Содержание железа в природном фарфоровом камне, с месторождения "Джаны-джол", пригодного для ортопедической стоматологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание железа в природном фарфоровом камне, с месторождения «Джаны-джол», пригодного для ортопедической стоматологии

Амираев У. А.

Даутова А. И.

Жекишева С. Ж.

Аннотация

В статье описаны методики очистки и обогащения фарфоровой массы, с применением химического выщелачивания, а также используемая аппаратура. Предложена наиболее эффективная технология обогащения природного фарфорового камня месторождения «Джаны-Джол» для получения природного концентрата, пригодного в стоматологии.

Abstract

This article describes a technique of cleaning and enrichment of porcelain mass, the use of chemical leaching, as well as used equipment. A most effective technology of enrichment "Jany-Jol" natural porcelain stone field for natural concentrate suitable in stomatology.

Abstract: porcelain natural stone, orthopedic stomatology, chemical analysis, magnetic separation.

Актуальность: Металлокерамические конструкции несъемных зубных протезов являются наиболее распространенным видом ортопедического лечения, несмотря на возросшую популярность безметалловых технологий, они составляют золотой стандарт в восстановительной стоматологии [5]. Прочность и надежность протезов обеспечиваются свойствами, как металла, так и самой керамики, что в целом характеризует конструкцию зубного протеза как наиболее полно отвечающую клиническим требованиям, предъявляемым к лечению стоматологических заболеваний, связанных с утратой зубов [3]. фарфоровый месторождение стоматология

Целью наших исследований является сравнительный анализ содержания железа при проведении комплекса исследовательских работ по технологии обогащения природного фарфорового камня и химического выщелачивания для получения продукта, используемого в ортопедической стоматологии. Фарфоровые материалы по химическому составу и физическим свойствам должны соответствовать нормам. В нашем случае оценка качества природного фарфорового камня проводилась в соответствии с требованиями, предъявляемыми к сырью, пригодному в стоматологии.

Таблица 1. Основные компоненты керамических масс

В процессе исследования природного фарфорового камня необходимо провести изучение распределения железа по минеральным составляющим, также был проведен рациональный анализ железа. Рациональный анализ выполнен на материале, крупностью 1,0 мм. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты рационального анализа железа

Анализ приведенных данных (таблица 2) показывает, что при крупности материала -1,0 мм в пробе 38,5% оксида железа связано со шламами (-0,1 мм). Это железо можно удалить отмывкой, причем, совместно с глинисто-слюдистыми частицами.

Оксидов железа, находящихся в виде свободных железосодержащих минералов, в пробе до 11,4%. Для удаления свободных зерен железосодержащих минералов могут быть применены магнитная и электромагнитная сепарации.

Для удаления пленочных примазок и тонких включений железа в кальците и кварце (доля которых в пробе 50,1%), применимы механическая оттирка и химическое выщелачивание.

При этом, полученные данные в совокупности с минералогическими данными позволили выбрать необходимые методы обогащения и определить предел обогатимости исследуемого материала по содержанию вредных примесей (железа, алюминия, бор) в обогащенном фарфоровом материале. Результаты обогащения оценивались по выходам и результатам анализов (химического) продуктов обогащения.

Эксперименты по технологическому тестированию проводились на представительных навесках, крупностью материала - 1,0 мм. Механическая оттирка проводилась в лабораторной флотомашине марки ФМ-1. Магнитная сепарация выполнялась ручным магнитом марки РЧ, электромагнитная сепарация - на универсальном электромагнитном сепараторе УЭМ-1. Химическое выщелачивание выполнено на материале, крупностью - 0,05 мм, в емкостях из термостойкого стекла при постоянной агитации. Истирание проб и продуктов обогащения для аналитических работ проводилось в механической агатовой ступке или вручную - в фарфоровой ступке [1].

Методика исследования. Анализ результатов, полученных при изучении вещественного состава представленного фарфорового камня месторождения «Джаны-Джол», показал, что использовать их в природном состоянии, в качестве сырья в стоматологии, невозможно. Для этого требуется провести ряд технологических операций, с целью улучшения их качества: повысить содержание оксида кремния и снизить содержание оксидов железа и алюминия.

1. Механическая оттирка и отделение шламистой части. Механическая оттирка исходного материала, крупностью 1,0 мм, проводилась во флотомашине в водной среде при отношении Ж : Т = 3 : 1, с последующей мокрой классификацией по классу 0,1 мм. Время проведения механической оттирки составило 30 минут. При этом преследовались цели - разрыхление (дезинтеграция) глинисто-слюдистого материала и механическая оттирка пленок гидроокислов железа за счет абразивного воздействия, при перетирании зерен друг о друга, в процессе перемешивания. Результаты механической оттирки приведены в таблице 3.

Таблица 3. Результаты механической оттирки

При тридцатиминутной механической оттирке и дальнейшей классификации по классу 0,1 мм, содержание оксида кремния в зернистом продукте повысилось с 83,3% до 84,57%; содержание оксида железа снизилось с 0,66 до 0,25%, а содержание оксида алюминия - с 10,86 до 4,45%.

2. Обогащение фарфорового камня по схеме «механическая оттирка - магнитная сепарация - электромагнитная сепарация». В составе природного фарфорового камня находятся минералы-носители железосодержащих вредных примесей (гематит, лимонит, турмалин и др.), обладают положительными значениями удельной магнитной восприимчивостью в отличие от фарфора, обладающего диамагнитными свойствами. Этот фактор обусловил возможность применения магнитной и электромагнитной сепараций для дальнейшей очистки полученного зернистого обогащенного продукта от железосодержащих минералов.

Электромагнитная сепарация проводилась при максимально возможной напряженности магнитного поля в 7000 эрстед. Результаты обогащения природного фарфорового камня по схеме «механическая оттирка - магнитная сепарация - электромагнитная сепарация».

Таблица 4. Результаты обогащения природного фарфорового камня по схеме «механическая оттирка - магнитная сепарация - электромагнитная сепарация»

Как видно из таблицы 4, доочистка зернистого кварцевого продукта магнитной и электромагнитной сепарацией позволяет снизить содержание оксида железа с 0,25% до 0,12%, оксида алюминия - с 4,45% до 0,95%. При этом содержание оксида кремния улучшилось до 86,0% [1]. В магнитной фракции содержание железа составило - 4,66%, оксида алюминия- 18,1%, оксида кремния составило- 23,1%.

3. Применение химического выщелачивания для обезжелезнения материала. Для наиболее полного удаления образований с внешней поверхности зерен фарфора и частично из микротрещин была испытана химическая доводка.

Для химической очистки применяют горячие растворы серной, соляной, щавелевой и фтористоводородной кислот. Нами были опробованы растворы щавелевой и соляной кислот. Условия выщелачивание показаны в таблице 5, результаты доводки фарфорового камня с применением химического выщелачивания приведены в таблице 6.

Таблица 5. Условия выщелачивания измельченного фарфорового продукта

Пульпа (от лат. pulpa -- мякоть) -- смесь твёрдых частиц и жидкости, в которой они взвешены.

Таблица 6. Результаты доводки фарфорового камня с применением химического выщелачивания

В таблице 7 приведены результаты полного химического анализа, на продуктах после кислотного выщелачивания.

Результаты исследований.

При проведении нами мокрой классификации дробленого материала (-1,0 мм) может быть получен продукт, по содержанию оксида кремния 98,56%, соответствующий техническим требованиям. Но по содержанию лимитируемых примесей (оксидов железа - 0,32%, алюминия - 0,92%, магния, кальция, фосфора, свинца и бора) фракция крупности -1,0 мм не отвечает техническим условиям, предъявляемым к сырью для стоматологии.

Основные испытания проведены на материале, крупностью -1,0 мм. Обязательной операцией в начале схемы является механическая оттирка мелко дробленого (до -1,0 мм) фарфорового продукта с последующим отделением от зернистой части глинисто-слюдисто-шламистого продукта, содержащегося в дробленом исходном материале. При этом удаляется значительная часть лимитируемых соединений, а содержание кремнезема повышается до 98,75% против 83,3% в исходном сырье. Дальнейшее повышение обогащенного фарфорового продукта зависит в основном от содержаний примесей в них. С целью последующего обезжелезнения фарфорового продукта были опробованы ряд технологий, включающих сочетание механической оттирки с другими методами обогащения.

Наиболее эффективной технологией обогащения природного фарфорового камня месторождения «Джаны-Джол» явилась технология, включающая дробление природного материала до крупности - 1,0 мм, механическая оттирка, дешламация по классу -0,1мм, магнитная и электромагнитная сепарации зерновой части, и химическое выщелачивание немагнитной фракции, измельченной в фарфоровой ступке до 100% - 0,074 мм.

Нами был получен следующий результат: после механической оттирки содержание оксида железа составило - 0,25%, при использовании магнитной сепарации и электромагнитной сепарации содержание железа снизилось до 0,12%. При применении химического выщелачивания горячим 15%-ным раствором соляной кислоты и 5% раствором щавелевой кислоты содержание оксида алюминия <0,1%, оксиды железа, кальция, фосфора и бор или минералы, их содержащие, спектральным и минералогическим анализом не обнаружены. По вещественному составу и технологическим свойствам природный фарфоровый камень месторождения «Джаны-Джол» является перспективным сырьем для получения природного концентрата, пригодного в стоматологии.

Литература

1. Амираев У. А., Даутова А. И., Жекишева С. Ж. Возможность использования природного фарфорового камня месторождения «Джаны-Джол» (Учкурт) в ортопедической стоматологии (после обогащения). // Проблемы современной науки и образования. Иваново, 2016. № 26 (68). С. 100-108.

2. Жекишева С. Ж., Амираев У. А., Даутова А. И., Глубоков В. А. Петрогенетика фарфорового камня месторождения Джаны-Джол (Учкурт) Кыргызской Республики. // Проблемы современной науки и образования. Иваново, 2016. № 8 (50). С. 157-161.

3. Карретти Р. Фронтальная эстетика с помощью металлокерамики / Р. Карретти // Зубной техник, 2011. №4. С. 30-32.

4. Масленникова Г. Н., Жекишева С. Ж., Кудряшов Н. И. Керамическое сырье Центральной Азии. Б.: изд-во «Технология», 2002. 231 с.

5. Semch R. Металлокерамика - золотой стандарт часть 1/ R. Semch // Новое в стоматологии, 2011. № 8. С. 94-99.

Размещено на Allbest.ru