Науковий вісник НГУ

Переробка хвостів збагачення баритової руди у фарфор: мікроструктура та діелектричні властивості

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Зміст №6 2023

Останнє оновлення: 02 січня 2024

Опубліковано: 30 листопада -0001

Перегляди: 889

Authors:

O.Джезаірі*, orcid.org/0009-0007-2829-8186, Лабораторія матеріаловедення та технології виробництва, Технологічний факультет, Університет Беджая, м. Беджая, Алжир, e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

A.Бузіді, orcid.org/0000-0002-4616-6896, Лабораторія електротехнічного машинобудування, Технологічний факультет, Університет Беджая, м. Беджая, Алжир

Н.Бузіді, orcid.org/0000-0002-9154-5895, Лабораторія матеріаловедення та технології виробництва, Технологічний факультет, Університет Беджая, м. Беджая, Алжир

B.Аяден, orcid.org/0009-0006-1643-6572, Лабораторія матеріаловедення та технології виробництва, Технологічний факультет, Університет Беджая, м. Беджая, Алжир

A.Бенселгуб, orcid.org/0000-0001-5891-2860, Відділ навколишнього середовища, моделювання та зміни клімату, Науково-дослідний центр з охорони довкілля, м. Аннаба, Алжир

* Автор-кореспондент e-mail: Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її.

повний текст / full article

Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu. 2023, (6): 048 - 053

https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-6/048

Abstract:

Мета. Вивчення діелектричних властивостей фарфору, отриманого із суміші піску, каоліну й польового шпату. Останній був частково замінений твердими відходами бариту (ТВБ).

Методика. Дослідження включає підготовку фарфору з використанням традиційних методів твердофазної реакції із застосуванням двох температур випалення (1200 і 1300 °C) і витримки протягом 3 годин. Тверді відходи бариту поступово добавляють до суміші в кількості 0, 10, 20 и 30 %мас., замінюючи вміст польового шпату. Проводять структурні та діелектричні діагностики для вивчення того, як заміщення ТВБ впливає на макроскопічні діелектричні властивості. Мікроструктурні спостереження виявляють різні кристалічні фази та мікропори, що впливають на властивості матеріалу. Після випалення за температури 1200 °C основні мінералогічні фази складають муліт, анортит і кварц. За температури 1300 °C наступає фаза польового шпату разом із фазами анортиту та кварцу. Виявляють технологічні характеристики створених зразків фарфору, включаючи дилатометричні властивості, об’ємну щільність і пористість.

Результати. Діелектрична діагностика, проведена в межах діапазону частоти 102–105 Герц, показує, що відносні значення діелектричної проникності збільшуються з 4,3 до 7,4 для зразків, що випалюються за температури 1200 °C, і з 5,1 до 9,9 для тих, що випалюються за температури 1300 °C, зокрема для зразків, що вміщують 10 %мас. ТВБ. Крім того, тангенс кута діелектричних втрат зменшується зі збільшенням температури випалення. Можна точно розрахувати макроскопічну діелектричну проникність фарфору, використовуючи правило змішування, що добре узгоджується з експериментальними результатами.

Наукова новизна. Оригінальним вкладом є використання 10 % мас. твердих відходів бариту з копальні Букаїд для ефективного створення екологічно чистих фарфорових ізоляторів. Дослідження демонструє потенціал ТВБ в якості часткової заміни, тим самим сприяючи екологічності у виробництві фарфорових ізоляторів.

Практична значимість. Результати даного дослідження мають практичне значення для керамічної промисловості та виробництва ізоляторів, що сприяє розумінню способів удосконалення діелектричних властивостей фарфору шляхом включення ТВБ. Цей підхід сприяє виробництву екологічно чистих ізоляторів.

Ключові слова: хвости збагачення, копальня Букаїд, відходи бариту, мікроструктура, діелектричні властивості

References.

1. Bouabdallah, S., Chaib, A., Bounouala, M., Dovbash, N., Benselhoub, A., & Bellucci, S. (2023). Recycling of siliceous by-products to reduce their impacts on the environment. Technology audit and production reserves, 2(3(70)). https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.277784.

2. Bakke, T., Klungsøyr, J., & Sanni, S. (2013). Environmental impacts of produced water and drilling waste discharges from the Norwegian offshore petroleum industry. Marine Environmental Research, 92, 154-169. https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2013.09.012.

3. Khemmoudj, K., Merabet, S., Bendadouche, H., Bouzaza, A. B., & Balla, E. L. H. (2017). Assessment of Heavy Metal pollution due to the Lead –Zinc Mine at the Ain Azel area (northeast of Algeria). Journal of environmental research and management, 8, 001-011. https://doi.org/10.18685/EJERM(8)1_EJERM-16-019.

4. Adamu, C. I., Nganje, T. N., & Edet, A. (2015). Heavy metal contamination and health risk assessment associated with abandoned barite mines in Cross River State, southeastern Nigeria. Environmental Nanotechnology, Monitoring and Management, 3, 10-21. https://doi.org/10.1016/j.enmm.2014.11.001.

5. Grigorova, I., Dzhamyarov, S., & Nishkov, I. (2015). Barite flotation concentrates from Kremikovtzi “Black” tailings. Journal of International Scientific Publications, Materials, Methods and Technologies, 9, 561-577. https://doi.org/10.18685/EJERM(8)1_EJERM-16-019.

6. Attoucheik, L., Jordanova, N., Bayou, B., Lagroix, F., Jordanova, D., Maouche, S., ..., & Boutaleb, A. (2017). Soil metal pollution from former Zn–Pb mining assessed by geochemical and magnetic investigations: case study of the Bou Caid area (Tissemsilt, Algeria). Environmental Earth Sciences, 76, 298. https://doi.org/10.1007/s12665-017-6622-9.

7. Pan, M. J., & Randall, C. A. (2010). A brief introduction to ceramic capacitors. IEEE electrical insulation magazine, 26(3), 44-50. https://doi.org/10.1109/MEI.2010.5482787.

8. Ripin, A., Faizal, M., & Mohd-Idzat, I. (2018). Synthesis of anti-radiation ceramic from raw Malaysian kaolin and barite. AIP Conference Proceedings, 2030, 020311. https://doi.org/10.1063/1.5066952.

9. Ripin, A., Faizal, M., Choo, T. F., Yusof, M. R., Hashim, S., & Ghoshal, D. S. (2018). X-ray shielding behaviour of kaolin derived mullite-barites ceramic. Radiation Physics and Chemistry, 144, 63-68. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2017.11.014.

10. Mhareb, M. H. A., Alqahtani, M., Alshahri, F., Alajerami, Y. S. M., Saleh, N., Alonizan, N., & Morsy, M. A. (2020). The impact of barium oxide on physical, structural, optical, and shielding features of sodium zinc borate glass. Journal of Non-Crystalline Solids, 541, 120090. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2020.120090.

11. Bouzidi, N., Bouzidi, A., Nunes, R. O., & Merabet, D. (2018). Study of the microstructure and mechanical properties of halloysite–kaolinite/BaCO₃ ceramic composites. Clay Minerals, 53, 403-412. https://doi.org/10.1180/clm.2018.29.

12. Huang, L., Ding, S., Yan, X., Song, T., & Zhang, Y. (2020). Structure and microwave dielectric properties of BaAl₂Si₂O₈ ceramic with Li₂O–B₂O₃ sintering additive. Journal of Alloys and Compounds, 820, 153100. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.153100.

13. Beshta, O. S., Kuvaiev, V. M., Mladetskyi, I. K., & Kuvaiev, M. V. (2020). Ulpa particle separation model in a spiral classifier. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (1), 31-35. https://doi.org/10.33271/nvngu/2020-1/031.

14. Baziz, A., Bouzidi, N., & Eliche-Quesada, D. (2021). Recycling of gold mining reject from Amesmessa mine as ceramic raw material: microstructure and mechanical properties. Environmental Science and Pollution Research, 28, 46738-46747. https://doi.org/10.1007/s11356-020-12017-y.

15. Deniel, S., Tessier-Doyen, N., Dublanche-Tixier, C., Chateig­ner, D., & Blanchart, P. (2010). Transformation et caractérisation de céramiques mullite texturées à partir de phyllosilicates. Journal of the European Ceramic Society, 30, 2427-2434. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2010.04.029.

16. Montoya, N., Serrano, F. J., Reventós, M. M., Amigo, J. M., & Alarcón, J. (2010). Effet du TiO₂ sur la formation de mullite et les propriétés mécaniques de la porcelaine alumine. Journal of the European Ceramic Society, 30, 839-846. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2009.10.009.

17. Dana, K., & Das, S. K. (2004). Evolution of microstructure in flyash-containing porcelain body on heating at different temperatures. Bulletin of Materials Science, 27, 183-188. https://doi.org/10.1007/BF02708503.

18. Purohit, A., Chander, S., Hameed, A., Singh, P., & Dhaka, M. S. (2016). Structural, dielectric and surface morphological properties of ball clay with wet grinding for ceramic electrical insulators. Materials Chemistry and Physics, 181, 359-366. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.06.070.

19. Savchuk, G. K., Petrochenko, T. P., & Klimza, A. A. (2013). Preparation and dielectric properties of celsian ceramics based on hexagonal BaAl₂Si₂O₈. Inorganic Materials, 49, 632-637. https://doi.org/10.1134/S0020168513060101.

20. Al-Hilli, M. F., & Al-Rasoul, K. T. (2010). Influence of glass addition and sintering temperature on the structure, mechanical properties and dielectric strength of high-voltage insulators. Materials & Design, 31, 3885-3890. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.02.048.

21. Deng, J., Sun, X., Liu, S., Liu, L., Yan, T., Fang, L., & Elouadi, B. (2016). Influence of interface point defect on the dielectric properties of Y doped CaCu₃Ti₄O₁₂ ceramics. Journal of advanced dielectrics, 6(01), 1650009. https://doi.org/10.1142/S2010135X16500090.

• < Попередня
• Наступна >