تبلیغات
دختر زمین شناس
قالب وبلاگ

دختر زمین شناس
تنها جایی که برای زندگی کردن داریم زمین است...مواظبش باشیم 
نسوزها و دیرگدازها
(بخش پنجم)

منیزیت


بعد از توصیف مختصری در مورد انواع نسوزها در این قسمت به بحث در مورد یکی از انواع دیرگدازها که در ایران نسبت به دیگر دیرگدازها بیشتر تولید می‌شود، می‌پردازیم.

منیزیم از نظر فراوانی در پوسته زمین، هشتمین عنصر است و در بیش از 60 کانی یافت  می‌شود که مهمترین آنها، از نظر اقتصادی، عبارتند از: منیزیت(MgCO3)، بروسیت Mg(OH)2، دولومیت CaMg(CO3)2، اپسومیتMgSO4.7H2O املاح کلرید و سولفات منیزیم در شورآبه‌های طبیعی (بخصوص کارنالیتKMgCl3.6H2O )، اولیوین(Mg,Fe)2 SiO4، تالک Mg3Si4O10(OH)2 و سرپانتین Mg6Si4O10(OH)8.

بقیه را در ادامه مطلب بخوانید...
این کانی‌ها به عنوان مواد اولیه برای تولید فلز منیزیم، انواع مختلف منیزیا (MgO) و دیگر ترکیبات منیزیمی استفاده می‌شود که در ساخت نسوز، کمک ذوب، پرکننده‌، عایق، سیمان، رنگ‌بر، کود و مواد شیمیایی بکار می‌روند.

گروه منیزیت شامل کانی‌های منیزیت، هونتیت و هیدرومنیزیت است. منیزیت معروفترین و فراوان‌ترین کانی است که به منظور تهیه منیزیا بکار گرفته می‌شود. این کانی عضوی از گروه کربنات‌ها با سیستم تری‌گونال است. هونتیت از دیگر کانیهای گروه منیزیت است که تشکیل آن تنها با منیزیت و تقریباً با لایه‌های تک‌کانی صورت می‌گیرد. هیدرومنیزیت نیز فراوانترین کانی کربنات منیزیم‌دار و لایه‌های آن همراه با سوزنهای آراگونیتی و رسوبهای دریاچه‌ای نهشته می‌شود.

در طبیعت، منیزیت بندرت به شکل متبلور درشت‌دانه یافت می‌شود. بطور معمول مقادیری از کربناتها، اکسیدها و سیلیکاتهای آهن، کلسیم، منگنز و آلومینیم به عنوان کانیهای همراه حضور دارند.

   شرایط تشکیل و ژنز منیزیت

منیزیت از نظر بلورشناسی به دو صورت درشت بلور و ریزبلور یافت می‌شود. منیزیتهای درشت بلور از یک محلول اشباع از یون منیزیم با زمان و حرارت کافی بوجود آمده‌اند. در صورتیکه منیزیت‌های ریزبلور بسرعت نهشته شده‌اند.

همین اندازه بلورها بازتابی از شرایط و محیط تشکیل منیزیت است. بر همین اساس انواع منیزیت را بر مبنای محیط تشکیل به شرح زیر دسته‌بندی می‌کنند:

 
الف) منیزیت‎های گرمابی

پیدایش این گونه ذخایر، نتیجة دگرسانی محلول‎های گرمابی حامل CO2 بر روی سنگ‎های اولترابازی است.

منیزیت‎های تشکیل شده در این فرآیندها، معمولاً به صورت توده‎ای و نهان بلورین هستند و اغلب دارای عیار خوب می‎باشند.

ب) منیزیت‎های تراوشی

در این نوع، CO2 موجود در آب‎های جوی بر روی سنگ‎های سرپانتینی و اولترامافیکی اثر می‎کند و سبب واکنش‎های شیمیایی و تشکیل منیزیت می‎شود. سنگهای الترابازیک شامل دونیت‌ها، پریدوتیت‌ها و پیروکسنیت‌ها می‌باشند که در اثر فرسایش تحت شرایط خاص جوی و محیط اکسیداسیون به سرپانتین تبدیل می‌شوند. فرآیند سرپانتینیتی شدن به وسیله واکنش‌های زیر انجام می‌گیرد:

2 forsterite + 3 H2O                                      serpentine + 1 brucite

1 serpentine + 3CO2                                     2quartz + 3 magnesite

تحت شرایط ویژه حاکم در برخی از نواحی سطحی یا نیمه عمیق، منیزیت بعنوان یک فرآورده فرسایشی تشکیل می‌شود. تجزیه سرپانتینیت‌ها به تدریج در مراحل مختلف انجام می‌گیرد:

(brucite) Mg(OH)2                                              MgCO3.xH2O                             MgCO3(magnesite)

ذخایر منیزیتی از این نوع، اغلب کوچک و به صورت رگچه‎ای و دارای خلوص بالا و دانه‌بندی بسیار ریز (1 تا 10 میکرون) می‎باشند. همچنین میزان تخلخل این نوع کانسارها نیز بالا و متغیر است (5 تا 25 درصد). بیشتر ذخایر منیزیتی از این نوع در نزدیکی سطح زمین پدیدار می‌شوند و در نتیجه دارای عمق زیادی نیستند.

در ایران، در ناحیة افیولیت‎های نایین (سهیل پاکوه) و سبزوار این گونه‎ها دیده می‎شود. 

پ) منیزیت‎های جانشینی گرمابی

این ذخایر از محلول‎های گرمابی که از ژرفای زمین سرچشمه می‎گیرند، تشکیل می‎شوند. این محلول‎ها در هنگام مهاجرت بر سطح و در برخورد با آهک‎ها، دولومیت‎ها، یا شیل‎ها بر اثر متاسوماتیسم جانشینی، ذخایر منیزیتی متبلور را به وجود می‎آورند. منیزیت تشکیل شده بصورت درشت بلور و کریستالین می‌باشد.

منیزیت‌های بلورین بطور معمول طی دو مرحله‌ تشکیل می‌شوند:

مرحله اول: حمله آبهای غنی از دی‌اکسید‌کربن با دمای کمتر از 200 درجه سانتیگراد به سنگ‌های دولومیتی و شسته‌شدن یونهای‌ کلسیم و منیزیم .

مرحله دوم: بالارفتن دمای آب‌های حاوی یون‌های منیزیم و کلسیم که سرانجام باعث کاهش حلالیت کربنات‌کلسیم و نهشته شدن کلسیت و حمل منیزیت را در پی‌ دارد. سپس در پایان، در شرایط مناسب حرارت و فشار، کانی منیزیت انباشته خواهد شد

این گونه ذخایر در ایران مورد توجه قرار نگرفته است، هر چند امید به تشکیل این ذخایر در خاور ایران، شمال باختری ایران (آذربایجان باختری) و نقاط دیگر می‎رود.

ت) منیزیت‎های رسوبی

این گونه ذخایر در محیط‎های رسوبی نزدیک به سنگ‎های غنی از منیزیم و به صورت توده‎ای و نهان بلورین (یا به صورت تراورتن) تشکیل می‎شوند.

این گونه ذخایر در پاره‎ای موارد می‎توانند از لحاظ اقتصادی قابل بهره‎برداری باشند، اما اغلب کم عیار هستند.

پیدایش ذخایر توده‎ای منیزیت در محیط‎های آب شیرین، نیازمند فراهم بودن یون منیزیم است. یون‎های منیزیم حاصل از تخریب شیمیایی سنگ‎های غنی از منیزیم، به محیط‎های دریاچه‎ای یا آبگیرهای فصلی آورده شده و سرانجام ذخایر منیزیتی را پدید می‎آورند. در این مورد باید نسبت منیزیم به کلسیم حدود 20 تا 40 باشد تا کانسار منیزیت تشکیل گردد.

در بسیاری از نقاط ایران، همة شرایط یاد شده موجود است، ولی برای اکتشاف منیزیت‎های رسوبی تاکنون فکری نشده است. ذخایر منیزیت ایران از کرتاسه پسین تا کواترنر تشکیل شده‎اند. در این فاصله زمانی، با توجه به شرایط منیزیت، دوره به خصوصی را نمی‎‎توان برای تشکیل آن مشخص کرد.

ث) منیزیت‌های تبخیری

این قبیل کانسارها در محیطهای شور یا بسیار شور تشکیل می‌شوند. وجود یک محیط بسیار شور با نسبت بالای منیزیم به کلسیم در آبهای آن، زمینه پیدایش انباشته‌های منیزیتی اعم از نوع اولیه یا دیاژنتیک (دگرنهادی کربناتهای پیشین) را فراهم می‌کند.

•        کاربرد منیزیت

منیزیت کانی‎ای‎ است که نقش اصلی را در صنایع دیرگداز و نسوز دارد. فرآورده‎‎های منیزیتی، به‎طور عمده شامل دیرگدازها می‎باشند که در بخش صنایع دیرگداز به فراوانی استفاده می‎شود. بخش دیگری از این فرآورده‎ها، در مصارف کشاورزی، داروسازی، شیمی و… به‎کار برده می‎شود. امروزه فولادسازی مدرن و در‎حال‎توسعه، نیاز به افزایش تولید دیرگدازهای منیزیتی با کیفیت بالا دارد.

منیزیت کاملاً تکلیس شده، شامل بلورهای پریکلاز در یک زمینة بلورین دانه‎ریز می‎باشد و نقطة ذوب آن، 2800 درجه سانتی‎گراد و وزن مخصوص آن 6/3 گرم بر سانتی‎گراد متر مکعب است. برای افزایش مقاومت‎گرمایی و پایداری فرآورده‎های منیزیتی، 5 تا 12 درصد آلومین افزوده می‎شود که این عمل منجر به تشکیل یک فاز اسپنیلی از MgO می‎گردد.  دو نوع مهم تجاری- صنعتی آن عبارتست از:

منیزیت سیاه سوز (dead-burned magnesite) یا منیزیای نسوز و منیزیت تکلیس شده(caustic- calcined magnesite).

منیزیت سیاه سوز محصولی زینتر شده و دانه‌ای شکل است که با حرارت دادن هیدروکسیدمنیزیم، منیزیت طبیعی یا موادی مشابه در دمای 1450 تا 2000 درجه سانتیگراد به دست می‌آید. این مواد متراکم، نسبت به شرایط جوی پایداری بالایی نشان می‌دهد. بیش از 75 درصد میزان تولید این نوع منیزیا به نوعی در صنعت فولادسازی مصرف می‌شود. آجرهای نسوز منیزیتی در جداره کوره‌های فولادسازی با روشهای bessemer و basic open- hearth furnace مصرف می‌شوند. در روشهای دیگر از قبیل LD با استفاده از اکسیژن برای فولادسازی، آجرهای دولومیت غنی از منیزیت بکار گرفته می‌شود. روند افزایش در استفاده از این نوع نسوز به دو دلیل است:

1- در بین اکسیدهای نسوز با قیمت متوسط، MgO بالاترین نقطه ذوب را دارد. در حقیقت به استثنای اکسیدزیرکنیم (ZrO2)، منیزیا تنها ماده‌ای است که می‌تواند دماهای بیش از 2000 درجه سانتیگراد را برای مدت طولانی تحمل کند.

2- در کوره‌های گوناگون فولاد سازی (قوس الکتریکی، BOF) با استفاده از آجرهای منیزیتی، جدایش فسفر و گوگرد موجود در کانسنگ همراه با سربارة بازیک امکان‌پذیر است.

هرچند که هزینه اولیه آجرهای نسوز منیزیتی بالا است ولی به دلیل عمر طولانی در دراز مدت اقتصادی است. میزان مصرف منیزیای نسوز نزدیک به 2 تا 5 کیلوگرم در ازای هر تن فولاد تولید شده است.

فزون بر صنعت فولاد، نسوزهای منیزیتی در دیگر صنایع از جمله تولید آهک، شیشه، فلزات غیرآهنی و بویژه سیمان سازی کاربرد دارد.

منیزیت تکلیس شده که light-burned magnesite نیز نامیده می‌شود، با حرارت دادن کانسنگ منیزیت در دمای 700 تا 1000 درجه سانتیگراد به دست می‌آید. این محصول دارای پرت حرارتی کمتر از 10 درصد است و خاصیت جذب رطوبت دارد. کاربردهای مهم آن عبارتند از:

1- در کشاورزی بویژه در دهه های 1970 تا 1980، در بیشتر کودهای شیمیایی و انواع خوراک دام بکار گرفته شد. پودر منیزیت تکلیس شده با دانه‌بندی کمتر از 2 میلیمتر و عیار حداقل 85 درصد MgO به عنوان مواد تکمیلی در خوراک دام مصرف می‌شود.

2- مخلوطی از منیزیت تکلیس شده در واکنش با محلولهای غنی از منیزیم و کمی فسفات سدیم، در برابر هوا سفت می‌شود و بدین سان یک نوع چسب یا بایندر محکمی را پدید می‌آورد که در ساختمان سازی با ارزش است. عیار منیزیای تکلیس شده برای این منظور 75 تا 87 درصد MgO با میزان کم آهن و دانه بندی 40 تا 45 درصد زیر 10 میکرون است.

3- در پالایش و تصفیه فاضلابها، خلوص منیزیت تکلیس شده مورد نیاز 70 تا 99 درصد MgO است. با کاربرد این ماده، زدودن فلزات سنگین و سیلیکاتها امکان پذیر می‌شود. همچنین با استفاده همزمان این نوع منیزیا همراه با اسیدفسفریک، عمل آمونیم‌زدائی نیز انجام می‌گیرد. محصول به دست آمده (Mg.NH4.PO4.6H2O) می‌تواند به عنوان یک کود شیمیایی مصرف شود.

4- بعنوان مواد پرکننده در صنایع پلاستیک و لاستیک مصرف می‌شود و در کنترل ویسکوزیته و صلابت محصول سودمند است.

5- منیزیت تکلیس شده خلوص بالا در تهیه ترکیبات شیمیایی منیزیمی بکار می‌رود.

6- در صنایع کاغذ و سلولزسازی (روش انحلال bisulfite) منیزیت تکلیس شده مصرف می‌شود.

7- با دانه‌بندی کنترل شده بعنوان عامل پوشش دهنده کاربرد دارد.

8- همراه با کربنات منیزیم و منیزیای خالص در تهیه لوازم آرایش به‌کار می‌رود.

9- در صنعت داروسازی، منیزیت تکلیس شده با خلوص بالا(بیش از 98درصد MgO) به عنوان داروی ضد اسید و پایه پودر بهداشتی بکار می‌رود.

10- در صنعت سرامیک، شیشه و رزین نیز از منیزیت استفاده می‌شود.

•        ذخایر و تولید منیزیت در جهان

ذخایر قطعی منیزیت جهان حدود 2/2 میلیارد تن و ذخایر پایه آن حدود 6/3 میلیارد تن تخمین زده شده است  که کشورهای روسیه (650 میلیون تن)، کره (450 میلیون تن) و چین (380 میلیون تن) بزرگترین دارندگان ذخایر قطعی منیزیت در جهان می‌باشند (USGS, 2005). کل منابع شناخته شده منیزیت جهان حدود 12 میلیارد تن می‌باشد. منابع بروسیت جهان نیز چیزی حدود چند میلیون تن خواهد بود. اگر منابع دولومیت، فورستریت، کانیهای تبخیری منیزیم‌دار، شورابه‌های حاوی منیزیم و فرآوری منیزیم از آب دریا را نیز در نظر بگیریم، می‌توان گفت که منابع منیزیم جهان نامحدود می‌باشد.

در سال 2004 میزان تولید منیزیت جهان بجز ایالات متحده حدود 5/3 میلیون تن بوده است. بزرگترین تولیدکنندگان منیزیت جهان نیز در همان سال به ترتیب کشورهای چین، ترکیه، روسیه و کره شمالی بوده‌اند.

•         وضعیت منیزیت در ایران

بیش از 100 کانسار و نشانه معدنی منیزیت در ایران شناسایی شده که بیشتر این منابع، در استان خراسان و حوالی بیرجند قرار دارند. کل ذخایر قطعی که مورد اکتشاف سیستماتیک واقع شده، افزون بر 10 میلیون تن است. اگر به ذخایر کم‎عیار توجه شود و در جهت فرآوری و پرعیارشدن آنها برنامه‎ریزی گردد، آنگاه ذخایر منیزیت ایران چندین برابر افزایش خواهد یافت.

سهم جهانی منیزیت ایران از نظر ذخیره حدود 46/0 درصد و از نظر تولید 73/0 درصد می‌باشد (Mines & Mining in Iran, 2005). جدول 10 وضعیت و جایگاه منیزیت در ایران و جهان را نشان می‌دهد.

•         تولید منیزیت و سایر دیرگدازها در ایران

هم‌اکنون در کشور حدود هشت شرکت اصلی در صنعت تولید دیرگدازها فعال هستند که صنعت دیرگدازها را در ایران در اختیار دارند. شرکتهای فرآورده‌های نسوز آذر، فرآورده‌های نسوز ایران، فرآورده‌های نسوز پارس، فرآورده‌های دیرگداز ایران، شرکت مهرگداز، شرکت نسوز تبریز، آذرشهاب تبریز و توکانسوز اصفهان از جمله مهمترین شرکتهای تولیدی فرآورده‌های نسوز در کشور هستند که شرکت فرآورده‌های نسوز آذر با بیشترین ظرفیت مشغول به‌کار است. شرکت‌هایی همچون شرکت تهیه و تولید مواد نسوز کشور و شرکت تهیه و تولید مواد معدنی کشور نیز مواد خام و معدنی نسوز را تولید می‌کنند.

ظرفیت اسمی واحدهای تولیدکننده نسوز کشور سالیانه 384 هزار تن است که از این میان 200 هزارتن مربوط به تولید آجرنسوز و 184 هزارتن مابقی مربوط به تولید جرم نسوز می‌باشد.

مصرف داخلی کشور در خصوص دیرگدازها سالیانه حدود 300 هزار تن است که حدود 260 هزار تن آن از تولید داخلی تأمین می‌گردد و 40 هزار تن مانده از خارج وارد می‌شود.

شرکت تهیه و تولید مواد نسوز کشور که متولی تولید مواد نسوز قلیایی و دولومیتی در کشور است عمدتاً به تولید منیزیت از معادن منیزیت شرق کشور می پردازد. اسامی این معادن در جدول 10 آورده شده است.

میزان تولید مواد نسوز قلیایی که شرکت تهیه و تولید مواد نسوز کشور متولی آن است سالیانه حدود 100 هزار تن ماده خام منیزیت و 270 هزار تن دولومیت می‌باشد.

بر اساس آمار ارائه شده از شرکت تهیه و تولید مواد نسوز کشور، تولید کل مواد خام نسوز کشور که شامل رسهای نسوز، سنگ‌نسوز، خاکهای چسبنده، منیزیت، کانیهای آلومینیم‌دار (آندالوزیت، سیلیمانیت و کیانیت) و دولومیت می‌باشند، 445 هزار تن در سال 85 بوده است (گفتگوی شفاهی با مهندس باقری). اما محصولات فرآوری شده به شرح زیر می‌باشد:

منیزیت فرآوری شده (منیزیای سینتره)       40 هزارتن

شاموت                      60 هزارتن

دولومیت (سینتره دولوما)              100 هزارتن

دولومیت خام از معادن زفره نطنز، شهرضا، نهاوند و غیره برداشت می‌شود. همچنین رس نسوز از معدن پشتی سمیرم، سنگ نسوز از معادن رباط‌خان طبس و دیگر معادن اطراف طبس برداشت می‌گردد. از معدن آرژیلیت دوپلان نیز بعنوان خاک چسبنده نسوز استفاده می‌گردد.


ادامه را در بخش ششم بخوانید...

منابع  نسوزها:

1. www.nobonyan.com
2. www.aryashare.com

 



طبقه بندی: سنگ شناسی یا پترولوژی، زمین شناسی اقتصادی، سنگ شناسی رسوبی-رسوب شناسی، سنگ شناسی، معدن،
[ چهارشنبه 24 خرداد 1391 ] [ 08:36 قبل از ظهر ] [ راحله مظلومی ] [ نظرات ]
.: Weblog Themes By WeblogSkin :.
درباره وبلاگ

من راحله مظلومی، فارغ التحصیل رشته زمین شناسی محض هستم...زمین را خیلی خیلی دوست دارم...
این وبلاگ برای همه زمینی هاست...

مشاور پایان نامه های تخصصی کارشناسی زمین شناسی
بررسی های زمین شناسی
کار با gps و نرم افزار mapsurce و آموزش آن
رسم نقشه ( زمین شناسی، توپوگرافی، ...)
آموزش نرم افزار های زمین شناسی: ... gis , rockwork, surfer 8 & 9 , dips
rmazloomi.zamin@yahoo.com

نویسندگان
آخرین مطالب
لینک دوستان
نظر سنجی
نظر شما در مورد وبلاگ دختر زمین شناس چیست؟






ابر برچسب ها
آمار سایت
بازدیدهای امروز : نفر
بازدیدهای دیروز : نفر
كل بازدیدها : نفر
بازدید این ماه : نفر
بازدید ماه قبل : نفر
تعداد نویسندگان : عدد
كل مطالب : عدد
آخرین بروز رسانی :
امکانات وب