من يساعدنا على تأهيل وتطوير الزجاج لانعاش الاقتصاد بالعراق ...دمشق
قاسم خشان الركابي

المقالات لا تُعبر عن وجهة نظر الموقع، وإنما تعبر عن رأي الكاتب.

إن مدينة سامراء العراقية التي أصبحت العاصمة الجديدة للدولة العباسية بين عامي 836 و892 للميلاد، وصلت إلى مرحلة عالية من الرقي في صناعة الزجاج والاتجار به، في القرن التاسع الميلادي.
أن سامراء كانت تستورد قسماً من القطع الزجاجية من مناطق بعيدة من لبنان ومصر، إلا أن غالبية الزجاج كان يصنع محلياً. لذا؛ فقد استنتج الباحثون أن المدينة كانت تمتلك قطاعاً صناعياً مهماً لإنتاج الزجاج والاتجار به، خصوصاً أن تطعيم قصور الخلافة في المدينة بأنواع متميزة من الزجاج يعني أنه كان ذا قيمة عالية. ا
ختصت بلاد الشام بصنع الزجاج في صيدا وصور وسواهما من المدن التي حافظت على هذه الصناعة منذ عهد الفينيقيين الذين كانوا بعد المصريين أقدم من مارسها. وكان التجار يقصدونه من الأقطار كافة لشرائه. وقد ضرب المثل بالزجاج السوري لرقته وصفائه. وكان الزجاج المخطط منه والمطلي بالميناء مثالاً اتخذه الأوروبيون اثر الحروب الصليبية لصنع الزجاج الملون الذي استعملوه لتزيين كاتدرائياتهم. وكثر الطلب في العصر العباسي على الآنية الزجاجية والمزهريات المعدنية من مصنوعات الشام وأصبحت تعتبر من لوازم المنزل ومن متممات الرفاهية. وكانت منائر الزجاج تعلق في المساجد والقصور وعليها كتابات بالميناء من مختلف الألوان،
وكانت دمشق مركز صناعة واسعة للفسيفساء والقاشاني، وهو اسم يطلق على نوع من القرميد المصقول المسدس الشكل وقد رسمت عليه أحياناً صور زهور مألوفة ويستعمل لتزويق الأبنية والجدران من الداخل والخارج.
وكان أبرز ألوانه الأزرق النيلي والأزرق الفيرزوي والأخضر ثم الأحمر والأصفر أحياناً وكان هذا الفن معروفاً في الزمن القديم عند العيلاميين والآشوريين وظل مألوفاً في دمشق حتى أواخر القرن الثامن عشر.
يعتبر رمل الزجاج (نسبة 2SiO لاتقل فيه عن 99%) المادة الاولية الاساسية الداخلة في صناعة الزجاج المختلفة ((Shereve,1967 وتبعﹰا لنوع الزجاج المنتج فانه يصنف الى اصناف مختلفة وهذه ايضﹰا تختلف وفق المواصفات القياسية للبلدان المنتجة وحسب المواصفة البريطانية (B.S 2975,1958) فان رمل الزجاج يصنف الى ثلاثة اصناف هي B , A و C . بالنسبة للصنف A يكون الرمل ناعم ويستخدم في صناعة زجاج العدسات على ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن99.5 % و 3Fe2O لا تزيد عن 0.003 % .
الصنف Bهو نوع يدخل في صناعة زجاج الديكور ويجب ان يكون محتوى 2SiO فيه لا تقل عن %99.5 ولا تزيد نسبة اوكسيد الحديد فيه عن 0.013%. والصنف C يستخدم لصناعة زجاج العدسات غير الملونة وزجاج الحاويات للمواد الكيماوية، ويجب ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن % 98.5 ونسبة اوكسيد الحديد فيه لا تزيد عن 0.03%. اما بالاعتماد على المواصفة الروسية (Jajjo,et al;1977) فان خواص رمل الزجاج مقسمة الى ستة نوعيات (حسب احتواءه على السيليكا والحديد) وهي صنف 1 ويستخدم لصناعة زجاج العدسات الطبية وتكون نسبة
2SiO لا تقـل عـن 8.99 % و اوكســيد الحديد لايتجـاوز 210.0%. وصنف 2 يستخدم لصناعـة الكرستال ـــــــــــــــــــ
*مهندس أقدم، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
**مهندس، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
والصحون والزجاج المقاوم للحرارة و وبصيلات المحارير و زجاج الموصلات الكهربائية وزجاج التعليب ذو النوعية الجيدة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3 % ونسبة اوكسـيد الحديد فيـه لا تزيد عن 0.025 %. وصـنف 3 المستـخدم في صناعـة المرايا وانابيب الاشعة السينية والزجاج المسلح وانابيب الاضاءة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3% ونسبة اوكسيد الحديد لا تقل عن 0.05%. وصنف 4 المستخدم في صناعة زجاج النوافذ العادية وزجاج الصور والزجاج المسلح وصفائح الزجاج وتكون نسبة 2 SiOلا تقل عن98.5% ونسبة اوكسيد الحديد لا تزيد عن0.1%. وصنف 5 يستخدم في صناعة القناني والدوارق الطبية, الزجاج العادي المستخدم للخزن والمعدات الكيميائية, الزجاج الطبي والحراري، الزجاج ذو القابلية ضد الكسر و الزجاج المقاوم للحرارة ومعدات الاضاءة تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5 % و اوكسـيد الحـديد فيـه بنسبة لا تزيد عن 0.2 % . صنف 6 يدخل في صناعـة قناني المواد الكيماوية والزجاج الشفاف وزجاج المصـابيح الكـهربائيـة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5% و اوكسيد الحديد بنسبة لا تزيد عن 0.3%. ومن ملاحظة المواصفات اعلاه يتبين ان لاوكسيد الحديد اهمية كبيرة في تحديد نقاوة الزجاج المنتج وبالتالي نوع الصناعة التي تستخدم فيها. لقد اجريت العديد من الدراسات المختبرية في تنقية رمل زجاج ارضمة ورمال الكيلو 180 والكيلو 160 وشرق الرطبة لغرض استخدامه في صناعات الزجاج المختلفة. وغالبا ما تتضمن هذة العمليات الغسل،الرج والحك الميكانيكي، الاذابـة الحامضية والتعويم الرغوي بالاضافة الى عمليات التصنيف الحجمي ( Jajjo,et al., 1977 و British geological survey وAl-Ajeel,1987 و عبد الملك،1988).


اسلوب العمل
تضمن اسلوب العمل الخطوات التالية:-
∗ نمذجة الخام
تم جلب نموذج زنة 50 كغم من رمل زجاج منطقة ارضمة وبعد خلط النموذج جيدﹰا تم تقسيم الخام باستخدام طريقة التقسيم والتربيع للحصول على نماذج متماثلة زنة حوالي 1/2 كغم لكل منها لغرض اجراء التجارب اللاحقة.

∗ التحليل الكيميائي للخام
بعد ته يئة نموذج ممثل من الرمل الخام ارس ل الى المختب رات الكيميائية في الشركة العامة للمـسح الجيولـوجي والتعدين لتحليل ه ومعر فة محتواه بشكل اساسي من السيليكا واوكسيد الحديد وكذلك بعض العناصر الثانوية الاخرى وكما هو موضح في الجدول (1) حيث يلاحظ احتوائه على نسبة عالية من الـسليك ا 2 SiO 99.2 % ونـسب قل يل ـة مـن الشوائب والمتضمنة بصورة رئيسية اوكسيد الحديد 3Fe2O 290.0% . التدرج الحجمي للخام
لــقد ا جـريت عملية التدرج الحجمي على نموذج ممثل مـن الخ ــام باس تــ ـخدام مناخـل ذات فتحـات 058 ،006 ،250 ،051 ،75 مايكرون وذلك للتعرف على انتشار الحجوم الحبيبية للخام وكيفية توزيع الحديــ ـد فيها الجدول (2).و نلاحظ ان نسبة المارمن غربال 006 مايكرون يتجاوز الـ 97 % وان نـسبة اوكـسيد الحديـد تراوحت بين ( 0.05−0.17) %. ومن ملاحظة الشك ل(2) يلاحظ ان 80% من الرمل الخام يمر مـن غربـال 425 مايكرون و 50% منه يمر من غربال 325 مايكرون.

تجارب التنقية تضمنت تجارب التنقية ما يلي:-
∗ تهيئة الخام
لغرض ازاحة الجزء الحجمي الاكبر من 850 مايكـرون ( يمثل حوالي 6.1%من الرمل, حسب الجدول (2) ولتقليل نسبة الشوائب الموجودة في الر مل الخام تم غربلة نموذج الرمل على منخل 850 مايكرون و من ثم تم خلطه مع الماء نسبة 3:1 ( خام : ماء) في وعاء اسطواني باستخدام خلاط كهربائي بسرعة 700 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة (دايخ واخرون، 2005) . بعدها يغسل النموذج على غربال 150 مايكرون للتخلص من المـواد الناعمة و العوالق المصاحبة للرمل (المتمثلة بالاطيان) . هذه العملية ادت الى تقليل اوكسيد الحديد 3 Fe2Oفي الرمل من 90.0% الـى 0.07 % . تم استخدا م الرمل الناتج من هذه العملي ة في تجارب التنقية اللاحقة بهدف الحصول على رمل ذو محتـوى من اوكسيد الحديد لا يزيد عن 0.02 % او اقل .وهذة النتائج مبينة في الجدول (3).

∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الفصل المغناطيسي
لغرض دراسة امكانية فصل حبيبات الرمل الحاملة للحديد وللوصول الى الحد الادنى من نسبة الحديد الذي يمكن الوصول اليها فقد تم اجراء عملية الفصل المغناطيسي على الخام المغسول باستخدام جهاز الفصل المغناطيسي عالي الشدة الرطب ( (Wet high intensity magnetic Seperation type Carpcoحيث تتم عملية الفصل المغناطيسي بامرار نموذج من لباب رمل الزجاج (مواد صلبة 02%) خلال حاوية الجهاز التي تحتوي كرات من الصلـب باقطـار مختلفـة والتـي تجـذب جـزيئات الحديد اليها بعـد حثهـا كهربائيـﹰا باستخــدام (7 كيلوكاوز) (Al-Ajeel,1987) .ان رمل الزجاج النات ج بعد عملية الفصل المغناطيسي هذه يحـوي على نسبة اوكسيد الحديد
الفصل المغناطيسي . ولكي تتم عملية التعويم يجب ان تستطيع فقاعة من الهواء ان تلتصق بالحبيبية ثم ترفعها الى سطح الماء ولايمكن استخدام هذه الطريقة الا على حبيبات دقيقة نسبيﹰا لانها لوكانت خ شنة فعنـده ا يـصبح التماسـك بـين الحبيبات والفقاعة اقل من وزن الحبيبة مما يدفع الفقاعة الى اسقاط ماتحمله من حبيبيات . ويتحول المعدن في طريقـة التركيز بالتعويم عادة الى شكل ر غـوي او حبي بــات طافية تاركﹰا النفاية في المعلق وتعرف هذه الطريقة بـالتعويم المباشر (Direct flotation) وهي تقابل التعويم العكسي(Reverse flotation) الذي تفصل منه حبيبيات النفايـة بتطويقها وهذا ماتم العمل به في تنقية رمل الزجا ج. ولا تتمكن الفقاعات الهوائية من الالتصاق بالحبيبيات المعدنية الا اذا استطاعت ازاحة الما ء م ن سط ح المعد ن و لايحدث ذل ك ا لا اذ ا كان المعدن يتصف بخاصية طـرد المـاء (water repellent or hydrophobic) وعندما تصل الفقاعات الهوائية الى السطح فانها لا تظل محتفظة بالحبيبيات المعدنية الا اذا كونت طب قـة من الرغاوي المعدن يـة المست قـرة والا فان هـا سوف تنف جـر وتسقط الحبيبيات ال معدنية.
و للتوصل الى هذه الظروف ينبغي استخدام العديد من المحاليل الكيميائية التي تعرف بمحاليل التعـويم (flotation reagents) وذلك لأنه ليس لغالبية المعادن خاصية طرد الماء وهي في حالتها الطبيعية، واكثر هذه المحاليل اهمية هي محاليل التجميع Collectors)) التي تغطي سطح المعدن وتحولها الى طـاردة للمـاء (hydrophobic aerophilic) مما يسهل التصاق الفقاعات بها وتساعد المحاليل المعروفة بالمواد المرغية (frothers) على الاحتفاظ بالفقاعـات فـي حالة مستقرة الى حد ما على السط ح. وتستخدم المحاليل المنظمة (Regulators) للتحكم في عملية التطويف فهي اما تنشط او تقلل التصاق المعادن الى الفقاعات الهوائية كما انها تستخدم لتنظيم قوة الحامضية والقاعدية (pH value)

∗ مرحلة التكييف
يتم تهيئة الخام المغسول الداخل الى خلية التعويم وذلك بخلطه مع الماء بنسبة (75–70)% مواد صلبة وتعديل قيمة الدالة الحامضية pH الى (2.5–3) بواسطة حامض الكبريتيك 4H2SO ثم تضاف محاليل التجمع Collector والمتمثلة بـ 801 و Aero 825 وبكميات تراوحت بين (0.3–0.6)، (0.1–0.3)غم/كغم رمل، على التـوالي مـع الرج (Cyanamide,1989) لمدة 10 دقائق بسرعة دوران R.P.M 1500 في وعاء مقاوم للاحماض، وتعرف هذه العملية بعملية التكييف (Conditioning). وبعد الانتهاء من عملية التكييف هذ ه، ينقل المزيج الى وعا ء خلية التعـويم ويخفف بالماء الى (30–25) % مواد صلبة وتعدل الدالة الحامضية pHباضافة حـامض الكبريت ــيك الـى (3–2) وتضاف المواد المزبدة (frother) للـ (pine oil) بكمية0.1 غم لكل 1 كغم من الخام وكذلك مـادة الــ fuel oil بنفس الكمية ويرج بماكنة الخلط الموجودة في الجهاز بسرعة دوران 1500 دور ة/دقيقة ولمدة خمس دقائق وبعدها يتم توليد فقاعة الهواء من خلال ماكنة التدوير الخاصة بالج هاز ويتم قشط المادة المتكونة على سطح ا للباب والحاوية علـى اكاسيد الحديد. ان عملية التعويم الرغوي تمت على مرحلتين وقد تم تقليل نسبة اوكسيد الحديد مـن 70.0 %3Fe2O الى 40.0 % والى 0.0231 % في المرحلة الثانية وبنسبة استرجاع 99 % للخام. ومن الملاحظ من خلال التجـ ارب ان تغيير كميات محاليل التجميع (collector) اعطى نتائج متقاربة من حيث تركيز الحديد بعد عملية التعويم الرغوي


∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الغسل بالحامض
تم معاملة خام ارضمة كيميائيﹰا باستخدام حامض الهيدروكلوريك وحامض الكبريتيك (عبد الملـك، 1998) حيـث عومل الخام قبل عملية الغسل والغربلة عليه م ع الحوامض بتراكيز (10,5,2%) (%wt) وبنسبة خـا م1 : حـام ض2 وعند درجة حرارة الغرفة وبزمن 15 و 30 دقيقة، والنتائج مبينة في الجدول ( 6). وتشير النتائج الى ان زيادة زمـن التفاعل لم تؤدي الى تقليل نسبة اوكسيد الحديد ب صـورة ملحوظة. كمـا تم معاملة الخام المغـسول مـع الح ـوامض 4HCl, H2SO وبتراكيز مختلفة (10,5,2)% وبنسبة خام 1: حامض 2 وعند درجة حرارة الغرفة وبدرجة الغليـا ن.



النتائج والمناقشة
من خلال نتائج الفحوصات الكي ميائية للرم ل، قيد الدراسة تبين انه يحتوي بشكل اساسي على نـسبة عاليـة مـ ن السيلكا تصل الى حدود 1.99 % وعلى نسبة عالية من اوكسيد الحديد تصل الى حدود 90.0 % وهذه الاكاسيد تعتبر المؤشرات الاساسية التي تؤخذ بنظر الاعتبار في تحديد صلاحية الرمال لاعمال الزجاج المختلف ة(زجـاج العدسـا ت، زجاج الديكور ... الخ). فهذه النسب يجب ان تعالج برفع نسبة السلكيا وتقليل ن سبة اوكسيد الحديد، وقد اجريت هـذه الدراسة لتقليل نسبة اوكسيد الحديد الى الحدود المطلوبة لاعمال الزجاج العلمي والتي لاتزيد نسبة الحديد فيها عن
20.0 % وكاجراء اولي لتهيئة الخام بعمليات التنقية. وبعد ازاحة الجزء الحجمي الذي يزيد عن 850 مايكرون وغسل الرمل بنسبة 3 ما ء: 1 خام ومن ثم الغربلة على 150 مايكرون امكن من تقليل نسب ة اوكـسي د الحديـد الـى 0.07 % والذي سيعتبر النموذج الفاعل للتعامل به في عمليات التنقية .
لقد بينت التجارب الاستطلاعية عدم جدوى استخدام طريقة الرج والحك الميكانيكي لازاحة الحديد، فبالرغم من تغير العديد من المؤشرات بهذه العملية لم تتم خفض نسبة الحديد بشكل مؤثر عما هي عليه في النموذج الداخل بهذه العمليات (Feed) وقد وضعت ثلاث طرق لمعالجة الخام والتي تضمنت عملية التعويم الرغو ي، عملية الفصل المغناطيـسي، والغسل بالحامض. بالنسبة لعملية التعويم الرغوي فقد اعتمد في هذه الطريقة على الدراسة التي اجريـت مـن قبـل (Jajjo and Al-Dojaili(1977 في تحديد كمية اضافات كل من المواد المجمعة والمروغة وزمن التكيي ـف، حيـث استعمل كمية تراوحت من (0.3–0.6) غم لكل 1 كغم من الخام من مادة Aero 801 و (0.1–0.3) غم لكل 1 كغـم خام من مادة Aero 825 وبزمن رج 10دقائق وبسرعة دوران R.P.M 1500. هذه بالنسبة لمـواد التج مي ـع امـا المروغات فقد استخدمت مادة وPine oil و Fuel oil بنسبة 0.1 غم لكل 1 كغم من الخـا م. و مـن تطبيـق هـذه الظروف امكن تقليل اوكسيد الحديد(3 (Fe2O الى 0.025 % بمرحلتي تعويم. وبالرغم من اجراء مرحلتي تعويم لم يتم الوصول الى اقل من 20.0% 3Fe2O وعليه فقد اعتمد اجراء عملية تعويم بمرحلة واحدة التي امكن تقليل نسبة اوكسيد الحديد الى 0.04 %. تم معالجة هذا الركاز باستخدام اي من الحامضين 4HCL, H2O المخففين والوصول الى نسبة اوكسيد حديد اقل من 0.02 % (الجدول 7). و كاتجاه اخر في عملية التركي ز، فقد تم دراسة امكانية استخدام الفـصل المغناطيسي الرطب عالي الشدة لازاحة الحديد بد لا من استخدام التعويم الرغوي فقد امكن من تقليـل نـسب ة اوكـسيد الحديد 3 Fe2Oالى 0.04 % باستخدام قوة شدة مغناطيسية 7 كيلوكاوز وبمعاملة الركاز الناتج من عمليـة الفـصل المغناطيسي بحامض HCL او 4H2SO امكن تقليل نسبة الحديد الى حوالي 0.016 %.
اما باتباع طريقة معالجة الرمل بالحوامض فقط دون اللجوء الى العمليات الفيزي ائية فقد بينت نتائج التجارب التـي انجزت بتراكيز مختلفة من كلا الحامضين HCL او 4H2SO ولفترات زمنية 30 و 15 دقيقة (الجدول 5). وعنـد درجة حرارة الغرفة بيد ان معاملة الخام وبنفس الظروف الواردة في التجارب اعلاه وبدرجة الغليان لم يحصل تغيير فعال في تقليل نسبة الحديد حيث بلغت اوطأ نسبة لاوكسيد للحديد بحدود 30.0 % ولكافة المتغيـرات الـواردة فـ ي الجدول (6). وان عدم امكانية انخفاض الحديد الى دون هذا يعني ان الحديد الذي تم ازاحته هو المتواجد علـى سـطح الحبيبات او في تشققات الحبيبات وليس في داخل حبيبة الكوارت ز. مما تقدم يمكن الاستدلال علـى ان عمليـة التعـويم الرغوي او عملية الف صل المغناطيسي ومن ثم الغسل بالحامض هي الطريقتين المرجحتين لتقليل نسب ة اوكسي د الحديـد الى الحدود المطلوبة في صناعة الزجاج العلم ي، وبشك ل ادق وتفصيلي فان عملية الفصل المغناطيسي وثـم المعاملـة بالحامض هي المفضلة في تركيز الخا م، لما لعملية التعويم الرغوي من كلف عالية بسبب استخدامها العديد في المـواد الكيميائية ( المجمعات ، المروغات ، والحوامض ... ).

الاستنتاجات
بناء على النتائج التي تم التوصل اليها بهدف تنقية رمال الزجا ج (موقع ارضم ة) لاغراض صناعة الزجاج العلمي نستنتج مايلي :
• ان اغلبية اوكسيد الحديد الم وجود في رمال ارضمة يكون بصورة مرتبطة مع الكوارتز وموجود بنسب ضئيلة جدﹰا بصورة حرة في الرمل ومنتش رة في كافة الحجوم الحبيبية للخام مما يؤكـد صـعوب ة فـصله بـالطرق الفيزيائيـة البـسيطة (الغربلة والغسل) .
• امكانية تقليل نسب ة اوكسي د الحديد في الخا م الى حوالي 70.0% 3Fe2O بعد اجـراء عمليـة الغربلـة علـى 850 مايكرون ورجه مع الماء ثم غسله على غربال 106 مايكرون.
• امكانية تقليل نسب ة اوكسيد الحديد في رمال زجاج ارضمة باستعمال طريقـة التعـويم الرغـوي بمـرحلتين الـى
0.025% 3Fe2O، وبمرحلة واحدة تعويم رغوي ثم معاملة ال منتوج بحامض الهيدروكلوريك او الكبريتيك المخفف للوصول الى0.017 % 3Fe2O لاستخدامه في الصناعات المختلفة.
• امكانية تقليل نسب ة اوكسيد الحديد في رمل زجاج ارضمة بطريقة الفصل المغناطيسي ثم معاملة الم نتوج مع حامض الهيدروكلوريك او الكبريتيك المخفف للوصــول الى 610.0 % 3Fe2O لاستخدامه في الصناعـات الزجاجيـة المختلفة .
• معاملة الخام المغسول مع الحوام ض 4HCL، H2SO وبتراكيز مختلف ة عند درجة حرارة الغرفة وبدرجـة الغليـان حيث اعطت نتائج متقاربة في تقليل نسبة اوكسيد الحديد الى حوالي 30.0 % 3Fe2O


إن مدينة سامراء العراقية التي أصبحت العاصمة الجديدة للدولة العباسية بين عامي 836 و892 للميلاد، وصلت إلى مرحلة عالية من الرقي في صناعة الزجاج والاتجار به، في القرن التاسع الميلادي.
أن سامراء كانت تستورد قسماً من القطع الزجاجية من مناطق بعيدة من لبنان ومصر، إلا أن غالبية الزجاج كان يصنع محلياً. لذا؛ فقد استنتج الباحثون أن المدينة كانت تمتلك قطاعاً صناعياً مهماً لإنتاج الزجاج والاتجار به، خصوصاً أن تطعيم قصور الخلافة في المدينة بأنواع متميزة من الزجاج يعني أنه كان ذا قيمة عالية. ا
ختصت بلاد الشام بصنع الزجاج في صيدا وصور وسواهما من المدن التي حافظت على هذه الصناعة منذ عهد الفينيقيين الذين كانوا بعد المصريين أقدم من مارسها. وكان التجار يقصدونه من الأقطار كافة لشرائه. وقد ضرب المثل بالزجاج السوري لرقته وصفائه. وكان الزجاج المخطط منه والمطلي بالميناء مثالاً اتخذه الأوروبيون اثر الحروب الصليبية لصنع الزجاج الملون الذي استعملوه لتزيين كاتدرائياتهم. وكثر الطلب في العصر العباسي على الآنية الزجاجية والمزهريات المعدنية من مصنوعات الشام وأصبحت تعتبر من لوازم المنزل ومن متممات الرفاهية. وكانت منائر الزجاج تعلق في المساجد والقصور وعليها كتابات بالميناء من مختلف الألوان، وكانت دمشق مركز صناعة واسعة للفسيفساء والقاشاني، وهو اسم يطلق على نوع من القرميد المصقول المسدس الشكل وقد رسمت عليه أحياناً صور زهور مألوفة ويستعمل لتزويق الأبنية والجدران من الداخل والخارج. وكان أبرز ألوانه الأزرق النيلي والأزرق الفيرزوي والأخضر ثم الأحمر والأصفر أحياناً وكان هذا الفن معروفاً في الزمن القديم عند العيلاميين والآشوريين وظل مألوفاً في دمشق حتى أواخر القرن الثامن عشر.
يعتبر رمل الزجاج (نسبة 2SiO لاتقل فيه عن 99%) المادة الاولية الاساسية الداخلة في صناعة الزجاج المختلفة ((Shereve,1967 وتبعﹰا لنوع الزجاج المنتج فانه يصنف الى اصناف مختلفة وهذه ايضﹰا تختلف وفق المواصفات القياسية للبلدان المنتجة وحسب المواصفة البريطانية (B.S 2975,1958) فان رمل الزجاج يصنف الى ثلاثة اصناف هي B , A و C . بالنسبة للصنف A يكون الرمل ناعم ويستخدم في صناعة زجاج العدسات على ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن99.5 % و 3Fe2O لا تزيد عن 0.003 % .
الصنف Bهو نوع يدخل في صناعة زجاج الديكور ويجب ان يكون محتوى 2SiO فيه لا تقل عن %99.5 ولا تزيد نسبة اوكسيد الحديد فيه عن 0.013%. والصنف C يستخدم لصناعة زجاج العدسات غير الملونة وزجاج الحاويات للمواد الكيماوية، ويجب ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن % 98.5 ونسبة اوكسيد الحديد فيه لا تزيد عن 0.03%. اما بالاعتماد على المواصفة الروسية (Jajjo,et al;1977) فان خواص رمل الزجاج مقسمة الى ستة نوعيات (حسب احتواءه على السيليكا والحديد) وهي صنف 1 ويستخدم لصناعة زجاج العدسات الطبية وتكون نسبة
2SiO لا تقـل عـن 8.99 % و اوكســيد الحديد لايتجـاوز 210.0%. وصنف 2 يستخدم لصناعـة الكرستال ـــــــــــــــــــ
*مهندس أقدم، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
**مهندس، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
والصحون والزجاج المقاوم للحرارة و وبصيلات المحارير و زجاج الموصلات الكهربائية وزجاج التعليب ذو النوعية الجيدة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3 % ونسبة اوكسـيد الحديد فيـه لا تزيد عن 0.025 %. وصـنف 3 المستـخدم في صناعـة المرايا وانابيب الاشعة السينية والزجاج المسلح وانابيب الاضاءة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3% ونسبة اوكسيد الحديد لا تقل عن 0.05%. وصنف 4 المستخدم في صناعة زجاج النوافذ العادية وزجاج الصور والزجاج المسلح وصفائح الزجاج وتكون نسبة 2 SiOلا تقل عن98.5% ونسبة اوكسيد الحديد لا تزيد عن0.1%. وصنف 5 يستخدم في صناعة القناني والدوارق الطبية, الزجاج العادي المستخدم للخزن والمعدات الكيميائية, الزجاج الطبي والحراري، الزجاج ذو القابلية ضد الكسر و الزجاج المقاوم للحرارة ومعدات الاضاءة تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5 % و اوكسـيد الحـديد فيـه بنسبة لا تزيد عن 0.2 % . صنف 6 يدخل في صناعـة قناني المواد الكيماوية والزجاج الشفاف وزجاج المصـابيح الكـهربائيـة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5% و اوكسيد الحديد بنسبة لا تزيد عن 0.3%. ومن ملاحظة المواصفات اعلاه يتبين ان لاوكسيد الحديد اهمية كبيرة في تحديد نقاوة الزجاج المنتج وبالتالي نوع الصناعة التي تستخدم فيها. لقد اجريت العديد من الدراسات المختبرية في تنقية رمل زجاج ارضمة ورمال الكيلو 180 والكيلو 160 وشرق الرطبة لغرض استخدامه في صناعات الزجاج المختلفة. وغالبا ما تتضمن هذة العمليات الغسل،الرج والحك الميكانيكي، الاذابـة الحامضية والتعويم الرغوي بالاضافة الى عمليات التصنيف الحجمي ( Jajjo,et al., 1977 و British geological survey وAl-Ajeel,1987 و عبد الملك،1988).


اسلوب العمل
تضمن اسلوب العمل الخطوات التالية:-
∗ نمذجة الخام
تم جلب نموذج زنة 50 كغم من رمل زجاج منطقة ارضمة وبعد خلط النموذج جيدﹰا تم تقسيم الخام باستخدام طريقة التقسيم والتربيع للحصول على نماذج متماثلة زنة حوالي 1/2 كغم لكل منها لغرض اجراء التجارب اللاحقة.

∗ التحليل الكيميائي للخام
بعد ته يئة نموذج ممثل من الرمل الخام ارس ل الى المختب رات الكيميائية في الشركة العامة للمـسح الجيولـوجي والتعدين لتحليل ه ومعر فة محتواه بشكل اساسي من السيليكا واوكسيد الحديد وكذلك بعض العناصر الثانوية الاخرى وكما هو موضح في الجدول (1) حيث يلاحظ احتوائه على نسبة عالية من الـسليك ا 2 SiO 99.2 % ونـسب قل يل ـة مـن الشوائب والمتضمنة بصورة رئيسية اوكسيد الحديد 3Fe2O 290.0% . التدرج الحجمي للخام
لــقد ا جـريت عملية التدرج الحجمي على نموذج ممثل مـن الخ ــام باس تــ ـخدام مناخـل ذات فتحـات 058 ،006 ،250 ،051 ،75 مايكرون وذلك للتعرف على انتشار الحجوم الحبيبية للخام وكيفية توزيع الحديــ ـد فيها الجدول (2).و نلاحظ ان نسبة المارمن غربال 006 مايكرون يتجاوز الـ 97 % وان نـسبة اوكـسيد الحديـد تراوحت بين ( 0.05−0.17) %. ومن ملاحظة الشك ل(2) يلاحظ ان 80% من الرمل الخام يمر مـن غربـال 425 مايكرون و 50% منه يمر من غربال 325 مايكرون.

تجارب التنقية تضمنت تجارب التنقية ما يلي:-
∗ تهيئة الخام
لغرض ازاحة الجزء الحجمي الاكبر من 850 مايكـرون ( يمثل حوالي 6.1%من الرمل, حسب الجدول (2) ولتقليل نسبة الشوائب الموجودة في الر مل الخام تم غربلة نموذج الرمل على منخل 850 مايكرون و من ثم تم خلطه مع الماء نسبة 3:1 ( خام : ماء) في وعاء اسطواني باستخدام خلاط كهربائي بسرعة 700 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة (دايخ واخرون، 2005) . بعدها يغسل النموذج على غربال 150 مايكرون للتخلص من المـواد الناعمة و العوالق المصاحبة للرمل (المتمثلة بالاطيان) . هذه العملية ادت الى تقليل اوكسيد الحديد 3 Fe2Oفي الرمل من 90.0% الـى 0.07 % . تم استخدا م الرمل الناتج من هذه العملي ة في تجارب التنقية اللاحقة بهدف الحصول على رمل ذو محتـوى من اوكسيد الحديد لا يزيد عن 0.02 % او اقل .وهذة النتائج مبينة في الجدول (3).

∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الفصل المغناطيسي
لغرض دراسة امكانية فصل حبيبات الرمل الحاملة للحديد وللوصول الى الحد الادنى من نسبة الحديد الذي يمكن الوصول اليها فقد تم اجراء عملية الفصل المغناطيسي على الخام المغسول باستخدام جهاز الفصل المغناطيسي عالي الشدة الرطب ( (Wet high intensity magnetic Seperation type Carpcoحيث تتم عملية الفصل المغناطيسي بامرار نموذج من لباب رمل الزجاج (مواد صلبة 02%) خلال حاوية الجهاز التي تحتوي كرات من الصلـب باقطـار مختلفـة والتـي تجـذب جـزيئات الحديد اليها بعـد حثهـا كهربائيـﹰا باستخــدام (7 كيلوكاوز) (Al-Ajeel,1987) .ان رمل الزجاج النات ج بعد عملية الفصل المغناطيسي هذه يحـوي على نسبة اوكسيد الحديد
3Fe2O 0.04 % وبنسبة استرجاع حوالي 89 % للخام الداخل، وقد تم اجراء عملية الفصل المغناطيسي لمرحلة اخرى وباستخدام (7كيلوكاوز) ولكن لم تؤدي المرحلة الثانية الى تقليل نسبة اوكسيد الحديد 3 Fe2O الى اقل من 0.04%. وان نتائج تجارب الفصل الم

الفصل المغناطيسي . ولكي تتم عملية التعويم يجب ان تستطيع فقاعة من الهواء ان تلتصق بالحبيبية ثم ترفعها الى سطح الماء ولايمكن استخدام هذه الطريقة الا على حبيبات دقيقة نسبيﹰا لانها لوكانت خ شنة فعنـده ا يـصبح التماسـك بـين الحبيبات والفقاعة اقل من وزن الحبيبة مما يدفع الفقاعة الى اسقاط ماتحمله من حبيبيات . ويتحول المعدن في طريقـة التركيز بالتعويم عادة الى شكل ر غـوي او حبي بــات طافية تاركﹰا النفاية في المعلق وتعرف هذه الطريقة بـالتعويم المباشر (Direct flotation) وهي تقابل التعويم العكسي(Reverse flotation) الذي تفصل منه حبيبيات النفايـة بتطويقها وهذا ماتم العمل به في تنقية رمل الزجا ج. ولا تتمكن الفقاعات الهوائية من الالتصاق بالحبيبيات المعدنية الا اذا استطاعت ازاحة الما ء م ن سط ح المعد ن و لايحدث ذل ك ا لا اذ ا كان المعدن يتصف بخاصية طـرد المـاء (water repellent or hydrophobic) وعندما تصل الفقاعات الهوائية الى السطح فانها لا تظل محتفظة بالحبيبيات المعدنية الا اذا كونت طب قـة من الرغاوي المعدن يـة المست قـرة والا فان هـا سوف تنف جـر وتسقط الحبيبيات ال معدنية.
و للتوصل الى هذه الظروف ينبغي استخدام العديد من المحاليل الكيميائية التي تعرف بمحاليل التعـويم (flotation reagents) وذلك لأنه ليس لغالبية المعادن خاصية طرد الماء وهي في حالتها الطبيعية، واكثر هذه المحاليل اهمية هي محاليل التجميع Collectors)) التي تغطي سطح المعدن وتحولها الى طـاردة للمـاء (hydrophobic aerophilic) مما يسهل التصاق الفقاعات بها وتساعد المحاليل المعروفة بالمواد المرغية (frothers) على الاحتفاظ بالفقاعـات فـي حالة مستقرة الى حد ما على السط ح. وتستخدم المحاليل المنظمة (Regulators) للتحكم في عملية التطويف فهي اما تنشط او تقلل التصاق المعادن الى الفقاعات الهوائية كما انها تستخدم لتنظيم قوة الحامضية والقاعدية (pH value)

∗ مرحلة التكييف
يتم تهيئة الخام المغسول الداخل الى خلية التعويم وذلك بخلطه مع الماء بنسبة (75–70)% مواد صلبة وتعديل قيمة الدالة الحامضية pH الى (2.5–3) بواسطة حامض الكبريتيك 4H2SO ثم تضاف محاليل التجمع Collector والمتمثلة بـ 801 و Aero 825 وبكميات تراوحت بين (0.3–0.6)، (0.1–0.3)غم/كغم رمل، على التـوالي مـع الرج (Cyanamide,1989) لمدة 10 دقائق بسرعة دوران R.P.M 1500 في وعاء مقاوم للاحماض، وتعرف هذه العملية بعملية التكييف (Conditioning). وبعد الانتهاء من عملية التكييف هذ ه، ينقل المزيج الى وعا ء خلية التعـويم ويخفف بالماء الى (30–25) % مواد صلبة وتعدل الدالة الحامضية pHباضافة حـامض الكبريت ــيك الـى (3–2) وتضاف المواد المزبدة (frother) للـ (pine oil) بكمية0.1 غم لكل 1 كغم من الخام وكذلك مـادة الــ fuel oil بنفس الكمية ويرج بماكنة الخلط الموجودة في الجهاز بسرعة دوران 1500 دور ة/دقيقة ولمدة خمس دقائق وبعدها يتم توليد فقاعة الهواء من خلال ماكنة التدوير الخاصة بالج هاز ويتم قشط المادة المتكونة على سطح ا للباب والحاوية علـى اكاسيد الحديد. ان عملية التعويم الرغوي تمت على مرحلتين وقد تم تقليل نسبة اوكسيد الحديد مـن 70.0 %3Fe2O الى 40.0 % والى 0.0231 % في المرحلة الثانية وبنسبة استرجاع 99 % للخام. ومن الملاحظ من خلال التجـ ارب ان تغيير كميات محاليل التجميع (collector) اعطى نتائج متقاربة من حيث تركيز الحديد بعد عملية التعويم الرغوي و نتائج التجارب موضحة في الجدول (5) .

جدول (5) نتائج تنقية رمل الزجاج بأستخدام تقنية التعويم الرغوي
الخام الناتج من المرحلة الثانية الخام الناتج من المرحلة الاولى الخام المغسول
Fe2O3
%
0.025 0.04 0.07

∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الغسل بالحامض
تم معاملة خام ارضمة كيميائيﹰا باستخدام حامض الهيدروكلوريك وحامض الكبريتيك (عبد الملـك، 1998) حيـث عومل الخام قبل عملية الغسل والغربلة عليه م ع الحوامض بتراكيز (10,5,2%) (%wt) وبنسبة خـا م1 : حـام ض2 وعند درجة حرارة الغرفة وبزمن 15 و 30 دقيقة، والنتائج مبينة في الجدول ( 6). وتشير النتائج الى ان زيادة زمـن التفاعل لم تؤدي الى تقليل نسبة اوكسيد الحديد ب صـورة ملحوظة. كمـا تم معاملة الخام المغـسول مـع الح ـوامض 4HCl, H2SO وبتراكيز مختلفة (10,5,2)% وبنسبة خام 1: حامض 2 وعند درجة حرارة الغرفة وبدرجة الغليـا ن.
ونتائج التجارب مبينة في الجدول رقم (7) ومن ملاحظة نتائج التجارب نرى ان النتائج متقاربة لما تم الحصول عليـه في جميع التغيرات التي درست .
تم معاملة ا لخام الناتج من عمليتي التعويم الرغوي والفصل المغناطيسي كيمائيﹰا مع الحوامض المـذكورة سـابقﹰا وبتراكيز مختلفة من الحامض (10,5,2%) وبنسبة خام 1: حامض 2 وبزمن رج 15 دقيقة في وعاء زجـاجي ثـم غسل الخام بالماء جيد ﹰا. و نتائج التجارب اعلاه موضحة في الجدول (8)، اما نتائج التحليل الكيميائي للخام الناتج بعـد عمليات التنقية


النتائج والمناقشة
من خلال نتائج الفحوصات الكي ميائية للرم ل، قيد الدراسة تبين انه يحتوي بشكل اساسي على نـسبة عاليـة مـ ن السيلكا تصل الى حدود 1.99 % وعلى نسبة عالية من اوكسيد الحديد تصل الى حدود 90.0 % وهذه الاكاسيد تعتبر المؤشرات الاساسية التي تؤخذ بنظر الاعتبار في تحديد صلاحية الرمال لاعمال الزجاج المختلف ة(زجـاج العدسـا ت، زجاج الديكور ... الخ). فهذه النسب يجب ان تعالج برفع نسبة السلكيا وتقليل ن سبة اوكسيد الحديد، وقد اجريت هـذه الدراسة لتقليل نسبة اوكسيد الحديد الى الحدود المطلوبة لاعمال الزجاج العلمي والتي لاتزيد نسبة الحديد فيها عن
20.0 % وكاجراء اولي لتهيئة الخام بعمليات التنقية. وبعد ازاحة الجزء الحجمي الذي يزيد عن 850 مايكرون وغسل الرمل بنسبة 3 ما ء: 1 خام ومن ثم الغربلة على 150 مايكرون امكن من تقليل نسب ة اوكـسي د الحديـد الـى 0.07 % والذي سيعتبر النموذج الفاعل للتعامل به في عمليات التنقية .
لقد بينت التجارب الاستطلاعية عدم جدوى استخدام طريقة الرج والحك الميكانيكي لازاحة الحديد، فبالرغم من تغير العديد من المؤشرات بهذه العملية لم تتم خفض نسبة الحديد بشكل مؤثر عما هي عليه في النموذج الداخل بهذه العمليات (Feed) وقد وضعت ثلاث طرق لمعالجة الخام والتي تضمنت عملية التعويم الرغو ي، عملية الفصل المغناطيـسي، والغسل بالحامض. بالنسبة لعملية التعويم الرغوي فقد اعتمد في هذه الطريقة على الدراسة التي اجريـت مـن قبـل (Jajjo and Al-Dojaili(1977 في تحديد كمية اضافات كل من المواد المجمعة والمروغة وزمن التكيي ـف، حيـث استعمل كمية تراوحت من (0.3–0.6) غم لكل 1 كغم من الخام من مادة Aero 801 و (0.1–0.3) غم لكل 1 كغـم خام من مادة Aero 825 وبزمن رج 10دقائق وبسرعة دوران R.P.M 1500. هذه بالنسبة لمـواد التج مي ـع امـا المروغات فقد استخدمت مادة وPine oil و Fuel oil بنسبة 0.1 غم لكل 1 كغم من الخـا م. و مـن تطبيـق هـذه الظروف امكن تقليل اوكسيد الحديد(3 (Fe2O الى 0.025 % بمرحلتي تعويم. وبالرغم من اجراء مرحلتي تعويم لم يتم الوصول الى اقل من 20.0% 3Fe2O وعليه فقد اعتمد اجراء عملية تعويم بمرحلة واحدة التي امكن تقليل نسبة اوكسيد الحديد الى 0.04 %. تم معالجة هذا الركاز باستخدام اي من الحامضين 4HCL, H2O المخففين والوصول الى نسبة اوكسيد حديد اقل من 0.02 % (الجدول 7). و كاتجاه اخر في عملية التركي ز، فقد تم دراسة امكانية استخدام الفـصل المغناطيسي الرطب عالي الشدة لازاحة الحديد بد لا من استخدام التعويم الرغوي فقد امكن من تقليـل نـسب ة اوكـسيد الحديد 3 Fe2Oالى 0.04 %

هذه الدراسة اجريت لتحسين رمل زجاج ارضمة وذلك بتقليل نسبة اوكسيد الحديد (3 (Fe2O الى دون %20.0 لاستخدامه فـي صـناعة الزجاج العلم ي وذل ك باستخدام طريقة الفصل المغناطيسي و التعويم الرغوي و الاذا بة بالحام ض. لمعاملة الرمل بالطرق الواردة الـذكر تمـت غربلته على غربال ذو فتحة 058 مايكرون لأزاحة المواد الخشنة وبعد خلطه مع الماء بنسبة 3:1 (ماء:خام) لمدة نصف ساعة مرر الخلـيط على غربال ذو فتحة 051 مايكرون لإزاحة المواد الناعمة (اقل من 150 مايكرون). بيـنت النتـائج انـه باستخدام مرحلتين مـن الفـ صـل المـغناطيسـي امـكـن تخفيض نسبـة الحــديد 3 Fe2O الـى حوالـي % 0.04 وبمعامـلة ناتج هذه العمـلية بأي مـن الحوام ــض (H2SO4 ,HCl) المخففة تم الحصول على نسبة حوالي %0.016 3Fe2O. بينت نتائج استخدام التعويم الرغوي امكانية تخفيض نسبة 3Fe2O الى حوالي %0.04 بمرحلة واحدة والى حوالي %0.024 بعد المرح لة الثاني ة. كذلك بينت النتائج انه بمعاملة ناتج المرح لة الاولى مـن عملي ـة التعويم بالاحماض المخففة الوار دة الذكر امكان ية انخفاض نسبة 3Fe2O الى حوالي %0.016. من ناحية اخرى امكن تخفـيض محتواهـا مـن 3Fe2O الى حوالي%930.0 و %0.03 على التوالي و ذلك بواسطة المعاملة المباشرة بالأحماض المخففة (H2SO4,HCl) لنماذج من الرمـل من دون اجراء عمليات الغربلة و الغسل و نماذج اخرى اجريت عليها هذه العمليات
h dilute HCl or H2SO4.


يعتبر رمل الزجاج (نسبة 2SiO لاتقل فيه عن 99%) المادة الاولية الاساسية الداخلة في صناعة الزجاج المختلفة ((Shereve,1967 وتبعﹰا لنوع الزجاج المنتج فانه يصنف الى اصناف مختلفة وهذه ايضﹰا تختلف وفق المواصفات القياسية للبلدان المنتجة وحسب المواصفة البريطانية (B.S 2975,1958) فان رمل الزجاج يصنف الى ثلاثة اصناف هي B , A و C . بالنسبة للصنف A يكون الرمل ناعم ويستخدم في صناعة زجاج العدسات على ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن99.5 % و 3Fe2O لا تزيد عن 0.003 % .
الصنف Bهو نوع يدخل في صناعة زجاج الديكور ويجب ان يكون محتوى 2SiO فيه لا تقل عن %99.5 ولا تزيد نسبة اوكسيد الحديد فيه عن 0.013%. والصنف C يستخدم لصناعة زجاج العدسات غير الملونة وزجاج الحاويات للمواد الكيماوية، ويجب ان تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن % 98.5 ونسبة اوكسيد الحديد فيه لا تزيد عن 0.03%. اما بالاعتماد على المواصفة الروسية (Jajjo,et al;1977) فان خواص رمل الزجاج مقسمة الى ستة نوعيات (حسب احتواءه على السيليكا والحديد) وهي صنف 1 ويستخدم لصناعة زجاج العدسات الطبية وتكون نسبة
2SiO لا تقـل عـن 8.99 % و اوكســيد الحديد لايتجـاوز 210.0%. وصنف 2 يستخدم لصناعـة الكرستال ـــــــــــــــــــ
*مهندس أقدم، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
**مهندس، الشركة العامة للمسح الجيولوجي والتعدين.
والصحون والزجاج المقاوم للحرارة و وبصيلات المحارير و زجاج الموصلات الكهربائية وزجاج التعليب ذو النوعية الجيدة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3 % ونسبة اوكسـيد الحديد فيـه لا تزيد عن 0.025 %. وصـنف 3 المستـخدم في صناعـة المرايا وانابيب الاشعة السينية والزجاج المسلح وانابيب الاضاءة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 99.3% ونسبة اوكسيد الحديد لا تقل عن 0.05%. وصنف 4 المستخدم في صناعة زجاج النوافذ العادية وزجاج الصور والزجاج المسلح وصفائح الزجاج وتكون نسبة 2 SiOلا تقل عن98.5% ونسبة اوكسيد الحديد لا تزيد عن0.1%. وصنف 5 يستخدم في صناعة القناني والدوارق الطبية, الزجاج العادي المستخدم للخزن والمعدات الكيميائية, الزجاج الطبي والحراري، الزجاج ذو القابلية ضد الكسر و الزجاج المقاوم للحرارة ومعدات الاضاءة تكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5 % و اوكسـيد الحـديد فيـه بنسبة لا تزيد عن 0.2 % . صنف 6 يدخل في صناعـة قناني المواد الكيماوية والزجاج الشفاف وزجاج المصـابيح الكـهربائيـة وتكون نسبة 2SiO فيه لا تقل عن 98.5% و اوكسيد الحديد بنسبة لا تزيد عن 0.3%. ومن ملاحظة المواصفات اعلاه يتبين ان لاوكسيد الحديد اهمية كبيرة في تحديد نقاوة الزجاج المنتج وبالتالي نوع الصناعة التي تستخدم فيها. لقد اجريت العديد من الدراسات المختبرية في تنقية رمل زجاج ارضمة ورمال الكيلو 180 والكيلو 160 وشرق الرطبة لغرض استخدامه في صناعات الزجاج المختلفة. وغالبا ما تتضمن هذة العمليات الغسل،الرج والحك الميكانيكي، الاذابـة الحامضية والتعويم الرغوي بالاضافة الى عمليات التصنيف الحجمي ( Jajjo,et al., 1977 و British geological survey وAl-Ajeel,1987 و عبد الملك،1988).


اسلوب العمل
تضمن اسلوب العمل الخطوات التالية:-
∗ نمذجة الخام
تم جلب نموذج زنة 50 كغم من رمل زجاج منطقة ارضمة وبعد خلط النموذج جيدﹰا تم تقسيم الخام باستخدام طريقة التقسيم والتربيع للحصول على نماذج متماثلة زنة حوالي 1/2 كغم لكل منها لغرض اجراء التجارب اللاحقة.

∗ التحليل الكيميائي للخام
بعد ته يئة نموذج ممثل من الرمل الخام ارس ل الى المختب رات الكيميائية في الشركة العامة للمـسح الجيولـوجي والتعدين لتحليل ه ومعر فة محتواه بشكل اساسي من السيليكا واوكسيد الحديد وكذلك بعض العناصر الثانوية الاخرى وكما هو موضح في الجدول (1) حيث يلاحظ احتوائه على نسبة عالية من الـسليك ا 2 SiO 99.2 % ونـسب قل يل ـة مـن الشوائب والمتضمنة بصورة رئيسية اوكسيد الحديد 3Fe2O 290.0% .


∗ الفحوصات الفيزيائية والمعدنية
من خلال فحوصات الاشعة السينية للخام والموضحة في الشكل (1) يلاحظ ان رمل زجاج ارضمة يتكون بشكل رئيسي م ن معدن المرو (Quartz). اما من خلال الفحص المجهري يتضح احتوائه عل ى نسب واطئة م ن اوكـسي د الحديد والذي يوجد بصورة متداخلة مع حبيبيات الكوارتز مع وجود نسبة قليلة جدﹰا من ه بصورة حـرة وهـذا يعنـي صعوبة فصل حبيبيات الحديد عن ا لكوارتز با لطرق ال فيزيائية التقليدية واللجوء الى طريقة الفصل المغناطيسي وال تعويم الرغوي والموضحة لاحقﹰا .

∗ التدرج الحجمي للخام
لــقد ا جـريت عملية التدرج الحجمي على نموذج ممثل مـن الخ ــام باس تــ ـخدام مناخـل ذات فتحـات 058 ،006 ،250 ،051 ،75 مايكرون وذلك للتعرف على انتشار الحجوم الحبيبية للخام وكيفية توزيع الحديــ ـد فيها الجدول (2).و نلاحظ ان نسبة المارمن غربال 006 مايكرون يتجاوز الـ 97 % وان نـسبة اوكـسيد الحديـد تراوحت بين ( 0.05−0.17) %. ومن ملاحظة الشك ل(2) يلاحظ ان 80% من الرمل الخام يمر مـن غربـال 425 مايكرون و 50% منه يمر من غربال 325 مايكرون.

تجارب التنقية تضمنت تجارب التنقية ما يلي:-
∗ تهيئة الخام
لغرض ازاحة الجزء الحجمي الاكبر من 850 مايكـرون ( يمثل حوالي 6.1%من الرمل, حسب الجدول (2) ولتقليل نسبة الشوائب الموجودة في الر مل الخام تم غربلة نموذج الرمل على منخل 850 مايكرون و من ثم تم خلطه مع الماء نسبة 3:1 ( خام : ماء) في وعاء اسطواني باستخدام خلاط كهربائي بسرعة 700 دورة في الدقيقة لمدة 15 دقيقة (دايخ واخرون، 2005) . بعدها يغسل النموذج على غربال 150 مايكرون للتخلص من المـواد الناعمة و العوالق المصاحبة للرمل (المتمثلة بالاطيان) . هذه العملية ادت الى تقليل اوكسيد الحديد 3 Fe2Oفي الرمل من 90.0% الـى 0.07 % . تم استخدا م الرمل الناتج من هذه العملي ة في تجارب التنقية اللاحقة بهدف الحصول على رمل ذو محتـوى من اوكسيد الحديد لا يزيد عن 0.02 % او اقل .

∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الفصل المغناطيسي
لغرض دراسة امكانية فصل حبيبات الرمل الحاملة للحديد وللوصول الى الحد الادنى من نسبة الحديد الذي يمكن الوصول اليها فقد تم اجراء عملية الفصل المغناطيسي على الخام المغسول باستخدام جهاز الفصل المغناطيسي عالي الشدة الرطب ( (Wet high intensity magnetic Seperation type Carpcoحيث تتم عملية الفصل المغناطيسي بامرار نموذج من لباب رمل الزجاج (مواد صلبة 02%) خلال حاوية الجهاز التي تحتوي كرات من الصلـب باقطـار مختلفـة والتـي تجـذب جـزيئات الحديد اليها بعـد حثهـا كهربائيـﹰا باستخــدام (7 كيلوكاوز) (Al-Ajeel,1987) .ان رمل الزجاج الناتج بعد عملية الفصل المغناطيسي هذه يحـوي على نسبة اوكسيد الحديد
3Fe2O 0.04 % وبنسبة استرجاع حوالي 89 % للخام الداخل، وقد تم اجراء عملية الفصل المغناطيسي لمرحلة اخرى وباستخدام (7كيلوكاوز) ولكن لم تؤدي المرحلة الثانية الى تقليل نسبة اوكسيد
3 Fe2O الى اقل من 0.04%.

تعتبر عملية التعويم الرغوي من اكثر الطرق اهمية وانتشارﹰا في تكنولوجيا معاملة الخامـات . وتعتبـر عمليـة التركيز بالتعويم عملية انتقائية حيث يستخدم الفرق في الخصائص الفيزيوكيميائية السطحية للحبيبيات المعدنية المختلفة في عملية التعويم ، ويصبح الاختلاف في الخصائص السطحية بين المعادن التي توجد في لباب التعويم ظـاهرﹰا بعـد معالجتها بالمحالي ل. ولكي تتم عملية التعويم يجب ان تستطيع فقاعة من الهواء ان تلتصق بالحبيبية ثم ترفعها الى سطح الماء ولايمكن استخدام هذه الطريقة الا على حبيبات دقيقة نسبيﹰا لانها لوكانت خ شنة فعنـده ا يـصبح التماسـك بـين الحبيبات والفقاعة اقل من وزن الحبيبة مما يدفع الفقاعة الى اسقاط ماتحمله من حبيبيات . ويتحول المعدن في طريقـة التركيز بالتعويم عادة الى شكل ر غـوي او حبي بــات طافية تاركﹰا النفاية في المعلق وتعرف هذه الطريقة بـالتعويم المباشر (Direct flotation) وهي تقابل التعويم العكسي(Reverse flotation) الذي تفصل منه حبيبيات النفايـة بتطويقها وهذا ماتم العمل به في تنقية رمل الزجا ج. ولا تتمكن الفقاعات الهوائية من الالتصاق بالحبيبيات المعدنية الا اذا استطاعت ازاحة الما ء م ن سط ح المعد ن و لايحدث ذل ك ا لا اذ ا كان المعدن يتصف بخاصية طـرد المـاء (water repellent or hydrophobic) وعندما تصل الفقاعات الهوائية الى السطح فانها لا تظل محتفظة بالحبيبيات المعدنية الا اذا كونت طب قـة من الرغاوي المعدن يـة المست قـرة والا فان هـا سوف تنف جـر وتسقط الحبيبيات ال معدنية.
و للتوصل الى هذه الظروف ينبغي استخدام العديد من المحاليل الكيميائية التي تعرف بمحاليل التعـويم (flotation reagents) وذلك لأنه ليس لغالبية المعادن خاصية طرد الماء وهي في حالتها الطبيعية، واكثر هذه المحاليل اهمية هي محاليل التجميع Collectors)) التي تغطي سطح المعدن وتحولها الى طـاردة للمـاء (hydrophobic aerophilic) مما يسهل التصاق الفقاعات بها وتساعد المحاليل المعروفة بالمواد المرغية (frothers) على الاحتفاظ بالفقاعـات فـي حالة مستقرة الى حد ما على السط ح. وتستخدم المحاليل المنظمة (Regulators) للتحكم في عملية التطويف فهي اما تنشط او تقلل التصاق المعادن الى الفقاعات الهوائية كما انها تستخدم لتنظيم قوة الحامضية والقاعدية (pH value)

∗ مرحلة التكييف
يتم تهيئة الخام المغسول الداخل الى خلية التعويم وذلك بخلطه مع الماء بنسبة (75–70)% مواد صلبة وتعديل قيمة الدالة الحامضية pH الى (2.5–3) بواسطة حامض الكبريتيك 4H2SO ثم تضاف محاليل التجمع Collector والمتمثلة بـ 801 و Aero 825 وبكميات تراوحت بين (0.3–0.6)، (0.1–0.3)غم/كغم رمل، على التـوالي مـع الرج (Cyanamide,1989) لمدة 10 دقائق بسرعة دوران R.P.M 1500 في وعاء مقاوم للاحماض، وتعرف هذه العملية بعملية التكييف (Conditioning). وبعد الانتهاء من عملية التكييف هذ ه، ينقل المزيج الى وعا ء خلية التعـويم ويخفف بالماء الى (30–25) % مواد صلبة وتعدل الدالة الحامضية pHباضافة حـامض الكبريت ــيك الـى (3–2) وتضاف المواد المزبدة (frother) للـ (pine oil) بكمية0.1 غم لكل 1 كغم من الخام وكذلك مـادة الــ fuel oil بنفس الكمية ويرج بماكنة الخلط الموجودة في الجهاز بسرعة دوران 1500 دور ة/دقيقة ولمدة خمس دقائق وبعدها يتم توليد فقاعة الهواء من خلال ماكنة التدوير الخاصة بالج هاز ويتم قشط المادة المتكونة على سطح ا للباب والحاوية علـى اكاسيد الحديد. ان عملية التعويم الرغوي تمت على مرحلتين وقد تم تقليل نسبة اوكسيد الحديد مـن 70.0 %3Fe2O الى 40.0 % والى 0.0231 % في المرحلة الثانية وبنسبة استرجاع 99 % للخام. ومن الملاحظ من خلال التجـ ارب ان تغيير كميات محاليل التجميع (collector) اعطى نتائج متقاربة من حيث تركيز الحديد بعد عملية التعويم الرغوي و نتائج التجارب


∗ تجارب التنقية باستخدام تقنية الغسل بالحامض
تم معاملة خام ارضمة كيميائيﹰا باستخدام حامض الهيدروكلوريك وحامض الكبريتيك (عبد الملـك، 1998) حيـث عومل الخام قبل عملية الغسل والغربلة عليه م ع الحوامض بتراكيز (10,5,2%) (%wt) وبنسبة خـا م1 : حـام ض2 وعند درجة حرارة الغرفة وبزمن 15 و 30 دقيقة، والنتائج مبينة في الجدول ( 6). وتشير النتائج الى ان زيادة زمـن التفاعل لم تؤدي الى تقليل نسبة اوكسيد الحديد ب صـورة ملحوظة. كمـا تم معاملة الخام المغـسول مـع الح ـوامض 4HCl, H2SO وبتراكيز مختلفة (10,5,2)% وبنسبة خام 1: حامض 2 وعند درجة حرارة الغرفة وبدرجة الغليـا ن.


النتائج والمناقشة
من خلال نتائج الفحوصات الكي ميائية للرم ل، قيد الدراسة تبين انه يحتوي بشكل اساسي على نـسبة عاليـة مـ ن السيلكا تصل الى حدود 1.99 % وعلى نسبة عالية من اوكسيد الحديد تصل الى حدود 90.0 % وهذه الاكاسيد تعتبر المؤشرات الاساسية التي تؤخذ بنظر الاعتبار في تحديد صلاحية الرمال لاعمال الزجاج المختلف ة(زجـاج العدسـا ت، زجاج الديكور ... الخ). فهذه النسب يجب ان تعالج برفع نسبة السلكيا وتقليل ن سبة اوكسيد الحديد، وقد اجريت هـذه الدراسة لتقليل نسبة اوكسيد الحديد الى الحدود المطلوبة لاعمال الزجاج العلمي والتي لاتزيد نسبة الحديد فيها عن
20.0 % وكاجراء اولي لتهيئة الخام بعمليات التنقية. وبعد ازاحة الجزء الحجمي الذي يزيد عن 850 مايكرون وغسل الرمل بنسبة 3 ما ء: 1 خام ومن ثم الغربلة على 150 مايكرون امكن من تقليل نسب ة اوكـسي د الحديـد الـى 0.07 % والذي سيعتبر النموذج الفاعل للتعامل به في عمليات التنقية .
لقد بينت التجارب الاستطلاعية عدم جدوى استخدام طريقة الرج والحك الميكانيكي لازاحة الحديد، فبالرغم من تغير العديد من المؤشرات بهذه العملية لم تتم خفض نسبة الحديد بشكل مؤثر عما هي عليه في النموذج الداخل بهذه العمليات (Feed) وقد وضعت ثلاث طرق لمعالجة الخام والتي تضمنت عملية التعويم الرغو ي، عملية الفصل المغناطيـسي، والغسل بالحامض. بالنسبة لعملية التعويم الرغوي فقد اعتمد في هذه الطريقة على الدراسة التي اجريـت مـن قبـل (Jajjo and Al-Dojaili(1977 في تحديد كمية اضافات كل من المواد المجمعة والمروغة وزمن التكيي ـف، حيـث استعمل كمية تراوحت من (0.3–0.6) غم لكل 1 كغم من الخام من مادة Aero 801 و (0.1–0.3) غم لكل 1 كغـم خام من مادة Aero 825 وبزمن رج 10دقائق وبسرعة دوران R.P.M 1500. هذه بالنسبة لمـواد التج مي ـع امـا المروغات فقد استخدمت مادة وPine oil و Fuel oil بنسبة 0.1 غم لكل 1 كغم من الخـا م. و مـن تطبيـق هـذه الظروف امكن تقليل اوكسيد الحديد(3 (Fe2O الى 0.025 % بمرحلتي تعويم. وبالرغم من اجراء مرحلتي تعويم لم يتم الوصول الى اقل من 20.0% 3Fe2O وعليه فقد اعتمد اجراء عملية تعويم بمرحلة واحدة التي امكن تقليل نسبة اوكسيد الحديد الى 0.04 %. تم معالجة هذا الركاز باستخدام اي من الحامضين 4HCL, H2O المخففين والوصول الى نسبة اوكسيد حديد اقل من 0.02 % (الجدول 7). و كاتجاه اخر في عملية التركي ز، فقد تم دراسة امكانية استخدام الفـصل المغناطيسي الرطب عالي الشدة لازاحة الحديد بد لا من استخدام التعويم الرغوي فقد امكن من تقليـل نـسب ة اوكـسيد الحديد 3 Fe2Oالى 0.04 % باستخدام قوة شدة مغناطيسية 7 كيلوكاوز وبمعاملة الركاز الناتج من عمليـة الفـصل المغناطيسي بحامض HCL او 4H2SO امكن تقليل نسبة الحديد الى حوالي 0.016 %.
اما باتباع طريقة معالجة الرمل بالحوامض فقط دون اللجوء الى العمليات الفيزي ائية فقد بينت نتائج التجارب التـي انجزت بتراكيز مختلفة من كلا الحامضين HCL او 4H2SO ولفترات زمنية 30 و 15 دقيقة (الجدول 5). وعنـد درجة حرارة الغرفة بيد ان معاملة الخام وبنفس الظروف الواردة في التجارب اعلاه وبدرجة الغليان لم يحصل تغيير فعال في تقليل نسبة الحديد حيث بلغت اوطأ نسبة لاوكسيد للحديد بحدود 30.0 % ولكافة المتغيـرات الـواردة فـ ي الجدول (6). وان عدم امكانية انخفاض الحديد الى دون هذا يعني ان الحديد الذي تم ازاحته هو المتواجد علـى سـطح الحبيبات او في تشققات الحبيبات وليس في داخل حبيبة الكوارت ز. مما تقدم يمكن الاستدلال علـى ان عمليـة التعـويم الرغوي او عملية الف صل المغناطيسي ومن ثم الغسل بالحامض هي الطريقتين المرجحتين لتقليل نسب ة اوكسي د الحديـد الى الحدود المطلوبة في صناعة الزجاج العلم ي، وبشك ل ادق وتفصيلي فان عملية الفصل المغناطيسي وثـم المعاملـة بالحامض هي المفضلة في تركيز الخا م، لما لعملية التعويم الرغوي من كلف عالية بسبب استخدامها العديد في المـواد الكيميائية ( المجمعات ، المروغات ، والحوامض ... ).

الاستنتاجات
بناء على النتائج التي تم التوصل اليها بهدف تنقية رمال الزجا ج (موقع ارضم ة) لاغراض صناعة الزجاج العلمي نستنتج مايلي :
• ان اغلبية اوكسيد الحديد الم وجود في رمال ارضمة يكون بصورة مرتبطة مع الكوارتز وموجود بنسب ضئيلة جدﹰا بصورة حرة في الرمل ومنتش رة في كافة الحجوم الحبيبية للخام مما يؤكـد صـعوب ة فـصله بـالطرق الفيزيائيـة البـسيطة (الغربلة والغسل) .
• امكانية تقليل نسب ة اوكسي د الحديد في الخا م الى حوالي 70.0% 3Fe2O بعد اجـراء عمليـة الغربلـة علـى 850 مايكرون ورجه مع الماء ثم غسله على غربال 106 مايكرون.
• امكانية تقليل نسب ة اوكسيد الحديد في رمال زجاج ارضمة باستعمال طريقـة التعـويم الرغـوي بمـرحلتين الـى
0.025% 3Fe2O، وبمرحلة واحدة تعويم رغوي ثم معاملة ال منتوج بحامض الهيدروكلوريك او الكبريتيك المخفف للوصول الى0.017 % 3Fe2O لاستخدامه في الصناعات المختلفة.
• امكانية تقليل نسب ة اوكسيد الحديد في رمل زجاج ارضمة بطريقة الفصل المغناطيسي ثم معاملة الم نتوج مع حامض الهيدروكلوريك او الكبريتيك المخفف للوصــول الى 610.0 % 3Fe2O لاستخدامه في الصناعـات الزجاجيـة المختلفة .
• معاملة الخام المغسول مع الحوام ض 4HCL، H2SO وبتراكيز مختلف ة عند درجة حرارة الغرفة وبدرجـة الغليـان حيث اعطت نتائج متقاربة في تقليل نسبة اوكسيد الحديد الى حوالي 30.0 % 3Fe2O

الموضوع السابق الإيمان بالله سبحانه مصدر سعادة الإنسان من كتاب : تجربتي التربوية في الحياة (قسم الحكمة)،ص٤٠

الموضوع التالي العراق يغرق وسنغافورة تربح الحياة

قناتنا على التلغرام : https://t.me/kitabat