تعیین درصد مینرالهای موجود در ماده اولیه با استفاده از آنالیز شیمیایی

تعیین درصد مینرالهای موجود در ماده اولیه با استفاده از آنالیز شیمیایی

اگرچه تنها از روی محاسبات نمی توان به طور مطلق نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی مواد اولیه را به آنالیز تبدیل کرد اما تخمین نسبی آنالیز مینرالی از روی شیمیایی یکی از روشهایی است که مدتها در ارزیابی خاکهای مصرفی از آن استفاده می شده است . به یاد داشته باشید که به منظور تعیین کمی و کیفی مینرالهای موجود در یک خاک تنها روشهای دستگاهی و میکروسکوپی از دقت و اعتبار کافی برخوردارند متداولترین این روشها استفاده از پراش اشعه ایکس است .

علی رغم آنچه که گفته شد در این قسمت با روشهای محاسباتی آشنا می شویم که در گذشته با دقت قابل قبولی نیازهای استفاده کنندگان از آنها را در تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالی برطرف کرده است .

همانطور که می دانید معمولا آنالیز شیمیایی مواد را بر حسب درصد  وزنی اکسیدهای تشکیل دهنده آنها بیان می کنند . با توجه به اینکه در یک ماده رسی این اجزای اکسیدی به شکل منفرد وجود ندارند از این رو دانستن ترکیب مینوالوژیکی آن از اهمیت خاصی برخوردار است . مینرالهای اصلی تشکیل دهندهخاکهای رسی معمولا عبارتند از : مواد رسی ، فلدسپات ، میکا و کوارتز . با استفاده از یک سری محاسبات ساده و ...

با توجه به مقادیر آنالیز شیمیایی می توانیم آنالیز مینرالی تقریبی خاک مورد نظر خود را تعیین کنیم . حال به مراحل و چگونگی این روش می پردازیم . با توجه به اینکه در آنالیز شیمیایی این خاک اسید قلیایی وجود ندارد پس می توان تمامAL2O3 موجود را به حضور مینرال کائولینیت در خاک نسبت دهیم .

محاسبه آنالیز مینرالی خاک رس بر مبنای میکا : بعد از گذشت مدت طولانی از استفاده از روش محاسباتی بر مبنای فلدسپات ، مطالعات انجام شده با استفاده از روش پراش اشعه ایکس، این ایده را مطرح ساخت که قلیاییهای موجود معمولا ناشی از وجود میکا هستند . این ایده باعث شد که استفاده کنندگان روش محاسباتی تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالهای خاکهای رسی ، مبنای محاسبات خود را بر میکا استوار سازند . تمامی محاسبات انجام شده در این مورد مشابه روش ذکر شده در قسمت قبل است و تنها تفاوت ارتباط  دادن قلیاییها به میکا به جای فلدسپات است .

مثال : با در نظر گرفتن آنالیز شیمیایی موجود در جدول مینرالهای موجود در این خاک را محاسبه کنید .

نوع اکسید

SIO2

Al2o3

Fe2o3

Tio2

mgo

CaO

Na2o

K2o

افت حرارتی

درصد وزنی اکسید

 

3/61

 

2/20

 

4/3

 

20/0

 

24/0

 

1

 

05/1

 

35/2

 

9/10

 

حل : برای شروع محاسبات K2O موجود در آنالیز شیمیایی را ناشی از میکا پتاسیم و Na2o را ناشی از میکا سدیم در نظر می گیریم .

                         (میکا پتاسیم)

94                                                     796

35/2                                                   X

حال مقدار  موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم .

                  

  102*3)                               796

X1                                          9/19

(مقدار  موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم)  

اکنون مقدار Sio2 موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم :

                 

(1/60*6)                             796

X2                                      9/19

(مقدار Sio2 موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم )    

حال وقت آن رسیده است تا مقدار میکاسدیم را محاسبه کنیم .

             (میکا سدیم)

4/51                                         754

05/1                                           y

40/15 = y (مقدار میکا سدیم ناشی از 5/10 درصد (

اکنون به ترتیب مقادیر  و  موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم را محاسبه می کنیم :

          

(102*3)                             754

Y1                                     40/15

( مقدار Al2O3 موجود در میکا سدیم )

در اینجا مجموع Al2O3 موجود در میکا پتاسیم و میکا سدیم را محاسبه می کنیم .

90/13 = 25/6 + 65/7

مقدار Al2O3 باقیمانده آنرا می توان به کائولینیت ارتباط داد برابر خواهد بود با : 30/6 = 90/13 (مجموع Al2O3  موجود در میکا سدیم و پتاسیم ) – 20/20 (Al2O3  کل) بنابراین مقدار کائولینیت موجود در خاک برابر خواهد بود با :

            

102                           258

30/6                           Z

 (مقدار کائولینیت موجود در خاک)

مقدار Sio2 موجود در 93/15 قسمت کائولینیت برابر خواهد بود با :

            

2/120                     258

Z1                          93/15

  (مقدار SIO2 موجود در کائولینیت)

حال مقدار SiO2 موجود در هر یک از مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت را با هم جمع می کنیم . با کم کردن عدد حاصله از SiO2 کل مقدار مینرال کوارتز حاصل خواهد شد :

51/37 (کوارتز) = (42/7+36/7+10/9) – 30/61 (SiO2 کل )

اکنون افت حرارتی حاصل از خروج آب ملکولی مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت موجود در خاک را محاسبه می کنیم .

                

(18*2)                        754

Y3                            40/15

(آب مولکولی موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم)

             

(18*2)                     258

Z2                            93/15

   (آب ملکولی موجود در 93/15 قسمت کائولینیت)

85/3 = 22/2 + 73/0 +90/0 = افت حرارتی ناشی از خروج آب ملکولی سه مینرال

بنابراین افت حرارتی ناشی از وجود مواد آلی ، CO2 و غیره برابر خواهد بود با :

05/7 = (22/2 + 73/0 + 9/0)- 90/10 (کل مواد فرار در آنالیز شیمیایی )

در نتیجه آنالیز مینرالی محاسبه شده به صورت جدول خواهد بود .

در قسمت های قبل گفتیم که اگر مقدار Na2o موجود در ماده اولیه نسبت به K2O کوچک و قابل صرف نظر کردن باشد مجموع مقادیر Na2O ، K2O را به عنوان فلدسپات پتاسیم در نظر می گیریم . در صورتی که مقدار و نسبت این دو قلیایی به این صورت نباشد باید Na2O را جداگانه به فلدسپات سدیم تبدیل کنیم .

 

                      منبع:محاسبات سرامیک

فیروز رضائی ; ۱٠:٠٧ ‎ق.ظ ; ۱۳٩۱/٢/٢۳