Yassin, Khaled E., Mourad, Sabreen, Khalil, Mostafa, Abdel-Khalek, Nagui, Elbendari, Abdalla, Selim, Khaled, Hassan, Elsayed, Yassin, Khaled E., Mourad, Sabreen, Khalil, Mostafa, Abdel-Khalek, Nagui, Elbendari, Abdalla, Selim, Khaled, and Hassan, Elsayed
Egypt is endowed with huge reserves of filler minerals, such as silica sand which form approximately 95% of the Earth's crust. The silica sand industry is used in many fields, such as pharmaceutical practices, chemicals, glass, ceramics, electronics, and photovoltaic industries. The aim of this study is to remove impurities from silica sand and apply surface modification processes to enhance its value for various industrial manufacturing applications. Various processing techniques, including classification, attrition scrubbing, magnetic separation, ultra-fine grinding and surface modification, were conducted throughout the study. The results indicated that attrition scrubbing to the classified size fraction of -0.6 + 0.1 mm was capable of reducing the iron concentration from 0.068% to 0.045%. Utilizing the Box-Behnken design, the optimal conditions for magnetic separation were identified, resulting in a decrease in iron content down to 0.012%. Simultaneously, the silica content increased from 99.05% to 99.76%. The results of ultrafine grinding using an attritor mill revealed that a grinding time of 2 hours is sufficient to reach a size suitable for the coating process. Surface modification of the produced ultrafine sand was conducted using polymers and silanes. The treated sand was characterized using SEM, zeta potential, adsorption density, and FTIR measurements. Notably, hydrophobicity increased, accompanied by an increase in particle size. Simultaneously, the surface becomes flatter, indicating the formation of a thin layer. Consequently, the coated sand proved to be a satisfactory material that met the criteria to be used as a filler in coating and paints., Egipat je obdaren golemim rezervama mineralnih punila kao što je silikatni pijesak koji čini približno 95 % Zemljine kore. Industrija silikatnoga pijeska koristi se u mnogim područjima kao što su farmaceutska industrija, kemijska industrija, industrija stakla, keramike, elektronike i fotonaponska industrija. Cilj je ovoga istraživanja ukloniti nečistoće iz silikatnoga pijeska i primijeniti procese površinske modifikacije kako bi se povećala njegova vrijednost za različite primjene u industrijskoj proizvodnji. U ovoj studiji provedene su različite tehnike obrade, uključujući klasifikaciju, struganje, magnetsku separaciju, ultrafino mljevenje i površinsku modifikaciju. Rezultati su pokazali da je struganje do klasificirane frakcije veličine od –0,6 + 0,1 mm moglo smanjiti koncentraciju željeza s 0,068 % na 0,045 %. Koristeći se tehnikom Box-Behnken, identificirani su optimalni uvjeti za magnetsku separaciju, što je rezultiralo smanjenjem sadržaja željeza do 0,012 %. Istodobno, sadržaj silicijeva dioksida povećao se s 99,05 % na 99,76 %. Rezultati ultrafinoga mljevenja pomoću mlina za mljevenje otkrili su da je vrijeme mljevenja od 2 sata dovoljno da se postigne veličina prikladna za postupak premazivanja. Površinska modifikacija proizvedenoga ultrafinog pijeska provedena je pomoću polimera i silana. Tretirani pijesak karakteriziran je pomoću SEM-a, zeta-potencijala, adsorpcijske gustoće i FTIR mjerenja. Posebno je povećana hidrofobnost, popraćena povećanjem veličine čestica. Istodobno, površina postaje ravnija, što upućuje na stvaranje tankoga sloja. Prema tome, premazani pijesak pokazao se kao zadovoljavajući materijal koji je zadovoljio kriterije za korištenje kao punilo u premazima i bojama.