Skip to main content
SUPERVISOR
Rahmatollah Emadi,Ahmad Moheb
رحمت اله عمادی (استاد راهنما) احمد محب (استاد راهنما)
 
STUDENT
Dalal Alsoliman
دلال السلیمان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Manufacturing of Acidic Abrasive for Final Polishing of Marble Building Stones
Abrasion and final polishing on the exterior surface of the building marbles is one of the most important stage in the stone processing in stone industries. For this purpose, at first abrasives with different composition and roughness are used successively for mechanical treatment of the stone surface, and then, acidic abrasives are used for final polishing of the surface. High quality acidic abrasives which are basically expensive are imported from Italy and Turkey and low quality samples from China. Due to the very large number of stone factories in Iran which use these abrasives, a huge amount of foreign currency is used annually to import them from contries previously mentioned. The aim of this study was manufacturing a type of acidic stone abrasive with the proper quality for final polishing of marble stones. To do this, at first a sample of a high quality Italian acidic stone abrasive named TENAX, which is widely used in stone industries, was characterized by FT-IR, ICP, XRD, XRF, AAS analyses and some other tests to determine the composition and some other properties of this product. The results of analyses indicated that the Italian acidic abrasive consists of: alumina as the abrasive material, a mixture of potassium biaoxalate and oxalic acid as the reactive substance, and cardanol based phenolic resin as the binder. Also, the density and mechanical strength of this foreign product were measured. Then the necessary raw materials which were available in the domestic market were bought to manufacture the samples by dry powder compression method. For this purpose, a double-action pressing mold was designed and built of MO40 alloy due to its hardness. In order to determine the optimal composition of the acidic abrasive, the powder was mixed with various propotions, pressed under a pressure of 110 bar by using a proper lubricating agent to reduce the friction between the particles and the internal surface of the mold. Then the molded sample was cured at temperature of 110 o C for 2 hours and a half. After reaching samples with different combinations that were good in terms of shape and strength, the next step was choosing the best sample in terms of life time and its polishing performance and final stone surface roughness. To this aim, a laboratory stones polishing instrument with rotation rate of 500-550 rpm and abrasion pressure of 2-3 bar was designed and construcred and then, the samples were tested for abrasion on the marble stone. In this set of experiments the effects of combination of the abrasives and water flow rate on the stone surface roughness, outlet water pH, and the abrasive life time were investigated and the results were compared with the performance of the Italian sample. The results showed that the optimized samples consisted of 10 wt% resin, 18 wt% alumina, and 72 wt% oxalate mixture. For this sample, the optimal operation conditions were: abrasion pressure of 2 bar and water flow of 180 ml/90s. The average roughness of the polished slabs was 0.030?m which was very close and even less than the roughness of the slab polished by the Italian abrasive with roughness of 0.035?m.
عملیات ساب زدن و پردازش نهایی سطح خارجی سنگ های ساختمانی یکی از مهم ترین بخشهای صنایع ساخت سنگ های ساختمانی است. برای این منظور از لقمه های سنگ با ترکیب و زبری های مختلف برای سایش مکانیکی سطح سنگ و سپس از لقمه های اسیدی برای پردازش نهایی سطح سنگ استفاده می شود. لقمه های اسیدی با کیفیت معمولا با صرف هزینه زیاد از کشورهایی مانند ایتالیا و ترکیه و نمونه های ناموغوبتر با هزینه کمتر ازچین وارد می شوند که با توجه به وسعت صنعت سنگ در ایران این واردات ارز بری زیادی را بهمراه دارد. در این پژوهش ساخت لقمه سنگ اسیدی با کیفیت مناسب به منظور پردازش نهایی سطوح سنگ مرمریت در صنایع سنگ مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در ابتدا یک نمونه لقمه سنگ اسیدی با کیفیت و مصرف زیاد تحت عنوان Tenax که ساخت کشور ایتالیا است با انجام آزمون های FT-IR ، XRD ، XRF، AASو ICP و چند آزمایش دیگر مورد ارزیابی و آنالیز دقیق قرار گرفت و ترکیب مواد تشکیل دهنده این نمونه مشخص شد و نتیجه گرفته شد که مواد تشکیل دهنده محصول ایتالیایی عبارتند از: آلومینا به عنوان ماده ساینده، مخلوطی از اکسالیک اسید و پتاسیم بی اکسالات به عنوان ماده واکنش دهنده و رزین فنولیک کاردانول وینیل استر به عنوان پیوند دهنده. همچنین در این بررسی ها چگالی و استحکام لقمه خارجی اندازه گیری شد. سپس به منظور ساخت لقمه سنگ مواد اولیه مورد نیاز موجود در بازار ایران تهیه شدند. چون ساخت نمونه های لقمه سنگ اسیدی از طریق فشرده سازی پودر خشک انجام می شود، قالب دو طرفه فلزی از جنس آلیاژ MO 40 برای قالبگیری پودر مواد تشکیل دهنده لقمه طراحی و ساخته شد. به منظور تعیین ترکیب بهینه لقمه اسیدی؛ پودر مواد تشکیل دهنده را با نسبت های مختلف مخلوط کرده، در قالب ساخته شده زیر فشار 110 بار قالبگیری کرده و در آون در دمای o C110به مدت دو ساعت و نیم پخته شد. در مرحله قالبگیری برای کاهش اصطکاک میان ذرات پودر و سطح داخلی قالب از نوعی روانکار مناسب مورد استفاده در عملیات متالورژی پودر استفاده شد. با ساخت نمونه ها، همه نمونه های ساخته شده از لحاظ چگالی و شکل و استحکام بررسی شدند. بعد از رسیدن به نمونه هایی با ترکیبات متفاوت که از لحاظ شکل و استحکام بدون ایراد بودند، در گام بعدی به منظور انتخاب بهترین نمونه از لحاظ طول عمر لقمه و زبری و براقیت سطح سنگ، این نمونه ها برای پردازش نهایی نمونه های سنگ مرمریت فراوری شده تا قبل از سایش اسیدی مورد سنجش قرار گرفتند. برای این منظور یک دستگاه سایش سنگ آزمایشگاهی با کلیه ملزومات با سرعت دوران rpm 550-500 و فشار سایش 3-2 بار طراحی و ساخته شد. در این آزمایش ها تاثیر ترکیب نمونه لقمه سنگ و دبی آب مصرفی بر روی میزان زبری سطح سنگ و همچنین pH آب خروجی بررسی و مقایسه لازم با عملکرد نمونه ایتالیایی صورت گرفت. همچنین در این بخش از مطالعات طول عمر نمونه ها با طول عمر نمونه ایتالیایی مقایسه شد. نتایج این بررسی ها نشان داد که لقمه ساخته شده با ترکیب 10 % رزین، 18 % آلومینا و 72 % ترکیبات اکسالاتی بهترین نتیجه را به همراه داشت. برای این نمونه تحت شرایط کاری مشابه فشار 2 بار و دبی آب 180 میلی لیتر به ازای 90 ثانیه زمان سایش، زبری متوسط اسلب های سائیده شده با مقدار 03/0 میکرون بدست آمد که بسیار به زبری حاصل از سایش توسط نمونه ایتالیایی با مقدار 35 0/0میکرون نزدیک بود. کلیدواژه ها: : لقمه سنگ اسیدی- اگسالیک اسید - پتاسیم بی اکسالات - سنگ مرمریت- فنولیک رزین

ارتقاء امنیت وب با وف بومی