان لا يقل مرورها من منخل قياسي (B.S British Standard ) ذي فتحات 850 مايكرون عن 98% وان لا يزيد ما يمر من المنخل القياسي ذي فتحات 600 مايكرون عن 10 % وزنا. كما يجب ان لا يزيد مقدار ما يفقده من وزن عند معاملته مع حامض الهيدروكلوريك الساخن المخفف بالماء بنسبة (1:1) حجماً عن 0.25 % وللوصول الى هذه النسبة ( نسبة الفقدان بالحامض ) فان عملية انتاج الرمل القياسي الحالية تكون بمعاملة الجزء الحجمي (─850+600) مايكرون الناتج من غربلة الرمل الخام مع محلول مخفف من حامض الهيدروكلوريك لما لهذا الحامض (وان كان بتراكيزواطئة) من تأثير سلبي على البيئة وصحة العاملين. لقد اجريت دراسات مختبرية ومنضدية ( العجيل واخرون،2006) اعتمدت على الطرق الميكانيكية (دون استخدام حامض )لانتاج رمل قياسي مطابق للمواصفات المطلوبة . ولتوكيد النتائج المستحصلة واقتراح مخطط لسير العمليات الانتاجية اكثر دقة. اجريت تجارب ريادية ودراسة الجدوى الاقتصادية والفنية للعملية الانتاجية.

طريقة العمل نموذج من الرمل من منطقة قصر محيورفي محافظة الانبار بزنة اكثر من 1 طن مفصولا من الاجزاء الحجمية (+850 مايكرون و -600 ) مايكرون بواسطة غربلة اولية للرمل الخام استلم في مختبرات شعبة البحث والتطوير من قسم الانتاج . وجرت عليه عملية التربيع والتقسيم للحصول على نموذج ممثل الذي غربل مرة اخرى على المناخل (850 و600) مايكرون لمعرفة دقة عملية الغربلة الاولية بانتاج الجزء الحجمي (─850+600) مايكرون واخذت عينة ممثلة من الجزء الحجمي (─850+600) مايكرون الجزء المستهدف انتاجه كرمل قياسي لاغراض التحاليل الكيميائية والمعدنية ونسبة ما يفقده عند معاملته بالحامض كما مبينة النتائج في (جدول 1) . اعتمادا على التجارب المختبرية السابقة ونتائج عملية تهيئة الرمل الحالية أجري ما يأتي: أ-غسل الرمل ذو الحجم الحبيبي (─850+600) مايكرون الناتج من عملية الغربلة بالماء بنسبة (3:1) (رمل : ماء) في خزان ذي سعة (2) م3 باستخدام خلاط كهربائي وبسرعة وصلت الى (1000) دورة في الدقيقة. ب- غربلة مزيج الرمل والماء غربلة رطبة على منخل (600) مايكرون لازاحة المواد الناعمة ( الغرين) التي تحررت نتيجة عملية الغسل. د- أخضع الرمل الناتج (─850+600) مايكرون من عملية الغسل وازيحت المواد الناعمة الى عملية الرج والحك الميكانيكي الشديد بواسطة جهاز منضدي (Bench scale scrubber ) نوع(Sepor) باستخدام الظروف التشغيلية 50 % صلب ( رمل + ماء)، سرعة دوران خلاط الجهاز 400 دورة / دقيقة والزمن المستغرق لانجاز العملية هو 15 دقيقة. هـ- غربلة ناتج عملية الرج والحك الميكانيكي غربلة رطبة على غربال ذي فتحات (600) مايكرون لازاحة المواد الناعمة التي تحررت من العملية. و-جفف الرمل واخذت عينات منه لقياس نسبة فقد الوزن عند معاملته بالحامض. نتائج التحليل مبينة في الجدول (2) وكانت النتائج جيدة .

النتائج والمناقشة ان النتائج المستحصلة من التحاليل الكيمياوية والمعدنية ونسبة الفقد بالحامض لخام الرمل القياسي الممثل للجزء الحجمي (─850+600) موضحة في الجدول رقم (1). تبين ان هذا النموذج غير مطابق للمواصفة العراقية القياسية المذكورة انفا (SiO2 99% ونسبة الفقد بالحامض 0.25 %). اذ كانت نسبة السليكا 98.7% و 0.7% على التوالي، مما يتطلب عمليات تنقية لهذا الجزء الحجمي لزيادة نسبة السليكا وتقليل نسبة فقد الوزن بعد معاملته بالحامض اذ تضمنت هذه العمليات خلط النموذج مع الماء لازالة المواد الطينية منها اتبعتها تقنية الرج والحك الميكانيكي الشديد مما ادى الى التخلص بنسبة كبيرة من الاطيان العالقة بالنموذج في مرحلة الغسل وهذا جعل نسبة السليكا ترتفع الى 99% SiO2 وتصبح نسبة الفقدان بالحامض 0.5%. وبزيادة مراحل الغسل والتخلص من الاطيان تصبح نسبة فقد الوزن حوالي 0.27% بينما بمرحلتين رج وحك ميكانيكي شديد تنخفض هذه النسبة الى (0.18%) لذا تم الاستنتاج بأن نموذج من رمال قصر محيور ذي الجزء الحجمي(─850+600) .اصبح مطابقا للمواصفة العراقية القياسية رقم (2080) لسنة 1998 دون اللجوء الى استخدام الطريقة الحامضية ولكن بالاعتماد على طرق فيزياوية تضمنت الغسل والرج الحك الميكانيكي الشديد بمرحلتين وبفترة زمنية لكل مرحلة 15 دقيقة تصل نسبة السليكا فيه الى حوالي 99% ونسبة الفقدان بالحامض الى اقل من 0.25% . (الشكل1 ) يبين المخطط الانسيابي للعملية الانتاجية للرمل القياسي.

المصادر 1_الموسوي، علي، كوركيس، سمر ،مصطفى ، مازن، 1990: انتاج الرمل القياسي بدلا من الرمل المستورد ، هيأة المسح الجيولوجي العراقية،تقرير رقم 2290. 2_المواصفة العراقية القياسية رقم (2080) 1988: طرق فحص السمنت الرمل المستخدم لمكعبات مونه السمنت، الجهاز المركزي للتقييس والسيطرة النوعية، بغداد. 3_العجيل , عبد الوهاب، عبد الله, بان، 1987: تنقية رمال الكيلو 180 وشرق الرطبة لاغراض صناعة الزجاج ،هيأة المسح الجيولوجي العراقية،تقرير رقم 1716.

جدول1 : التحليل الكيمياوي والمعدني ونسبة فقد الوزن Wt. loss in acid wt% P2O5 wt% K2O wt% Na2O wt% L.O.I wt% SO3 wt% MgO wt% CaO wt% TiO2 wt% Fe2O3 wt% Al2O3 wt% SiO2 wt% Material

0.7 0.02 0.04 0.04 0.49 0.07 0.04 0.28 0.03 0.34 0.17 98.72 رمل ذو حجم حبيبي (-850+600) مايكرون التركيب المعدني كوارتز

جدول2 : نتائج فحوصات نسبة فقد الوزن للرمل القياسي الناتج من عملية الرج والحك الميكانيكي بعد معاملته بالحامض

معدل نسبة فقد الوزن عند المعاملة بالحامض نموذج (A) نموذج (B) الرج والحك الميكانيكي 0.25% 0.3% مرحلة واحدة 0.17% 0.18% مرحلتين متتاليتين