بررسی تغییرات ساختاری بنتونیت قره ناز در اثر فعال سازی اسیدی در جهت تولید خاک رنگبر

نویسندگان

1 پژوهشگاه مواد و انرژی

2 دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

بنتونیت قره ناز استان زنجان حاوی مونت موریلونیت به عنوان اصلی­ترین کانی و کلسیم به عنوان اصلی­ترین کاتیون تعویض­پذیر است. در این کار پژوهشی تغییرات ساختاری این بنتونیت در اثر فعال سازی اسیدی با آنالیز شیمیایی ICP-AES و آنالیز فازیXRD مورد بررسی قرار گرفته است. آنالیز شیمیایی نشان داد که کاتیونهای تعویض­پذیر مثل K+، Na+ ، و +2Ca در غلظتهای پایین حل شده در حالیکه خروج کاتیونهای +3Al، +2Fe و 2+Mg به غلظت اسید وابسته است. در غلظتهای 3 تا 5  نرمال، این تغییرات ثابت مانده و ورای غلظت 5 نرمال، روند افزایشی دوباره در خروج کاتیونهای هشت وجهی، مشاهده شد. الگوهای XRD نمونه­های فعال شده نشان داد که: 1) فاز کلسیت در بهنجاریهای پایین اسید حذف شده است 2) سولفات کلسیم (ژیپس) ایجاد شده است 3) کاهش نسبی نیز در شدت قله (001) مربوط به فاز مونت موریلونیت در اثر فعال سازی اسیدی که ناشی از انحلال تدریجی کاتیونهای لایه هشت وجهی و تخریب جزئی آن است مشاهده شد. به­ منظور به دست آوردن تغییرات ساختاری بهینه، نمونه­های فعال شده در رنگبری روغن خوراکی استفاده شدند. نتایج نشان داد که نمونه فعال شده در 3 نرمال برای فرایند رنگبری مناسبترین است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study on the structural changes occurred during the acid activation of Gharenaz bentonite as bleaching earth

چکیده [English]

Gharenaz bentonite contains montmorillonite as the major mineral constituent and Ca as the major exchangeable cation. In the present study, the structural changes occurred in the course of acid activation of this bentonite was investigated by chemical analysis using  ICP-AES and phase analysis using XRD methods. Chemical analysis showed that most of the exchangeable cations i.e. K+, Na+ and Ca2+, can be dissolved at low acid concentration whereas the dissolution of the octahedral layer cations, i.e. Mg2+, Fe2+ and Al3+, depends on the acid concentration. The acid treatment experiments on Gharenaz bentonite by sulfuric acid showed that removal of octahedral cations increases as the acid concentration raises up to 3 normal after which, it remains almost constant. However a further increase in the dissolution of these cations was observed at the acid concentrations more than 5 normal. XRD analysis of the activated samples indicated, i) the elimination of calcite mineral even at low acid concentration. ii) the formation of calcium sulfate (gypsum) and iii) decrease in the intensity of (001) peak of montmorillonite during the activation process, due to the partial destruction of the octahedral layers. In order to evaluate the optimum structural changes, the activated samples was used in bleaching of an edible oil. The results showed that the bentonite activated at 3 normal is most efficient in the bleaching process.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bentonite
  • montmorillonite
  • acid activation
  • structural changes
[1] R. E. Grim., “Clay mineralogy”, McGraw-Hill. New York, 2nd. Edn

[2] R. Francisco, R. V., “Studies on the acid activation of brazilian smectite Quim”, Nova, 2001, 24, 345-353

[3] Siti, “Ceramic Technology”, Vol.1: Raw Materials. Siti Ceramic Rrsearch Center, Italy, 1994

[4] Javanovic N., Javanovic J., “Pore structure and adsorption properties of an acid activated bentonite ”, Applied Clay Science, 6, 1991, PP. 59-68

[5] E. Gonzalez-Paradas, M. Villafrance-Sanchez E., Rey- Bueno F., Valverde-Garsia A., Gracia-Rodriguez A., “Evolution of surface properties in bentonite as afunction of acid and heat treatments”, J. Chem. Tech. Biotechnol., 52, 1991, PP.211-218.

[6] Pesequera C., et.al., “Passivation of amontmorillonite by the silica created by acid activation”, J. Mater. Chem., 2,(9), 1992. PP. 907-911.

[7] W. E. Worral, "Clays: Their Nature , Origin and General Properties".

[8] W. Ryan., Properties of Ceramic Raw Materials, 1978.

[9] E.Gonzalez-Paradas, M.Villafrance-Sanchez., J. Tech. Biotechnol. 1993, 57, 213-216

[10] اطلاعات آزمایشگاه کنترل کیفیت، شرکت کشت و توسعه دانه‌های روغنی تهران.