Анализ месторождений глины Абу-Зенима как перспективного источника сырья для керамической промышленности: дистанционное зондирование и определение характеристик

Aug 13, 2023

Научные отчеты, том 13, номер статьи: 58 ​​(2023) Цитировать эту статью

1126 Доступов

3 цитаты

Подробности о метриках

Быстрое развитие и мутации усилили индустриализацию керамики, чтобы удовлетворить потребности стран по всему миру. Таким образом, необходима непрерывная разведка новых запасов возможного керамического сырья, чтобы подавить растущий спрос на керамическую промышленность. В этом исследовании была тщательно проведена оценка пригодности потенциального применения глинистых отложений верхнего мела (сантона) в районе Абу-Зенима в качестве сырья для керамической промышленности. По данным дистанционного зондирования было картировано каолинитсодержащее образование, а также определены дополнительные проявления запасов глин на изучаемой территории. В связи с этим были отобраны образцы десяти типичных глинистых материалов формации Матулла, которые были исследованы на предмет их минералогических, геохимических, морфологических, физических, термических характеристик и характеристик пластичности. Исследован минералогический и химический состав исходных глинистых материалов. Физико-химические свойства поверхности исследуемой глины изучали с помощью SEM-EDX и TEM. Гранулометрический анализ подтвердил достаточные характеристики образцов для производства белого керамогранита и керамической плитки. Технологические и эксплуатационные свойства исследованных месторождений глины доказали промышленную пригодность глины Абу-Зенима в качестве потенциального керамического сырья для различных керамических изделий. Наличие на изучаемой территории высоких запасов каолина приемлемого качества и количества имеет региональное значение. Это значительно помогло бы снизить производственные затраты и снизить высокий уровень потребления. Ожидается, что производители керамики в исследуемых регионах в долгосрочной перспективе привлекут в отрасль устойчивых производителей, чтобы получить преимущества в виде дешевого сырья, рабочей силы и строительства заводов.

Природные глины, как правило, являются широко распространенными и хорошо известными древними материалами, используемыми людьми и до сих пор широко используемыми в различных областях. Глины, в частности, имеют выдающиеся результаты использования в нескольких отраслях промышленности, таких как строительный кирпич, инфраструктура, инсектициды, фильтры для воды, резина, фармацевтика и средства личной гигиены. Кроме того, глины в последнее время используются в разработке новых материалов и композитов для различных целей, таких как традиционная и инженерная керамика1, легкие заполнители2, гибридные металлокерамические композиты3, геополимеры4, адсорбент5, легкий композит из синтаксической пены6, консервация липидов7, цементные конструкции. материалы8, недорогие керамические мембраны9 и фармацевтические носители в системах доставки лекарств10.

Глины в природе состоят из глинистых минералов, неглинистых отложений и определенного количества влаги. Глины обычно представляют собой комбинацию гидратированных алюмосиликатов слоистой структуры с соотношением диоксида кремния (SiO2)/оксида алюминия (Al2O3) в пределах от 2,0/1,0 до (4,0–5,0)/1,01. Глины можно разделить на несколько категорий, включая глины, богатые монтмориллонитом, каолинитом, иллитом и хлоритом. Выбор подходящих глин в качестве основного сырья для керамических изделий на основе глины можно определить на основе их минералогических, химических, физических и гранулометрических свойств11. Во всем мире глины, богатые каолинитом, являются наиболее распространенным и широко используемым алюмосиликатным минералом, особенно в Египте12. Каолинит (\({\mathrm{Al}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}\cdot 2{\mathrm{SiO}}_{2}\cdot 2{\mathrm{H}} _{2}\mathrm{O}\)) считается обильным минералом, существующим в земной коре. Следовательно, каолин и глины, богатые каолинитом, широко используются в производстве традиционной керамики. Исторически сложилось так, что месторождения каолина изначально были первым сырьем, используемым в керамической промышленности, и до сих пор являются самым известным промышленным применением месторождений каолина. Наиболее важными свойствами, естественным образом присущими каолину для керамических целей, являются пластичность, размер частиц и цвет обжига. Кроме того, в керамической промышленности используются различные типы глин, такие как пластичные глины белого обжига (шаровые глины)13, средне-низкие пластичные глины белого обжига14, пластичные глины красного обжига15, глины красного обжига с карбонатами16. Керамические глины могли находиться в первоначальных условиях отложения или подвергнуться захоронению с соответствующими эффектами диагенеза. Эти условия могут привести к прогрессивной консолидации осадка (т.е. от глины к аргиллиту и сланцу) вплоть до литификации (сланца) с последующими изменениями минералогического состава (т.е. иллит-смектит, переслоенный > иллит > серицит) и физических свойств ( особенно пластичность и измельчаемость). Керамические заводы могут перерабатывать от рыхлых отложений до умеренно консолидированных глинистых материалов, но сильно литифицированный аргиллит обычно следует рассматривать как «твердый материал» (т.е. полевошпатовые породы)16,17.