تبلیغات
دختر زمین شناس
قالب وبلاگ

دختر زمین شناس
تنها جایی که برای زندگی کردن داریم زمین است...مواظبش باشیم 
آشنایی با ذخایر کائولن و مصارف آن در صنعت

    ◄ کائولین چیست:

    كائولن یك اصطلاح اقتصادی است كه برای كانسارهای رسی تقریباً سفید به كار می رود. این كانسارها اغلب شامل كانی كائولینیت و یا فرآورده های بدست آمده از آن می باشند. در گذشته اصطلاح خاك چینی به عنوان مترادف كائولن استفاده می شد. نام كائولن از كلمه كائولینگ چینی به معنای تپه سفید مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج می شده است. كائولن یا خاك چینی به رنگ سفید بیشترین كاربرد را در تولید چینی و سرامیك دارد. آمریكا، روسیه، جمهوری چك و برزیل بزرگ ترین تولید كنندگان كائولن می باشند.


    سنگ کائولین برحسب نوع پیوندهایش به دو گروه پیوند نرم و سخت طبقه بندی می شود. یكی از مهم ترین خصوصیات صنعتی كائولن ماهیت شیمیایی خنثی آن می باشد. كائولن تحت شرایط شیمیایی صنعتی و در محدوده PH بین 3 تا 9 پایدار می باشد. بنابراین می تواند به راحتی به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با سایر تركیبات استفاده شود.
  
از جمله خصوصیات اقتصادی مهم كائولن اندازه ریز ذرات آن می باشد. اغلب دیگر موادی كه به عنوان رنگدانه، پركننده ، پوشش دهنده و روان ساز استفاده می شوند، باید به وسیله عملیات هزینه بر خردایش و آسیا كردن، كاهش اندازه داده و به پودر تبدیل شوند.
    صفحات بلوری نازك قدرت پوشش دهی خوبی را فراهم می آورد و برای پوشش روی كاغذ و رنگ بهتر است. كائولن اغلب در فرآینده های صنعتی به عنوان سوسپانسیون پلیمر مایع یا آب به كار می رود. ویسكوزیته یا گرانروی این اسلاری های مایع نكته ای مهم می باشد. اساساً ارزش كائولن به علت گرانروی خیلی كم آن در درصدهای جامد بالا می باشد. این خصوصیت بر خلاف ویژگی بنتونیت است.
    مرغوبترین کائولن‌ها تا حدود 20 درصد ناخالصی را دارا می‌باشند که به منظور کاهش این ناخالصی‌ها بطرق مختلف فرآوری می‌گردد و در هر روش نوعی خاص از این ماده حاصل می‌شود و هر کدام مصرف ویژه خود را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتیکی، نوع فرآوری نیز محصول را از یکدیگر متمایز می‌نماید. ذخایر كائولین به انواع زیر تقسیم می شوند: ذخایر هوازده، ذخایر گرمابی، ذخایر حمل شده، ذخایر دیاژنزی


    ◄ كانی های مهم كائولن:

    كانیهای این گروه عبارتند از : كائولینیت، دیكیت، ناكریت و هالوزیت. كائولینیت فراوانترین كانی این گروه است. ترکیب شیمیایی تمامی آنها یکسان و شامل 2SiO2.Al2O3.2H2O است. كائولینیت فراوانترین كانی گروه کائولن است و در سیستم تری کلینیک متبلور می شود و دیكیت و ناكریت در سیستم مونوکلینیک متبلور می شوند.



    • کائولینیت Kaolinit :
    کائولن با نام کانی شناسی کائولینیت با فرمول شیمیایی (OH)8 (Si4O10) Al4 در سیستم تری کلینیک و سختی حدود 5/2-1 ، دارای 5/39 درصد Al2O3 ،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتی مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفید مایل به زرد و گاهی هم کمی سبز یا آبی رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب ، بوی شدید خاک می دهد. این کانی اغلب دارای پلاستیسیته بوده و عملاً در آب ، اسیدهای سرد و رقیق ، اسید کلریدریک و اسید سولفوریک گرم و غلیظ و ئیدروکسیدهای قلیایی نامحلول حل می شود.
    اغلب ذخایر کائولینی در اثر هوازدگی و تجزیه سنگهای ولکانیکی حاوی سیلکات آلومینیوم بوجود می آیند. سنگها گرانیتی، گنایس ها، کوارتز، پورفیری ها و همچنین رسوبات حاوی فلدسپاتها، میکا و زئولیت جهت ایجاد کائولینیت مناسب می باشند که در اثر هوازدگی و تجزیه شیمیائی مواد قلیائی و مقداری از SO2 خارج شده و کوارتز و سایر کانی های همراه بصورت ترکیب باقی می مانند.
    کائولن ممکن است نتیجه آلتراسیون هیدروترمال باشد. در این صورت، محلول هیدروترمال سردتر از 300 درجه سانتی گراد در داخل سنگهای با فلدسپات بالا، سبب شستن یونهای Ca++,K+, Na+ و سایر کاتیون ها و رسوب آنها با H+ بیشتر می شود. اغلب این گونه ذخایر در ارتباط با سیستم متئوریک هیدروترمال، که حرارت از سنگهای ولکانیکی مشتق می شود، می باشند.
    ذخایر بزرگی از کائولینیت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجی ترین قسمتهای سیستم هیدروترمالی، مرتبط با باتولیت های گرانیتی وجود دارند که به عمق چندین کیلومتر تشکیل شده اند.
    کائولینیت در مقایسه با ناكریت – دیكیت از نظم کمتری برخوردار است و به همین دلیل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزیت در مقایسه با بقیه کوچکتر است. کائولینیت در زون های هوازده و آلتراسیون سنگ های آذرین و دگرگونی به ویژه فلدسپارها تشکیل می شود.

    • رس توپی:
    رس توپی یك نوع سنگ رسوبی است كه حاوی كائولینیت و مقدار جزئی ایلیت، كلریت، كوارتز و مونتموریونیت است. ذرات كائولینیت در رس توپی در مقایسه با سایر منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولینیت رس توپی 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ایلیت و كلریت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلی، مونتموریونیت، تركیبات اهن، اكسید تیتان و نمكهای محلول از جمله ناخالصیهای رس توپی هستند. رس توپی بیشتر همراه با لایه های زغال دار است و از آن جا كه ذرات ریز كانیهای رسی را به همراه دارد، خاصیت شكل پذیری آن بسیار خوب است. رنگ رس توپی قهوه ای مایل به سیاه است و مصارف آن عبارتند از : سرامیكهای بهداشتی، چینی های الكتریكی، انواع كاشیها، ظروف غذاخوری، صنایع دستی و دیرگدازها.


• هالوزیت:
هالوزیت نوعی كائولین است که به دو حالت آب دار و بدون آب یافت می شود و ترکیب نوع آب دار آن مشابه بقیه است و تنها دو مولکول اضافی آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخیص هالوزیت به كمك پراش اشعه ایكس امكان پذیر است. هالوزیت بیشتر در زونهای آلتراسیون و بندرت در زونهای هوازده ساپرولیت یافت می گردد. عمده مصارف آن در تهیه سیمان پورتلند و تهیه نسوزها و سرامیك است.

• دیکیت:
دیكیت نوعی كائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود و عمدتاً در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

• ناكریت :
ناکریت نوعی كائولین است که در سیستم مونوکلینیک متبلور می شود. نحوه قرار گیری ورقه های کائولینیت در ناکریت منظم است و بر همین اساس بلورهای آنها بزرگترند و به سمت هالوزیت کاملاً بی نظم است (ناكریت - دیكیت - كائولینیت - هالوزیت ). ناکریت کمیاب بوده و در زون های آلتراسیون تشکیل می شود.

• خاك رس آتشخوار :
بیشتر خاك رس آتشخوار از كائولینیت تشكیل گردیده، كائولین در آن به خوبی متبلور می شد و نظم مطلوبی در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار ، علاوه بر كائولین حاوی اكسید و هیدروكسیدهای آلومینیوم نیز هست. هر نوع خاكی كه دمای بیش از 1500 درجه سانتی گراد را تحمل کند و میزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذیر ، نیمه شكل پذیر و بی شكل تقسیم می گردد. خاك رس آتشخوار، بیشتر در افقهای پایین لایه های زغال دار پیدا می شود.
مصرف عمده این خاك در تهیه آجرهای آتشخوار است كه به شاموت معروفند. دیگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، دیگهای گرمابی و كاشی های نسوز است.
◄ انواع ذخایر کائولن:

ذخایر كائولین به انواع زیر تقسیم می شوند: ذخایر هوازده، ذخایر گرمابی، ذخایر حمل شده، ذخایر دیاژنزی. ذخایر کائولن براساس نحوه تشکیل به دوصورت اولیه و ثانویه تشکیل می شوند :
· ذخایر کائولن اولیه : هوازدگی ، کرمابی و سولفاته.
· ذخایر کائولن ثانویه : رسوبی ، کائولینیتی ، بال کلی و خاک نسوز

ذخیره کائولن دارای گستردگی لازم جهت تأمین نیازهای این ماده معدنی در طی سالیان آینده می باشد و مقدار آن در حدود 20 میلیارد تن در جهان تخمین زده شده است. ذخایر کمربند جورجیا ، کارولینای جنوبی در ایالات متحده امریکا بین 5 تا 10 میلیارد تن برآورد شده است. کشورهای هندوستان ، برزیل ، چین ، انگلستان و اکراین دارای ذخایر عظیم کائولن می باشند.
ایران در بین کشورهای جهان با دارا بودن ذخیره ای در حدود 40 میلیون تن ، کمتر از 1% از کل ذخایر کائولن جهان را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر ذخایر احتمالی کائولن در کشور بیش از 230 میلیون تن تخمین زده شده است و در سنگ های آذرین اسیدی از پرکامبرین تا میوسن در استان های فارس ، اصفهان ، آذربایجان ، زنجان ، خراسان ، مرکزی ، قزوین و تهران پراکنده شده اند. مصرف عمده ایران در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی كوره ها، دیگ های گرمایی و كاشی می باشد.
کانسارهای کائولن و رس های کائولینی در 4 گروه زیر براساس موقعیت جغرافیایی تقسیم بندی می شوند :
الف ) ذخایر رس های کائولینی در بخش های مرکزی ایران
ب ) ذخایر رس های کائولینی در بخش های خاور ایران
ج ) رس های کائولینی در بخش های شمال و شمال باختر ایران
د) ذخایر کائولینی در بخش های جنوب و جنوب باختر ایران

• ذخایر هوازده:
سنگهای غنی از آلومینیوم نظیر شیلها، آرکوزهای غنی از الکالی فلدسپات ، آذرین فلدسپاتوئید دار ( نفلین سینیت ) ، بازالت كالك آلكالن و آلكالن، گرانیتهای فوق آلومینیوم و... در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب در سطح زمین تحت تأثیر هوازدگی شیمیایی واقع شده و تغییرات زیادی در تركیب شیمیایی و كانی شناختی آنها ایجاد می شود. آب كافی و دمای مناسب موجب رویش گیاهان شده و در نتیجه PH آب كاهش می یابد. پایداری كانیهای متشكله سنگها متفاوت بوده و نوع تغییرات آنها نیز یكسان نیست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكیل ذخایر كائولین هوازده عبارتند از :
آب و هوای گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غنی از آلومینیوم ، بالا بودن خلل و فرج و درزه و شكستگی در سنگ، پایین بودن سطح آبهای زیرزمینی ، زمان كافی، بالابودن میزان آبی كه در سنگ جریان داشته است و شست و شو و حمل كاتیونها.
در شرایط مناسب یاد شده اكثر كانیهای سنگ به استثنای كوارتز تحت تأثیر هوازدگی شیمیایی واقع شده و به تركیبات دیگر تغییر می كنند. پتاسیم فلدسپات با كاهش PH به كائولینیت و یا ایلیت تبدیل می شود:
پتاسیم فلدسپات + كاهش PH آب كائولینیت + SiO2+KOH
در صورتی كه تمامی KOH شسته شود ، كائولینیت تشكیل خواهد شد (پایین بودن سطح آبهای زیر زمینی موجب شست و شوی كامل بیشتر كاتیونها می شود). اگر سطح آب زیرزمینی بالا باشد تمامی K، Na، Ca شسته نخواهد شد و در این حالت ایلیت و اسمكتیت تشكیل می شود.

• ذخایر گرمابی:
از تأثیر محلولهای گرمابی( كه PH آنها اسیدی است) بر سنگهای حاوی كانیهای آلومین سیلیكات (نظیر فلدسپاتها، فلدسپاتوئیدها، میكاها و... ) در شرایط مناسب كائولینیت تشكیل می شود. ذخایر كائولینیت گرمابی غالباً در زون های گسلی قرار دارند، مگر دركانسارهای پورفیری (نوع قلع- مولیبدن و تنگستن) كه منطقه گسترده ای را شامل می شوند. كائولینیت بخشی از زونهای آلتراسیون كانسارهای گرمابی را تشكیل می دهد.
در اكتشاف كانسارهای گرمابیAu, Ag, Sb, As,Hg, F ، زون كائولینیت راهنمای مناسبی برای تعیین موقعیت این ذخایر محسوب می شود.
خاستگاه کانسارهای كائولین به سه گروه برجا ، رسوبی و گرمابی طبقه بندی می شوند. عمده ذخایر کائولن ایران در اثر دگرسانی سنگ های آذرین ( ریولیت و آندزیت ) و عمدتاً در کمربندهای آتشفشانی دوران سوم به ویژه در ائوسن جای دارند. معادن کائولن زنوز ، کوشک نصرت و قازان راغی از این نوع معادن می باشد.

◄ روشهای فرآوری:
كائولن ابتدا بهصورت خشك فرآوری میشود كه شامل خردكن، خشككردن و نرمكردن است، كه محصول آن كائولن با كاربری در سرامیك، رنگ و لاستیك است. فرآوری تر، یا شستشو با آب كانیهای غیركائولن را از مایع رسدار جدا میكند، كه در این مرحله كائولن با كاربری به عنوان پركننده و پوشش حاصل میشود. در انواع سرندها، هیدروسیكلونها و... مایع رسی را میتوان تا حد 30% جامد در مخزن تهنشینی غلیظ كرد و با سانتریفوژ كردن، 75% ذرات با اندازه 2 میكرومتری را از آن جدا كرد، ذرات درشت با اولترافلوتاسیون ریزشده و بعد مراحل تورق زدایی، غربال كردن، *****كردن و خشك كردن و گاهی تكلیس برروی آن انجام میشود.
در حالت دیگر مایع كائولندار به دو دسته ریز و درشت با استفاده از سانتریفوژ، هیدروسیكلون یا جداسازی با آب بطور ممتد تقسیم شده و بعد تركیبات آهندار رنگزا از آن شسته میِشود. بعد از آبگیری با تبخیر، ***** مكش چرخان یا فشاری، كیك كائولنی را میتوان خارج كرد و خشك نمود و یا به صورت ماده با 70% جامد برای دادوستد منتقل كرد.
درتورقزدایی، ذرات كائولن به صورت مكانیكی به ذرات روشن و نازكی جدا شده و در دما C °500 تكلیس میشوند تا ساختار بلوری مجزایی در آن بوجود آید. این عمل سبب افزایش درخشندگی و كدری كائولن می شود.
حتی بهترین کائولن های دنیا هم در حدود 20 % ناخالصی دارند. بنابراین بایستی آنها را تغلیظ کرد و مواد قلیایی آن را به کمتر از 5/1 % رساند.
کائولن مصرفی باید دارای مشخصات ذیل باشد :
1- درصد Al2O3 باید از 30 % بیشتر باشد.
2- میزان اکسیدهای آهن Fe2O3 نباید از 1 درصد بیشتر شود.
3- میزان اکسید تیتانیوم TiO2 باید به 2/0 درصد کاهش یابد.
4- اکسیدهای قلیایی نباید از 2 درصد بیشتر شود.
5- حداکثر میزان CaO ، 2/0 درصد و MgO ، 3/0 درصد باشد.
6- افزایش میزان کائولینیت نسبت به سایر کانی های موجود باعث مرغوبیت کائولن می شود.
7- دیر گدازی کائولن باید در حدود 1700 درجه سانتیگراد باشد.
8- مدول گسیختگی آن باید بیش از 10 کیلوگرم بر سانتی متر مربع باشد.


◄ کاربرد کائولن در صنعت:
بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده، ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگ سازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی، حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی و تهیه کودهای شیمیایی است.


• پرکننده و پوشش دهنده مناسب
• از نظر شیمیایی در گستره وسیعی از تغییرات pH بدون تغییر باقی می ماند.
• به عنوان جذب کننده مناسب مرکب و رنگ ها.
• به عنوان سخت کننده در صنایع پتروشیمی.
• داشتن رنگ سفید که آن را به صورت ماده رنگی قابل استفاده می سازد.
• جلای خاص و قابلیت سفیدکنندگی.
• خواص کاتالیزوری.
• دارا بودن خاصیت پرکنندگی و پوششی بسیار خوب.
• نرم کننده سطح و غیرسایشی بودن آن.
• قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما.

در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود. حدود 50 درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش (پوشش دهنده سطح)،20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذاز مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.
قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را در تولید چینی و سرامیک دارد.





طبقه بندی: سنگ شناسی یا پترولوژی، زمین شناسی اقتصادی، سنگ شناسی رسوبی-رسوب شناسی، سنگ شناسی، معدن،
[ جمعه 7 مهر 1391 ] [ 12:48 بعد 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