حذف ناخالصی‌های سیلیسی از بنتونیت برای تولید نانورس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد فرآوری مواد معدنی، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشیار دانشکده مهندسی معدن و متالورژی ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استادیار دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه تهران

چکیده

در این پژوهش حذف ناخالصی‌های سیلیسی بنتونیت معدن رشم استان سمنان با استفاده از دو فرایند ته‌نشینی با عامل شیمیایی هگزامتافسفات سدیم و هیدروسیکلون به منظور تهیه  نانورس مورد مطالعه قرار گرفت. بنتونیت معدن رشم، بنتونیتی سدیمی با عیار پایین بوده و  ناخالصی‌هایعمده آن کریستوبالیت و کوارتز است که به همراه آن مقادیر اندکی فلدسپار، گچ، دولومیت، کلسیت و زئولیت وجود دارند. نمونه به وسیله‌ی فرایندهای ته‌نشینی با هگزامتافسفات سدیم و هیدروسیکلون خالص‌سازی شده است. اینترکلیشن (میان‌افزایی) مونتموریلونیت خالص بدست آمده، با اکتادسیل آمین انجام شد و با آزمایش دیفراکسیون اشعه ایکس ارزیابی شد. نتایج خالص‌سازی نشان داد که با استفاده از هیدروسیکلون نمی‌توان مونتموریلونیت خالص مناسب برای تولید نانورس بدست آورد ولی با استفاده از فرایند ته‌نشینی با هگزامتافسفات سدیم  می‌توان ناخالصی‌های موجود در نمونه را تا کمتر از 5 درصد کاهش داد. از بین دو روش ارائه شده روش ته‎نشینی با هگزامتافسفات سدیم با توجه به کاهش مطلوب مقدار ناخالصی‌ها و قابلیت افزایش مقیاس، برای تولید نانورس مناسب است. اصلاح مونتموریلونیت خالص شده نشان داد که به‌کارگیری هگزامتافسفات سدیم در فرایند خالص‌سازی باعث افزایش فاصله بین لایه‌ای در نمونه اصلاح شده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Silica Impurities Removal on Bentonite Sample for Nanoclay Production

نویسندگان [English]

  • Hasan Sedighi 1
  • Mehdi Iran Nejad 2
  • Mahdi GHarabaghi 3
1 Department of Mining Eng., Tehran University, Tehran, Iran
2 Department of Mining Eng., Tehran University, Tehran, Iran
3 Department of Mining Eng., Tehran University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Removal of silica impurities on Reshm bentonite sample of Semnan province in Iran was investigated .
Two processes of hydrocyclone and sedimentation treatment with sodium hexametaphosphate were used aiming for nanoclay production. Mineralogical studies indicated that the treated sample was a low grade Na-bentonite. The dominant impurities were cristobalite and quartz with low amounts of feldspar, gypsum, dolomite, calcite and zeolite. The Purification of the sample was processed by two methods of hydrocyclone and sedimentation treatment with sodium hexametaphosphate as depressant. The purified product was intercalated with octadecylamine. The evaluation of products was performed by XRD analysis. The purification results showed that hydrocyclone process failed to produce a purified montmorillonite product suitable for nanoclay application. Using sedimentation treatment with sodium hexametaphosphate as a depressant, a product with impurities of less than 5 percent, suitable for nanocaly application, can be produced. Intercalation of purified montmorillonite by octadecylamine showed that the application of sodium hexametaphosphate increase the basal spacing up to 36 °A.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Montmorillonite
  • Nanoclay
  • Hydrocyclone
  • Sodium Hexametaphosphate
  • Intercalation
  • octadecylamine

مراجع

[1] حجازی، مجتبی و قربانی، منصور، زمین شناسی ایران، بنتونیت و زئولیت، انتشارات سازمان زمین شناسی ایران 1373
[2] صدیقی، حسن، " بررسی قابلیت تهیه و تولید نانورس از بنتونیت رشم- هفت خوان سمنان" پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر 1387
[3]De Paiva, L. B.; Morales, A. R.; Valenzuela Dias, F. R.; “Organoclays: Properties, preparation and applications”, Applied Clay Science, vol. 42, pp. 8-24, 2008.
[4]Hasan, M. S.; Abdel-Khalek, N. A.; “Beneficiation and applications of an Egyptian bentonite”, Applied Clay Science, 13(2), pp. 99-115. , 1998.
[5]Murray, H.H.; “Applied clay mineralogy: Occurrences, Processing and Applications of Kaolins, Bentonites, palygorskite-sepiolite, and common clays”, Clays and Clay Minerals, vol. 55, pp. 644-645, 2007.
[6]Clarey, M.; Edwards, J.; Tsipursky, S.J.; Beall, G.W.; Eisenhour, D.D.; Amcol Intl, US Pat., 6050509, 2000.
[7]Sedighi, H.; Irannajad, M.; Alinia, F.; “Reshm bentonite beneficiation for nanoclay application”, 2nd international congress on nanoscience & nanotechnology, 28-30 October, university of Tabriz, Tabriz, Iran, 2008.
[8]Lars, A.; “Cation exchange and adsorption on clays and clay minerals”; Dissertation, Submitted for the degree “Dr. rer. nat.” of the faculty of mathematics and natural sciences, Christian-Albrechts Universität, 2003.
[9]P. Schick, U.S. Patent 19375669, July2, 1973.
[10]Perez-Santano, A.; Trujillano, R.; Belver, C.; Gil, A.; Vicente, M.A.; “Effect of the intercalation condition of montmorilonite with octadecylamine”, Journal of Colloid and Interface Science, vol. 284, p.p. 239-244, 2005.
[11]Chang, Y.W.; Yang, Y.; Ryu, S.; Nah, Ch.; “Preparation and Properties of EPDM/organomontmorillonite hybrid nanocomposites”, Polymer International, Wiley, Vol. 51, PP. 319-324., 2002.
[12]Bujdak, J.; Slosiarikova, H.; “The reaction of montmorillonite with octadecylamine in solid and melted state”, Applied Clay Science, Elsevier, vol. 7(4), p.p. 263-269, 1992.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار