Potential utilization of quartz sand and kaolin from tin mine tailings for whiteware

Abstract

Purpose. To do experimental research into the potential utilization of residual quartz-based sands and kaolin from the tin mine tailings in Bangka Belitung Province, Indonesia. Methods. Process of raw materials beneficiation by washing, vibration on the screen, magnetic separation. Manufacturing whiteware from beneficiated quartz sand, beneficiated kaolin, ball clay and feldspar. The whiteware properties were analyzed in terms of shrinkage, water absorption, flexural strength, and whiteness index. Findings. The amount of iron oxide in the quartz sand and the kaolin was reduced by beneficiation process from 1.12% and 1.06 to 0.51% and 0.5%, respectively. The whiteware specimens showed the required physical and mechanical properties. Thus, these raw materials can principally be utilized for the manufacture of whiteware ceramic items with whiteness index up to 68.3. Originality. Quartz sand and kaolin extracted from tin mine tailings were used after beneficiation of raw materials for whiteware manufacture. Practical implications. This research can provide practical solution to the problem related to mine tailings rich in quartz and kaolin which can be utilized for manufacturing whiteware.

Мета. Експериментальні дослідження потенційного використання залишкового кварцового піску та каоліну з відходів олов’яних рудників у будівельній індустрії в провінції Бангка Белітунг, Індонезія. Методика. Кварцовий пісок і каолін у вигляді крихких частинок були відібрані методом конусної і четвертинної обробки для отримання репрезентативної проби. Пісок і каолін попередньо очищені від домішок методами збагачення. Для дослідження хімічного та морфологічного складу використаний стандартний хімічний аналіз для визначення вмісту оксидів SNI 0449:2010. Також використані рентгеноструктурний аналіз і скануюча мікроскопія. Для виготовлення експериментального зразка кераміки використовувався кварцовий пісок, каолін, польовий шпат. Властивості білої кераміки аналізували за усадкою, водопоглинанням, міцністю на вигин та індексом білизни. Результати. Встановлено, що процес збагачення необхідний для поліпшення якості хвостів оловяних рудників, що містять кварцовий пісок і каолін при виробництві білої кераміки, який здійснюється шляхом промивання, просіювання та магнітної сепарації для видалення більших частинок і органічних речовин. Визначено, що кількість оксиду заліза у кварцовому піску і каоліні в процесі збагачення зменшилася з 1.12 і 1.06% до 0.51 і 0.5% відповідно. Експериментально приготовано та досліджено склад білої кераміки, що складається зі збагаченого кварцового піску, збагаченого каоліну, пластичної глини і польового шпату. Встановлено, що зразки білої кераміки володіють необхідними фізико-механічними властивостями і доведено, що сировина може бути використана для виробництва білих керамічних виробів з індексом білизни до 68.3. Наукова новизна. Вперше використані кварцовий пісок і каолін з хвостів олов’яних рудників після збагачення сировини для виробництва білої кераміки з характерними фізико-механічними властивостями. Практична значимість. Це дослідження може надати практичне вирішення проблеми, пов’язаної з хвостами гірничих виробок, багатими кварцом і каоліном, які можуть бути використані для виробництва білої кераміки.

Цель. Экспериментальные исследования потенциального использования остаточного кварцевого песка и каолина из отходов оловянных рудников в строительной индустрии в провинции Бангка Белитунг, Индонезия. Методика. Кварцевый песок и каолин в виде рыхлых частиц были отобраны методом конусной и четвертичной обработки для получения репрезентативной пробы. Песок и каолин предварительно очищены от примесей методами обогащения. Для исследования химического и морфологического состава использован стандартный химический анализа для определения содержания оксидов SNI 0449:2010. Также использованы рентгеноструктурный анализ и сканирующая микроскопия. Для изготовления экспериментального образца керамики использовался кварцевый песок, каолин, полевой шпат. Свойства белой керамики анализировали по усадке, водопоглощению, прочности на изгиб и индексу белизны. Результаты. Установлено, что процесс обогащения необходим для улучшения качества хвостов оловянных рудников, содержащих кварцевый песок и каолин при производстве белой керамики, который осуществляется путем промывки, просеивания и магнитной сепарации для удаления более крупных частиц и органических веществ. Определено, что количество оксида железа в кварцевом песке и каолине в процессе обогащения уменьшилось с 1.12 и 1.06% до 0.51 и 0.5% соответственно. Экспериментально приготовлен и исследован состав белой керамики, состоящий из обогащенного кварцевого песка, обогащенного каолина, пластичной глины и полевого шпата. Установлено, что образцы белой керамики обладают требуемыми физико-механическими свойствами и доказано, что сырье может быть использовано для производства белых керамических изделий с индексом белизны до 68.3. Научная новизна. Впервые использованы кварцевый песок и каолин из хвостов оловянных рудников после обогащения сырья для производства белой керамики с характерными физико-механическими свойствами. Практическая значимость. Это исследование может предоставить практическое решение проблемы, связанной с хвостами горных выработок, богатыми кварцем и каолином, которые могут быть использованы для производства белой керамики.