چكيده:
ايران با داشتن پيشينة تاريخي و آثار تمدن بشري به لحاظ موقعيت جغرافيايي و زمين شناسي يكي از نادرترين كشورهاي جهان مي باشد. ذخائر ارزشمند و گوناگون مواد معدن از جمله مواهب الهي است كه به اين سرزمين ارزاني گرديده است.
گذر ايران از دوران مختلف زمين شناسي با كوه زايي ها، آتشفشان ها، پيشروي و پس روي درياها حكايت از وخور انواع متفاوت مواد معدني در جاي جاي اين خاك پرگهر دارد.
همزمان با گسترش روز افزون صنايع، در نتيجه نياز صنعت به مواد خام لزوم توسعه فعاليتهاي زمين شناسي و اكتشافات معدني و تجهيز و بهره برداري از معادن بيش از پيش احساس مي گردد. توسعة صنعت نسوز در گرو اهتمام ويژه به شناسايي مواد معدني و توسعه معدنكاري است.
آنچه در مجموعة زير آمده است مختصري در مورد خاك هاي نسوز علل الخصوص خاك نسوز سميرم اصفهان و كاربردهاي صنعتي آنها مي باشد.
در پايان نيز منابع و مآخذ استفاده شده ذكر گرديده است.
مقدمه:
تاريخ توسعه مواد و فرآورده هاي نسوز اجبارا به تاريخ بسوا و توسعه صنايع ذوب و سراميك ارتباط پيدا مي كند از زمان هاي قديم، اطلاعات كمي در دست است ولي از تاريخ ذوب فلزات و آثار آن، مي توان گفت كه از ده هزار سال پيش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخير، بسط و توسعه بسيار يافته اند.
به خصوص در قرن حاضر كه تكنيك هاي پيشرفته و مواد اوليه پيش ساخته به كار گرفته مي شود مصري ها در پنج هزار سال پيش از مواد نسوز استفاده مي كردند. در 2500 سال پيش براي ساختن قصر داريوش در ايران از آجرهاي پخته شدة سيليس استفاده شده است تاريخ توليد انواع فرآورده هاي نسوز در جدول زير آمده است. تاريخ توسعه مواد و فرآورده هاي نسوز اجبارا به تاريخ بسوا و توسعه صنايع ذوب و سراميك ارتباط پيدا مي كند از زمان هاي قديم، اطلاعات كمي در دست است ولي از تاريخ ذوب فلزات و آثار آن، مي توان گفت كه از ده هزار سال پيش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخير، بسط و توسعه بسيار يافته اند.
به خصوص در قرن حاضر كه تكنيك هاي پيشرفته و مواد اوليه پيش ساخته به كار گرفته مي شود مصري ها در پنج هزار سال پيش از مواد نسوز استفاده مي كردند. در 2500 سال پيش براي ساختن قصر داريوش در ايران از آجرهاي پخته شدة سيليس استفاده شده است تاريخ توليد انواع فرآورده هاي نسوز در جدول زير آمده است.
|
انواع فرآورده هاي نسوز
|
تاريخ توليد
|
|
فرآورده هاي نسوز سيليس
|
1840
|
|
فرآورده هاي نسوز كروسيتي
|
1896
|
|
فرآورده هاي نسوز منيزيتي
|
1888
|
|
فرآورده هاي نسوز آلوميني
|
1917
|
|
فرآورده هاي نسوز عايق
|
1920
|
|
فرآوده هاي نسوز پيش ذوب
|
1930
|
|
رشته هاي نسوز و سراميكي
|
1930
|
صنعت نسوز در ايران به احتمال قومي همراه با صنعت سيمان توليد يافته است. كه شروع اين صنعت در كشور با بسياري از كشورهاي ديگر همزمان بوده است
معدن خاك نسوز سميرم در سال 1345 بوسيله سازمان زمين شناسي تكنولوژيكي اين معدن توسط جورج آلتن فرانسوي كارشناس سازمان ملل در سازمان زمين شناسي مورد مطالعه قرار گرفت و گزارشي در مورد تغليظ آن منتشر شد كه بر پايه تكليس خاك بود. در سال 1349 نمونه تكنولوژيكي اين معدن به انيستيتو مواد نسوزلنينگراد ارسال شد كه قبلا سنگجوري دستي شده بود و گزارش مطالعات تنها مربوط به كاربرد اين خاك در تكنولوژي فولاد بود و روي تغليظ پذيري خاك كار نشده بود. در سال 1366 مهندسين مشاور معدن كاوروي تغليظ اين خاك مطالعه نموده و روش جداكننده هاي مغناطيسي را براي تغليظ خاك پيشنهاد نمودند. جهاد دانشگاهي دانشگاه صنعتي شريف نيز روي اين خاك مطالعه كرده و اساس كار را بر آزمايشات باجيك قرار داده و نتيجه اي نگرفتند. نمونه هاي متعددي از اين خاك در جعبه هاي 50 كيلوئي تهيه و به كشورهاي مختلف جهت امكان پذيري تغليظ خاك ارسال گرديد. شركت ايران منيزيا نيز كه در كنار شركت ملي فولاد از بخشي از اين معدن بهره برداري ميكند مطالعات زيادي براي امكان پذيري تغليظ اين خاك انجام داده است.
فصل اول: مواد نسوز
1-1- مواد معدني نسوز:
به طور دقيق نمي توان گفت كه نخستين بار درجه دوراني و توسط چه كساني مواد نسوز ساخته شد. ولي برخي شواهد دال برساخت و مصرف اين مواد توسط چيني ها مي باشد. پيدايش و رشد اين صنعت با صنعت ذوب فلزات رابطه اي تنگاتنگ دارد كه بدين ترتيب مي توان گفت بشر از ده هزار سال قبل از مواد نسوز استفاده مي كرده است. نمونة آن مربوط به كوره اي با قدمت بيش از 6000 سال در كشور كره مي باشد.
تا قبل از قرن نوزدهم مصرف كنندگان اصلي مواد نسوز، كوره هاي ذوب فلزات، شيشه و امثال آنها بوده اند كه حجم چنداني را در بر نمي گرفت. اما با وقوع انقلاب صنعتي كه از قرن هيجدهم آغاز شد صنايعي رشد كرد كه در فرآيندهاي توليد خود به درجه حرارت بالا نياز داشتند و از اين رو نياز به مواد نسوز به سرعت گسترش يافت و راه براي شكوفايي اين صنعت همدار گرديد.
1-2- نقش مواد نسوز:
نقش اين مواد محافظت از محفظه هائيست كه در آنها واكنش ها يا عمليات 5 پي درجه حرارت بالا انجام مي گيرد. به طور عمده مي توان نقش مواد ديرگداز را در كوره ها به سه صورت زير تقسيم كرد:
الف) حفاظت بدنة كوره ها، مجاره تصفيه اي، مخازن شيشه اي، از تأثير شعله يا مواد مذاب گداخته.
ب) كاهش ميزان و مقدار انتقال حرارت از داخل كوره به خارج.
ج) جذب حرارت و انتقال آن به مواد گداختة داخل كوره.
1-3- خواص مواد نسوز:
به طور كلي مهمترين ويژگي هاي مواد نسوز به قرار زير است:
الف) دير گدازي: مقاومت حرارتي مواد نسوز تابع تركيب شيميايي و ساختمان بلورين آنهاست.
ب) مقاومت شيميايي: اين ويژگي تابع تركيب شيميايي مواد اوليه، تخلخل، ساختمان بلوري آنهاست. در كوره هاي سيمان در قسمت پخت به دليل شرايط قليايي از آجرهاي منيزيت استفاده مي كنند.
ج) مقاومت در برابر شوك حرارتي: مواد نسوز در برابر تغييرات ناگهاني و سريع دماي داخل كوره مقاومت مي كنند.
د) مقاومت سايش: معمولا بدنة داخلي كوره هاي دوار از مواد ديرگداز پوشيده شده است و گاها بار داخل كوره موجب سائيدگي پوشش داخلي كوره مي شود. در اين حالت بايستي از موادي كه مقاومت سايشي بالايي دارند استفاده نمود.
1-4- انواع مواد نسوز:
مواد شكل دار (آجرهاي نسوز)
رسي: شاموتي – نيم سيليسي – آلوميني عايق
غير رسي: سيليس – قليايي- موليتي- زيركني- آلومين بالا- آسميه كرم- فرآورده كربن و گرافيتي
مواد بي شكل (مواد ويژه)
انواع ملاتها
انواع جرمهاي نسوز
شكل 1-1- انواع نسوز
1-5- تقسيم بندي فرآورده هاي نسوز:
|
رديف
|
تقسيم بندي فرآورده هاي نسوز
|
مواد اوليه معدني
|
|
1
|
فرآورده هاي شاموتي (رس ها)
Fire clay refractories
|
خاك نسوز
Bond clay – plaft clay
سنگ نسوز
Hard clay – fliot clay
|
|
2
|
فرآورده هاي قليائي
Bosic refractories
|
آهك- كروميت- دولوميت- مگنزيا
|
|
3
|
فرآورده هاي آلوميني
High Alumina refractories
|
بوكسيت- كبانيت- سيليسانيست- آندرالوريت- موليت- آلومين
|
|
4
|
فرآورده هاي عايق
Insulation refractories
|
مواد رسي و زيركني به علاوه
الف) كك- خاك اره- پوسته برنج- نفتالين- ذغال سنگ- پلاستوفرم
ب) خاك هاي دياتوم
Diatom oceors Earth
پرليت متورم
Expanded perlite
ورميكويت
Expanded Vermicalote
رس هاي متورم Expanded clay
آلوميناي سبك
Bubble Alumina
|
|
5
|
فرآورده هاي سيليسي
Silica refractories
|
كوارتزيت sio2
|
|
6
|
فرآورده هاي مخصوص (خاص)
special refractories
|
زيركونيع، آلوميني صنعتي- سيليكول كاربيد
|
1-1- جدول تقسيم بندي فرآورده هاي نسوز
فصل دوم:
انواع رس ها و ويژگي هاي آنها
2-8- تقسيم بندي كاني هاي رسي: به دليل پيچيدگي ساختمان رس ها و گسترش آنها، براي طبقه بندي اين كاني ها روش هاي گوناگوني پيشنهاد گرديد. يكي از مواردي كه نشانگر اين موضوع مي باشد تشكيل كميته اي از مؤسسه ميزالوژي انگلستان براي طبقه بندي و فهرست بندي ميزال هاي رس مي باشد. به همين لحاظ مشابهت هاي زيادي با يكديگر دارند ولي در مواردي نيز كاملا متفاوت مي باشند. يك نوع تقسيم بندي بدين صورت است كه به سه دسته كاني هاي دو صفحه اي- كاني هاي سه صفحه اي- كاني هاي چهار صفحه اي تقسيم مي شوند.
1- كاني هاي دو صفحه اي: الف) گروه كائولينيست: اين گروه شامل هشت كاني است كه تفاوت آنها در مشخصات نوري و ساختماني داخلي آنهاست.
ب) گروه سرپانتين: از نظر شكل بلوري شبيه كائوليست بوده و فقط در لايه هاي اكتا هدري بجاي AL3+ يونهاي Mg2+ جانشين مي گردند و اختلاف ديگر آنها با كائوليست در خواص شبكه اكفا هدري و تتراهدري است. به جهت اينكه سرپاتين درسنگ هاي رسوبي نمي تواند پايدار باشد. اين كاني جزء كاني هاي اصلي رس محسوب نمي شود.
كه كاني هاي سه صفحه اي الف) گروه ميكا، گرچه كاني هاي اين گروه جزء كاني هاي رس محسوب نمي شوند ولي چون منشاء تشكيل كاني هاي رس مانند: سريسيت و ايليت و غيره مي باشند داراي اهميت خاصي مي باشند.
ب) گروه ايليت: به كاني هاي ميكايي گفته مي شود كه تشكيل گروه غير مشخصي بين مسكويت و مونت موريلونيت را مي دهند. آب مي تواند جانشين بين بلورهاي ايليت گردد. اين امر باعث دادن خاصيت انبساط به آنها مي شود. فرق ايليت با مسكويت آن است كه مقدار K و AL در لايه هاي تترا هدر كمتر از مسكويت مي باشد.
ج) گروه مونت موريلونيت: چهار كاني اين گروه داراي ساختمان سه لايه اي و از خواص جذب آب بين لايه تتراهدري و اكتاهدري است.
بنتونيت: مخلوطي از كاني هاي رسي است كه داراي مقدار زيادي مونت موريلونيت مي باشد و چسبندگي آن خيلي بالا مي باشد.
ورميكوليت: اين كاني از نظر خواص فيزيكي و شيميايي در درجه نخست به مونت موريلونيت و سپس بنتونيت خيلي نزديك است.
2- كاني هاي چهار صفحه اي: الف) گروه كلريت: ساختمان اين گروه از كاني هاي رسي بدين ترتيب است كه مابين دو رديف پاكت هاي سه صفحه اي يك صفحه از يون OH هيدروكسيد با كاتيون هاي 2 يا 3 ظرفيتي قرار گرفته است. كاني هاي گروه كلريت از نظر تعداد، گسترش زيادي دارند. كلريت مانند ايليت بوده ولي فاقد كلسيم مي باشد.
ب) گروه كاني هاي مختلوا: اين دسته شامل كاني هايي هستند كه ساختمان و خواص آنها كمترين شباهت به كاني هاي رسي دارد.
ج) گروه كاني هاي سيوليت و پاليگورسكيت: اين گروه شامل سيليكاتهايي هستند كه ساختمان آنها مابين سيلييكاتهاي زنجيري و صفحه اي مي باشد. مهمترين اين نوع كاني ها پالي گور سكيت و آتاپولژيت مي باشد.
در تقسيم بندي ديگري 4 ردة اصلي در رس ها بنام رده رس هاي متورق و رده رس هاي رشته اي تقسيم مي شوند. اين رده بندي به وسيلة بررسي دياگرام هاي اشعه X كاني هاي رس انجام گرفته است. ردة اول يعني رس هاي متورق، فاصله شبكه اي تقريبا ثابت و در ساختمان آنها طبقات چهاروجهي، هشت وجهي با تنظيمي معين بودن ايجاد فضاي خالي تراك مي شوند. ردة دوم همين رس هاي رشته اي، كه از نظر انواع و مقدار خيلي محدود مي باشند طبقات آلومين و سيليس بطور متناوب قرار داشته و فضاهاي خالي در شبكه بلوري ايجاد مي كنند.
تقسيم بندي ديگري وجود دارد، كه اساس آن بر شرايط فعلي فيزيكو شيميايي و طبيعت مواد مادر مانند: فلوسپاتها و ميكاها، شبكه هاي و لكانيكي يا كاني هاي فرومغناطيسي مي باشد بر اين اساس ميزال هاي رس كريستالي به دو دسته با ساختماهن زنجيره اي و لايه اي تقسيم مي شوند. ساختمان لايه اي خود به دو خانواده 2:1 و 1:1 تقسيم مي شود كه با نامهاي تري فرميك و دي فرميك مشخص مي شوند. همچنين تقسيمات ثانويه بر اساس خواص دي آكتاهورال يا تري اكتاهورال ميزال ها مي باشند.
|
AL2o3: sio2
|
فرمول
|
ميزال
|
|
1:2
|
|
Kaolinite
|
|
1:1
|
|
Allophan
|
|
1:2
|
|
Nacrite
|
|
1:2
|
|
Dickite
|
|
1:2
|
|
Halloysite
|
|
1:3
|
|
Anauxite
|
|
1:4
|
|
Pyrophy llite
|
|
1:4
|
|
Montmory Lonite
|
|
1:4:5
|
|
Cimolite
|
|
1:0:5
|
|
Collyrite
|
2-1- جدول تقسيم ثانويه اساس خارجي دي اكتاهورال ميزال ها
2-2- روش هاي شناخت: نظر به كوچكي ابعاد دانه هاي رسي و خاصيت تبلور مخفي آنها، مطالعه آنها با وسايل معمولي نوري عمل نيست بلكه بايد از وسايل شيميايي خاص و يا از خواص حرارتي و يا روش هاي مدرن تر مانند: X-Ray استفاده نمود.
به طور كلي روش هاي قابل استفاده جهت مطالعه خاك رس ها به شرح زير مي باشد:
1- مطالعه بوسيلة اشعه (X-Ray)
2- استفاده از ميكروسكوپ هاي الكتريك (SEM)
3- آناليز هاي حرارتي كه شامل روش منحني دهيدراسيون (آناليز ترميك) و روش DAD (آناليز حرارتي تفريقي يا اختلافي) مي شود.
4- تجزيه شيميايي عناصر
5- روش اينفرارد (Infera red): در اين روش اشعه قرمز به ساختمان بلوري كاني تابيده شده و منحني هايي توسط دستگاه رسم مي شود كه بوسيله مقايسه پيكهاي منحني رسم شده با پيكهاي منحني هاي استاندارد مي توان به كاني مورد نظر پي برد.
6- روش جذب اتمي (Atomic Absorbtion)
7- بررسي مقاطع نازك در مواردي كه سنگ آنرا بتوان بدست آورد.
8- روش (X-Ray Floresans)
9- مطالعه توسط تعيين تخلخل
10-بررسي تأثير محلول هاي ارگانيكي.
2-3- انواع رس ها در صنعت و كاربردهاي آنها:
به طور كلي رس ها را در صنايع بر اساس معرف به دسته هاي مختلفي تقسيم مي كنند:
1- كائولن (Caolin)
2- بال كلي (Ballclay)
3- رس نسوز (Fire Clay)
4- بنتونيت (Bentonite)
5- فولرزارت (Fullers F- arth)
6- رس هاي معمولي و شيل.
ضمنا مي توان شش دستة فوق را در سه گروه تنظيم كرد كه در بر اين اساس بنتونيت و فولرزارث در يك گروه به دليل كاربرد مشابه. كائولن و بال كلي و رس هاي نسوز در يك گروه به دليل داشتن كاني هاي گروه كائولينيست در هر سه آنها ضمن اينكه مصرف آنها نيز مشابه مي باشد. رس هاي معمولي و شيل نيز تشكيل گروه ديگر را مي دهند.
2-3-1- كائولن: واژة كائولن از زبان چيني گرفته شده كه نام تپه اي در چيني بوده است كه از آن خاك كائولن استخراج مي شده است خواص آن عبارت است از: ثبات شيميايي، داشتن رنگ سفيد، دارا بودن خاصيت پوشش بسيار خوب، نرمي و غير سايش بودن آن، قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما، ارزان بودن آن.
دو عامل مهم كه باعث تشكيل كاني هاي رسي گروه كائوليست مي شود هوازدگي و اكتراسيون مي باشند. اين عوامل تحت شرايط خاص عناصري به جز سيليس، آلومين، اكسيژن و هيدروژن موجود در رس را جدا مي كنند. بيشتر كائولن ها از كائولينيست تشكيل شده اند اما كاني هاي رسي ديگر نيز در آن وجود دارند. پيش تر بخش اعظم كائولن در صنايع سراميك و نسوز استفاده مي شد اما امروزه 50% مصرف در صنايع كاغذ سازي و 20% آن در صنايع سراميك و نسوز استفاده مي شود.
آمريكا يكي از بزرگترين توليد كنندگان كائولن مي باشد كه ذخاير آن بيشتر در ايالت آلاباما، فلوريدا، كاروينا، تگزاس و كاليفرنيا است. انگلستان نيز از توليد كنندگان بزرگ كائولن در جهان به شمار مي آيد. در جدول زير مهمترين توليد كنندگان كائولن ذكر شده است:
|
نام كشور
|
مقدار توليد (هزار تن)
|
|
آمريكا
|
7450
|
|
برزيل
|
1800
|
|
جمهوري چك
|
5500
|
|
آلمان
|
3770
|
|
يونان
|
60
|
|
كرة جنوبي
|
2360
|
|
انگلستان
|
2400
|
|
فدراسيون روسيه
|
5800
|
|
ساير كشورها
|
14000
|
|
جمع
|
43200
|
2-2- جدول مهمترين توليد كنندگان كائولن
به نظر مي رسد كه در سال هاي آينده نياز به كائولن افزايش يابد چنانكه از اين مواد براي تهيه آلومين استفاده مي شود. توليد كائولن افزايش بيش از پيش خواهد داشت.
مهمترين موارد استفاده از كائولن به ترتيب عبارتند از:
1- كائولن به عنوان مادة اوليه جهت ساختن ظروف چيني، سراميك و كاشي هاي مختلف مي باشد.
2- در صنايع كاغذ سازي به دليل داشتن خاصيت لغزش و قابليت ارتجاعي و الاستيسيته بودن آن.
3- در صنايع لاستيك سازي، روكش سيم ها. كابل ها بكار مي رود با افزودن كائولن به شيرا به لاستيك خواص مختلفي از جمله استحكام، مقاومت در برابر فرسودگي و همچنين بالابردن سختي را باعث مي شود.
4- صنايع صابون پزي:
رسهاي كائولينيتي و مونت موريلونيتي در صنايع صابون سازي بعنوان مواد پر كننده صابون بمنظور سفت كردن صابون و همچنين بمنظور افزايش خواص شستشوي آن و براي كاهش مصرف روغن و چربي مورد استفاده قرار مي گيرد.
با توجه به نوع صابون مقدار رس مي تواند از 5 تا 40 درصد در نوسان باشد. پارامترهاي مورد نياز براي كائولين هائي كه در صنعت صابون سازي بكار مي روند در مقايسه با پارامترهاي مورد نياز جهت مصارف عطر سازي در حد پائين تري قرار دارند.
اين رسها بايد به اندازه كافي مفيد بوده و بطور كامل در آبي كه داراي سود مي باشد بصورت كلوئيد درآيد، اكسيد آهن، دانه هاي درشت و تركيبات كلسيم جزو مواد مضر مي باشند.
5- صنايع مدادسازي:
رسهاي سفيد پلاستيكي از جمله كائولين براي تهيه خمير مداد مورد استفاده قرار مي گيرند. از پارامترهاي مورد نياز براي اين رسها عبارتند از خاصيت چسبندگي عالي، خاصيت پلاستيسيته، فقدان ذرات ماسه اي و شني سفيدي بالا.
6- صنايع شيميائي:
از كائولين ها و بعضي از رسهاي ديگر بعنوان مواد پركننده در صنايع سم سازي (سموم دفع آفات و حشرات در كشاورزي و غيره) استفاده مي شود.
از پارامترهاي مورد نياز براي كائولين جهت استفاده در اين صنعت، قابل حل بودن آن در آب بوده و درشتي متوسط ذرات نبايد از 15 تا 25 ميكرن بيشتر باشد. از نظر شيميائي خنثي بوده مقدار رطوبت از 5/1% تجاوز نكند.
استعداد خاصيت مخلوط شدن با مواد شيميائي (سموم) را داشته باشد.
خاصيت گردشدن و خاصيت چسبيدن به گياه آن خوب باشد.
از مواد ديگر نيز در تهيه سموم استفاده مي كنند كه از تالك، كائولن، پيرو- فيليت، خاكستر مي توان نام برد. در تهيه سموم تا 17 درصد از كائولين استفاده مي كنند.
7- صنايع رنگ سازي:
رسهاي آهندار در تهيه رنگ بكار مي روند و با توجه به رنگ آنها به اسامي مختلف مثل اخري، موميائي، اومپرائي، باليوس و غيره ناميده مي شوند. رسهاي با هيدرواكسيد آهن كه به رنگ زرد مي باشند اخري ناميده ميشوند رنگ آنها از زرد روشن تا زرد طلائي متفاوت است.
رس ها يا بوكسيت هاي رسي كه به رنگ قرمز آجري در آمده اند، موميائي ناميده مي شوند.
رس ها يا بوكسيت هاي رسي كه به رنگ قهوه اي در آمده اند اومبرائي ناميده مي شوند.
رسها يا بوكسيت هاي رسي كه داراي اكسيد آهن بي آب هستند. اخري قرمز ناميده مي شوند.
رنگ آنها از قرمز بنفش تا قهوه اي قرمز متفاوت مي باشد. رنگ قرمز اخري را از حرارت دادن اخري زرد در درجه حرارت 700 –800 مي توان بدست آورد. از رسهاي سفيد نيز بعنوان مواد سفيد كننده استفاده مي شود.
براي تهيه آبي لاجورد از كائولينيتي كه داراي پارامترهاي زير مي باشد استفاده مي كنند:
|
مقدار اكسيد آلمينيوم
|
نبايد كمتر از 38 درصد باشد.
|
|
اكسيد آهن نبايد بيش از
|
5/0 درصد باشد
|
|
رطوبت آهن نبايد بيش از
|
20 درصد باشد.
|
|
باقيمانده در الك شمارة 056/0 نبايد بيش از
|
50/0 درصد باشد
|
8- خاكهاي رس بعنوان يك ماده پر كننده
از كائولين تغليظ شده، بعنوان ماده پر كننده در صنايع كاغذ سازي، لاستيك سازي، عطر سازي و غيره استفاده مي شود.
در صنايع كاغذ سازي بعنوان ماده پر كننده كاغذ از كائولين از تالكه ژيپس و گچ هم استفاده مي شود ولي بيشترين ماده را كائولين تشكيل مي دهد.
كائولين رنگ كاغذ را سفيد، سطح كاغذ را صاف و هموار و استحكام آنرا زياد كرده نوردهي را كاهش مي دهد و آنرا مستعد جذب رنگهاي چاپي مي كند. كاغذ معمولي تقريبا داراي 20 درصد كائولين و بعضي از انواع آن داراي 40 درصد كائولين مي باشد.
9- خاك رسهاي ريخته گري
رس ها امروزه بطور گسترده در صنعت قالب گيري بعنوان يك ماده چسبنده جهت تهيه قالبهاي رسي- ماسه اي- خمير قالب گيري افزوده مي گردد.
مصرف مورد نياز رسهاي قالب گيري براي ريخته گري 150 كيلوگرم فولاد يا ريخته گري 120 كيلوگرم چدن در حدود يك تن مي باشد.
با توجه به شرايط كاربرد مثل درجه حرارت فلز ريخته گري، اندازه و فرم قالب، تركيب و خواص مواد تشكيل دهنده هاي خمير قالب گيري متغير مي باشد.
پارامترهاي اصلي عبارتند از خاصيت چسبندگي، استحكام ترموشيميائي
9-كائولن در صنايع P.V.C به دليل داشتن خاصيت ارتجاعي مورد استفاده قرار مي گيرد.
10-كائولن در صنايع داروسازي براي تهيه داروهايي از قبيل مائولاكس (زخم معده) و كائولن پكتن (خواسهال)
11-كائولن در صنايع گچ سازي به كار مي رود و به خوبي مي تواند زمان گيرايي گچ را كنترل كند.
12-كائولن در صنايع پلاستيك مورد استفاده قرار مي گيرد در اين صنايع از كائولن براي افزايش نرمي و جلاء و كاهش هدايت حرارت و انقباض مواد و كالاهاي پلاستيكي استفاده مي شود.
يكي زا مصارف جديد كائولن استفاده از آن در طول توليد آلومين براي صنايع آلومينيوم سازي است.
صنايع مختلف استفاده كننده از كائولن براي توليد محصولات خود نياز به كائولن هايي با مشخصات متفاوت دارند. مشخصات كائولن كه در هر كاربرد به تعداد معين از آنها نياز است به شرح زير است:
الف) تركيب شيميايي
ب) كاني هاي تشكيل دهنده
ج) خواص كائولن در آب
د) خواص فيزيك كائولن
|
پارامترها
|
نوع I
|
نوع II
|
|
درصد TiO2 + AL2O3 بيش از
|
39
|
36
|
|
درصد اكسيد آهن كمتر از
|
5/1
|
0-2
|
|
خاصيت نسوزندگي به سانتيگراد بيش از
|
1780
|
1730
|
|
مقدار رطوبت به درصد كمتر از
|
20
|
20
|
2-3- جدول پارامترهاي مورد نياز براي كائولن جهت توليد محصولات شاموتي نسوز
|
پارامترها
|
كلاس A
|
كلاس B
|
|
Sio2 كمتر از به درصد
|
70
|
70
|
|
Ti2o + AL2O3بيش از به درصد
|
22
|
22
|
|
Fe2O3 كمتر از به درصد
|
5/1
|
0/2
|
|
Ro+ Mgo+ Cao كمتر از
|
5/2
|
0/3
|
|
نسوزندگي به سانتيگراد بيش از
|
1730
|
1690
|
2-4 جدول پارامترهاي مورد نياز براي كائولن جهت توليد محصولات نسوز نيمه اسيدي
2-3-2- بال كلي: نام بال كلي از انگلستان گرفته شده و به عنوان رس رسوبي كائولينين با پلاستيسيته بالا و دانه ريز كه در اثر حرارت سفيد تا نزديك به سفيد مي شود تعريف مي گردد. بال كلي به عنوان يك رس ثانويه كه داراي مواد آلي بوده با پلاستيسيته بالا و مقاومت خشك بالا كه زماني طولاني براي تبديل به شيشه لازم دارد و ضمنا رنگ آن در اثر حرارت روشن مي شود تعريف گرديده است كائولينيت كاني اصلي بال كلي بوده و حدود 70% آن را تشكيل مي دهد. بال كلي اصولا در صنايع پوشش وسايل بهداشتي، چيني الكتريك، كاشي، نسوز و سراميك كاربرد دارد.
صنايع سراميك از بال كلي به دليل خواص اتصال و از كائولن به دليل خواص سفيدي آن استفاده مي كنند.
از بال كلي در فرآورده هاي نسوز به دليل خواص اتصال آسان و شكل پذيري مواد با پلاستيستة پايين استفاده مي شود.
مهمترين كشورهاي توليد كنندة بال كلي عبارتند از:
|
نام كشور
|
مقدار توليد ساليانه
|
|
آلمان
|
يك ميليون تن
|
|
انگلستان
|
800 هزار تن
|
|
آمريكا
|
800 هزار تن
|
|
فرانسه
|
700 هزار تن
|
|
چك
|
600 هزار تن
|
2-5- جدول مهمترين كشورهاي توليد كنندة بال كلي
2-3-3- رس هاي نسوز:
اصولا رس هاي نسوز به رسهايي گفته مي شود كه درصد آلومين در آنها بالاست. (بيش از 25%) و مقدار مواد ناخالص كم باشد تا خواص نسوز بودن بالايي داشته باشد. بيشتر اين مواد جهت تهيه آجرهاي نسوز، بلوك هايي با اشكال مختلف، آجرهاي عايق، ملاتهاي نسوز، مواد ويژه، مخلوط ها و محصولات ديگر بكار مي رود. رس هاي نسوز كلسينه شده در اروپا به نام شاموت خوانده مي شود. در حاليكه در امريكا كائولن كلسينه شده يا گروگ (Grog) ناميده مي شود.
كيفيت و خواص رس هاي نسوز بستگي به P.C.E (پارامتري است كه ميزان مقاومت در مقابل حرارت را مشخص مي كند) دارد. و معمولا P.C.E از 19 آغاز و به 37 نيز مي رسد. در اصل رس نسوز به رس هايي كه در اثر وارت سفيد رنگ نشده و P.C.E آنها بالاي 19 است گفته مي شود كه شامل تعريف كائولن و بال كلي نمي گردد. رنگ فرآورده هاي نسوز در صنايع كاشي و سراميك سازي حائز اهميت است و به اين منظور در چنين صنايعي از كائولن و خاك هاي نسوز با درصد آهن كه استفاده مي گردد تا فرآورده ها داراي رنگ روشن باشند. خصوصيات رس هاي نسوز براي محصولات مختلف متفاوت است. مقاومت در برابر حرارت، يكي از خواص مهم رس هاي نسوز است آيا P.C.E مشخص مي شود. مقاومت در برابر انقباض پيچش و خوردگي درخيلي از محصولات عامل مهمي مي باشد. رس هاي نسوز از رس پلاستيك تا رس سخت تغيير مي كنند و تغييرات آن به صورت زير است:
آلومين بالا خيلي سفت سخت نيمه سخت نيمه پلاستيك پلاستيك
|
مقدار دانه ها به درصد
|
انواع رسها
|
|
ريزتر از 1 ميكرون
ريزتر از 10 ميكرون
|
|
|
بيش از 60 بيش از 85
|
پراكندگي زياد
|
|
از 20 تا 60 از 60 تا 85
|
پراكنده
|
|
كمتر از 20 كمتر از 40
|
تقريبا پراكنده
|
2-6- جدول تقسيم بندي رسها بالي كلي در صنعت سراميك سازي
|
اكثريت اندازه دانه ها (به ميليمتر)
|
انواع خاك رس
|
|
كمتر از 2 ميليمتر
|
دانه ريز
|
|
از 2 تا 5 ميليمتر
|
دانه متوسط
|
|
بيش از 5 ميليمتر
|
دانه درشت
|
2-7- جدول تقسيم بندي خاك رسها بر اساس اكثريت اندازه دانه ها به ميليمتر
|
مقدار دانه هاي بيش از 5/0 ميليمتر به درصد
|
انواع خاك رس
|
|
كمتر يا مساوي 1 درصد
|
با دانه هاي درشت كم
|
|
از 1 تا 5 درصد
|
با دانه هاي درشت متوسط
|
|
بيش از 5 درصد
|
با دانه هاي زياد
|
2-8- جدول تقسيم بندي خاك رس بر اساس مواد دانه درشت براي صنعت
|
خصوصيات اجزا موجود در آن
|
انواع خاك رس
|
|
ماسه كوارتزي،كوارتز،كوارتزيت، خرده سنگهاي ريز سيليكاتي
|
خاك رسي كوارتز دار
|
|
سيدريت، پيريت، ليمونيت، هيدرواكسيد هاي آهندار
|
خاك رسي آهندار
|
|
كلسيت، دولوميت و غيره
|
خاك رسي كربناته
|
|
گچ
|
خاك رسي گچي
|
|
آثار گياهي، تورب، زغال و غيره
|
خاك رسي ارگانيكي
|
2-9- جدول تقسيم بندي خاك رسها بر حسب تركيب دانه ها
2-3-4- بنتونيت:
بنتونيت رسي است كه اصولا حاوي مكاني سمكستيت است.
يكي از راه هاي تقسيم بندي بنتونيتها ظرفيت متورم شدن آنها در اثر آب است. بيشتر بنتونيتها به عنوان گل حفاري، فيلتراسيون، خوراك حيوانات، رنگ رزي، اضافه كردن به مواد اوليه سراميك جهت ازدياد پلاستيسيته مورد استفاده قرار مي گيرد.
2-3-5- فولر زارث:
فولرزارث به رس هايي گفته مي شود كه از كاني هاي بالي گورسكيت و سپيوليت تشكيل شده و اكثرا براي تميز كردن و جذب مواد نفتي و روغن ها بكار برده مي شود. خواص شبيه به بنتونيت دارند و درگل حفاري و فيلترها نيز بكار مي روند.
2-4- خاك نسوز:
بايد دانست كه خاك نسوز و سنگ نسوز كاني هائي با فرمول معين نيستند و حتي مرزهاي مشخصي نيز ندارند بطور كلي مي توان رابطة بين خاك و سنگ را به شرح زير بيان كرد:
خاك نسوز semi plastic semi flint سنگ نسوز
plastic clay flint clay
كه به ترتيب از سنگ نسوز به طرف خاك نسوز، سختي و درصد آلومين كمتر شده و ميزان پلاستيسيته افزايش پيدا مي كند به طوريكه سنگ هاي نسوز با آب مخلوط نشده و توليد گل نمي كنند ولي خاك هاي نسوز با آب مخلوط شده و توليد گل مي كنند. ذوب آهن اصفهان، خاك نسوز چسبنده را از لحاظ كيفيت، درجة نسوز زندگي و ضريب چسبندگي به دو درجة استاندارد و غير استاندارد. تقسيم كرده و به فرم جدول زير ارائه كرده است:
|
خاك نسوز غير استاندارد
|
خاك نسوز استاندارد
|
|
|
خاك نسوز درجة 3
|
خاك نسوز درجة 2
|
خاك نسوز درجة 1
|
عناصر خاك نسوز
|
|
بيش از 35%
كمتر از 4%
كمتر از 5/3%
بيش از 1680 درجه سانتي گراد
بيش از 10%
|
بيش از 28%
كمتر از 3%
كمتر از 2%
بيش از 1680 درجة سانتي گراد
بيش از 10%
|
بيش از 32%
كمتر از 5/2%
كمتر از 2%
بيش از 1680 درجة سانتي گراد
بيش از 20%
|
AL2O3+ Tio2
Fe2o3
R2o + Ro
نسوزندگي
پلاستيسيته
|
2-10- جدول تقسيم درجة نسوزندگي و ضريب چسبندگي
|
خاصيت نسوزي
|
انواع گروه آلومينو سيليكاتي
|
|
1750 درجه
|
گروه O
|
|
1730 درجه
|
گروه A
|
|
1670 درجه
|
گروه C
|
|
1580 درجه
|
گروه B
|
2-11- جدول تقسيم بندي محصولات آلومينوسيليكاتي بر حسب نسوزندگي
مواد مضر در خاك هاي نسوز
عبارتند از: پيريت، سيدريت، ليمونيت، آلونيت، كلسيت و برخي از كانيهائي كه باعث بوجود آمدن مواد گداخته فلزي مي شوند تركها و پف كردگي و ساير عيب هاي ديگر در اثر وجود مواد ارگانيك در خاك رس مي باشد.
شرايط ايده آل براي خاك نسوز:
|
تركيب ايده آل براي خاك نسوز:
|
به صورت خام
|
پس از تفكيكي
|
|
سيليس (sio2)
آلومين (AL2O3)
اكسيد آهن (Fe2o3)
اكسيد منيزم (Mgo)
آهك (cao)
k2o و No2o
اكسيد تيتانيم (Tio2)
آب
جمع
|
5/48%
4/35%
6/1%
1/0%
4/0%
2/0%
3/1%
5/12%
100%
|
4/55%
5/40%
8/1%
1/0%
5/0%
6/0%
5/1%
-
100%
|
شرايط قابل قبول خاك نسوز براي صفت نسوز:
|
حداقل درصد
حداقل درصد
حداقل درصد
حداقل درصد
حداقل درجه نسوزندگي
حداقل درجه پلاستيسيته
|
AL2o3
Fe2o3
R2o وro
Tio2
-
-
-
-
|
28%
3%
2%
2%
Cْ1680
Cْ15
|
كيفيت خاك نسوز مورد نياز صنايع فولاد سازي:
|
كيفيت
درجه 1
درجه 2
|
Fe2o3
%
Max2%
Max2/5
|
AL2o3
%
33-35 %
>32
|
No2o+k2o
%
3Max
3Max
|
Cao+Mgo
%
2Max
2Max
|
نسوزندگي
%
1720
1700
|
رطوبت
%
3Max
3Max
|
درشتي %
0-250 ميكرون
0-250 ميكرون
|
2-5- وضعيت توليد محصولات رس: مصرف محصولات آجر نسوز تا حدودي كاهش يافته كه مي تواند به دليل تغيير كوره ها و تكنولوژي صنايع، مقاومت پايي آنها نسبت به حرارت دادن و سرد كردن سريع و… دانست. ولي توليد رس هاي بويژه نسوز در 30 سال گذشته افزايش يافته كه مي توان دليل آن را عواملي چون ساده بودن كاربرد، كم شدن در زه ها، استحكام و مقاومت هاي بالاتر آن دانست. كشورهاي عمده توليد كننده رس هاي نسوز عبارتند از: آمريكا، آلمان، انگلستان، ژاپن و فرانسه كه همگي توليد بيش از يك ميليون تن دارند. توليد خاك نسوز در ايران 42 هزار تن در سال و ميزان مصرف فعلي 40 هزار تن در سال است در ايران مهمترين ذخاير خاك نسوز در مناطق سميرم با 6/1 ميليون تن ذخيرة قطعي و 3 ميليون تن ذخيرة احتمالي، رباواخان طبس، لنگرود، گناباد و… قرار دارد در كل ذخاير احتمالي 68 ميليون تن و ذخاير قطعي 41 ميليون تن مي باشد.
2-6- وضعيت صنعت نسوز در ايران:
در ايران صنعت نسوز به همراه صنعت سيمان پديدار شد. اولين كارخانه نسوز در ايران، كارخانه نسوز امين آباد بود كه در سال 1318 با ظرفيت توليد ساليانه 1500 تن در شهر اين آغاز به كار كرد با گسترش روند صنعتي شدن در كشور به ويژه طي دهة 1340، مصرف مواد نسوز نيز افزايش يافت كه فقط بخش اندكي از آن در داخل توليد مي شد. با تأسيس ذوب آهن اصفهان، مصرف نسوز كشور افزايش ناگهاني يافت و در سال 1352 واحد نسوز ذوب آهن كه در واقع نخستين كارخانة بزرگ و مكانيزه نسوز در كشور بشمار مي آيد با ظرفيت 24000 تن در سال آغاز بكار كرد، در ايران به ويژه سال هاي اخير به رشد و توسعه صنايع فلزي از جمله فولاد توجه خاص شده و از ديگر سو دليل محدوديت منابع ارزي، كاهش مصارفي كه از خارج تأمين مي شده اولويت يافته است. و بدين ترتيب صنعت نسوز در كشور جايگاه ويژه اي يافته است.
رس هاي نسوز ياهاي خاك نسوز بيشتر در سنگ هاي رسوب گذاري در آن دوره وجود داشته است، پيدا شود. همين طور در حد ترياس و ژوراسيك نيز اينگونه خاك ها يافت مي شود. در كرتاسه نيز ذخايري حاوي كاني هاي كائولينيت شناخته شده است. به طور كلي مي توان گفت كه در البرز رس هاي نسوز بين پرهين و ترياس (سازند روتر و سازند اليكا)، حد ترياس و ژوراسيك (سازند اليكا و مازند شمشك) و در حد كربونيفر و پرمين (سازند مبارك و سازند درود) يافت مي شود. در ايران مركزي نيز رس هاي نسوز بين پرمين و ترياس (سازند خان و سازند سرخ شيل) و در حد لياس (سازند آب حاجي) ديده شده است در منطقة آباده، رسهاي نسوز در دونين فوقاني يافت مي شوند. در زاگرس بين سازند سروك و سازند ايلام ذخاير رس نسوز مشاهده شده است. در ضمن در مناطق شمال غرب ايران نيز رس هاي نسوز وجود دارد كه از دگرساني سنگ هاي آذرين حاصل شده اند.
2-7- توليد ميزان صادرات و واردات خاك نسوز در ايران:
در جدول زير آمار توليد خاك نسوز در چهار سال 78-79-80-81 بيان شده است.
|
سال
|
مادة معدن
|
معادل فعال
|
معادل غير فعال
|
معادل در سال تجهيز
|
تعداد كل معادن
|
ميزان استخراج واقعي ساليانه (تن)
|
ميزان ذخيرة قطعي و احتمال (هزار تن)
|
|
78
79
80
81
|
خاك نسوز
خاك نسوز
خاك نسوز
خاك نسوز
|
28
30
30
32
|
7
3
1
5
|
-
3
8
3
|
35
36
39
40
|
40917
41437
41992
41997
|
160876
137462
115458
108586
|
الف) ميزان كل صادرات خاك هاي رسي نسوز در سال هاي 78-79-80 به ترتيب زير است:
در سال 1378 مجموع ميزان صادرات خاك رسي نسوز در حدود 350 تن به ارزش 70 ميليون ريال كه معادل 40 هزار دلار آمريكا مي باشد.
در سال 1379 مجموع ميزان صادرات خاك رس نسوز در حدود 150 تن به ارزش 11 ميليون ريال كه مجموع 8 هزار دلار آمريكا مي باشد.
در سال 1380 مجموع ميزان صادرات خاك رس نسوز در حدود 120 تن به ارزش 20 ميليون ريال كه معادل 12 هزار دلار آمريكا مي باشد.
ب) ميزان واردات خاك هاي رسي نسوز در سال هاي 78-79-80 به ترتيب زير است: در سال 1378 مجموع ميزان واردات خاك رس نسوز در حدود 215 تن به ارزش 27 ميليون ريال كه معادل 15 هزار دلار آمريكا مي باشد.
در سال 1379 مجموع ميزان واردات خاك رس نسوز در حدود 72 تن به ارزش 130 ميليون ريال كه معادل 8 هزار دلار آمريكا مي باشد.
در سال 1380 مجموع ميزان ورادات خاك رس نسوز در حدود 195 تن به ارزش 180 ميليون ريال كه معادل 10 هزار دلار آمريكا مي باشد.
به طور كلي كشورهايي كه به آنها خاك نسوز صادر مي شود عبارتند از: آذربايجان – تركيه – عراق و كشورهايي كه از آنها خاك نسوز وارد مي شود عبارتند از: آلمان- اسپانيا- انگليس مي باشند.
فصل سوم:
معدن سميرم اصفهان
معدن خاك نسوز سميرم اصفهان:
معدن خاك نسوز سميرم در 220 كيلومتري جنوب كارخانه ذوب آهن و 110 كيلومتري جنوب غربي شهرضا و 27 كيلومتري جنوب غربي سميرم واقع شده است ارتفاع منطقه معدني از سطح دريا 2320 تا 2460 متر بوده و مختصات طول و عرضي جغرافيايي آن، مي باشد.
نزديكترين و آبادترين منطقه مسكوني به معدن، شهر سميرم ميباشد كه 27 كيلومتر از معدن فاصله دارد. معدن خاك نسوز سميرم بوسيله يك جاده آسفالته درجه يك كه از يك كيلومتري معدن عبور مينمايد از طريق شهر سميرم به جاده اصلي شيراز – شهرضا – اصفهان، متصل ميگردد.
منطقه معدني كوهستاني بوده، داراي تابستان هاي معتدل و زمستانهاي سرد ميباشد. جهت وزش باد بطور عمومي از غرب به شرق است.
3-1- تاريخچه اكتشاف معدن
معدن سميرم براي اولين بار در سال 1966 بوسيله سازمان زمين شناسي كشور جهت اكتشاف بوكسيت مورد مطالعه مقدماتي قرار گرفت. مطالعات فوق در ديماه سال 1967 تكميل گرديد. عمليات تكميلي شامل حفر چهار حلقه چاه و يك تونل اكتشافي و تعدادي ترانشه بوده است. از تونل اكتشافي حفر شده تعداد 3200 كيلو نمونه برداشت و جهت آزمايشات مورد نظر به انستيتوي مواد نسوز لنينگراد ارسال گرديد. نتايج بررسيهاي سازمان زمين شناسي از معدن سميرم در سال 1968 طي گزارشي منظم به نقشه هاي زمين شناسي توسط آقاي شريفي نوريان منتشر گرديده است. و طي آن ذخيره هاي معادل 15 ميليون تن محاسبه گرديده است.
در سال 1347 معدن سميرم به شركت ملي ذوب آهن واگذار گرديد و در سال 1348 اكتشاف سيستماتيك و تفضيلي اين معدن بوسيله واحد تهيه مواد غير فلزي آغاز گرديد. علاوه بر نمونه صنعتي كه در لنينگراد مورد آزمايشات متعدد قرار گرفت، از خاك سنگجوري شده در كارخانه نسوز امين آباد نيز آزمايشات گوناگوني جهت كاربرد اين خاك در صنعت انجام گرفت. طي سالهاي بعد به دنبال اكتشاف ساير منابع مواد نسوز، بهره برداري از معدن سميرم به سازمان توسعه و نوسازي صنايع ايران واگذار گرديد تا اينكه از سال 1360 وظيفه بهره برداري قسمتي از معدن به شركت ملي فولاد ايران محول شد.
3-2- خلاصه وضعيت زمين شناسي
ماده مفيد و قابل استخراج معدن سميرم، خاك نسوز كائولينيتي است كه در درون يك طبقه رسي آهن دار قرار گرفته است كه اين طبقه به نوبه خود در روي تشكيلات آهكي سروك و زير طبقات سنگ آهك ايلام قرار ميگيرد.
منطقه معدن بصورت يك آنتي كلاين با شيب ملايم بوده كه جهت محور شمال غربي- جنوب شرقي است. شيب لايه ها در يال آنتي كلاين ملايم و حدود 8 درجه بوده و بيرون زدگي آن 6 كيلومتر ميباشد.
لايه خاك نسوز معدن سميرم را به طور كلي از نظر تركيب شيميايي و كاني هاي موجود در سه قسمت بالايي، مياني و پائيني تقسيم نموده اند. قسمت بالايي داراي ضخامت حدود 3 متر بوده و از پيزوليت هاي آهندار تشكيل شده است. قسمت مياني، كه ضخامت اين قسمت بين 3 تا 5 متر بوده و از نوارهاي سفيد كائولن به ضخامت هاي مختلف و رسهاي قرمز با تركيبي از كائولينيت و اكسيد آهن تشكيل شده است.
نسبت خاك نسوز كائولينيتي به رس هاي قرمز رنگ در قسمت مياني تقريبا برابر ميباشد كه از بالا به پايين و به تدريج از درصد كائولينيت كاسته ميشود.
قسمت پاييني فاقد كائولينيت بوده و ضخامت آن بين 5 تا 7 متر بوده و به طور كلي از رسهاي آهندار تشكيل يافته است.
محدوده معدن خاك نسوز سميرم در قسمت جنوب غربي يال آنتي كلاين كوه لندران قرار گرفته و به سه بلوك شمالي، مركزي و جنوبي تقسيم ميگردد.
بلوك شمالي از يك آنتي كلاين تشكيل گرديده كه شيب محور آن 35 درجه به طرف شرق بوده و زاويه يال چين 6 درجه ميباشد.
بلوك مركزي از يك چين نامتقارن تشكيل گرديده كه شيب محور آن به طرف شرق بوده و بين 5/1 تا 3 درجه ميباشد. شيب يالهاي شمالي و جنوبي به ترتيب 1 و 2 درجه ميباشد. بلوك جنوبي نيز مانند بلوك شمالي از يك آنتي كلاين تشكيل شده كه شيب محور آن به طرف شرق بوده و معادل دو درجه مي باشد.
نتايج بررسي ها و مطالعات نيمه صنعتي نشان داده است كه اين نوع خاك جوابگوي كليه خواسته ها و پارامترهاي مورد نياز بوده وجهت تهيه فرآورده هاي شاموتي، ملات و غيره قابل مصرف ميباشد.
ميانگين ضخامت لايه مفيد 5/4 متر برآورد شده است. درصد بازيافت ماده مفيد از لايه 35 درصد برآورده شده كه به اين ترتيب نسبت حجم مواد مفيد نسبت به باطله ميباشد.
خاك نسوز معدن سميرم داراي درجه نسوز زندگي 1730 درجه سانتيگراد بوده و در حال حاضر به طريق رو باز استخراج و ماده معدني حاصله به صورت دستي سنگجوري ميگردد.
نشان دهندة تركيب شيميايي نمونه هاي سنگ جوري شده كه توسط شركت فرآورده هاي نسوز ايران مصرف مي شود مي باشد. و مي توان به طور كلي گفت درصد خاك نسوز مصرفي در اين شركت داراي اين مشخصات است.
|
درصد
|
تركيب
|
|
5/46
52
75/0
80/1
35/0
29/0
07/0
20/0
05/0
54/13
|
45
8/50
6/0
05/2
34/0
32/0
07/0
36/0
06/0
4/13
|
45
8/51
8/0
91/1
4/0
21/0
07/0
10/0
04/0
6/12
|
2/45
2/51
53/0
2
28/0
23/0
13/0
21/0
05/0
9/13
|
AL2o3
Sio2
Fe2o3
Tio2
Cao
Mgo
Na2o
K2o
Li2o
خام L.O.I2
|
|
35
|
34
|
34
|
35
|
P.C.E
|
3-1- جدول درصد خاك نسوز
بر اساس گزارش شركت فولاد مقدار ذخيرة معدن را به بلوك هاي مختلف تقسيم كرده است در جدول زير ذكر شده است:
|
|
كاتاگوري C1 (بر حسب ميليون تن)
|
كاتاگوري C2 (بر حسب ميليون تن)
|
|
بلوك مركزي
بلوك شمالي
بلوك جنوبي
|
4/2
-
-
|
5/2
3/1
3/1
|
جدول 3-2- ذخاير بلوك هاي مختلف معدن
بنابراين جمع ذخيره در كاتاگوري C1 حدود 4/2 ميليون تن و ذخيره در كاتاگوري C2 حدود 5/6 ميليون تن برآورد شده است. (در اين محاسبه ذخيرة، ضخامت متوسط لايه معدني 2 متر و بازيابي كائوليونيت بين 20-30 درصد فرض شده است).
3-3- مشخصات ماكروسكوپي خاك نسوز سميرم
خاك نسوز سميرم به رنگهاي خاكستري روشن گاهي با هاله هايي متمايل به زرد يا صورتي ديده ميشود. به صورت كلوخه و يكپارچه بوده و حالت سنگي دارد. داراي شكاف هاي ريز صدفي ميباشد كه در حالت مرطوب به وضوح بيشتري در قسمتهاي كائولينيتي خالصي مشاهده مي گردد.
رگچه هاي اكسيد سه ظرفيتي آهن در كلوخه ديده ميشود.
ضخامت رگچه ها عموما كمتر از يك ميليمتر است.
انواع آهندار به صورتهاي پيزوليتي، اووليتي و كنكرسيوني مشاهده ميگردند.
كائولينيتي هاي آغشته به شاموزيت به رنگ متمايل به سبز ميباشد كه حالت تراكم بيشتري داشته و حالت صابوني در لمس دارند.
ساخت برشي با قطعات هماتيت در سيماني از كائولينيت آغشته به هماتيت نيز در برخي نمونه ها مشاهده ميشود.
كلوخه هاي مجراي هماتيت سخت، شكننده با سطح شكست تيز و گوشه دار ميباشد.
3-4- بررسي كاني با آناليز اشعه ايكس
آناليز ساختمان بلوري كاني نسوز سميرم در سال 1970 بوسيله انسيتو مواد نسوز لنينگراد روي نمونه هاي ارسالي از ايران انجام شده است. كاني اصلي كائولينيت شناخته شده و بوهميت نيز در اين كاني مشخص شده است.
تعداد 6نمونه از سنگ نسوز سميرم نيز توسط مهندسين مشاوره معدن كاوانتخاب و مورد آزمايش قرار گرفته است.
در تجزيه اشعه X تنها اجزا و كاني هاي تشكيل دهنده اصلي سنگ مورد ارزيابي قرار گرفته و كاني هايي كه درصد پائين داشته اند، مشخص نشده اند. همچنين كاني هاييكه حالت آمورف داشته و بدون شبكه كريستالي ميباشند در اين روش قابل شناسايي نمي باشند. با توجه به اينكه بسياري از كانيهاي مهم آلومين دار كه از تخريب كائولينيت حاصل شده اند، آمورف ميباشند، در اين روش قابل شناسايي نيستند ولي آزمايشات شيميايي نشان ميدهد كه بالابودن عيار اكسيد آلومينيوم دليلي بر وجود اين نوع كانيها است. كه البته در كارهاي تحقيقاتي و تغليظ پذيري با توجه به خواص ويژه اين نوع كانيها است. كه البته در كارهاي تحقيقاتي و تغليظ پذيري با توجه به خواص ويژه اين نوع كانيهاي آمورف بايستي به دقت مورد توجه قرار بگيرند. اين نوع كانيها به طور كلي ميتوانند از گروههاي هيدراتهاي آلومينيوم باشند. همچنين برخي از كاني هاي ديگر نيز كه از نظر مقدار درصد اكسيد آلومينيوم كمتر از تعداد كائولينيت مي باشند، نيز در اين مجموعه مي توانند وجود داشته باشند كه به خاطر بي شكل بودن آنها نميتوان با روش آناليزه اشعه X پي به وجود آنها برد.
با تخريب خاك كلوئيدهاي خاك نسبت به سيليسيوم داراي تعداد بيشتري از اكسيدها، هيدروكسيدهاي آلومينيوم، آهن و تيتانيوم مي شوند.
اين مواد در اشكال مختلف از بي شكل تا متبلور مي توانند ظاهر شوند.
آلوفان و اكسيدهاي آلومينيوم و آهن و تيتان در بين مهمترين كانيهاي سليكات دار غير لايه اي خاك ها قرار مي گيرند.
اغلب كانيهاي ثانويه متبلوري كه در خاك يافت مي شوند، در طول تخريب شيميايي مراحل متوسط بي شكلي را گذرانده اند. بين مواد بي شكل و متبلور نمي توان مرز مشخصي برقرار كرد و در طول تشكيل مجدد ژله هاي آبدار درجات مختلفي از تبلور بوجود ميايد. علاوه بر اين، موادي كه از ذرات بسيار ريز تشكيل يافته اند، در اغلب آزمايش هاي تعيين تبلور به صورت بي شكل جلوه مينمايند. به چنين موادي اصطلاحا كريپتوكريستالين گفته ميشود. در بررسي بار آناليز اشعه X مشخص شده است در نمونه هاي كائولينيتي سنگ نسوز سميرم، شبكه كائولينيتي داراي انحراف زاويه اي مي باشد اين امر ممكن است كه به دليل وجود محيط قليايي يا ارگانيكي در زمان تشكيل اين خاك بوده باشد. شبكه كائولينيت متفاوت بوده و بلورهاي آن جهات متفاوت دارند، در اين كاني يونهاي OH به صورت متقارن تري قرار دارند.
در شبكه هماتيت نيز انحراف هايي ديده ميشود كه احتمالا ناشي از هيدراته شدن آنها ميباشد. آزمايشات انجام گرفته نشان داده اند كه سازنده هاي اصلي خاك نسوز سميرم، كائولن بوده و انواع آن همراه با هماتيت و تركيبات آهندار و در بعضي مواقع كاني هاي كدر آهن دار تشكيل شده است.
نسبت هماتيت و كوارتز و كائولينيت در نمونه هاي مختلف متفاوت بوده و در بعضي از نمونه ها خلوص كائولينيت به بيش از 70 درصد ميرسد كه حاوي ناخالصيهاي جزئي هماتيت و هيدراكسيد آهن مي باشد.
در بعضي از نمونه ها كلسيت نيز شناسايي شده كه عمدتا كلسيت در يك كاني ثانوي بوده و احتمالا از تأثير آبهاي سطحي به وجود آمده است.
3-5- تركيب شيميايي:
لايه فوقاني كه داراي آهن بالايي مي باشد يك لايه پيزوليتي و ائوليتي مي باشد. تجزيه شيميايي نمونه برداشته شده از اين لايه داراي تركيب زير ميباشد.
|
L.O.I
|
Tio2
|
Fe2o3
|
AL2o3
|
Sio2
|
|
7.1
|
0/7
|
63.2
|
13.2
|
16.5
|
3-3- جدول تجزيه شيميايي لاية برداشت شده
لايه مياني كه لايه اصلي و مفيد معدن مي باشد داراي نوارهاي قائم كرم مايل به سفيد مي باشد، مقدار آهن در قسمتهاي زيرين لايه به تدرج بالا رفته و در انتها تبديل به لايه اي كاملا آهندار مي شود. نوارهاي كم آهن به شكل نوارهاي قرمز قهوه اي، قرمز تيره، و قهوه اي ديده مي شوند.
تركيب لايه هاي كم آهن بر اساس رنگهاي مختلف به شرح زير است:
|
رنگ نسوز
|
L.O.I
|
Tio2
|
Fe2o3
|
AL2o3
|
Sio2
|
|
قرمز مايل به بنفش
|
1/12
|
2/1
|
3/19
|
2/30
|
6/36
|
|
قرمز مايل به قهوه اي روشن
|
9/13
|
4/1
|
4/6
|
9/34
|
2/42
|
|
قرمز مايل به قهوه اي تيره
|
8/13
|
5/1
|
3/7
|
4/35
|
5/41
|
3-4- جدول تركيب لايه هاي كم آهن، بر اساس رنگ ها
بر اساس گزارش تفضيلي معدن سميرم در سال 1365 تركيب شيميائي لايه مياني و پائيني از قسمت لايه مفيد به شرح زير ارائه شده است.
|
Tio2
|
Fe2o3
|
AL2o3
|
Sio2
|
لايه
|
|
01/0
|
2/40
|
23
|
26
|
مياني
|
|
47/2
|
92/1
|
24/38
|
25/42
|
مياني
|
|
3/1
|
9/30
|
9/27
|
5/29
|
پائيني
|
|
1/1
|
5/27
|
4/32
|
3/40
|
پائيني
|
جدول 4-4
همچنانكه از جدول پيداست لايه مياني از دو بخش پر آهن و كم آهن تشكيل شده كه بخش كم آهن داراي Fe2o3 كمتر از دو درصد مي باشد.
لايه زيرين عملا پر آهن بوده و توزيع Fe2o3 در لايه در حدي است كه آنرا غير مفيد مي سازد.
3-6- خواص فيزيكو و شيميائي
دو نمونه خاك سنگجوري شده قابل استفاده در صنعت كه بوسيله انستيتوي لنيتگراد مورد مطالعه قرار گرفته است، در دو مقوله آزمايشات مختلف فيزيكو و شيميائي روي آنها انجام شده است، خلاصه نتايج در جدول زير ارائه شده است.
|
نمونه خاك درجه 2
|
نمونه خاك درجه يك
|
رطوبت به درصد
|
|
3/1
|
2/1
|
|
4/6
|
3/5
|
انقباض هوائي به درصد
|
|
6/13
|
7/13
|
مقدار كلي آب به درصد
|
|
6
|
6
|
عدد پلاستيسيته
|
|
1/13
|
5/05
|
تناسيته
|
|
659/2
|
616/2
|
دانسيته (تعيين شده)گرم بر سانتيمتر مكعب
|
|
670/2
|
618/2
|
دانستيسيته محاسبه شده (بر اساس تركيب صافي)
|
|
4/1
|
3/1
|
جذب آب به درصد
|
|
6/3
|
3/3
|
تخلخل آشكار به درصد
|
|
-
|
3/2
|
تخلخل پنهان به درصد
|
|
57/2
|
58/2
|
دانسيته ظاهري گرم بر سانتيمتر مكعب
|
|
1780
|
1760
|
نسوزندگي به درجه سانتيگراد
|
جدول 3-5
بر اساس استاندارد 59-9196 شوروي اين نوع خاك از نوع با پلاستيسيته ضعيف مي باشد. مطالعات نشان داده است كه با دانه ريزكردن اين خاك پلاستيسيته افزايش مي يابد.
|
00-063/0
|
0-088/0
|
0-5/0
|
0-8/0
|
اندازة دانه ها
|
|
26
|
22
|
17
|
15
|
تناسيته
|
|
12
|
10
|
8
|
6
|
عدد پلاستيسيته
|
جدول 3-6- رابطة اندازة دانه ها و پلاستيسيته
3-7- خردايش
3-7-1- خردايش خشك با سنگ شكن
آزمايشات انجام شده بر اساس خردايش خشك با سنگ شكن غلطكي
نشان مي دهد كه بعلت سخت بودن كانيهاي هماتيتي در تجزيه گرانولومتري فراكسيونهاي ريز را عمدتا كائولينيت تشكيل مي دهد.
نمونه متوسط سنگ معدن با درصد Fe2o315 درصد وقتي از سنگ شكن غلتكي گذرانده شد. در فراكسيونهاي درشت تر از 100 مش ميزان درصد بطور محسوس بالا رفت و در فراكسيونهاي زير 100 مش ميزان درصد كاهش يافت و از 15 درصد به 10 درصد رسيد.
3-7-2- خردايش تر
در اين آزمايش يك كيلوگرم نمونه در 1300 سانتيمتر مكعب آب در آسياي ميله اي بمدت 5/2،5 و 5/7 دقيقه مورد عمل خردايش قرار گرفته است. نتيجه آزمايشات نشان ميدهند كه خردايش در روش تر باعث خرد شدن بيشتر سنگ مي شود و اين امر ممكن است ناشي از چسبيدن مواد نرمه بر روي گلوله ها در روش خشك و ممانعت از خردايش سنگ باشد.
آزمايشات نشان ميدهند كه مواد درشت تر از 14 مش در خردايش بمدت 5/2 دقيقه 7/1 درصد كل نمونه را تشكيل ميدهد. درحاليكه در خردايش خشك درصد وزني اين فراكسيون 5/24 درصد در همين زمان است. يعني در خردايش تر مواد با سرعت بيشتري خرد ميشوند.
3-8- «روش هاي جداسازي»
3-8-1 جيك
هر گاه ضريب پر عيار كردن بزرگتر از 5/2 باشد. جداكردن كاني به روش ثقلي امكان پذير است. يعني با استفاده از اختلاف وزن مخصوص مينرالها كه سبب اختلاف سرعت رسوب كردن در يك محيط سيال ميشود. مي توان آنها را از يكديگر جدا نمود.
تحقيقات انجام شده توسط جهاد دانشگاهي صنعتي شريف در رابطه با تغليط خاك سميرم نيز بر اين پايه بوده است. البته فرض اوليه را بر بزرگتر بودن ضريب بر عيار كردن بنا نهاده اند.
در آزمايشات جيك ابتدا بار اوليه را با سرندكردن دانه بندي نمونه و هر كلاسي را در جيك مجزائي آزمايش نموده اند.
ابعاد مورد استفاده از 10 ميليمتر بوده و مواد با غربالهاي 3/9،5/6،4 و2 ميليمتر دانه بندي شده اند.
متغيرهاي آزمايش شامل حجم مواد، حجم آب ورودي، حجم آب موجود در محفظه جيك، تعداد ضربات، زمان جيك كردن بوده است.
آزمايشات سري الف شامل 9 آزمايش، سري ب، شامل 5 آزمايش و سري ج شامل 8 آزمايش سري د با 4 آزمايش مجموعه آزمايشات جيك را در بر مي گيرند. از آزمايشات فوق نتيجه گرفته اند كه پروسس جيك براي دانه هاي درشت تر از 4 ميليمتر مناسب بوده است. براي دانه هاي زير 4 ميليمتر نتيجه رضايت بخش نبوده است.
از آزمايشات سري د با 4 آزمايش روي مخلوط كلاس 3/9-4 ميليمتر نيز نتيجه مناسبي عايد نشده است.
3-8-2- سيكلون
از آنجائيكه كانيهاي آهندار سخت تر از كائولن مي باشند و وزن مخصوص كاني هاي آهندار بيشتر از كائولن است. روي فراكسيون هاي مختلف خاك نسوز سميرم روش هاي سيكلون و كلاسيفاير مورد آزمايش و تجربه قرار گرفته است. در آزمايش با سيكلون نمونه خاك نسوز را كه بمدت 5/2 دقيقه الي 25 دقيقه خرد شده بودند. پس از جدا كردن ذرات درشت تر از 14 مش از سيكلون آزمايشگاهي عبور داده شده است. سرريز و ته ريز سيلكون درفشار 7/0 اتمسفر مورد آزمايش قرار گرفته است.
نتيجه آزمايشات نشان ميدهد كه هر چه زمان خردايش بيشتر شود اكسيد آهن موجود در نمونه كه در فراكسيونهاي درشت باقي مي مانند بيشتر خرد شده و وارد سرريز سيلكون ميشوند و در نتيجه ميزان آهن در محصولات سرريز سيلكون افزايش مي يابد.
اين آزمايشات در فشارهاي 7/0، 54/0 و 35/0 اتمسفر نيز بر روي نمونه هاي يك كيلوئي كه بمدت 10 دقيقه در آسياي گلوله اي دنور بصورت خشك خرده شده بودند و از الك 30 مش گذشته بودند، در سيلكون مورد ارزيابي قرار گرفتند. ولي نتيجه مشابه نتايج قبلي بوده و تغيير چنداني مشاهده نشد. در مجموع اين روش نيز نتايج رضايت بخشي نداشته است.
3-8-3- كلاسيفايرآبي
آزمايشات متعددي با كلاسيفاير آبي بر روي خاك نسوز سميرم انجام گرفته كه هدف از اين آزمايشات توزيع دانه بندي مواد در كلاسيفاير آبي و تعيين عيار اكسيد آهن در فراكسيونهاي مختلف بوده است.
در كلاسيفاير آبي مواد بر حسب ابعاد و وزن مخصوص دانه بندي ميشوند در حاليكه در تجزيه سرندي مواد بر اساس ابعاد از يكديگر جدا ميشوند.
در اين آزمايشات خاك نسوز در سنگ شكن فكي و سنگ شكن غلطكي خرد شده و سپس در كلاسيفاير آبي مورد استفاده قرار گرفته است.
نتايج آزمايش نشان داده است كه با كم شدن ابعاد يا كم شدن وزن مخصوص، مقدار اكسيد آهن كاهش مي يابد. تجزيه سرندي آن نشان مي دهد كه در دانه هاي درشت مقدار اكسيد آهن بالاتر است.
دانه هاي ريز در سرريز جمع ميشوند.
نتيجه آزمايشات با كلاسيفار آبي كم و بيش با تجزيه سرندي، مطابقت داشته و توزيع اكسيد آهن نيز بر حسب دانه بندي تغيير كرده و با كاهش آن كاهش مي يابد.
بررسي ها نشان ميدهند كه با كاربرد كلاسيفاير آبي به تنهائي امكان جداسازي كانيهاي آهن دار وجود ندارد.
3-8-4- فلوتاسيون:
به منظور حذف كاتيهاي آهندار و رساندن اكسيد آهن به حد مجاز (كمتر از 2 درصد) اقدام به انجام تعدادي آزمايش فلوتاسيون شد.
براي شناور كردن اكسيد آهن از كلكتورهاي مختلف مانند: آكتينول FA و نئوفات 90-94، و آرمو فلوت 64 استفاده شد. براي راسب كردن كائولن از سيليكات سديم استفاده شد.
در برخي از آزمايشات براي راسب كردن اكسيدهاي آهن از اسيد تانيك نشاسته پلي فسفات سديم استفاده شد.
عمل فلوتاسيون در محيط اسيدي كه توسط سولفوريك تنظيم مي شد5/6 =PH صورت گرفت. در عيواهاي خنثي و باز يك نيز فلوتاسيون انجام گرديد.
براي شناور كردن كائولن از آدرموفلوت 64 و فلوتينول s-72 پاماك و كربوكسي متيل سلولز استفاده شد. به عنوان كف ساز Dow250، روغن كاج، آئروفروت 65و72 استفاده شد و براي فعال كردن از نفت، گازوئيل، روغن بادام شيرين استفاده گرديد.
در مجموع كليه آزمايشات فلوتاسيون بر روي نمونه خام خاك نسوز سميرم بي نتيجه بود. كه علت عمده عدم موفقيت آزمايشات فلوتاسيون را مي توان ناشي از عوامل زير دانست:
1- كائولن موجود در سنگ معدن در جريان خردايش و بعد از فلوتاسيون به صورت نرمه در آمده و عملا مانع از انجام فلوتاسيون مي گردد.
2- عمل راسب كننده ها كامل نبوده و عملا نمي توان به صورت انتخابي كائولن يا اكسيد آهن را راسب كرد.
3- با توجه به توزيع كاملا دانه ريز اكسيد آهن و كائولن براي بدست آوردن درجه آزادي قابل قبول اقدام به خردايش بيشتر سنگ معدن مي گردد و عملا نرمه تشكيل مي شود.
4- هيدروكسيدهاي آهن مي تواند عامل سهمي در عدم موفقيت در پروسه فلوتاسيون باشد.
3-9- تكليس ماده معدني سميرم
اولين مطالعات در اين زمينه مربوط به تحقيقات آقاي جورج آلتن فرانسوي كارشناس سازمان ملل در سازمان زمين شناسي كشور در سال 1969، ميباشد. نامبرده جهت جداسازي كاني هاي آهندار به اين نتيجه رسيده بود كه سنگ نسوز را حداقل بايد تا 450 درجه سانتيگراد تكليس نموده و سپس با استفاده از سيستم هاي فيزيكي كانه هاي آهندار را جدا نمود، البته در عمليات تكليس خواص فيزيك و شيميائي ماده خام (كائولينيت) تغيير مي يابد و تغييرات آن غير قابل برگشت مي باشد. تكليس مي تواند به دو صورت بدون عمل احياء و با عمل احياء توام باشد.
براي مطالعه بر روي خاك نسوز تكليس شده اقدام به حرارت دادن خاك تا 1100 درجه سانتيگراد شد و در اين درجه حرارت خاك بمدت يك ساعت نگه داشته شد.
در اين درجه حرارت كائولن ها به موليت و فاز سيليسي تبديل مي شود و چون موليت جسم بسيار سختي است لذا مسئله مزاحمت نرمه در آزمايشات از بين مي رود.
خردايش سنگ تكليس شده و مقايسه آن با تجزيه سرندي تكليس نشده نشان مي دهد كه:
1- در اثر تكليس دانه ها خردتر شده اند يعني تعدادي از ذرات درشت در اثر حرارت شكسته شده و دانه بندي سنگ ريزتر شده است.
2- مقدار فراكسيون زير 100 مش در سنگ تكليس شده و نشده به ترتيب 1/8% و 8/7% بوده و يكسان ميباشد. و نشان ميدهد كه ريزتر شدن دانه بندي سنگ تكليس شده ناشي از شكستن قطعات درشت بوده و نه پودر شدن آنهاست.
زمان خردايش در مورد خاك نسوز خام در حدود 5-3 دقيقه مي باشد كه در مورد تكليس شدن به حدود 25017 دقيقه ميرسد.
تكليس با مواد احياء كننده:
در هنگام تكليس ميتوان از مواد احياء كننده مثل زغال سنگ و يا زغال چوب استفاده نمود اين مواد باعث تبديل هماتيت به ماگنتيت ميگردد.
در هنگام تكليس از مخلوط زغال چوب پودر استفاده شده و سپس محصول از جدا كننده مغناطيسي با ميدان ضعيف عبور داده شده است از آزمايش نتيجه گرفته شده كه با ايجاد محيط احياء كننده در محيط تكليس قسمتي از اكسيدهاي آهن تبديل به ماگنيت شده و باعث مي شود كه عمل تفكيك مواد غير مغناطيسي بهتر انجام شود.
در آزمايش ديگري با ابعاد مختلف سنگ معدن نتيجه گرفته شد كه كوچك كردن ابعاد دانه هاي مورد تكليس باعث بهتر مخلوط شدن زغال چوب با مواد گشته و نتيجه عمل احياء بهتر انجام ميگيرد.
در آزمايش ديگر بجاي زغال چوب از نشاسته استفاده شده كه باعث احياء بهتر گرديده است.
نتيجه اينكه، با خرد كردن مواد معدني تا زير 20 مش و تكليس آنها در محيط احياء كننده و كاربرد جدا كننده مغناطيسي با ميدان ضعيف و قوي بازيافت حدود 8/34% و محصول كنسانتره با درصد Fe2Q3=75/1 بدست مي آيد.
با خرد كردن مواد تا زير 12 مش و تكليس در محيط احيا كننده (با نشاسته) و كاربرد جداكننده مغناطيسي با ميدان ضعيف و قوي، بازيافت 6/23 درصد و محصول كنسانتره با Fe2Q3=61/1 درصد بدست مي آيد.
فلوتاسيون سنگ تكليس شده نشان ميدهد كه:
1- مسئله نرمه كاملا حل شده و مزاحمتي براي فلوتاسيون ايجاد نمي شود.
2- مقدار نرمه در محصول خردايش كاهش يافته است.
3- مقدار اكسيد آهن در تمام فراكسيونها تقريبا ثابت ميباشد.
4- امكان فلوتاسيون موليت به تنهائي وجود دارد و نتيجه رضايت بخش است.
5- بهترين با مقدار اكسيد آهن 4/3 درصد بوده است.
4-1- خلاصة نتايج بدست آمده:
با توجه به مطالعات اشعه X و تركيب كاني شناسي و تركيب شيميائي بافت و ساخت، خواص فيزيكو و شيميائي سنگ معدني و مطالعات و تحقيقات انجام شده قبلي مي توان بطور خلاصه نتايج زير را بدست آورد.
1- ماده معدني كائولينيت از نوع ديكيت است.
2- هماتيت باطله معدني اصلي سنگ را تشكيل مي دهد كه بصورت دانه هاي مجزا و پوسته هاي بسيار ريز ميكروسكوپي و هماتيت هاي هيدراته شده قابل جدايش نيستند و درصد اصلي هماتيت در سنگ معدني بصورت ذرات درشت است.
3- در ماده معدني هماتيت بصورت عدسي هاي جداگانه به ابعاد تا 3 سانتيمتر و بصورت رگه هاي بقطر تا 2 سانتيمتر و دانه هاي درشت تا 2 ميليمتر و ذرات قابل جدايش تا نيم ميليمتر ديده ميشود.
4- سختي هماتيت بيشتر از كائولينيت است.
5- شدت جذب آب كائولينيت بسيار زيادتر از هماتيت است.
6- مقدار جذب آب كائولينيت بسيار زيادتر از هماتيت است.
7- خردايش ماده معدني موجب خردشدگي بيشتر كائولينيت از هماتيت مي شود.
8- با كنترل زمان جذب آب در ماده معدني ميتوان خردايش دوگانه متفاوت در سنگ معدني را به خوبي كنترل كرد.
9- تغيير ابعاد دو كاني در نتيجه جذب آب و خردايش تحت ويبراسيون پروسه اصلي جدايش دوگانه است.
10-با ويبراسيون سنگ معدني آب خورده در زمان معين مي توان دوگانه كائولينيت و هماتيت را از هم جدا نمود.
11-محصول بدست آمده داراي مقدار اكسيد آهن جزئي و قابل قبول بوده و عمدتا شامل آن قسمت از هماتيت و يا هماتيت هيدراته است كه قابل جدايش به روشهاي ديگر نيز نمي باشد.
4-2- فلوشيت
1- سنگ مواد معدني بعد از استخراج حداكثر به ابعاد 150 ميليمتر در داخل مخزن ريخته مي شود.
2- مخزن
3- نوار مقاله- جهت حمل ماده معدني به سرند ويبره
4- سرند ويبره براي دانه بندي ماده معدني در ابعاد 100+، 50، 25+،10+،6+،3+،3-،0 ميليمتر
5- نوارهاي نقاله براي حمل 7 كلاس دانه بندي شده به 7 مخزن.
6- 7 عدد مخزن جهت انبار كردن ماده معدني دانه بندي شده
7- نوار مقاله به تعداد عدد براي حمل ماده معدني به حوضچه هاي متحرك.
8- تعداد هفت حوضچه متحرك براي آبگيري ماده معدني
9- تعداد هفت دستگاه شيكر
10-تعداد14 نوار نقاله، 7 نوار نقاله براي حمل مواد كنسانتره و 7 نوار براي حمل باطله از 7 دستگاه شيكر به انبارها
11-انبار محصول كنسانتره
12-انبار مواد باطله
13-منبع آب
14-تيكنر
15-سد باطله