Nghiên cứu tổng hợp chất nền Augite từ Cao Lanh Lâm Đồng

Bài viết Nghiên cứu tổng hợp chất nền Augite từ Cao Lanh Lâm Đồng trình bày: Chất màu dưới men thường được điều chế từ chất nền tinh thể. Các kiểu mạng lưới tinh thể được dùng để tổng hợp chất màu gốm sứ là spinel, diopside, augite,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tổng hợp chất nền Augite từ Cao Lanh Lâm Đồng NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT NỀN AUGITE TỪ CAO LANH LÂM ĐỒNG TRẦN DƯƠNG Trường Đại học Sư phạm - Đại học Huế PHẠM NGỌC HUỆ Trường THPT Bán công Lê Hữu Trác, Đăk Lăk Tóm tắt: Chất màu dưới men thường được điều chế từ chất nền tinh thể. Các kiểu mạng lưới tinh thể được dùng để tổng hợp chất màu gốm sứ là spinel, diopside, augite,... Trong nghiên cứu này chất nền augite đã được tổng hợp và phân tích đặc tính bằng TGA, DTA and XRD. Sử dụng cao lanh Lâm Đồng làm nguyên liệu thô cho kết quả tốt nhất. 1. MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây, nhu cầu sử dụng gạch ốp lát ceramic và granit của thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng là rất lớn. Ngành sản xuất vật liệu xây dựng của Việt Nam đã có nhiều bước phát triển mạnh mẽ. Nhiều nhà máy sản xuất gốm sứ chịu nhiệt ceramic và granit được xây dựng. Sở dĩ có sự phát triển mạnh mẽ như vậy là do chúng có những đặc tính quý đáp ứng được yêu cầu khắc khe của người tiêu dùng: Sản phẩm bền nhiệt tốt, đa dạng về mẫu mã, màu sắc phong phú và giá thành phù hợp [2, 3]. Trong lĩnh vực gốm sứ chất màu đóng vai trò quan trọng. Đối với ngành sản xuất gốm sứ ở nước ta, chi phí cho tổng hợp màu cho gốm sứ là rất lớn, chiếm hơn 20% chi phí về nguyên liệu và đa số chúng vẫn nhập ngoại với giá thành cao. Chất màu cho gốm sứ có thể được tổng hợp bằng nhiều cách, có nhiều hệ màu cho gốm, trong đó hệ màu với cấu trúc Augite rất được quan tâm. Ở Việt Nam có hàng trăm mỏ đất sét - cao lanh có chất lượng cao và trữ lượng lớn, là điều kiện tốt cho sản xuất chất màu. Chính vì vậy việc so sánh ảnh hưởng của nguyên liệu cao lanh ở các mỏ khác nhau và các yếu tố khác đến quá trình hình thành chất nền Augite để từ đó xác định nguồn nguyên liệu tốt hơn là cần thiết [1, 4, 6, 7]. 2. THỰC NGHIỆM - Nguyên liệu tổng hợp chất nền augite là CaCO3, SiO2, Mg(OH)2.4MgCO3.6H2O (chứa 40% MgO) và cao lanh Lâm Đồng. Bảng 1. Thành phần hóa học của cao lanh Lâm Đồng 1 Tên chỉ tiêu 1. Hàm lượng mất khi nung 2. Hàm lượng oxit silic (SiO2 ) 3. Hàm lượng oxit nhôm (Al2O3) 1 Phương pháp thử Kết quả thử nghiệm TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 Số liệu được cung cấp bởi Xí nghiệp xuất khẩu cao lanh Hiệp Tiến, Lâm Đồng. Tạp chí Khoa học và Giáo dục, Trường Đại học Sư phạm Huế ISSN 1859-1612, Số 03(11)/2009: tr. 38-44 14,5% 37,0% 35,6% TiO2, NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẤT NỀN AUGITE TỪ CAO LANH LÂM ĐỒNG 4. Hàm lượng oxit sắt (Fe2O3) 5. Hàm lượng oxit kali (K2O) 6. Hàm lượng oxit titan ( TiO2) 7. Hàm lượng oxit natri ( Na2O) 8. Hàm lượng oxit canxi (CaO ) 9. Hàm lượng oxit magie ( MgO ) 10. Hạt lớn hơn 0,045 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 TCVN 7131: 2002 ASTMC 42 - 99 39 0,9% 0,3% 0,2% 0,03% Nhỏ hơn 0,1% Nhỏ hơn 0,1% 0,04 Chất nền augite được tổng hợp theo sơ đồ ở hình 1. Chuẩn bị phối liệu Nghiền bi ướt Nung ở to khác nhau Ép viên lực ép 7 tấn Sản phẩm Hình 1. Sơ đồ tổng hợp mạng augite - Mẫu phối liệu được đem phân tích nhiệt TGA và DTA nhằm khảo sát sự biến đổi về thành phần và các quá trình xảy ra trong mẫu nghiên cứu khi tăng nhiệt độ. - Sản phẩm tạo thành được ghi giản đồ nhiễu xạ Rơnghen trên máy VNU-HNSIEMENS D5005 và máy Faculty of Chemistry-VNU-D8 ADVANCE-Bruker nhằm xác định thành phần pha của chất nền. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Khảo sát sự phân hủy nhiệt của mẫu phối liệu Mẫu phối liệu đem phân tích nhiệt, kết quả được ghi ở hình 2. Labsys TG Figure: Experiment: AU4 03/12/2009 Procedure: 30 ----> 1200C (10C.min-1) (Zone 2) Crucible: TG/% PT 100 µl Atmosphere: Air Mass (mg): 34.52 HeatFlow/µV dTG/% /min Exo 30 30 -1 Peak :285.59 °C Peak :89.01 °C Peak :526.12 °C 20 20 -4 10 Peak :865.37 °C 10 0 -7 0 Mass variation: -6.59 % -10 -10 Mass variation: -10.10 % -10 -20 -20 -30 Mass variation: -13.71 % -30 -13 -40 0 200 400 600 800 1000 Furnace temperature /°C Hình 2. Giản đồ DTA, TGA của mẫu phối liệu tổng hợp augite 40 TRẦN DƯƠNG - PHẠM NGỌC HUỆ Từ giản đồ DTA, TGA của mẫu phối liệu có thể nhận thấy: - Hiệu ứng thu nhiệt ở khoảng 89oC: hiệu ứng này xuất hiện trên giản đồ là do bắt đầu xảy ra quá trình mất nước vật lý, bởi mẫu sau khi nghiền có kích thước hạt rất bé nên có khả năng hút một lượng hơi nước nhỏ trong không khí. - Hiệu ứng thu nhiệt ở khoảng 285oC: khi nhiệt độ được tiếp tục nâng từ 89oC lên 285oC, đường cong TGA đi xuống, ứng với khối lượng giảm 6,59%. Đây cũng là một quá trình vật lý, bởi trong cao lanh Lâm Đồng, thành phần chính là khoáng halloysite - một loại khoáng hút và giữ nước mạnh, lượng nước này chỉ được tách hoàn toàn khỏi khoáng ở nhiệt độ khoảng 400oC. - Hiệu ứng xuất hiện là do sự mất nước ở một số phân tử ngậm nước: Mg(OH)2.4MgCO3.6H2O Mg(OH)2.4MgCO3 + 6H2O o - Hiệu ứng thu nhiệt ở 865,37 C: đây cũng là một quá trình mà các phân tử tiếp tục bị mất nước, do đó khối lượng giảm không nhiều (10,10%): Al2O3.2SiO2.4H2O Al2O3.2SiO2.2H2O + 2H2O halloysite caolinite - Điều này đượ ...