مقاله پراکندگی آلونیت در ایران و جهان

دانلود مقاله پراکندگی آلونیت در ایران و جهان

پیش درآمد :

آلونیت در جهانی از قرن پانزدهم تا اواخر قرن حاضر بعنوان منبعی برای زاج و سولفات آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است . از زمان شناخت و بکارگیری آلونیت در ایران تاریخ دقیقی در دسترس نیست اما تردیدی نیست که سابقه طولانی داشته و چه بسا ایرانیان از پیش از قرن پانزدهم آن را مورد استفاده قرار می دهند از اوایل قرن حاضر از بوکسیت و رس هم تا حدودی برای بدست آوردن زاج و سولفات آلومینیوم استفاده می شود . آلونیت در طول اولین جنگ جهانی نقشی استراتژیک و حساس در استرالیا و ایالات متحده امریکا در تهیه کود سولفات پتاسیم ایفا کرده است. ( (  Hall et al,1983

موارد استفاده و پراکندگی آلونیت در جهان

در برخی کشورها آلونیت جهت تولید آلومین  مورد استفاده قرار می گیرد ، چنانکه در آذربایجان شوروی ( سابق ) کارخانه ای با ظرفیت تولید تقریباً ۲۰۰ تن در روز آلومین برپاست که از آلونیت ، آلومین استخراج می شود ، از آنجا که آلومین منبع با ارزشی برای آلومینیوم است ، آلونیت را می توان کانسار آلومینیوم بشمار آورد . کود از محصولات فرعی آلونیت است در ایران آلونیت از قدیم و بطور سنتی در تولید زاج مصرف می شده است که بکار رنگرزی و تصفیه خانه های آب و نفت می آید .

آلونیت در بسیاری از کشورها وجود دارد البته باید در نظر داشت که انباشته های بزرگ و غنی از آلونیت که برای تاسیس کارخانه تولید آلومین یا کود مناسب باشد ، به طور نسبی ،  کم است .

در دهه اخیر انباشته های بزرگی از آلونیت در برخی از ایالات باختری آمریکا کشف شده که مهمترین آن ها در جنوب باختر یوتا است ، ولی انباشته های آریزونا و کلرادو هم شایان توجه اند ، در نوادا و نیومکزیکو و به احتمال در مکزیک هم پتانسیل یا کانسارهایی از آلونیت با عیار بطور نسبی خوب وجود دارد .

به نظر می رسد بزرگترین و بهترین انباشته های آلونیت از نظر گستردگی و عیار در جمهوری های شوروی ( سابق ) است ، کارخانه تولید آلومین در آذربایجان شوروی از توف های آلونیتی شده اواخر ژوراسیک نزدیک ، زایلیک (  Zaglik ) چند کیلومتری شمال باختر داش کس ( Dashkesan ) تغذیه می شود و مقدار آلونیت سنگ ها حدود ۴۰ درصد می باشد در دیگر جمهوری های شوری ( سابق ) بیش از ۸۰ ذخیره دیگر وجود دارد که این انباشته ها در قزاقستان ، ارمنستان ، ازبکستان ، قرقیزستان ، تاجیکستان ـ پراکنده است .

در قاره آسیا بویژه در چین انباشته خیلی بزرگ از سنگ های واجد آلونیت در ناحیه پین یانک فانشن ( pinyang Fanshan ) ، در ژاپن ، جنوب کره ، ترکیه و دیگر کشورها هم گزارش هایی در مورد آلونیت موجود است ولی اقتصادی بودن برخی از آنها هنوز نامشخص است . همچنین ذخایر یا منابع موجود در اسرائیل ( فلسطین اشغالی ) ، مصر ، مراکش ، تانزانیا ، نیجریه ، نیوزیلند ، و سوماترا و فیلیپین مورد بررسی های دقیق قرار نگرفته است . در کشورهای  اروپایی مانند ایتالیا ، اسپانیا ، در جنوب امریکا ، جنوب مکزیک و استرالیا هم انباشته های قابل توجهی از آلونیت موجود است .

۲ ـ ۱ ـ ترکیب شیمیایی و برخی خصوصیات کانی شناسی آلونیت

آلونیت خالص از نظر تئوری با فرمول  مشخص است که  ۰۵/۱۳ ، درصد  ۳۷/۱۱ درصد ،  ۹۲/۳۶ درصد و  ۶۶/۳۸ درصد می باشد آنالیز بعضی از بلورها ممکن است مشابه ترکیب فوق باشد اما آلونیت طبیعی مقداری سدیم دارد که جانشین پتاسیم شده است و در صورتیکه نسبت اتمی سدیم به پتاسیم معادل یک یا بزرگتر از یک باشد کانی راناترو آلونیت گویند و اگر نسبت اتمی سدیم به پتاسیم بزرگتر از ۱:۳ می باشد ممکن است به آن آلونیت سدیک گویند اگر چه این نام گاهی به غلط مترادف با ناترو آلونیت در نظر گرفته می شود .

آلونیت از نظر بلورشناسی در سیستم هگزالگونال تبلور یافته و در حالت بلوری به صورت فیبری ولی اغلب در طبیعت به صورت متراکم یافت می شود . سختی کانی خالص آن ۵/۳ تا ۴ و وزن مخصوص آن بین ۶/۲ تا ۸/۲ متغیر است . رنگ این کانی با توجه به ناخالصی های همراه آن متغیر است چنانکه در رنگ های سفید ، خاکستری ، صورتی ، متمایل به زرد و قهوه ای و حتی بنفش مشاهده می شود .

۳ ـ ۱ ـ چگونگی رخداد

آلونیت به صورت عدسی ها و رگچه ها در داخل کانسارهای رگه ای فلزات و نیز در داخل شکاف های سنگ های آذرین قلیائی یافت می شود ولی توده های بسیار بزرگ آن به طور معمول ،‌‌ در داخل توف ها و گدازه ها تشکیل می گردد . در ایران هم از هر دو نوع وجود دارد ولی تنها آن دسته که در اثر آلتراسیون با هر پدیده دیگر در سنگ های ولکانیکی یا توفی بوجود آمدها ، از نظر حجم و وسعت شایان توجه است .

انباشته آلونیت نوع جانشینی شباهت کمی با نمونه های موجود در موزه یا توصیف های موجود در متون و نشریه های کانی شناسی دارد . بطور نمونه آلونیت در سنگهای آتشفشانی دانه ریز یا پورفیرهای دانه درشت تر ساب ولکانیک و یا در سنگ های نفوذی کم ژرفا بر اثر آلتراسیون می تواند بوجود آید و سنگ دگرسان شده اساساً از کواتزهای میکرو کریستالین ، آلونیت و مقادیر جزی هماتیت ، روتیل و آناتاز تشکیل شده است ، رسها و کانیهای سیلیسی غالباً سیلیسی غالباً از همراهان آلوتیت در سنگ های آلتره شده می باشد . حضور فراون همین همراهان در فرایند تولید آلومین  می تواند تولید اشکال نماید .

تشخیص سنگ های آلونیت دارد در روی زمین کار ساده ای نیست . سنگ های ولکانیکی دگرسان شده غنی از آلونیت و کائولینیت  ، سریسیت و دیگر کانی های دگرسانی خیلی مشابهند ، اما چون وزن مخصوص آلونیت ( ۸۲/۲ ) کمی بیش از وزن مخصوص کوارتز و رسها است ، بطور معمول ، حضور مقدار زیاد آلونیت در یک نمونه سنگ ولکانیک قابل تشخیص است .

آلونیت هایی که بصورت رگه ای هستند معمولاً صورتی رنگند ولی رنگ کلاً معیاری ضعیف در تشخیص سنگ های آلونیتی است . چون آلونیت در رنگهای گوناگون می تواند باشد . ( بطور معمول ، رنگارنگ یا دارای خطوط رنگینی است و یا به آهن آلوده شده است . رنگ زرد پرتقالی معمولاً نشانه حضور جاروسیت ( سولفات آهن آبدار ) می باشد ) .

انباشته های مختلف آلونیت اندازه های متغیری دارد چنانکه از نودول ها یا  عدسی های کوچک در حد سانتی متر و تا توده های بزرگ محتوی چندین میلیون تن سنگ دگرسان شده با ۳۰ تا ۴۰ درصد آلونیت در تغییر است . در رگه های درون زا ( hupogene ) آلونیت به طور تقریب خالص می تواند یافت گردد . Hall ( 1978 ، ۱۹۸۰ ) انباشته های آلونیت را در سه گروه می گنجاند :

۱ ـ آلونیت رگه ای ؛
۲ ـ آلونیت گرهکی ؛
۳ ـ آلونیت جانشینی ؛

۱ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های رگه ای

آلونیت در رگه ها یا خیلی ریز بلور و یا نهان بلور ( Cryptocrystaline ) است که در این حالت به رنگ سفید و زرد می باشد . چنانکه آلونیت در رگه در چهره بلورهای درشت که گاه طول آن ها به ۱۰ تا ۲۰ میلی متر می رسد پدیدار شود ، صورتی رنگ است ( ۱۹۸۳ ، Hall et al  ) . اگر چه در رگه های با عیار بالا ، به  طور تقریب ، ‌آلونیت جانشینی قابل قبول برای بوکسیت خواهد بود ، اما کل منابع در دسترس و موجود در رگه ها کمتر از آن است که سازنده اساس ماده ای خام در صنعت باشد .

۲ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های گرهکی در سنگ های رسی رسوبی

آلونیت یا ناتروآلونیت گرهکی و لایه ها ور گه های کم ضخامت نامند آن از نظر جغرافیایی بسیار متداول و گسترده اند ( هال ،‌ ۱۹۷۸ ) و در شیل ها ، شیست های میکادار ، یا لایه های رسی یافت می شوند ، به نظر می رسد این آلونیت ها به طور دیاژنتیکی یا برون زایی ( Supergenic ) و در اثر عملکرد آب های زیرزمینی اسیدی پرمایه از سولفات ، در رسوبات آرژیلی سرشار از میکا یا ایلیتی بوجود آمده اند اکسیداسیون پیریت پراکنده در سنگ های رویی یا سنگ مجاور آن ، اسید لازم را فراهم می سازد ؛ پتاسیم از ایلیت یا میکا مسکویت موجود در رسوب میزبان آلونیت است . خلوص گرهک های آلونیتی ممکن است به خلوص آلونیت های رگه ای نزدیک باشد . ولی این رخدادهای رسوبی ، بیشتر ، محدود به لایه های کم ضخامت و ناممتدی است که بطور معمول ، با کائولین مخلوط بوده ، و توده های آن قدر بزرگی را تشکیل نمی دهد که به عنوان منبع آلومینیوم بهره برداری شوند .

۳ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت جانشینی در سنگ های ولکانیکی و سنگ های نفوذی کم عمق

این انباشته ها ابعاد بزرگ و ذخیره های قابل ملاحظه دارند و به طریقه روباز می توانند استخراج شوند . این گروه از انباشته ها بخش عمده منابع آلونیت را در امریکا و سایر نقاط جهان تشکیل می دهند ، و به عنوان منبع اساسی هر طرح صنعتی آلومینیوم با بکارگیری آلونیت در نقش یک ماده‌ خام ، بهره برداری می شوند اگر چه این انباشته ها از نظر عیار در چنان گسترش و حجم بالای ذخیره برخوردارند که می توان به طریقه روباز آن ها را استخراج نمود . در این انباشته ها میزان پتانسیل برای تغذیه یک کارخانه آلومین با مقیاس اقتصادی برای بیست سال یعنی تا زمان مستهلک شدن کارخانه کافی است .

۴ ـ ۱ ـ منطقه بندی انباشته های جانشینی

یکی از مشخصات انباشته های بزرگ آلونیت (آلونیت جانشینی ) حالت منطقه ای
( Zoning ) در آن ها است . زونینگ کانی شناختی مشخصه انباشته های بزرگ آلونیت نوع جانشینی در باختر ایالات متحده امریکا است . منطقه بندی یکسان یا بسیار مشابه نیز در متون زمین شناسی دیگر کشورها هم  گزارش شده است .

به طور کلی چهار زون اصلی شناسایی شده است . مغزه یا پوشش سیلیسی ، کوارتز آلونیت ، آرژیلی ، پروپیلتی .

مغزه یا پوشش سیلیسی ( زون ۱ ) مرکزی و برجسته و مترفع است ، و زون کوارتز آلونیت ( زون ۲ ) ، زون آرژیلی ( زون ۳ ) و سرانجام زون پروپیلیتی ( زون ۴ ) در بیرون و به سمت پائین جانشین آن می شود . ممکن است در سطح زمین این چهار زون در جنب یا پهلوی یکدیگر باشند ، همچنین به طور عمودی ، اگر چه عموماً برای آشکارشدگی ارتباط منطقه ای در ژرفا ، حفاری عمیق ضروری است .

شرحی که در ادامه خواهد آمد حالتی ایده آل را به نمایش می گذارد و به ندرت در طبیعت رخ می دهد . بیشتر انباشته های طبیعی نامنظم و ناهمگن اند و انکلاوهای یک مجموعه منطقه بندی با دیگری احاطه می شود . دگرسانی ها ممکن است در هم داخل شود چنانکه یک زون یا چندین زون خیلی باریک و کم ضخامت می شود و در هنگام بررسی و مشاهده سطحی و اتفاقی ، آشکار نمی شود فزون بر آن مرزهای منطقه ای باریک و ظریف اند ، نقشه برداری واقعی آن ها دشوار است و بر اساس اندازه گیری های پراش اشعه X پودر آن ها نقشه بطور دلخواه رسم می شود . ویژگی های هر یک از چهار زون نامبرده در ادامه اشاره خواهد شد .

فهرست مطالب

مقدمه ۶
زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران و جهان ۸
۱ ـ۱ ـ موارد استفاده و پراکندگی آلونیت در جهان ۸
۲ ـ ۱ ـ ترکیب شیمیایی و برخی خصوصیات کانی شناسی آلونیت ۱۰
۳ ـ ۱ ـ چگونگی رخداد ۱۱
۱ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های رگه ای ۱۲
۲ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های گرهکی در سنگ های رسی رسوبی ۱۳
۳ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت جانشینی در سنگ های ولکانیکی و سنگ های نفوذی کم عمق ۱۳
۴ ـ ۱ ـ منطقه بندی انباشته های جانشینی ۱۴
۱ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون سیلیسی مغزه ای یا پوششی ۱۵
۲ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون کوارتز ـ‌ آلونیت و زون آرژیلی ۱۶
۳ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون پروپیلیتی ۱۸
۵ ـ ۱ ـ ژنز انباشته های جانشینی آلونیت ۱۸
انباشته ها و معادل آلونیت در ایران ۲۱
۱ ـ ۲ ـ خاستگاه آلونیت در سنگ های ولکانیکی ترسیر ایران ۲۲
۲ ـ ۲ ـ انباشته های آلونیت در ایران ۲۳
۱ ـ ۲ ـ ۲ ـ کانسار حسن آباد ۲۳
زمین شناسی کانسار ۲۴
۲ ـ ۲ ـ ۲ ـ کانسار سیردان ۲۵
زمین شناسی کانسار ۲۵
۳ ـ ۲ ـ ۲ـ کانسار زاجکان ۲۶
۴ ـ ۲ـ ۲ ـ کانسار یوزباشی چای ۲۸
۵ ـ ۲ ـ ۲ـ کانسار زاح کندی ۲۹
۶ ـ ۲ ـ ۲ـ کانسار تا کند ( در استان زنجان ) ۳۰
۷ ـ ۲ ـ ۲ ـ‌ کانسار زایلیک ـ قلندر ۳۱
۸ ـ ۲ ـ ۳ ـ کانسار مشکین شهر ۳۲
۹ ـ ۲ ـ ۲ـ دیگر مناطقی که دگرسانی گرمایی ( هیدروترمال ) تحمل نموده اند ۳۳
روشهای فرآوری کانی آلونیت در آمریکا ۳۵
۱ ـ روش چپل ( Chappel ) 35
مراحل مختلف در این طریقه ۳۵
۱‌ـ سنگ معدنی آلونیت ۳۵
روش موفت R . MC . MOFFAT 37
روش Kalunite ( تأثیر محلولهای اسیدی ) ۳۸
۳ ـ‌ روش ‌Mc Cullough ( تأثیر محلولهای اسیدی) ۳۹
۵ ـ روش آلومت ( Alumet ) 40
روش D. Stevenes 40
روش C.j. Hartman 42
مطالعه روشهای فرآوری آلونیت در شوروی ( سابق ) ۴۵
۱ ـ روش های قلیایی تهیه آلومین از سنگ معدن آلونیت ۴۵
موارد استعمال ۴۵
روش مینرال : ( MINERAL ) 46
تکلیس سنگهای معدنی آلونیت ۵۱
روش احیاء ۵۳
رفتار گرمایی آلونیت با ترکیبات همراه ۵۵
رفتار گرمایی ترکیبات سنگ کانی آلونیت همراه با ۵۶
۱ ـ مقدمه ۵۷
۲ ، ۲ ـ دستگاه گرمایی ۶۰
۳ ، ۲ ـ رفتار گرمای آلونیت ۶۰
۳ . نتایج و بحث ها ۶۲
۲ ، ۳ . ارزشیابی XRD 65
۴ . خاتمه و نتیجه بحث ۶۷
شرایط بهینه برای لیچینگ سنگ کانی کلسینه آلونیت در NaoH قوی ۶۹
روش پیشنهادی مؤلف برای فرآوری آلونیت در ایران ۶۹
نامگذاری ۶۹
مقدمه ۷۰
روش تجربی ۷۱
نتایج و بحث مربوط به آنها ۷۳
نتیجه بحث ۷۸
مشکلات محیط زیستی فرآوری آلونیت و تأثیرات آن بر طبیعت ۸۰
اطلاعاتی درباره آمار فراوری آلونیت در روسیه و آمریکا ۸۵
کاربرد سنگ کانی آلونیت بعنوان یک کمک در انعقاد ۸۷
۱ ـ مقدمه ۸۷
ناخالصی (FTO) 90
۲ ـ مواد و روشها ۹۰
۳ ـ نتایج تجربی و بحث درباره آنها ۹۲
۱ ـ ۳ : دمای بهینه شده کلسینه شدن ۹۲
۳ ـ ۳ : آلونیت کلسینه شده بعنوان یک کمک منعقد کننده ۹۳
اولین کارخانه فرآوردی آلونیت ۹۷
روشهای ترکیبی اقتصادی فآوری کانی آلونیت ۹۷