مطالعات XRD كمي و ميكروسكوپي نمونه‌هاي كائولينيت سميرم به منظور بررسي امكان كاهش آهن در محصول نهايي

The quantitative XRD and Microscopic studies of Semirom Kaolinite for Iron Reduction Possibility Purpose

ماده معدني در معدن خاك نسوز سميرم، كائولينيت همراه با اكسيد و هيدرواكسيدهاي آهن )هماتيت و گوتيت( است. وجود آهن از كيفيت شاموت توليدي مي كاهد، لذا بررسي دقيق كاني شناسي كمي و ميكروسكوپي، به منظور بررسي امكان كاهش ميزان آهن در محصول نهايي ضروري است. بررسي كانيشناسي كمي خوراك اين معدن به روش XRD با استفاده از روش كاليبراسيون داخلي نشان داد مقادير ناچيزي كوارتز %( 9 / 4 - 8 / 0 (، مقادير كم تا متوسط كانيهاي آهندار شامل هماتيت ) %5 / 30-0 / 9 (، گوتيت ) %1 / 25-9 / 4 ( و انواع كانيهاي رسي به ميزان نسبتاً زياد از قبيل كائولينيت ) %5 / 58-8 / 12 (، مونتموريلونيت ) %9 / 8-2 / 4 (، رس مخلوطلايه از نوع كائولينيت مونتموريلونيت ) - %0 / 23-7 / 5 ( در نمونه وجود دارد. مطالعات ميكروسكوپ الكتروني نمونه خوراك كارخانه نشان داد اندازه كانيهاي رسي از حداقل 5 / 210 نانومتر تا حداكثر 6 / 631 نانومتر تغيير دارد و متوسط قطر ذرات كائولينيت در حدود 8 / 336 نانومتر است. تصاوير تهيه شده با ميكروسكوپ الكتروني (SEM) ، دال بر درگيري شديد رسها با اكسيد و هيدرواكسيدهاي آهن در ابعاد نانومتري است. در مطالعات تيغه نازك و مقاطع صيقلي وجود هماتيت، گوتيت درگير با كانيهاي رسي تاييد شد. در مطالعه ميدانهاي مختلف، گوتيت معمولاً در حاشيه دانههاي هماتيت ديده شد. هماتيت به مقدار زياد و به صورت دو نسل درشت و ريزدانه در كنار هماتيتهاي رگچهاي در گوتيت ديده شد. از لحاظ ابعادي هماتيت موجود به دو شكل در نمونه وجود دارد: نسل درشت دانه كه ابعاد متغير از 50 ميكرومتر تا 1 ميليمتر را شامل ميباشند و نسل ريزدانه با ابعادي در حدود 1 ميكرومتر الي 5 ميكرومتر. نسبت هماتيت ريز دانه و درشت دانه به كل كانيهاي اپك موجود در نمونه به ترتيب 3 - 2 % و 98 - 97 % حجمي ميباشد. آغشتگي شديد رسها به هيدروكسيد آهن ريزدانه در نمونه مشاهده شد. به نظر مي رسد با خردايش نمونه در ابعاد ريزتر از 75 ميكرومتر از ميزان و شدت درگيريهاي كاني هاي آهن دار با كائولينيت كاسته شود.

The valuable mineral in the Semirom fire clay mine is kaolinite, associated with the iron oxide and hydroxide (hematite and goethite). The iron presence reduces the chamotte quality. Thus, the precise investigation on the quantitative mineralogy and microscopic studies are necessary for the iron reduction possibility purpose in the final product. The quantitative XRD mineralogy study of various feed samples, based on internal calibration method showed that there are minor amounts of quartz (0.8-4.9%), minor to moderate amounts of iron rich minerals such as hematite (9.0-30.5%), goethite (4.9-25.1%), and clay minerals as major minerals such as kaolinite (12.8-58.5%), montmorillonite (4.2-8.9%), mixed layered clay minerals of kaolinite-montmorillonite type (5.7-23.0%). The electron microscope studies of feed samples showed that the sizes of clay minerals vary from a minimum of 210.5 nm to a maximum of 631.6 nm. The average diameter of kaolinite is 336.8 nm. The SEM photos showed the clay minerals are heavily locked into the iron oxide and hydroxide in the size of nanometer scale. The presence of hematite and goethite is confirmed in the thin and polished sections studies. The goethite is seen in the margin of hematite grains in the study of different optical fields. The hematite is the most frequent metallic mineral and is seen in the form of two generations of fine and large grains, in the margin of hematite veins in the goethite. As it was mentioned the hematite sizes are different: fine grains (1-5 micrometers), and large grains (50 micrometer to 1 millimeter). The ratio of fine to the large grains hematite and the total hematite to the opaque minerals are 2-3 and 97-98 volume percent. The stained clays to the iron oxide and hydroxides are observed in the sample. It seems that the grinding into less than 75 micrometers can significantly reduce the type and the number of locking between kaolinite and iron minerals.