Выщелачивать Утюга Мексиканской Глины Промышленного Интереса Щавелевой Кислотой

В обрабатывать керамических статьей, самые важные параметры влияя на качество конечных продуктов внесение argillaceous минералов и их специфические характеристики (состав и очищенность).

В зависимости от атмосферических и геологохимических условий низложения, так же, как степени изменения глины, оно может содержать некоторую минеральную концентрацию как: гематит, illmenite, пирит, магнетит, хромит, Etc. Эти минералы обыкновенно внести вклад в элементы как Fe, Cr, Mn, Ti и Ni, которые имеют характеристику для того чтобы пигментировать продукт нежелательно [1, 2]. Сырья с концентрацией железной окалины 0,5 до 3% уменьшите белизну минеральной, давая ему коричневый цвет - желтых колоритов и ограничивать свою пользу в керамической промышленности [2]. Некоторые исследователя начинали различные физические и химические методы (и более недавно микробиологическо) с целью извлекать железный настоящий момент утюга как окись или ая водой окись в глине. Те методы могут увеличить белизну в конечных продуктах [3-5]. Польза органических кислот один из самых эффективных методов для забеливать каолина. Cameselle et al. [3] нашли что для растворять mol утюга 3 массы щавелевой кислоты необходимы для каолина изученного ими. С этим отношением они определили формулу комплекса сформированного щавелевой кислотой и утюгом в разрешении:

3CO₂₄^2- + Fe³⁺ [Fe (CO₂₄)₃]^3-

Недавние исследования фокусировали главным образом на изучении извлечения утюга от каолина, компонент которого главным образом каолинит. В этой работе был принят метод удаления утюга щавелевой кислотой в образце глины. В этой цели, опытная конструкция была унесена используя Факториальную Конструкцию 2, где k число факторов [6]. Рассматриваемые факторы являются следующими: концентрация щавелевой кислоты, времени и температуры, конструкцией 2.

Образец глины используемый в этой работе приходит от залеми расположенной в Юге Мексики, и был обеспечен местный компанией. Эта глина не имеет никакое должное коммерческого интереса к высокому содержанию утюга присутствующему в ей (4,2%) и своем низком индексе белизны (L = 71).

Химическая и минеральная характеризация была сделана флуоресцированием Рентгеновского Снимка (XRF) и огибанием Рентгеновского Снимка (XRD), соответственно. Филировать глины было унесен используя стан фарфора с шариками глинозема. Под нашими условиями, филировать было сделан до тех пор пока глина не будет 85% под сеткой 325 (~40µm).

Симплексный метод был использован для оптимизировать выщелачивая условия. Матрица этой конструкции перечислена в Таблице 1. Начальные условия обработки были выбраны на основании оптимальных результатов для каолина найденного в справках [2-5].

Матрица Таблицы 1. опытной конструкции на 3 фактора 2.³

A = Щавелевая кислота

B = Время

C = Температура

Выщелачивая эксперименты были унесены используя склянки 250 mL с смесью 10 g из глины и 100 mL щавелевой кислоты. Склянки были помещены на плитах топления с постоянн взволнованием (870 rpm). Количество выщелоченного утюга после этой процедуры было определено спектроскопией атомной абсорбциы. Также, начальный цвет образца был определен в каждое одном из твердых тел полученных фильтрацией. Для измерений белизны, образцы были жарой - обработанной на 1000°C на 30 минут. После этой процедуры, индекс белизны был решительно до Цвет 7000A Глаза цветометра GretagMcBeth.

Глина состоит из кальцита, кварца, альбита и мусковита. Утюг присутствовал как аморфная фаза и окисоводоподы, согласно результатам представленным компанией которая обеспечила глину. В Таблице 2 XRF анализ глины перечислен.

Анализ Таблицы 2. XRF глины.

*950° C

Глина под термической обработкой 1000°C на 30 минут показала коричнев-рыжеватый колорит и индекс белизны (L) 71.

После Того Как наблюдался что в периоде 2 до 3 дней сформирован преципитат коричнев-цвета и умалил выщелачивая процесс оно интенсивность в цвете выщелачивая разрешения содержа растворенный утюг. Железный утюг скреплен до 3 иона оксалата одним из ионов кислорода в каждое одной из этих кисловочных групп. Этот комплекс представляет желтый цвет, который соглашается при ликеры полученные после обработок с глиной [4].

Таблица 3 перечисляет результаты первого симплекса на факториальная конструкция 2.³ Большое количество выщелоченного утюга было 30%, соответствие к низкой концентрации, но с более высокими условиями времени и температуры. Этот результат предлагает что как раз концентрация щавелевой кислоты в действительности не влияет на реакцию удаления утюга. Концентрация и время Сочетание из имеют более тяжелое влияние в удалении утюга, производя более высокие индексы. Это наблюдается ясно в Таблице 4. По Возможности это смогло быть должно к низкой реакции кинетической, в которой не только концентрация вида принимает участие, но также приурочивает (и температура).

Результаты первого симплекса факториальной конструкции 2.³

A = Щавелевая кислота

B = Время

C = Температура

Определение влияний и взаимодействий между факторами.

A = Щавелевая кислота

B = Время

C = Температура

Влияние A-0.47

Влияние B12.99

Влияние C7.67

Влияние взаимодействий

Влияние AB0.84

Влияние AC0.09

Влияние BC-0.51

ABC -3,05 Влияния

Согласно результатам представленным в Таблице 4, время фактор который влияет на больше на удалении утюга, в виду того что оно имеет самый высокий индекс в удалении утюга. Для кисловочных влияний концентрации и температуры, результат отрицательный и положительный соответственно. Это показывает возможность для того чтобы получить более лучшие результаты используя более низкую кисловочную концентрацию и более высокие условия температуры [7]. Однако, сочетание из эти 3 фактора необходимо, как наблюдали в верхних значениях полученных в Таблице 4.

Как Только определенные самые лучшие и более плохие реакции в удалении приводят к, оно было придено для того чтобы продолжать с вторым последовательным симплексом. Потому Что более плохая реакция удаление 5% в эксперименте 2 (Таблица 4), последовательный симплекс заменяет те условия с добавлением нового Но. 9 эксперимента, как перечислено в Таблицей 5.

Определение Таблицы 5. влияний и взаимодействий между факторами.

A = Щавелевая кислота (G/L)

B = Время (h)

C = Температура (° C)

Как наблюдали в эксперименте 9, концентрация щавелевой кислоты понижена до 86 G/L. Также, условия времени и температура были изменены до 5,4 h и 84° C, соответственно. Эти изменения были очень благоприятны в результате удаления, в виду того что он увеличил до 44%.

Потому Что этот эксперимент показал значительно более лучшую реакцию сравненную к предыдущим одним, эксперименты с более плохими результатами заменены другими согласно третьему последовательному симплексу. Новые эксперименты были унесены учитывая результаты эксперимента 9, совместили с замечаниями в Таблице 4 и перечислены в Таблице 5.

Применение этого нового симплекса двинуло конструкцию к отрицательным зонам далеко как концентрацию щавелевой кислоты, которая не имеет чувство в нашем изучении. Должно к этому, только были сделаны эксперименты с положительными значениями концентрации, тогда как другим приняли равную до нул. Эти результаты показывают что концентрация влияет на степень удаления утюга. Этим можно наблюдать ясно в Диаграмме 1. Также, наблюдалось что время и температура не имеют никакое влияние увеличивая их значения за теми предложенные в эксперименте 9, как наблюдали в Диаграммах 2 и 3.

Диаграмма 1.

Диаграмма 2. Влияние времени на удалении утюга в в-третьих симплексе.

Диаграмма 3. Влияние температуры на удалении утюга в в-третьих симплексе.

С коррекцией нашей предыдущей конструкции при новый симплекс учитывая самые последние результаты, были заменены эксперименты 10 до 16. Новые эксперименты и их условия перечислены в Таблице 6. Новый симплекс возвратил нас к зонам подобным к первое одному, но достижению значительно более высоких индексов удаления утюга.

Результаты Таблицы 6. четвертого симплекса факториальной конструкции 2.³

A = Щавелевая кислота (G/L)

B = Время (h)

C = Температура (° C)

Согласно этим результатам, мы можем увидеть что самые лучшие условия системы помещены в зонах высоких концентрации щавелевой кислоты и температуры (Таблицы 7). Дополнительно, в Диаграммах 4, 5 и 6 результаты степени удаления утюга против изменения в концентрации, времени и температуре щавелевой кислоты, соответственно.

Определение Таблицы 7. влияний между факторами.

A = Щавелевая кислота (G/L)

B = Время (h)

C = Температура (° C)

Произведите Эффект A 4,50

Произведите Эффект B 1,00

Произведите Эффект C 3,50

По Мере Того Как мы видели, самая высокая концентрация утюга растворила в быть в зависимости от каждого опыта используемую концентрацию щавелевой кислоты и свое взаимодействие с временем и температурой. В настоящее время значительное удаление утюга достигалось под нашими условиями, зная что глина имеет высокую концентрацию утюга.

В конце каждой обработки желтый цвет, щавелевая кислота - проутюживите растворение и была получена глина с высокой степенью белизны (L=81). Обработка с более низкой концентрацией щавелевой кислоты уменьшает пропорционально количество растворенного утюга. Будущая характеризация глины SEM поможет нам понять путь в котором утюг размещан в структуре глины, поэтому применение нового симплекса вероятно примет нас к другим зонам с более лучшими условиями для удаления утюга.

Мы благодарим CONACyT для своей финансовой поддержки с Но. 171120 Ref стипендии, и также Факультет Химических Наук для своих помощи и пользы лабораторий.

1. R. Galindo, «cerámicos revestimientos en Ла fabricación de pavimentos y vidriados Макаронных Изделий y», FAENZA EDITRICE IBÉRICA, S.L. España, (1994) 251.

2. L. Toro, A.M. Marabini, B. Paponetti и B. Passariello, «Proceso согласно с del ferro da concentrati di caolino rimozione Ла, industriale di materiali altri ed quarzo interese», Итальянское Но. 217070 A/90 Патента. (1990).

3. C. Cameselle, M.J. Núñez и J.M. Lema, «Выщелачивать Железных Окалин Каолина с Органическими Кислотами», J. Chem. Техник. Biotechnol., 70 (1997) 349-354.

4. C. Cameselle, M.J. Núñez и J.M. Lema, «Aspergillus niger жулика Bioblanqueo de caolines. Afinidad», Tomo LV, Номер 478. 1998.

5. V.R. Ambikadevi и M. Lalithambika, «Влияние органических кислот на железном удалении утюга от утюга - запятнанного каолинита», Прикладная Наука Глины, 16 (2000) 133-145.

6. D. Монтгомери, «Diseño и análisis de experimentos», Limusa-Wiley, 2-ой Ed., (2004) 686.

      N. Treviño, «Estrategias de optimación, Ручн de Laboratorio de Química Orgánica IV», Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autonoma de Nuevo Леон (UANL), (2003).