21652

21652

بهينه سازي عيار سيليس و آلومينيوم در كائولن با هدف تهيه زئوليت نانو ساختار NaX

كارشناسي ارشد

شيمي‌ معدني

1393/11/28

دكتر رحمت الله رحيمي

دكتر منصور انبياء

شيمي‌

هدف اصلي اين پژوهش يافتن روش¬هايي براي استخراج سيليس از كائولن طبيعي است. به منظور بهينه سازي كائولن و تبديل آن به ماده اوليه مناسب جهت تهيه زئوليت از روش¬هاي مختلفي همچون اسيد شويي، شستشو توسط باز معدني و باز آلي استفاده شد. در روش اسيد شويي، كائولن با محلول سولفوريك اسيد(H2SO4) در غلظت¬هاي مختلف 1، 3، 5 و10 مولار در دماي ºC110 به مدت 4 ساعت رفلاكس شد. سپس به مدت 1 ساعت در ºC500 كلسينه شد. نتايج نشان مي¬دهند كه اسيدشويي تحت شرايط رفلاكس منجر به حذف3+¬Al اكتاهدرال به همراه ساير ناخالصي¬ها مي¬شود. با افزايش غلظت اسيد، ميزان كاتيون¬هاي 3+¬Al شسته شده نيز افزايش مي¬يابد. به منظور اصلاح توسط باز معدني (سديم هيدروكسيد)، كائولن بهينه شده در دماي ºC1000 به مدت 1ساعت به منظور فعالسازي سيليس موجود در كائولن، كلسينه شد. سيليس از كائولن در محيط قليايي با استفاده از غلظت¬هاي مختلف 5 ،10، 20، 30 و40 درصد وزني- وزنيw/w%) ) از سديم هيدروكسيد و زمان¬ واكنش 20 دقيقه، خارج شد. در آخر تشابه بين سيليسيم زدايي توسط باز آلي (تترا پروپيل آمونيوم هيدروكسيد) و باز معدني مطالعه و مقايسه شد. انحلال سيليس در تترا پروپيل آمونيوم هيدروكسيد نسبت به سديم هيدروكسيد بسيار كندتر بود، كه اين امر فرآيند فلز¬زدايي را قابل كنترل مي¬كند. هيدروكسيدهاي آلي، گزينش كمتري نسبت به سيليسيم دارند. يعني در مقايسه با سود، آلومينيوم بيشتري شسته مي¬شود. ويژگي¬هاي فيزيكو-شيميايي كائولن شسته شده به طرق ذكر شده، با روش¬هاي XRD،SEM و XRF مورد بررسي قرار گرفت.

1398/11/07

Optimization of silica and aluminum alloy in kaolin to synthesize nanostructured zeolite NaX

2/17/2016 12:00:00 AM

The main objective of this study was to find procedures to extract silica from natural kaolin. In order to optimize the kaolin into raw material for the preparation of zeolites, by different methods such as acid treatment, Leaching by the inorganic and organic base. In the acid treatment, kaolin was refluxed with sulphuric acid of different concentrations 1M, 3M, 5M and 10M at 110◦C for 4h followed by calcination at 500◦C for 1h. The results indicate that acid treatment under reflux conditions leads to the removal of the octahedral Al3+ cations along with other impurities. Leaching of Al3+ ions increased progressively with severity of the acid treatment. For modification with inorganic base, beneficiated kaolin clay was calcined at 1000°C for 1 hour to activate the silica content in the clay. The silica was extracted from the clay in an alkaline medium using 5, 10, 20, 30 and 40 %w/w NaOH and a contact time of 20 minutes.The amount of alumina leached by different concentrations of NaOH increased with increase in concentrations of NaOH but the solubility of the alumina in the alkaline solution was less than that of the silica at any specific contact time studied. At the end similarities between the treatment mediated by organic hydroxides and the conventional NaOH leaching comprised. Silicon dissolution in TPAOH was much slower than in NaOH, making the demetallation process highly controllable. The treatment in the organic base was less selective for silicon extraction, i.e. a higher amount of aluminum was leached to the solution compared to the NaOH treatment. Physico-chemical characteristics of leached kaolin clay were studied by XRF, XRD and SEM techniques.