تقييم الخواص الميكانيكية والفيزيوكيميائية وامكانية استخلاص المعادن من تكوين الفتحة في منطقة الزرباطية شرق العراق

الباحث

فرح عادل عبد الحسين

المشرف

امجد ابراهيم فاضل - سمر سعدي حسين

الجامعة

الجامعة التكنولوجية

الكلية / القسم

قسم هندسة الانتاج والمعادن / هندسة الانتاج والمعادن

الشهادة

ماجستير

السنة

2024

لغة الرسالة

انكليزي

الكلمات المفتاحية

Al-Fatha Formation;Gypsum and limestone;Mechanical properties;Calcium extraction

اعتمدت هذه الدراسة على الاستطلاع الميداني والاختبارات التجريبية لثلاثة أنواع من الرواسب (الحجر الجيري، والجص، والطين) والتي تم اختيارها من ثلاث مناطق مختلفة لتكوين الفتحة في منطقة الزرباطية في شرق العراق. أجريت سلسلة من الاختبارات التجريبية لدراسة وتقييم الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للصخور المختارة في شرق العراق. تم إجراء ثلاثة أنواع من الاختبارات التدميرية الميكانيكية على (60) عينة صخرية سليمة، (قوة الضغط الأحادية المحور، واختبار الحمل النقطي، واختبار الشد البرازيلي غير المباشر)، علاوة على ذلك تم إجراء اختبار غير مدمر على النماذج وهو اختبار مطرقة شميدت. أظهرت نتائج قوة الضغط الأحادية المحور أن القيمة القصوى لقوة الضغط لعينات الجبس كانت (35.08) ميجا باسكال، بينما كانت القيمة القصوى في عينات الحجر الجيري (38.095) ميجا باسكال. بالنسبة لاختبار الحمل النقطي، كانت القيم القصوى لمؤشر قوة الحمل النقطي المصحح Is(50) (2.810) ميجا باسكال و (6.428) ميجا باسكال لعينات صخور الجبس والحجر الجيري على التوالي. وبالنسبة لاختبار الشد غير المباشر البرازيلي، كانت قيم قوة الشد القصوى (σt) (4.66) ميجا باسكال و (7.36) ميجا باسكال لعينات صخور الجبس والحجر الجيري على التوالي. تم الحصول على ارتباطات جديدة بقيمة عالية لمعامل الانحدار R2، وربطت بين قوة الضغط أحادية المحور (UCS) مقابل رقم الارتداد لمطرقة شميدت (N) لكل من صخور الحجر الجيري والجبس ضمن منطقة الدراسة.ساعدت النتائج والاختبارات الفيزيائية في تفسير السلوك الميكانيكي لعينات الصخور التي تمت دراستها. أظهرت نتائج أجهزة تحليل حيود الأشعة السينية ومحللي فلورسنت الأشعة السينية أن صخور الجبس ذات نقاء عالي جدًا وتحتوي على (CaO = 35.82٪). أما الحجر الجيري فهو يتكون من الكالسيت والدولوميت وقليل من الجبس ويحتوي على (CaO = 63.13%) وتحتوي رواسب الطين على تركيز عالي من السيليكون والألمنيوم وقد أكد الفحص المجهري الإلكتروني أن صخور الجبس عبارة عن بلورات عالية النقاء ومتعددة الأشكال أما الحجر الجيري فيحتوي على بلورات الكالسيت والدولوميت وكذلك نسب صغيرة من الجبس بينما تتكون عينة الطين بشكل رئيسي من طين الكاولين ومركب جبس بالإضافة إلى وجود بلورات الكالسيت والكوارتز وتعتبر هذه العينة رواسب طينية تم نقلها بالماء وترسبت على شكل خليط مع الجبس وبعض الشوائب وقد أجريت عشرون تجربة ترشيح لكل من عينات الجبس والحجر الجيري باستخدام حمض الهيدروكلوريك لاستخلاص الكالسيوم وتم دراسة تأثير توزيع حجم الجسيمات وتركيز الحمض على كفاءة الاستخلاص. تم استخدام أحجام مختلفة من الجسيمات (53، 63، 75، 125، و 225) ميكرومتر، وتركيزين من حامض الهيدروكلوريك (2 و 4) مولار للاستخلاص. وقد أظهرت نتائج اختبارات الاستخلاص كفاءة حامض الهيدروكلوريك في استخلاص الكالسيوم، إلا أنه كان أكثر فعالية في استخلاص الكالسيوم من صخور الجبس مقارنة بصخور الحجر الجيري. حيث بلغت نسبة الكالسيوم المستخرج من صخور الجبس (90.6%)، بينما بلغت نسبة الكالسيوم المستخرج في صخور الحجر الجيري (38.2%). كما وجد أن زيادة تركيز المحلول الحمضي أدى إلى زيادة كبيرة في كفاءة العملية في صخور الجبس. كما تم الحصول على ارتباطات جديدة ذات موثوقية عالية بين حجم الجسيمات ونسبة الاستخلاص لكل من صخور الحجر الجيري والجبس.

This study based on the field reconnaissance and experimental tests for three types of sediments (limestone, gypsum, and clay deposits) which were selected from three different zones for AL-Fatha Formation in Zurbatiyah region in eastern Iraq. the study area. A series of experimental tests were carried out to study and assess the physiochemical and mechanical properties of selected rocks in eastern Iraq. Three types of mechanical destructive tests on (60) intact rock specimens were performed,(Uniaxial compressive strength, point load test, and indirect tensile Brazilian test), moreover a non-destructive testwas carried out on the models, which is Schmidt hammer test. The results of uniaxial compressive strength show that the maximum value of the compressive strength of the gypsum specimens was (35.08) MPa, while the maximum value in limestone specimens, was (38.095) MPa. For the point load test, the maximum values of corrected point load strength index Is(50) were (2.810) MPa and (6.428) MPa for gypsum and limestone rock specimens respectively. And for the indirect tensile Brazilian test, the maximum tensile strength (σt) values were (4.66) MPa and (7.36) MPa for gypsum and limestone rock specimens respectively. New correlations with high value for R2 regression coefficient were obtained, linking the uniaxial compressive strength (UCS) versus the rebound number of the Schmidt hammer (N) for both of limestone and gypsum rocks within the study area.The physical results and tests helped to explain the mechanical behavior of the rock specimens that were studied. The results of x- ray diffraction and X-ray fluorescence analyzers, showed that, the gypsum rock is of very high purity and contains (CaO = 35.82%). While limestone, it consists of calcite, dolomite, and a little gypsum and contains (CaO = 63.13%). The clay deposits contain a high concentration of silicon and aluminum. Electron microscopic examination confirmed that the gypsum rocks are high-purity crystals of multiple shapes. As for the limestone contains crystals of calcite and dolomite, as well as small percentages of gypsum. While clay sample consists of mainly kaolin clay and a gypsum compound, in addition to the presence of crystals of calcite and quartz, this sample is considered a clay deposit that was transported by water and deposited in the form of a mixture with gypsum and some impurities. Twenty filtration experiments were conducted for both gypsum and limestone samples using HCl acid for calcium extraction. The effects of particle size distribution and acid concentration on extraction efficiency were studied. Different particles sizes (53, 63, 75, 125, and 225) μm, and two concentrations of hydrochloric acid (2 and 4) Mulari were used for extraction.The results of the extractions tests showed the efficiency of hydrochloric acid in extracting calcium, but it was more effective in calcium extraction from gypsum rocks compared with limestone rocks. The percentage of extracted calcium from gypsum rocks was up to (90.6%), while the extracted calcium to (38.2%) in limestone rocks. It was also found that increasing the concentration of the acid solution led to a significant increase in the efficiency of the process in gypsum rocks. New correlations with high reliability have been obtained correlated between particles size and leaching percentage for both of limestone and gypsum rocks.

طلب نسخة من الملف

الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.

الاسم

رقم الهاتف

البريد الإلكتروني

الغرض من الطلب (اختياري)

إرسال الطلب