تعیین درصد مینرالهای موجود در ماده اولیه با استفاده از آنالیز شیمیایی
اگرچه تنها از روی محاسبات نمی توان به طور مطلق نتایج حاصل از آنالیز شیمیایی مواد اولیه را به آنالیز تبدیل کرد اما تخمین نسبی آنالیز مینرالی از روی شیمیایی یکی از روشهایی است که مدتها در ارزیابی خاکهای مصرفی از آن استفاده می شده است . به یاد داشته باشید که به منظور تعیین کمی و کیفی مینرالهای موجود در یک خاک تنها روشهای دستگاهی و میکروسکوپی از دقت و اعتبار کافی برخوردارند متداولترین این روشها استفاده از پراش اشعه ایکس است .
علی رغم آنچه که گفته شد در این قسمت با روشهای محاسباتی آشنا می شویم که در گذشته با دقت قابل قبولی نیازهای استفاده کنندگان از آنها را در تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالی برطرف کرده است .
همانطور که می دانید معمولا آنالیز شیمیایی مواد را بر حسب درصد وزنی اکسیدهای تشکیل دهنده آنها بیان می کنند . با توجه به اینکه در یک ماده رسی این اجزای اکسیدی به شکل منفرد وجود ندارند از این رو دانستن ترکیب مینوالوژیکی آن از اهمیت خاصی برخوردار است . مینرالهای اصلی تشکیل دهنده خاکهای رسی معمولا عبارتند از : مواد رسی ، فلدسپات ، میکا و کوارتز . با استفاده از یک سری محاسبات ساده و ...
با توجه به مقادیر آنالیز شیمیایی می توانیم آنالیز مینرالی تقریبی خاک مورد نظر خود را تعیین کنیم . حال به مراحل و چگونگی این روش می پردازیم . با توجه به اینکه در آنالیز شیمیایی این خاک اسید قلیایی وجود ندارد پس می توان تمام AL2O3 موجود را به حضور مینرال کائولینیت در خاک نسبت دهیم .
محاسبه آنالیز مینرالی خاک رس بر مبنای میکا : بعد از گذشت مدت طولانی از استفاده از روش محاسباتی بر مبنای فلدسپات ، مطالعات انجام شده با استفاده از روش پراش اشعه ایکس، این ایده را مطرح ساخت که قلیاییهای موجود معمولا ناشی از وجود میکا هستند . این ایده باعث شد که استفاده کنندگان روش محاسباتی تبدیل آنالیز شیمیایی به مینرالهای خاکهای رسی ، مبنای محاسبات خود را بر میکا استوار سازند . تمامی محاسبات انجام شده در این مورد مشابه روش ذکر شده در قسمت قبل است و تنها تفاوت ارتباط دادن قلیاییها به میکا به جای فلدسپات است .
مثال : با در نظر گرفتن آنالیز شیمیایی موجود در جدول مینرالهای موجود در این خاک را محاسبه کنید .
نوع اکسید
SIO2
Al2o3
Fe2o3
Tio2
mgo
CaO
Na2o
K2o
افت حرارتی
درصد وزنی اکسید
3/61
2/20
4/3
20/0
24/0
1
05/1
35/2
9/10
حل : برای شروع محاسبات K2O موجود در آنالیز شیمیایی را ناشی از میکا پتاسیم و Na2o را ناشی از میکا سدیم در نظر می گیریم .
(میکا پتاسیم)
94 796
35/2 X
حال مقدار موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم .
102*3) 796
X1 9/19
(مقدار موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم)
اکنون مقدار Sio2 موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم را محاسبه می کنیم :
(1/60*6) 796
X2 9/19
(مقدار Sio2موجود در 9/19 قسمت میکا پتاسیم )
حال وقت آن رسیده است تا مقدار میکاسدیم را محاسبه کنیم .
(میکا سدیم)
4/51 754
05/1 y
40/15 = y (مقدار میکا سدیم ناشی از 5/10 درصد (
اکنون به ترتیب مقادیر و موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم را محاسبه می کنیم :
(102*3) 754
Y1 40/15
( مقدار Al2O3 موجود در میکا سدیم )
در اینجا مجموع Al2O3موجود در میکا پتاسیم و میکا سدیم را محاسبه می کنیم .
90/13 = 25/6 + 65/7
مقدار Al2O3باقیمانده آنرا می توان به کائولینیت ارتباط داد برابر خواهد بود با : 30/6 = 90/13 (مجموع Al2O3 موجود در میکا سدیم و پتاسیم ) – 20/20 (Al2O3 کل) بنابراین مقدار کائولینیت موجود در خاک برابر خواهد بود با :
102 258
30/6 Z
(مقدار کائولینیت موجود در خاک)
مقدار Sio2 موجود در 93/15 قسمت کائولینیت برابر خواهد بود با :
2/120 258
Z1 93/15
(مقدار SIO2 موجود در کائولینیت)
حال مقدار SiO2 موجود در هر یک از مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت را با هم جمع می کنیم . با کم کردن عدد حاصله از SiO2کل مقدار مینرال کوارتز حاصل خواهد شد :
51/37 (کوارتز) = (42/7+36/7+10/9) – 30/61 (SiO2کل )
اکنون افت حرارتی حاصل از خروج آب ملکولی مینرالهای میکا پتاسیم ، میکا سدیم و کائولینیت موجود در خاک را محاسبه می کنیم .
(18*2) 754
Y3 40/15
(آب مولکولی موجود در 40/15 قسمت میکا سدیم)
(18*2) 258
Z2 93/15
(آب ملکولی موجود در 93/15 قسمت کائولینیت)
85/3 = 22/2 + 73/0 +90/0 = افت حرارتی ناشی از خروج آب ملکولی سه مینرال
بنابراین افت حرارتی ناشی از وجود مواد آلی ، CO2 و غیره برابر خواهد بود با :
05/7 = (22/2 + 73/0 + 9/0)- 90/10 (کل مواد فرار در آنالیز شیمیایی )
در نتیجه آنالیز مینرالی محاسبه شده به صورت جدول خواهد بود .
در قسمت های قبل گفتیم که اگر مقدار Na2o موجود در ماده اولیه نسبت به K2O کوچک و قابل صرف نظر کردن باشد مجموع مقادیر Na2O ، K2O را به عنوان فلدسپات پتاسیم در نظر می گیریم . در صورتی که مقدار و نسبت این دو قلیایی به این صورت نباشد باید Na2O را جداگانه به فلدسپات سدیم تبدیل کنیم .
منبع:محاسبات سرامیک
