HETEROMORPHIC HEMATITE PIGMENTS FRO

HETEROMORPHIC HEMATITE PIGMENTS FROM STEEL SCRAP ENCAPSULATED IN AMORPHOUS SILICA OBTAINED FROM RICE HUSK

V. P. DELLA (IFES) ; J. A. JUNKES (UFSC) ; A. P. N. OLIVEIRA (UFSC) ; L. B. CALIMAN (IFES) ; D. HOTZA (UFSC)
Abstract
The aim of this study was to investigate the possibility of recycling steel scrap and rice husk as alternative raw materials for the synthesis of an encapsulated pigment based on iron oxide and silica for application in the ceramic industry. For the pigment synthesis, the following compositions were defined: 5, 10 and 15 wt% of cromophorous powder (95, 90 and 85 wt% of amorphous silica), which were homogenized and calcinated from 1050 to 1150ºC for 2 h. The pigments showed stability after firing, turning into cream and light pink colors with different saturations according to the added percentage and inherent amount of cromophorous material for each composition.
Keywords:heteromorphic pigments, rice husk, steel scrap
1. Introduction
Pigments are used in the production of ceramic floor and wall ceramic tiles, either in glaze preparation or in porcelainized stoneware bodies, giving decorative and esthetical properties to the tiles, giving them an enjoyable look and frequently masking their defects [1]. Researches about heteromorphic pigments, also known as encapsulated or occlusion pigments, have been one of the most promising areas on the ceramic pigment field [2, 3]. This technique consists in encapsuling the chromophorous ion inside a ceramic matrix, highly stable both chemically and thermally, which will protect it from the attack of the components from the medium where it may be dispersed. The encapsulation takes place by sintering the matrix surrounding the chromophorous material [4, 5].Enviromental issues have influenced researches in order to improve the utilization of raw materials, minimizing the production of wastes and recycling them. One of the current trends is the search for alternative and less expensive raw materials. An alternative source for the production of iron oxide pigments is the use of steel scrap from plants of steel production and silica derived from the beneficiation of rice husk.In this study the silica will act as matrix and the sources of hematite, as chromophorous material. The encapsulating model needs an adequate synchronism between the crystallization and sintering of silica and the growth-nucleation of hematite [6, 7].The goal of this work is to detail the obtainment of the ceramic pigment of iron oxide III (hematite) encapsulated in silica matrix using for this alternative raw materials such as rice husk and steel scrap. The colorimetrical development will be study as well as the encapsulating percentage of the developed compositions.
2. Experimental
The experimental procedures used on the rice husk and steel scrap conversion into active silica and iron oxide III, respectively, as well as a characterization of these materials can be obtained in [8, 9].
The rice husk leaching process resulted in silica with an average particle size of 4.1 microns,approximately 98 wt% amorphous silica and specific surface area of 406.3 m2/g. The sample of steel scrap treated at 800ºC for 2 h in oxidizing atmosphere, gives origin to an iron oxide with red tonality, around 97 wt% hematite.The pigment samples were formulated varying the content of silica from 85, 90 to 95 wt% and hematite from 5,10 to 15 wt%, identified by the letter “P” followed by the hematite percentage used on the formulation.
After weighing the corresponding fraction for each oxide, the raw materials were wet-milled in acetone in a high rotation (900 rpm) Al2O3-ball mill (Gabbrielli SRL, Mill 2) for 4 h. The prepared suspensions were dried at 110ºC (Ceramic Instruments SRL) and deagglomerated for 3 min.
The dry and deagglomerated samples were calcined at 1050 and 1150ºC for 2 h in air with a heating rate of 10ºC/min. The cooling was carried out inside the oven up to environment temperature. The calcined pigments at 1050ºC were named “A” and those ones calcined at 1150ºC were named “B”. The pigments were then grinded until a granulometry under 10 microns was reached.
In this procedure, 1 ml of HCl (Fmaia, 37 vol%) concentrated was added to 20 mg of each calcined pigment, and the volume of the solution was completed to 100 ml with deionized water. The mixture was then heated during 5 min at 50ºC, filtered, and the leached solution containing the ion iron was analyzed by atomic absorption (Zeiss, AAS4).
3. Results and discussion
All the synthesized pigments presented the same crystalline phases: hematite and cristobalite, this was also observed by [10]. It is considered that the pigment corresponds to the hematite particle encapsulated in a cristobalite matrix. Leaching tests with HCl solutions were effective in evaluating the efficiency of the hematite encapsulating process in the sintered silica agglomerated due the fact that hematite is soluble in HCl and silica is not. The leached hematite percentage is proportional to the amount of iron percentage in each composition, resulting in an encapsulating efficiency between 92.2 and 98.6%.
Hematite normally develops a red tonality, but due to the small percentage used, the resulting color was a light pink. The calcined pigments at 1150ºC developed a lighter pink color with higher luminosity in comparison with those calcined at 1050ºC. As the concentration of hematite raises, the reflectance percentage decreases, so as the luminosity. The color became more dark for higher chromophorous percentages. This was expected, since the concentration raise increases the absorbed light amount. For the percentages of 10 and 15 wt% chromophorous material, the curves overlapped, indicating proximity of the tonalities obtained for both temperatures.
Microscopical techniques were used (optical and SEM) in order to verify the pigment microstructure and the occlusion process in the P15-B and P15-B-L samples. P15-B presented highest chromophorous and lowest non-encapsulated hematite percentage. It can be verified that before acid leaching, P15-B, there is non-encapsulated hematite represented by the red tonality. After leaching, P15-B-L, such agglomerates were not detected any longer. After leaching, there is only silica crystals and encapsulated crystals.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สี HETEROMORPHIC HEMATITE จากนึ้ในซิลิกาไปรับจากแกลบข้าวเศษเหล็กV. P. ลลา (IFES); เจอ. JUNKES (UFSC); A. P. N. OLIVEIRA (UFSC); L. B. CALIMAN (IFES); D. HOTZA (UFSC)บทคัดย่อจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือการ ตรวจสอบความเป็นไปได้ของการรีไซเคิลเศษเหล็กและแกลบข้าวเป็นวัตถุดิบทดแทนสำหรับการสังเคราะห์รงควัตถุที่สรุปตามเหล็กออกไซด์และซิลิกาเพื่อประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก องค์ต่อไปนี้ถูกกำหนดสำหรับสังเคราะห์รงควัตถุ : 5, 10 และ 15 wt %ผง cromophorous (95, 90 และ 85 wt %ของซิลิก้าไป), ซึ่งถูก homogenized เป็นกลุ่มและ calcinated จาก 1050 เพื่อ 1150ºC สำหรับ 2 h สีแสดงให้เห็นว่าความมั่นคงหลังจากการยิง เปลี่ยนเป็นสีชมพูอ่อน และครีมกับ saturations แตกต่างกันตามเปอร์เซ็นต์ที่เพิ่มจำนวนโดยธรรมชาติ cromophorous วัสดุสำหรับแต่ละองค์ประกอบคำสำคัญ: สี heteromorphic แกลบ เศษเหล็ก1. บทนำ สีที่ใช้ในการผลิตเซรามิกพื้นและผนังกระเบื้อง เตรียมเคลือบหรือ ในร่าง กาย porcelainized ภาชนะ ให้คุณสมบัติ esthetical และตกแต่งกระเบื้อง ให้มีลักษณะสนุกสนาน และมักจะกำบังตนบกพร่อง [1] งานวิจัยเกี่ยวกับสี heteromorphic หรือที่เรียกว่า นึ้หรือเม็ดสีที่ไม่ควรมองข้าม ได้รับหนึ่งในพื้นที่ว่าในฟิลด์ผงเซรามิก [2, 3] เทคนิคนี้ประกอบด้วยใน encapsuling ไอออน chromophorous ภายในเมทริกซ์เซรามิก สูงมั่นคงทั้งสารเคมี และแพ ซึ่งจะช่วยป้องกันจากการโจมตีของคอมโพเนนต์จากสื่อซึ่งอาจจะกระจาย Encapsulation ที่เกิดขึ้น โดยการเผาผนึกเมตริกซ์รอบวัสดุ chromophorous [4, 5]ปัญหา Enviromental มีผลงานวิจัยเพื่อปรับปรุงการใช้ประโยชน์ของวัตถุดิบ ลดการผลิตของเสีย และรีไซเคิลได้ หนึ่งในแนวโน้มปัจจุบันจะหาวัสดุวัตถุดิบอื่น และแพง แหล่งที่มาอื่นสำหรับการผลิตของเหล็กออกไซด์สีเป็นการใช้เศษเหล็กจากโรงงานผลิตเหล็กและซิลิกามาจาก beneficiation ของแกลบในการศึกษานี้ ซิลิกาจะทำหน้าที่เป็นเมตริกซ์และแหล่งมาของ hematite เป็นวัสดุ chromophorous รุ่น encapsulating ต้อง synchronism ที่เพียงพอระหว่างการตกผลึกและการเผาผนึกซิลิก้าและ nucleation เจริญเติบโตของ hematite [6, 7]เป้าหมายของงานนี้คือรายละเอียดของ obtainment ของผงเซรามิกของเหล็กออกไซด์ III (hematite) นึ้ในซิลิกาใช้เมตริกซ์นี้วัสดุวัตถุดิบอื่นเช่นแกลบและเศษเหล็ก การพัฒนา colorimetrical จะศึกษาเป็นเปอร์เซ็นต์ encapsulating ขององค์ประกอบการพัฒนา2. ทดลองขั้นตอนการทดลองใช้แกลบและเศษเหล็กแปรสภาพใช้ซิลิกาและเหล็กออกไซด์ III ตามลำดับ และคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้สามารถได้รับใน [8, 9]แกลบละลายกระบวนการให้ซิลิกาด้วยขนาดอนุภาคเฉลี่ย 4.1 microns ประมาณ 98% wt ไปซิลิก้าและบริเวณพื้นผิวของ 406.3 m2/g ตัวอย่างของรักษาที่ 800ºC สำหรับ h 2 ในบรรยากาศที่เติมออกซิเจน เศษเหล็กให้กำเนิดการมีเหล็กออกไซด์ มี tonality แดง hematite % wt ประมาณ 97ตัวอย่างผงมีสูตรแตกต่างกันของซิลิกาจาก 85, 90-95 wt %และ hematite จาก 5,10% wt 15 ระบุตัวอักษร "P" ตาม ด้วยเปอร์เซ็นต์ hematite ที่ใช้แบ่ง หลังจากชั่งเศษที่สอดคล้องกันสำหรับแต่ละออกไซด์ ดิบถูกปลายเปียกในอะซีโตนในการหมุนสูง (900 รอบต่อนาที) Al2O3-โรงงานลูกชิ้น (Gabbrielli SRL โรงงาน 2) สำหรับ 4 h บริการเตรียมที่แห้งที่ 110ºC (SRL เครื่องเซรามิก) และ deagglomerated สำหรับ 3 นาที ตัวอย่างแห้ง และ deagglomerated ถูกเผาผลิตภัณฑ์ที่ 1050 และ 1150ºC สำหรับ h 2 ในอากาศด้วยอัตราความร้อน 10ºC/min ระบายความร้อนถูกดำเนินการภายในเตาจนถึงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม สีโค้กที่ 1050ºC มีชื่อว่า "A" และคนที่เผาผลิตภัณฑ์ที่ 1150ºC มีชื่อว่า "B" สีถูกแล้ว grinded จนถึง granulometry ภายใต้ 10 micronsในขั้นตอนนี้ 1 ml ของ HCl (Fmaia, 37 vol %) เข้มข้นที่เพิ่ม 20 มก.เม็ดสีโค้กแต่ละ และระดับเสียงของโซลูชันเสร็จไป 100 ml ด้วยน้ำ deionized ส่วนผสมได้แล้วความร้อนในช่วง 5 นาทีที่ 50ºC กรอง และโซลูชัน leached ประกอบด้วยเหล็กไอออนถูกวิเคราะห์ โดยการดูดกลืนโดยอะตอม (Zeiss, AAS4)3. ผลลัพธ์ และสนทนา สีสังเคราะห์ทั้งหมดแสดงระยะผลึกเดียว: hematite และ cristobalite นี้ถูกยังตรวจสอบ ด้วย [10] เป็นพิจารณาว่า รงควัตถุที่เกี่ยวข้องกับอนุภาค hematite นึ้ในเมทริกซ์ cristobalite ทดสอบกับ HCl ละลายโซลูชั่นมีประสิทธิภาพในการประเมินประสิทธิภาพของ hematite encapsulating นส่วนเผา agglomerated ครบกำหนดข้อเท็จจริงว่า hematite เป็นละลายใน HCl และซิลิก้าไม่ใช่กระบวนการ เปอร์เซ็นต์ leached hematite เป็นสัดส่วนกับจำนวนเปอร์เซ็นต์ของเหล็กในแต่ละองค์ประกอบ เป็นผลในตัวประสิทธิภาพ encapsulating 92.2 และ 98.6%Hematite ปกติพัฒนา tonality สีแดง แต่เนื่องจากเปอร์เซ็นต์ขนาดเล็กที่ใช้ สีผลเป็นไฟสีชมพู สีโค้กที่ 1150ºC พัฒนาสีชมพูน้ำหนักเบากับความสว่างที่สูงเมื่อเปรียบเทียบกับผู้ที่เผาผลิตภัณฑ์ที่ 1050ºC เป็นความเข้มข้นของยก hematite เปอร์เซ็นต์แบบสะท้อนแสงลดลง เพื่อความสว่างที่ การกลายเป็นสีเข้มขึ้นสำหรับเปอร์เซ็นต์สูง chromophorous นี้คาดว่า เนื่องจากเพิ่มความเข้มข้นเพิ่มยอดอ่อนดูดซึม เปอร์เซ็นต์วัสดุ 15 และ 10 wt % chromophorous เส้นโค้งซ้อนกัน การแสดงของ tonalities ได้ทั้งอุณหภูมิใช้เทคนิค microscopical (ออปติคอล และ SEM) เพื่อตรวจสอบต่อโครงสร้างจุลภาคเม็ดและไม่ควรมองข้ามกระบวนการในตัวอย่าง P15 B และ P15 B L P15-B แสดงเปอร์เซ็นต์สูงสุด และต่ำสุดไม่ใช่นึ้ chromophorous hematite สามารถตรวจสอบว่า ก่อนกรดละลาย P15-B มีแสดง โดย tonality แดง hematite นึ้ไม่ได้ หลังจากละลาย P15-B-L, agglomerates ดังกล่าวไม่พบอีกต่อไป หลังจากละลาย มีผลึกซิลิกาและผลึกสรุปเท่านั้น

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

HETEROMORPHIC PIGMENTS HEMATITE จากเศษเหล็กห่อหุ้มในซิลิกาอสัณฐานได้จากแกลบV. P. DELLA (IFES); JA Junkes (UFSC); APN OLIVEIRA (UFSC); LB Caliman (IFES); D. Hotza (UFSC) บทคัดย่อจุดมุ่งหมายของการศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการรีไซเคิลเศษเหล็กและแกลบเป็นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับการสังเคราะห์เม็ดสีห่อหุ้มอยู่บนพื้นฐานของเหล็กออกไซด์และซิลิกาสำหรับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก สำหรับการสังเคราะห์เม็ดสีองค์ประกอบดังต่อไปนี้ถูกกำหนด: 5, 10 และ 15% โดยน้ำหนักของผง cromophorous (95, 90 และ 85% โดยน้ำหนักของซิลิกาอสัณฐาน) ซึ่งเป็นหดหายและ calcinated จาก 1050 เพื่อ1150ºCเป็นเวลา 2 ชั่วโมง เม็ดสีที่แสดงให้เห็นความมีเสถียรภาพหลังจากยิงกลายเป็นสีครีมและสีชมพูอ่อนที่มีความเข้มข้นแตกต่างกันตามอัตราร้อยละที่เพิ่มและปริมาณโดยธรรมชาติของวัสดุ cromophorous สำหรับแต่ละองค์ประกอบ. คำสำคัญ: สี heteromorphic แกลบเศษเหล็ก1 บทนำรงควัตถุที่ใช้ในการผลิตกระเบื้องเซรามิคปูพื้นและบุผนังกระเบื้องเซรามิกทั้งในการเตรียมความพร้อมเคลือบหรือในร่างกายของหิน porcelainized ให้คุณสมบัติของตกแต่งบ้านและ esthetical กระเบื้องทำให้พวกเขาดูสนุกและบ่อยครั้งที่กำบังข้อบกพร่องของพวกเขา [1] งานวิจัยเกี่ยวกับสี heteromorphic ที่เรียกว่าเป็นสีห่อหุ้มหรืออุดตันได้รับหนึ่งในพื้นที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดบนสนามสีเซรามิก [2, 3] เทคนิคนี้ประกอบด้วยใน encapsuling ไอออน chromophorous ภายในเมทริกซ์เซรามิกที่มีเสถียรภาพสูงทั้งทางเคมีและความร้อนซึ่งจะปกป้องมันจากการโจมตีของส่วนประกอบจากสื่อที่มันอาจจะแยกย้ายกันไป ห่อหุ้มจะเกิดขึ้นโดยการเผาเมทริกซ์รอบวัสดุ chromophorous [4, 5] ปัญหา .Enviromental มีอิทธิพลต่องานวิจัยเพื่อปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากวัตถุดิบที่ลดการผลิตของเสียและรีไซเคิลพวกเขา หนึ่งในแนวโน้มในปัจจุบันคือการค้นหาทางเลือกและราคาไม่แพงวัตถุดิบ แหล่งทางเลือกสำหรับการผลิตเม็ดสีเหล็กออกไซด์คือการใช้เศษเหล็กจากพืชการผลิตเหล็กและซิลิกาที่ได้มาจาก beneficiation ข้าว husk.In การศึกษาครั้งนี้ซิลิกาจะทำหน้าที่เป็นเมทริกซ์และแหล่งที่มาของออกไซด์, เป็นวัสดุ chromophorous รูปแบบ encapsulating ต้องการ synchronism เพียงพอระหว่างการตกผลึกและการเผาของซิลิกาและการเจริญเติบโตของนิวเคลียสออกไซด์ [6, 7] เป้าหมายของงานนี้ได้โดยง่ายคือการรายละเอียดการรับของเม็ดสีเซรามิกของเหล็กออกไซด์ III (ออกไซด์) ห่อหุ้มใน เมทริกซ์ซิลิกาที่ใช้สำหรับการนี้วัตถุดิบอื่นเช่นแกลบและเศษเหล็ก การพัฒนา colorimetrical จะศึกษาเช่นเดียวกับร้อยละ encapsulating ขององค์ประกอบการพัฒนา. 2 การทดลองขั้นตอนการทดลองใช้ในแกลบและเศษเหล็กแปลงเป็นซิลิกาที่ใช้งานและเหล็กออกไซด์ที่สามตามลำดับเช่นเดียวกับคุณสมบัติของวัสดุเหล่านี้สามารถหาได้ใน [8, 9]. แกลบกระบวนการชะล้างผลในซิลิกาด้วย ขนาดอนุภาคเฉลี่ยของ 4.1 ไมครอนประมาณ 98% โดยน้ำหนักซิลิกาอสัณฐานและมีพื้นที่ผิวที่เฉพาะเจาะจงของ 406.3 m2 / กรัม ตัวอย่างของเศษเหล็กรับการรักษาที่800ºCเป็นเวลา 2 ชั่วโมงในการออกซิไดซ์บรรยากาศให้กำเนิดเหล็กออกไซด์ที่มีความเข้มสีแดงประมาณ 97% โดยน้ำหนักตัวอย่างสี hematite.The เป็นสูตรที่แตกต่างกันเนื้อหาของซิลิกาจาก 85, 90-95% โดยน้ำหนักและ ออกไซด์จาก 5,10 ถึง 15% โดยน้ำหนักระบุตัวอักษร "P" ตามด้วยร้อยละออกไซด์ที่ใช้ในการกำหนด. หลังจากชั่งน้ำหนักส่วนที่สอดคล้องกันสำหรับแต่ละออกไซด์เป็นวัตถุดิบโม่เปียกในอะซีโตนในการหมุนสูง ( 900 รอบต่อนาที) โรงสี Al2O3 ลูก (Gabbrielli SRL, มิลล์ 2) สำหรับ 4 ชั่วโมง สนองเตรียมแห้งที่110ºC (เซรามิก Srl เครื่องดนตรี) และ deagglomerated เป็นเวลา 3 นาที. ตัวอย่างแห้งและ deagglomerated ถูกเผาที่ 1050 และ1150ºCเวลา 2 ชั่วโมงในอากาศที่มีอัตราความร้อนของ 10 องศาเซลเซียส / นาที ระบายความร้อนได้รับการดำเนินการในเตาอบขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมที่อุณหภูมิ เม็ดสีที่เผา1050ºCถูกตั้งชื่อ "A" และคนเหล่านั้นเผาที่1150ºCถูกตั้งชื่อ "B" เม็ดสีถูกแล้วบดจนเซลล์ขนาดเล็กต่ำกว่า 10 ไมครอนได้ถึง. ในขั้นตอนนี้ 1 มิลลิลิตรของ HCl (Fmaia 37% โดยปริมาตร) เข้มข้นถูกเพิ่มเข้ามาถึง 20 มิลลิกรัมของแต่ละสีเผาและปริมาณของการแก้ปัญหาเสร็จสมบูรณ์ 100 มลด้วยน้ำกลั่นปราศจากไอออน ส่วนผสมที่ถูกความร้อนจากนั้นในช่วง 5 นาทีที่50ºCกรองและการแก้ปัญหาการชะล้างที่มีเหล็กไอออนได้รับการวิเคราะห์โดยการดูดซึมของอะตอม (Zeiss, AAS4). 3 ผลและการอภิปรายทั้งหมดสีสังเคราะห์ที่นำเสนอขั้นตอนผลึกเดียวกันออกไซด์และคริสโตนี้ยังเป็นที่สังเกตโดย [10] และถือว่าเป็นเม็ดสีที่สอดคล้องกับอนุภาคออกไซด์ห่อหุ้มในเมทริกซ์คริสโต การทดสอบการชะล้างด้วยโซลูชั่น HCl มีประสิทธิภาพในการประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการออกไซด์ encapsulating ในซิลิกาเผา agglomerated เนื่องจากความจริงที่ว่าออกไซด์ละลายใน HCl และซิลิกาที่ไม่ได้เป็น ร้อยละออกไซด์ชะล้างเป็นสัดส่วนกับปริมาณของธาตุเหล็กในอัตราร้อยละแต่ละองค์ประกอบผลให้ประสิทธิภาพใน encapsulating ระหว่าง 92.2 และ 98.6%. Hematite ปกติพัฒนา tonality สีแดง แต่เนื่องจากร้อยละขนาดเล็กที่ใช้สีที่เกิดเป็นสีชมพูอ่อน เม็ดสีที่เผา1150ºCพัฒนาสีชมพูเบาที่มีความสว่างสูงกว่าเมื่อเทียบกับผู้ที่เผาที่อุณหภูมิ1050ºC ในขณะที่ความเข้มข้นของยกออกไซด์ร้อยละสะท้อนลดลงเพื่อให้เป็นความสว่าง กลายเป็นสีเข้มมากขึ้นร้อยละที่สูงขึ้น chromophorous นี้ถูกคาดว่าเนื่องจากความเข้มข้นเพิ่มขึ้นเพิ่มปริมาณแสงที่ดูดซึม ร้อยละ 10 และ 15% โดยน้ำหนักวัสดุ chromophorous โค้งซ้อนทับแสดงให้เห็นความใกล้ชิดของ tonalities ที่ได้รับสำหรับอุณหภูมิทั้งสอง. เทคนิค Microscopical ถูกนำมาใช้ (แสงและ SEM) เพื่อตรวจสอบโครงสร้างจุลภาคเม็ดสีและขั้นตอนการบดเคี้ยวใน P15- B และตัวอย่าง P15-BL P15-B นำเสนอ chromophorous สูงสุดและต่ำสุดที่ไม่ได้ห่อหุ้มร้อยละออกไซด์ มันสามารถตรวจสอบได้ว่าก่อนที่จะชะล้างกรด P15-B มีออกไซด์ที่ไม่ได้โพสต์แสดงโดย tonality สีแดง หลังจากชะล้าง, P15-BL, ก้อนดังกล่าวไม่ได้ถูกตรวจพบได้อีกต่อไป หลังจากชะล้างมีเพียงผลึกซิลิกาและคริสตัลห่อหุ้ม

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

heteromorphic แร่เหล็กสีจากเศษเหล็กห่อหุ้มในซิลิกาอสัณฐานที่ได้จากแกลบ

V . P . เดลลา ( IFES ) ; J . A . junkes ( ufsc ) ; เอ. พี. เอ็น โอลิเวียร่า ( ufsc ) ; ล. พ. caliman ( IFES ) ; D hotza ( ufsc

) บทคัดย่อจุดมุ่งหมายของการศึกษานี้คือ เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของการรีไซเคิลเศษเหล็กและแกลบเป็นวัตถุดิบทางเลือกสำหรับการสังเคราะห์การห่อหุ้มเม็ดสีจากเหล็กออกไซด์ และซิลิกา เพื่อใช้ในอุตสาหกรรมเซรามิก สำหรับสีสังเคราะห์องค์ประกอบต่อไปนี้กำหนด 5 , 10 และ 15 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักของผง cromophorous ( 95 , 90 และ 85 เปอร์เซ็นต์ ซิลิกาอสัณฐาน )ที่ถูกและจากการบด calcinated 1050 1150 º C 2 H . สีมีเสถียรภาพหลังจากที่ยิงกลายเป็นครีมและสีชมพูอ่อนกับ saturations แตกต่างกันตามการเพิ่มเปอร์เซ็นต์และปริมาณที่แท้จริงของวัสดุ cromophorous สำหรับแต่ละองค์ประกอบ
คำสำคัญ : heteromorphic สี แกลบ เศษเหล็ก
1 บทนำ
รงควัตถุที่ใช้ในการผลิตของพื้นเซรามิกและกระเบื้องผนังเซรามิคทั้งในการเตรียมเคลือบหรือในเนื้อหิน porcelainized ให้ตกแต่งและ esthetical คุณสมบัติกระเบื้องให้พวกเขาดูสนุกสนานและบ่อยกาวของข้อบกพร่อง [ 1 ] งานวิจัยเกี่ยวกับสี heteromorphic เรียกว่าสีห่อหุ้ม หรือระบบการบดเคี้ยวได้รับหนึ่งในแนวโน้มมากที่สุดพื้นที่บนสนามสีเซรามิค [ 2 , 3 ] เทคนิคนี้ประกอบด้วย encapsuling ที่ chromophorous ไอออนภายในเมทริกซ์เซรามิค มีเสถียรภาพสูง ทั้งทางเคมีและปริมาณ ซึ่งจะป้องกันจากการโจมตีของส่วนประกอบจากอาหาร ซึ่งอาจจะกระจาย .ในการใช้สถานที่ โดยการเผา เมทริกซ์รอบ chromophorous วัสดุ [ 4 , 5 ] . ปัญหาสิ่งแวดล้อม ซึ่งมีผลงานวิจัยเพื่อปรับปรุงการใช้ประโยชน์ของวัตถุดิบ การลดการผลิตของเสียและการรีไซเคิลได้ หนึ่งในแนวโน้มในปัจจุบัน คือ การค้นหาทางเลือก และแพงน้อยกว่า และวัตถุดิบแหล่งทางเลือกสำหรับการผลิตของเหล็กออกไซด์ pigments คือ การใช้เศษเหล็กจากโรงงานผลิตเหล็กและซิลิกาที่ได้จากการแต่งแร่ แกลบ ในการศึกษานี้ ซิลิก้า จะเป็นเมทริกซ์และแหล่งแร่เหล็กที่ chromophorous วัสดุการห่อหุ้มแบบต้องตรงเพียงพอระหว่างการตกผลึกและการผนึกของซิลิกาและการเจริญเติบโตของขนาดของแร่เหล็ก [ 6 , 7 ] . เป้าหมายของงานนี้ คือ รายละเอียดการ obtainment ของเม็ดเซรามิคของออกไซด์ของเหล็ก III ( Hematite ) ซิลิกาห่อหุ้มในเมทริกซ์โดยใช้วัตถุดิบทางเลือกนี้ เช่น แกลบ และเศษซากเหล็ก .การพัฒนา colorimetrical จะศึกษารวมทั้งห่อหุ้มร้อยละของการพัฒนาองค์ประกอบ .
2 ทดลอง
กระบวนการทดลองใช้แกลบและเศษเหล็กแปลงลงในซิลิกา เหล็ก ออกไซด์ ใช้งานและ 3 ตามลำดับ รวมทั้งลักษณะเฉพาะของวัสดุเหล่านี้จะหาได้ใน [ 8 , 9 ] .
แกลบโดยใช้กระบวนการทำให้ซิลิกาที่มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 4.1 ไมครอน ประมาณ 98 เปอร์เซ็นต์ ซิลิกาอสัณฐาน และพื้นที่ผิวจำเพาะ 406.3 m2 / g . ตัวอย่างของเศษเหล็กถือว่า 800 º C 2 H ในบรรยากาศออกซิไดซ์ ให้กำเนิดเป็นเหล็กออกไซด์กับโทนาลิตีสีแดง ประมาณ 97 เปอร์เซ็นต์ฮีมาไทต์จำนวนสร้าง เม็ดสี เปลี่ยนเนื้อหาซิลิกาจาก 85 ,90 ถึง 95 เปอร์เซ็นต์ แร่เหล็กจาก 5 , 10 และ 15 เปอร์เซ็นต์ ระบุตัวอักษร " P " ตามด้วยแร่เหล็กร้อยละที่ใช้ในการกำหนด
หลังจากชั่งเศษที่สอดคล้องกันสำหรับแต่ละชนิดวัตถุดิบ ข้าวสารเปียก ) ในการหมุนสูง ( 900 รอบต่อนาที ) Al2O3 Ball Mill ( gabbrielli Srl , โรงงาน 2 ) เป็นเวลา 4 ชั่วโมงเตรียมสารแขวนลอยที่อุณหภูมิ 110 องศาเซลเซียส ( ºเครื่องมือเซรามิก ฯลฯ ) และ deagglomerated 3 นาที
ตัวอย่างแห้งและ deagglomerated ถูกเผาที่ 1050 และ 1150 º C 2 H ในอากาศด้วยอัตราความร้อน 10 º C / นาที ระบายความร้อนได้ดําเนินการภายในเตาอบได้ถึงอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม เผาสี ที่ 1050 º C ที่ชื่อ " A " และคนที่เผาที่ 1150 º C ที่ชื่อ " บี "สี แล้วบดจน granulometry ภายใต้ 10 ไมครอน ได้ถึง .
ในขั้นตอนนี้ 1 มล. ของ HCl ( fmaia 37 เล่มที่ % ) เข้มข้น ได้เพิ่มเป็น 20 มก. ของแต่ละเผาสีและปริมาณของสารละลายที่เสร็จไป 100 ml กับคล้ายเนื้อเยื่อประสานน้ำ ส่วนผสมก็อุ่นในช่วง 5 นาทีที่ 50 º C , กรอง ,และการชะละลายสารละลายที่มีไอออนเหล็กโดยใช้วิธี Atomic absorption ( Zeiss aas4 , )
3 ผลและการอภิปราย
ทั้งหมดสังเคราะห์สีที่นำเสนอแบบผลึกขั้นตอน : hematite และ cristobalite ซึ่งพบว่าโดย [ 10 ] ก็ถือว่าสีตรงกับฮีมาไทต์อนุภาคที่ห่อหุ้มใน cristobalite เมทริกซ์การชะละลายด้วยกรดเกลือโซลูชั่นที่มีประสิทธิภาพในการประเมินประสิทธิภาพของกระบวนการผลิตแร่เหล็กห่อหุ้มในผงซิลิกา agglomerated เนื่องจากแร่เหล็กจะละลายในกรดไฮโดรคลอริกและซิลิกาเป็นไม่ได้ แร่เหล็กที่ถูกชะล้างค่าเป็นสัดส่วนกับปริมาณร้อยละเหล็กในแต่ละองค์ประกอบ เป็นผลในการห่อหุ้มและประสิทธิภาพระหว่างอาจ 98.6% .
แร่เหล็กปกติพัฒนา tonality สีแดง แต่เนื่องจากการร้อยละขนาดเล็กที่ใช้ ซึ่งสีเป็นสีชมพูอ่อน เผาสีที่ 1150 º C พัฒนาไฟแช็กสีชมพูกับความสว่างสูงในการเปรียบเทียบกับผู้ที่เผาที่ 1050 º C เพราะความเข้มข้นของแร่เหล็กเพิ่ม ค่าร้อยละที่ลดลง ดังนั้น เมื่อความสว่าง .สีก็เข้มมากขึ้นสำหรับ chromophorous สูงกว่าร้อยละ นี้คาดว่า เนื่องจากความเข้มข้นเพิ่มเพิ่มการดูดซึมแสงเงิน สำหรับร้อยละ 10 และ 15 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนัก chromophorous วัสดุโค้งซ้อนกัน , แสดงความใกล้ชิดของ tonalities ได้ทั้งอุณหภูมิ .
เทคนิคทางกล้องจุลทรรศน์ที่ใช้ ( แสงและ SEM ) เพื่อตรวจสอบสี โครงสร้างและกระบวนการในการ p15-b และตัวอย่าง p15-b-l . p15-b เสนอสูงสุดและต่ำสุดไม่ chromophorous เปอร์เซ็นต์ฮีมาไทต์ห่อหุ้ม . มันสามารถตรวจสอบได้ว่า ก่อนที่กรดการชะ p15-b มีแร่เหล็ก ไม่ขึ้นแสดงโดย tonality สีแดง หลังการล้าง p15-b-l , ,รวมดังกล่าวไม่พบอีกต่อไป หลังการล้าง มีแค่ผลึกซิลิกาและผลึก
3 .