مواد و فناوری‌های پیشرفته

مواد و فناوری‌های پیشرفته

بررسی تأثیر pH دوغاب و قطر نازل دستگاه اسپری درایر بر خواص ریزساختاری و جریان‌یابی گرانول‌های آلومینا-زیرکن

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان
1 ، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، دانشگاه یزد
2 دانشیار/ دانشکده معدن و متالورژی - متالورژی صنعتی، دانشگاه یزد، یزد، ایران
چکیده
در این تحقیق، گرانول‌های آلومینا-زیرکن تحت شرایط مختلف با استفاده از دستگاه اسپری درایر تهیه شدند. یکی از چالش‌های اساسی در تهیه این گرانول‌ها، احتمال بروز پدیده جدایش فازی ناشی از اختلاف چگالی میان ذرات آلومینا و زیرکن است که می‌تواند منجر به ناهمگنی ریزساختاری در محصول نهایی شود. بر این اساس بهینه‌سازی پارامترهای فرایند خشک‌کردن پاششی به‌منظور دستیابی به گرانول‌هایی یکنواخت و عاری از جدایش زیرکن، به‌عنوان هدف اصلی تحقیق در نظر گرفته‌شد. دوغاب‌های آلومینا حاوی 15 درصد وزنی زیرکن ، 2 درصد وزنی پراکنده‌ساز، 1.25 درصد چسب و 0.2 درصد وزنی تری پلی فسفات جهت بهبود خواص جریان‌یابی دوغاب، در pH های مختلف 4 ،9.5 و11 تهیه شدند؛ سپس با استفاده از دستگاه اسپری درایر با نازلی به قطر 700 نانومتر، گرانول‌ها تهیه شدند. رفتار جریان‌یابی دوغاب‌ها و خواص گرانول‌های به دست آمده بررسی و مقایسه شد. در بخش دیگری از تحقیق، تأثیر قطر نازل دستگاه اسپری درایر بر خواص ریزساختاری و جریان‌یابی گرانول‌ها بررسی شد. در نهایت گرانول‌های به‌دست آمده از دوغاب آلومینا-زیرکن با 2 درصد وزنی پراکنده ساز و 9.5= pHو تهیه شده از دستگاه اسپری درایر با قطر نازل 1.5 میلی‌متر، کروی شکل با خواص جریان‌ ‌یابی عالی شامل زاویه رپوز˚28، چگالی ظاهریg/cm3 1.02، چگالی ضربه‌ای g/cm3 1.13، ضریب هاسنر11/1 و ضریب‌کار 9/9، مناسب جهت شکل‌دهی به روش پرس بودند. همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی گرانول‌ها نشان از توزیع مناسب ذرات زیرکن در زمینه آلومینا داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of slurry pH and nozzle diameter on the microstructural properties and flowability of alumina - zircon granules fabricated by a spray dryer

نویسندگان English

"Leila " Sharifi 1
Mahdi Kalantar 2
1 Materials Engineering Group, Department of Mining and Metallurgical Engineering, Yazd University
2 Associate Professor\Mining and Metallurgy Engineering Department - Industrial Metallurgy, Yazd university, Yazd, Iran
چکیده English

In this study, alumina-zircon granules were prepared under various conditions using a spray dryer. The main challenge of the research is phase separation due to the density difference between alumina and zircon. Therefore, achieving optimal spray-drying conditions to obtain granules without zircon segregation was considered. Alumina slurries containing 15 wt. % zircon and 2 wt % dispersant were prepared at different pH values of 4, 9.5, and 11, and granules were obtained using a spray dryer with a 700 μm nozzle diameter. In another part of the study, the effect of the spray dryer nozzle size on the microstructural properties and flowability of the granules was investigated. The granules obtained from the alumina-zircon slurry with 2 wt.% dispersant at pH 9 and prepared using a spray dryer with a 1.5 mm nozzle diameter exhibited excellent flow properties, including a repose angle of 28°, apparent density of 1.02 g/cm³, tapped density of 1.13 g/cm³, Hauser ratio of 1.11, and Carr’s index of 9.9, making them suitable for pressing.

کلیدواژه‌ها English

Alumina-zircon slurry
Granulation
Spray drying
Slurry pH
Flowability
دوره 15، شماره 2
تابستان 1405

  • تاریخ دریافت 30 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 04 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 25 مرداد 1405