هل تعرف ما هي المعادن التي تستخدم عادة في المواد المقاومة للحرارة؟ هل هو البيروفيليت أم الكيانيت أم الأندلوسيت؟
ومن المثير للاهتمام أن الأندلوسيت والكيانيت والسليمانيت ينتمون إلى عائلة السليمانيت ولهم نفس الصيغة الكيميائية ولكن الهياكل البلورية مختلفة.
فيما يلي نقدم الأندلوسيت، العضو الأول في عائلة السليمانيت، مع التركيز على خصائصه واستخداماته وطرق معالجته الصناعية.
ما هو السحر الذي يكمن في الأندلسي؟
يحتوي معدن الأندلوسيت على صيغة كيميائية Al2SiO5 وصلابة 7-7.5. يتم توزيعه على نطاق واسع وليس نادرًا، حيث تعود أصوله إلى جنوب إفريقيا والبرازيل والولايات المتحدة ومواقع أخرى.
ويأتي الأندلوسيت بألوان مختلفة مثل الأصفر والأخضر والأحمر والوردي والأرجواني، وله بريق زجاجي.
وهو عبارة عن معدن سيليكات الألومنيوم يتكون في الصخور المتحولة تحت درجة حرارة وضغط عاليين، مثل الأردواز الطيني، وأردواز الميكا، والشست، والنيس، وما إلى ذلك.
ينتمي الأندلوسيت إلى عائلة معادن السليمانيت، حيث يصل محتوى الألومينا إلى 60%. عند 1350 درجة مئوية، يتحول الأندلوسيت إلى الموليت الأكثر استقرارًا، والذي يظهر أقصى درجة حرارة حرارية تصل إلى 1800 درجة مئوية.
هذه الخصائص تجعل الأندلوسيت مناسبًا في المقام الأول للمواد الحرارية المتطورة.
الأندلسيت: مثالي للمواد المقاومة للحرارة
الأندلوسيت، بمحتوى الألومينا الذي يزيد عن 60%، يتحول إلى موليت عالي القوة عند درجات حرارة مرتفعة، مما يجعله مادة مثالية لمختلف التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
بطانة المعدات الصناعية الأندلسية ذات درجة الحرارة العالية: نقطة انصهار الأندلوسيت العالية ومقاومته للصدمات الحرارية تجعله مناسبًا للبيئات القاسية، مثل أفران صناعة الحديد وصناعة الصلب، مما يحمي المعدات من التلف، ويطيل عمرها الافتراضي، ويحسن كفاءة الإنتاج.
عزل الأفران الصناعية الأندلسية: يمكن للأندلوسيت أن يمنع بشكل فعال نقل الحرارة في الأفران، مما يقلل من درجات حرارة السطح، ويقلل من استهلاك الطاقة. كما أن استقراره الكيميائي يمنع التآكل الكيميائي، مما يضمن جودة المنتج واستقرار الإنتاج.
الطوب الأندلسي الحراري: يتم خلط الأندلوسيت مع الطين والكوارتز وتشكيله وتجفيفه وتلبده، وينتج طوبًا حراريًا يحافظ على ثباته عند درجات الحرارة المرتفعة، ويستخدم على نطاق واسع في بطانات الأفران لحماية المعدات وضمان الكفاءة التشغيلية.
شمعات الإشعال الأندلسية: إن درجة انصهار الأندلوسيت العالية ومقاومته لدرجة الحرارة وثباته الكيميائي تجعله عازلاً فعالاً لشمعات الإشعال. يمنع الانهيار والاستئصال تحت درجات الحرارة والضغوط العالية، مما يضمن الأداء السليم لمحركات الاحتراق الداخلي. يتم استخدام الأندلوسيت في العديد من التطبيقات الأخرى، بما في ذلك المنتجات المقاومة للحرارة لأفران المعالجة الحرارية وحصائر الأفران، والأجزاء الداخلية وأنظمة الحماية الحرارية للطائرات الأسرع من الصوت ومحركات المركبات الفضائية.
5 خطوات لمعالجة الاندلوسيت
يتراوح محتوى الأندلوسيت في خام الأندلوسيت الخام عادةً من 10% إلى 30%، بينما تتطلب المواد المقاومة للحرارة عالية الجودة محتوى أندلوسيت يزيد عن 90%. لتلبية الطلب في السوق، يجب أن يخضع الأندلوسيت لعمليات متعددة لتحقيق الجودة المركزة.
تم تصميم هذه العملية بخمس خطوات. يقوم التكسير والطحن بتنقية الخام الخام، ويزيل الفصل المغناطيسي المعادن المغناطيسية، ويزيل الفصل بالجاذبية الشوائب بشكل أكبر، كما يزيد تعويم الرغوة من تركيز الأندلوسيت.
الخطوة Ⅰ سحق
نطاق الحجم النموذجي لخام الأندلوسيت الخام هو 350-400 ملم. يوصى باستخدام الكسارة الفكيةPE-400×600 للتكسير الأولي، مما يقلل قطر الأندلوسيت إلى أقل من 25 مم للطحن.
الخطوة Ⅱ طحن
تعد معالجة الطحن ضرورية لتقليل حجم جزيئات الأندلوسيت بشكل أكبر وتسهيل العمليات اللاحقة. في حين أن طحن مطحنة الكرة يميل إلى إنتاج الحمأة وتقليل كفاءة الاسترداد، فإن استخدام مطحنة القضيب يمكن أن يخلق توزيعًا أكثر اتساقًا لحجم الجسيمات المعدنية، مما يجعلها الطريقة الموصى بها للطحن.
الخطوة Ⅲ الفصل المغناطيسي
للحصول على الأندالوسيت من الدرجة التجارية، يجب أن يكون محتوى الحديد منخفضًا للغاية. تهدف هذه الخطوة إلى تقليل محتوى الحديد من 1% إلى 0.5% وإزالة الشوائب المغناطيسية، بما في ذلك البيوتيت والإلمنيت والكلوريت والستوروليت وغيرها.
تدخل جزيئات الأندلوسيت إلى الفاصل المغناطيسي مع الشوائب المغناطيسية. يجذب المجال المغناطيسي القوي للفاصل الشوائب إلى أقطابه المغناطيسية، في حين يظل الأندلوسيت غير المغناطيسي غير متأثر، مما يحقق فصل الأندلوسيت عن الشوائب المغناطيسية.
الخطوة Ⅳ إثراء الجاذبية
يتم استخدام طاولة الاهتزاز بشكل شائع لفصل الجاذبية في إثراء خام الأندلوسيت. تعمل هذه الخطوة على إزالة الوحل المتبقي والتيتانيوم وما إلى ذلك من الأندلوسيت.
أثناء التشغيل، تستقر جزيئات الأندلوسيت ذات الثقل النوعي الأكبر في القاع. يتم غسل الشوائب الأخف (الحمأة، والتيتانيوم، وما إلى ذلك) إلى الطبقة العليا. ويحقق ذلك فصل الأندلوسيت والشوائب وإزالة جزء من الحمأة أصغر من 0.5 مم.
الخطوة Ⅴ التعويم
تعويم الأندلوسيت هي عملية تستخدم تقنية التعويم الرغوي لاستخراج الجزيئات الدقيقة، مثل الميكا والكوارتز، من خامات الأندلوسيت. وإليك كيفية عمل عملية التعويم:
يتم أولاً خلط جزيئات الأندلوسيت مع الماء لتكوين اللب. يجب أن تكون نسبة المواد الصلبة في اللب أكبر من 30%، وتكون قيمة الرقم الهيدروجيني لللب أقل من 3.5 بشكل مثالي.
تتم إضافة عامل تعويم سلفونات الألكيل إلى اللب، بجرعة موصى بها تبلغ 300-1500 جرام لكل طن من الخام. يُترك الخليط لمدة 10 دقائق للسماح لعامل التعويم بالتفاعل مع جزيئات الأندلوسيت.
بعد 10 دقائق، يتم تخفيف السائل للحصول على نسبة صلبة تتراوح بين 10% إلى 30%. ترتفع جزيئات الأندلوسيت إلى السطح على شكل رغوة، ويتم تعويم الرغوة عند هذه النقطة. يوصى بتنفيذ خطوة تعويم الرغوة لمدة لا تزيد عن 10 دقائق.
نظرًا لأن تحقيق محتوى الأندلوسيت بنسبة 90% في تعويم رغوي واحد يمثل تحديًا، فمن المستحسن تكرار هذه الخطوة عدة مرات حتى يتجاوز محتوى الأندلوسيت 90%، أو حتى 95%، لتلبية متطلبات تصنيع مواد حرارية عالية الجودة.
مرجع
