إنتاج مونه حامضية نوع سيليكي

Abstract

تم في هذا البحث استخدام أطيان البنتونايت لغــرض إنتــاج مونـــه حامضيــة مقاومـــة للأحمــــاض المركـــــزة والمخففة، وسبب استخدام هذه المادة هو لعدم توفر مادة فلوروسيليكات الصوديوم التـي كانت تستخدم سابقــا فــــي إنتاج المونة الحامضية .وقد أثبتت النتائج ملائمة مادة البنتونايت في إنتاج المونة الحامضية عند خلطها مع رمــال السيليكا وبنسبة تتراوح بين15-10% حيث إن المونة المنتجة قاومت جميع الأحماض المخففة والمركزة مــاعـــدا حامض HFمقارنة مع المونة القديمة المحتوية على مادة فلوروسيليكات الصوديوم والتي كانت تبدي تفاعلا تجـاه حامض الكبريتيك المركز والمخفف بالإضافة إلى حامض HF. إن المردود الاقتصادي لهذا البحث يظهــــر فـــي اختلاف كلف المواد الأولية المستخدمة في إنتاج المونة الحامضية حيث إن كلفة المواد الأولية الداخلــــة في إنتاج المونة الحامضية القديمة لطن واحد من رمال السيليكا وكذلك طن واحد من مادة فلورو سليكات الصوديوم هــــــي (2 470000) مليونان وأربعمائة وسبعون ألف دينار, في حين ان كلفة المواد الأولية الداخلة في المونة الحامضية الجديدة لطن واحد من رمال السيليكا وكذلك طن واحد من مــادة البنتونايت هي (220000) مائتان وعشرون ألف دينار, لذلك فأن كلفة إنتاج طن واحد من المونة الحامضية القديمة وحسب النسب المستخدمة هـــــي (( 303000 ثلاثمائة وثلاثة آلاف دينار في حين أن كلفة أنتاج طن واحد مــن المونــــة الحامضيــة الجديــــدة وحسب النسب المستخدمة هي (78000) ثمانية وسبعون ألف دينار مع ثبات المسلك التكنلوجي في كلا الحالتين وهذا يعنــــي ان هنالك وفرة في كلفة إنتاج الطن الواحد من المونة الحامضية الجديدة بمقدار (225000) مائتان وخمسة وعشرون الف دينار.

المفتاح: رمال السليكا ،أطيان البنتونايت ،المحاليل القاعدية.

المقدمة إن المواد السيراميكية هي مواد مقاومة للأحماض، وتحتوي معظم المنتجات السيراميكية على مــادة السيليكـا وذلك لتوفرها ورخصها ولها بعض الخواص المتميزة المفيدة لإغراض التطبيق الهندسي والصناعـــي، وهنـــاك العديد من المواد الإنشائية المصنوعة من السيليكا كالطابـــوق ،البلاطــات الحامضيــة ،الزجــــاج ،المونـــات الحامضية والطـــلاء الزجاجي0إن معظم المواد السيليكونية تحتـــوي علــى أوكسيد السيلكـــون SiO2 بنسبـــــة عاليــة، وفــــي الحراريــات الجيدة يفضل إن يكون تفاعل المواد الحرارية معدوما مع المواد الكيمياوية كــالخبث والمعــدن المصهور والغازات وبصورة عامة فان طبيعة هذه التفاعلات تتوقف على الطبيعة الكيماوية لكـــل مـن المواد الحرارية والمواد الأخرى .ولذلك تبطن الأفران ومغارف السباكة ببطانات تقاوم درجـــات الحرارة العالية جدا0وهذه البطانات أمــا أن تكــون على شكل طابوق اوعلى شكل طبقة طينية منفردة ومثبتة فـــي مكانها ومـــن الضروري التمييز بين المـــواد القاعديــة والمتعادلة والحامضية عند التعامل بمنصهر الفلزات أو الخبث فيطلـــق عموما على المواد الحاوية علـــى (MgOو CaO)بالقاعدية لأنها تكون محلولا قاعديا مع الماء أمـــــا المـــــواد التــــي تكون حاوية على نسبة كبيرة منSiO2فإنها تكون محلولا حامضيا لذلك تم استخدام رمال الزجاج كمــــادة أساسية في أنتاج المونة الحامضية لان نسبة SiO2فيهـــا لاتقـل عـن 95% وكذلك استخدام مادة البنتونايت (طين خامل )الذي يحتوي على نسبة 56% تقريبا من SiO2 والذي يتم جلبه من موقع مطحنة البنتونايت التابعة للشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.

الجزء العملي تم في بداية البحث دراســة خواص المونـــة الحامضية القديمــة المحتويـــة علــى مادة فلوروسيليكات الصوديوم من حيث خواصها الفيزياوية والكيمياوية وتعاملها مع الحوامض المخففة والمركزة ومن خـــلال الفحص تبين إن هذه المونة تبدي تفاعلا تجاه حامض الكبريتيك المركز والمخفف وكذلك حامض HF0لذلك قمنا بإجــراء تجارب عديدة على عدد من المواد ومن هذه المواد هي مادة البنتونايت الخام (طين خامل ) حيث تبين انه عنـــد استخدام هذه المادة مع رمال السيليكا وبنسب محددة مع استخدام محلول سيليكات الصوديوم فأننا نستطيع الحصول على مونــه حامضية جديدة وبمواصفات أفضل من مواصفات المونة القديمة 0ان سلـــوك وتصرف المونة الحامضيـة الجديدة مـــــع الحوامض موضح في الجدول رقم (1) حيث تم إضافة قطرات مــــــن حامـض الكبريتيك المركز على المونة ولم تتأثر ولوحظ بعد مرور( 15) دقيقة ترسب طبقة بيضاء غير قابلة للحـــث علــــى سطـح نموذج المونة الحامضية وهذه نتيجة ايجابية لان هذه الطبقة المترسبة سوف يكون دورها مستقبلا هي طبقة عـــازلة بين الحامــض والمــونة بحيث تمنع تفاعل المونة مع الحامض0وكذلك قمنا بتغطيس نموذجا أخر من المــــونة فـــــي حامض الكبريتيك المركــز ولمدة (24) ساعة وتبين بعد ذلك إن النموذج متماسك ولم يحدث عليه أي تآكل0وقد تم إجراء الفحص الفيزيـــاوي للمونـــة الحامضية حيث كــانت كثافتهــــا تتـــراوح بين1.8-1.9 g\cm3 ومقاومـــة الانضغاط اكبر او تساوي K g\cm2 40 كما إن التصلب الأولى لهذه المونة كان اقــل مــن 24 ساعــــة وقــــد لاحظنا مـن خــلال الفحص إن مقاومـــة الانضغاط لهذه المونة تزداد بزيــادة الفتـــرة الزمنية لتعـــرض المـــونـة لدرجات الحرارة علــى شرط إن تكون درجــــة الحرارة اقل من 110 C◦ ومـع استمـــرار عمليــــة تعريـــــض النموذج لدرجة حرارة 110 C◦ وبواقع3 ساعـــات يوميـــاً ولمدة 30 يوما لوحظ إن مقاومـــة الانضغاط بعــــد مرور 24 ساعة كان K g\cm2 40 وبعد مرور أسبوع واحــــد كانت K g\cm2 55 وبعد مـــرور أسبوعــين كانت K g\cm2 70 وبعــد مــــرور ثلاثة أسابيع كانت K g\cm2 85.

جــدول رقـــم (1) / مقاومة المونـــة الحامضية المنتجة للحوامـــض Result Symbol Materials NO. R Hcl Hydrochloric acid 37 % 1 R NH3 Ammonia 2 R CH3OH Methyl alcohol 3 R H3PO4 Orthophosphoric acid 98% 4 R H3PO4 Orthophosphoric acid 37% 5 R H2SO4 Sulphuric acid 98% 6 R H2SO4 Sulphuric acid 37% 7 NR HF Hydrofloric acid 8 R C2H5OH Ethanol 9 R CH3COOH Acetic acid glacial 10 R C2H6O2 Ethylenglycol reinst 11 R Benzen 12 R Gas oil 13

R : Resistance NR : No Resistance جـــــــدول رقــــــم ( 1 )

المناقشة والاستنتاج من خلال نتائج البحث تبين أنه بالإمكان إنتاج مونه حامضية مقاومة للأحماض المخففة والمركزة باستخدام مـادة البنتونايت كمادة بديلة لمادة فلوروسيليكات الصوديوم إلا انه يجب ملاحظة ما يلي :- 1- يجب إن لا تقل نسبة SiO2في رمال السيليكا عن 95% ونسبتها في الخلطة النهائية يجب إن لايقل عن 90% وكلما كانت نسبة SiO2كبيرة كلما استطعنا الحصول على خلطة مناسبة أفضـــل لان زيـــادة نسبة SiO2 تعتبـــر مؤشراً لنجاح المونات والبلاطات الحامضية. 2- يجب إن لا تتجاوز نسبة CaO في مادة البنتونايت على 5% وكذلك لا تتجــاوز نسبة CaOفــي الخلطــــة النهائية على 1%. 3- المونة الحامضية المنتجة تعمل في درجات حرارة لاتزيد على (110 C◦) وهــــي نفس الظروف التشغيليــة لشــركة الفرات العامة ،لأنه عند زيادة درجة الحرارة أكثر من (110 C◦) نلاحظ حدوث تفاعلات تؤدي إلـــــى ظهور فقاعات علــى سطح وجوانب النموذج لذلك يوصى بعدم تجاوز هذه الدرجة الحرارية (110C◦) عنــــــد استخـــدام هـــــذه المـــونة. 4- إن المسلك التكنولوجي في إنتاج المونة الحامضية الجديدة هو نفس المسلك التكنولوجي المستخدم في إنتـــاج المونة الحامضية القديمة 0ومن خلال حساب الجدوى الاقتصادية تبين إن هناك انخفاض فــي كلفــة إنتاج الطن الواحد من المونة الحامضية أي إن هناك وفرة في كلفة إنتاج الطن الواحد من المونة الحامضية الجديدة.

المصادر • د .عارف أبو صفيه /((الميتالوروجيا )) الفيزياوية الهندسية / 1982/ رقم الإيداع 1484 –1982 في المكتبة الوطنية0 • د.إبراهيم محمود منصور/ نوال عزت عبد اللطيف / منى خضير عباس /الوقود والأفران والحرارية/ الجامعة التكنولوجية / 1992 / مديرية دار الكتب للطباعة والنشر/بغداد 0 • Manual of Mineralogy / Cornelis Klein , Cornelius S.hurlbut , Jr /Revised 21 Edition / 1993 .