بررسي اثر ميكروويو بر روي ويژگي هاي فيزيكوشيميايي سطح ايلمنيت

Effect of Microwave Irradiation on Physicochemical Properties of Ilmenite Surface

در این پژوهش از انرژی میكروویو برای اصلاح ویژگ ی­های فیزیكوشیمیایی سطح ایلمنیت و بهبود قابلیت شناورسازی آن استفاده شد. نتیجه­ های آنالیز XPS نشان داد كه پس از تابش میكروویو در اثر اكسایش Fe2+ به Fe3+ میزان یون­های Fe3+از 5/48 درصد به 66 درصد افزایش یافت. در اثر این فرایند، اكسایش پتانسیل زتای سطح ایلمنیت كاهش یافت؛ به طوری­ كه نقطه ایزوالكتریك آن از 4/5pH= به 0/3pH= تغییر پیدا كرد. افزایش میزان یون­هایFe3+ در سطح، باعث افزایش میزان جذب یون ­های اولئات و در نتیجه تشكیل اولئات آهن فریك پایدار می­ شد. بیشترین مقدار جذب اولئات در 7-6pH= اتفاق افتاد كه در اثر آن زاویه تماس ایلمنیت پس از تابش میكروویو از 0/74 درجه به 8/78 درجه افزایش می ­یافت. پس از جذب اولئات پتانسیل زتا نیز برای ایلمنیت پیش و پس  از تابش به ترتیب 3/66- و 1/78- میلی­ ولت به دست آمد. بنابراین تغییر ویژگی­ های فیزیكوشیمیایی صورت گرفته پس از تابش میكروویو در سطح ایلمنیت منجر به افزایش آب‌ گریزی و سرانجام افزایش قابلیت شناورسازی ایلمنیت در بازه­ ی گستره ­ای از pH شد.در این پژوهش از انرژی میكروویو برای اصلاح ویژگی­های فیزیكوشیمیایی سطح ایلمنیت و بهبود قابلیت شناورسازی آن استفاده شد. نتیجه­ های آنالیز XPSنشان داد كه پس از تابش میكروویو در اثر اكسایش Fe2+ به Fe3+میزان یون­های Fe3+از 5/48 درصد به 66 درصد افزایش یافت. در اثر این فرایند، اكسایش پتانسیل زتای سطح ایلمنیت كاهش یافت؛ به طوری­ كه نقطه ایزوالكتریك آن از 4/5pH= به 0/3pH= تغییر پیدا كرد. افزایش میزان یون­ هایFe3+ در سطح، باعث افزایش میزان جذب یون­های اولئات و در نتیجه تشكیل اولئات آهن فریك پایدار می ­شد. بیشترین مقدار جذب اولئات در 7-6pH= اتفاق افتاد كه در اثر آن زاویه تماس ایلمنیت پس از تابش میكروویو از 0/74 درجه به 8/78 درجه افزایش می ­یافت. پس از جذب اولئات پتانسیل زتا نیز برای ایلمنیت پیش و پس  از تابش به ترتیب 3/66- و 1/78- میلی­ ولت به دست آمد. بنابراین تغییر ویژگی­ های فیزیكوشیمیایی صورت گرفته پس از تابش میكروویو در سطح ایلمنیت منجر به افزایش آب‌گریزی و سرانجام افزایش قابلیت شناورسازی ایلمنیت در بازه­ی گستره ­ای از pH شد.

In this research, the microwave energy was used to modify the physicochemical properties of ilmenite surface for improvement of ilmenite floatability. The XPS analysis showed that microwave irradiation oxidizes the Fe2+ ions to Fe3+ ones; and the relative content of Fe3+ on the surface of ilmenite increases from 48.5% to 66%. This oxidation process decreases the ilmenite zeta potential; as its PZC (Point of Zero Charge) was changed from pH=5.4 to pH=3.0. The increase of Fe3+ ions increases the chemisorption of oleate ions on the surface of ilmenite; and results in the formation of more insoluble ferric iron oleate. The maximum adsorption of oleate ions occurs at a pH range of 6-7. After microwave irradiation the measured contact angle of ilmenite increases from 91 to 96 degrees. After oleate adsorption, the surface zeta potential of non-irradiated and irradiated ilmenite is obtained -66.3 mV and -78.1 mV, respectively. Thus, the changes in the physicochemical properties of ilmenite occurred by microwave irradiation improves the hydrophobicity and floatability of ilmenite in a wide pH range.