فلدسپات

فلدسپات 

شناخت و کاربردها

گردآوری توسط شایان خاک مردان

تاریخچه

نام فلدسپات از کلمه آلمانی Feldspar اخذ شده که معادل کلمه Field Stone در انگلیسی است. “Spar” به معنی کانی با رنگ روشن و دارای محصولات هوازدگی بسیار نرم است. به عبارت دیگر به دلیل این که در نواحی ای که این کانی رخنمون داشته آثار دگرسانی و کائولینی شدن گسترش داشته به نام فلدسپار نام گذاری شده است.

میکروکلین از دو واژه یونانی به معنی کم و شیبدار به دلیل انحراف ناچیز زاویه رخ ها از ۹۰ درجه، گرفته شده است. نام ارتوکلاز از رخ های با زاویه قائمه این کانی گرفته شده است.

سانیدین از دو واژه یونانی، سانیس به معنی صفحه ای و ایدوس به معنی ظاهر، به دلیل حالت صفحه ای مشخص بلورهای آن گرفته شده است.

آلبیت از واژه یونانی آلبوس به معنی سفید، به دلیل رنگ سفید کانی گرفته شده است.

نـــام الیگوکلاز از دو واژه یونانی به معنی کم و شکستگی، گرفته شده است، به دلیل اینکه گمان می شد که رخ آن ناقص تر از آلبیت است.

نام آندزین از رشته کوه های آند گرفته شده است به دلیل اینکه آندزین فلدسپات عمده گدازه های آندزیتی است. نام لابرادوریت از ساحل لابرادور گرفته شده، به دلیل اینکه در آنجا این کانی به صورت توده های بزرگ رخ پذیر وجود دارد. نام بیتونیت از بیتون کانادا (درحال حاضر شهر اُتاوا) گرفته شده است.

نام آنورتیت از واژه ای یونانی به معنی کج، به دلیل سیستم تبلور تری کلینیک کانی گرفته شده است.

نام پلاژیو کلاز از واژه ای یونانی به معنی کج، به علت زاویه مایل میان رخ های آن گرفته شده است.

استفاده از محصولات هوازدگی فلدسپات ها یعنی کائولن سابقه بسیار طولانی داشته و اسنادی دراین مورد از قرن ششم قبل از میلاد مسیح وجود دارد. همراه با کائولن، فلدسپات های هوازده و به تدریج خود فلدسپات نیز در صنایع سفال و سرامیک و شیشه رایج گردیدند. اما استفاده صنعتی از فلدسپات به سال ۱۸۰ میلادی برمی گردد.

صنعتگران ایرانی نیز با کاربرد فلدسپات و محصولات تجزیه آن به خوبی آشنا بوده و از آنها درتولید سفال، سرامیک، لعاب و شیشه استفاده کرده اند. این صنعت که تاریخ کهنی در ایران دارد، عمدتاً درمناطقی که فلدسپات رخنمون داشته گسترش یافته و در حفاری های انجام شده از شهرهای هگمتانه و توس سفال ها و سرامیک هایی به دست آمده است که قطعاً مواد اولیه آن از نواحی مجاور تأمین شده است که این امر مؤید آشنایی کامل صنعتگران ایرانی با این ماده معدنی بوده است.

 

مشخصات فلدسپار

نام فلدسپات یا فلدسپار Feldspar از واژه آلمانی (Feldspar)معادل واژه انگلیسی(Field Stone) گرفته شده است. “Spar” به معنی کانی با رنگ روشن و دارای محصولات هوازدگی بسیار نرم است. به عبارت دیگر به دلیل این که در نواحی ای که این کانی رخنمون داشته آثار دگرسانی و کائولینی شدن گسترش داشته به نام فلدسپار نام گذاری شده است.

فلدسپات ها یک گروه از آلومینوسیلیکات های قلیایی خاکی هستند که فراوان ترین گروه کانی های موجود در پوسته زمین ( حدود ۶۰ %) تشکیل می دهند.

فلدسپارها، اکثراً بی رنگ یا دارای رنگ روشن بوده و دوجهت رخ با زاویه ۹۰ درجه یا نزدیک به آن دارند. سختی این کانیها حدود ۶ بوده و وزن مخصوص آنها از ۵۵/۲ تا ۷۶/۲ (بجز فلدسپاتهای باریم دار) تغییر می کند.

فلدسپارها از نظر شکل و خواص فیزیکی رابطه نزدیکی با یکدیگر دارند ولیکن می توان آنها را به ۳ گروه تقسیم نمود که عبارتند از: کلسیت، پتاسیک و سدیک.

فلدسپارهای باریم کمیاب بوده و دارای تقارن مونوکلینیک می باشد و اهمیتی به عنوان کانی های سنگ ساز ندارند.

فلدسپارهای پتاسیم دار تقارن مونوکلینیک می باشد. کانی های فلدسپار پتاسیم به چندین شکل مشخص تشکیل می شوند و دارای خواص فیزیکی و نوری متفاوت اما پیوسته می باشند.

فلدسپارهای سدیم و کلسیم دار (پلاژیوکلازها) که دارای تقارن تری کلینیک می باشد.

فلدسپار آمونیم (بودینگ تونیت) با تقارن مونوکلینیک نیز در سال ۱۹۶۴ از رسوب یکی از چشمه های آب گرم در کالیفرنیا معرفی شده است.

در بررسی ها معمولاً‌ از عنوان”کانیهای گروه فلدسپات” استفاده می شود. این گروه شامل کانیهای آلومینو سیلیکاته با کلاس تکتوسیلیکات ها هستند که حاوی پتاسیم، سدیم و یا کلسیم و به ندرت باریم هستند. با درنظر گرفتن نوع کاتیون، نحوه تشکیل (حرارت و محیط تشکیل)، منشاء و سنگ مادر در طبیعت می توان آنها را به شرح زیر تفکیک کرد:

فلدسپاتهای آلکالن یا اُرتوکلازها (میکروکلین، ارتوز، سانیدین، آنورتوز) که از آنها درمنابع مختلف به نام های پتاسیم فلدسپات و آلکالن فلدسپات نیز نام برده می شود.

پلاژیوکلازها (ایزومورف های سری آلبیت، آنورتیت)

فلدسپاتهای سنگین (سلسیان – هیالوفان) که نادر بوده و فاقد ارزش اقتصادی هستند.

ازنظر تجاری کانیهای گروه فلدسپات، نفلین سینیت و آپلیت های غنی از فلدسپات همگی در صنایع سرامیک و شیشه مورداستفاده قرار می گیرند.

نفلین سینیت نیز یک سنگ آذرین درونی است و به دلیل اینکه ۸۰% تا ۹۵% آن از کانیهای فلدسپاتیک تشکیل شده از نظر تجاری همراه با فلدسپات ها مورد بررسی قرار می گیرد. فلدسپات ها و نفلین سینیت به عنوان منابع آلومینا و کمک ذوب های قلیایی درصنایع شیشه و سرامیک کاربرد گسترده ای دارند.

 

کانی های فلدسپار

فلدسپارها از نظر شکل و خواص فیزیکی رابطه نزدیکی با یکدیگر دارند ولیکن می توان آنها را به ۳ گروه تقسیم نمود که عبارتند از: کلسیت، پتاسیک و سدیک.

فلدسپارهای باریم کمیاب بوده و دارای تقارن مونوکلینیک می باشد و اهمیتی به عنوان کانی های سنگ ساز ندارند.

فلدسپارهای پتاسیم دار تقارن مونوکلینیک می باشد. کانی های فلدسپار پتاسیم به چندین شکل مشخص تشکیل می شوند و دارای خواص فیزیکی و نوری متفاوت اما پیوسته می باشند.

فلدسپارهای سدیم و کلسیم دار (پلاژیوکلازها) که دارای تقارن تری کلینیک می باشد.

فلدسپار آمونیم (بودینگ تونیت) با تقارن مونوکلینیک نیز در سال ۱۹۶۴ از رسوب یکی از چشمه های آب گرم در کالیفرنیا معرفی شده است.

در بررسی ها معمولاً‌ از عنوان”کانیهای گروه فلدسپات” استفاده می شود. این گروه شامل کانیهای آلومینو سیلیکاته با کلاس تکتوسیلیکات ها هستند که حاوی پتاسیم، سدیم و یا کلسیم و به ندرت باریم هستند. فلدسپارها با درنظر گرفتن نوع کاتیون، نحوه تشکیل (حرارت و محیط تشکیل)، منشاء و سنگ مادر در طبیعت می توان آنها را به شرح زیر تفکیک کرد:

فلدسپاتهای آلکالن یا اُرتوکلازها (میکروکلین، ارتوز، سانیدین، آنورتوز) که از آنها درمنابع مختلف به نام های پتاسیم فلدسپات و آلکالن فلدسپات نیز نام برده می شود.

پلاژیوکلازها (ایزومورف های سری آلبیت، آنورتیت)

فلدسپاتهای سنگین (سلسیان – هیالوفان) که نادر بوده و فاقد ارزش اقتصادی هستند.

فلدسپات های پلاژیوکلاز، جزء فراوانترین کانیها درطبیعت بوده و توزیعی گسترده تر و فراوان تر از فلدسپات های پتاسیم دارند و در سنگهای آذرین و دگرگونی و به میزان خیلی کمتری در سنگهای رسوبی قرار دارند.

در سری پلاژیوکلازها، عضو انتهایی An، نقطه ذوب بسیار بالاتری از عضو انتهایی آلبیت دارد. بنابراین در مراحل آغازین تبلور ماگما ودر دماهای بالا فلدسپات های غنی از کلسیم و دردمای پایین تر فلدسپات های غنــی از ســدیم متبلور می شوند. باتوجه به این امر، گاهی پلاژیوکلازهایی به وجود می آید که مرکز بلور از کلسیم غنی تر و حاشیه ها غنی از سدیم است.

آلبیت دمای پایین در سنگهای آذرین درونی و آلبیت دمای بالا در سنگهای آذرین بیرونی و بیشتر در گدازه ها تشکیل می شود در سنگهای آذرین اغلب با ارتوز و میکروکلین همراه است و در سنگهای آذرین اسیدی مانند گرانیت ها، سینیت ها، ریولیت ها و تراکیت ها یافت می شود. آلبیت در پگماتیت ها فراوان بوده و دراین سنگها ممکن است جایگزین میکروکلین اولیه شده باشد الیگوکلاز کانی مشخص گرانودیوریت ها و مونزونیت ها است و آندزین در آندزیت ها و دیوریت ها یافت می شود.

لابرادوریت در بازالت ها و گابروها وجود دارد و در آنورتوزیت تنها کانی مهم سازنده سنگ را تشکیل می دهد.

بیتونیت در گابروها یافت شده و ندرتاً در سایر سنگها دیده می شود و آنورتیت کمیاب تر از پلاژیوکلازهای سدیم دار است و در سنگهای سرشار از کانیهای تیره و سنگهای آهکی دانه ای در اثر دگرگونی مجاورتی به وجود می آید.

پلاژیوکلازها در سنگهای دگرگونی نیز فراوان هستند و در سنگهای رسوبی اغلب به صورت تخریبی دیده می شوند. فلدسپاتهای باریم دار یا فلدسپاتهای سنگین مانند سلسیان و هیالوفان نسبت به سایر کانیهای گروه فلدسپات کمیاب هستند.

فلدسپارهای سدیم و کلسیم دار (پلاژیوکلازها):

  • آنورتیت Anortite :

آنورتیت به فرمول شیمیایی (CaAl2Si2O8) فلدسپات نوع کلسیت است.

  • بیتونیت
  • لابرادور
  • آندزین
  • الیگوکلاز
  • آلبیت Albite :

آلبیت به فرمول شیمیایی (NaAlSi3O8) فلدسپات نوع سدیک است. آنورتیت و آلبیت به دلیل آن که می توانند جانشین شوند، در ساختمان کانی پلاژیوکلاز شرکت می کنند.

فلدسپاتهای پتاسیم دار :

چند ریختی های فلدسپات پتاسیم عبارتند از :

سانیدین، ارتوکلاز، میکروکلین و آدولاریا.

  • میکروکلین

نوع دمای پایین فلدسپات های پتاسیم دار، میکروکلین است. میکروکلین به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است. میکروکلین در سیستم تری کلینیک متبلور شده و در طیف وسیعی از سنگ های آذرین و دگرگونی در دماهای متوسط تا پائین می باشد.

این کانی از نظر ترکیب مشابه سانیدین و ارتوز است اما از آنجایی که درسیستم تری کلینیک متبلور می شود فرم تقارن آن مانند سانیدین نبوده و بنابراین مشابه آلبیت است.میکروکلین یک عضو سازنده مهم سنگهای آذرین مانند گرانیت ها و سینیت ها است که در عمق نسبتاً زیاد به آرامی سرد شده اند. این کانی فلدسپات پتاسیم دار متداول در پگماتیت ها است. در پگماتیت ها ممکن است میکروکلین و کوارتز با هم رشد کنند و دراین حالت بافت گرافیک را بوجود می آورند. این کانی در ایران، بیشتر در سنگهای آذرین درونی اسیدی مانند گرانیت ها و سینیت ها وجود دارد.

  • ارتوز (ارتو کلاز)

پتاسیم فلدسپات به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است. ارتوکلاز معمولی یکی از انواع مونوکلینیک در طیف وسیع سنگ های آذرین و دگرگونی در دماهای متوسط تا پائین می باشد.

میان سدیم فلدسپات (آلبیت) و پتاسیم فلدسپات، جانشینی محدودی وجود دارد و فلدسپات های این سری به انواع آلکالی فلدسپات ها شهرت دارند.

ارتوکلاز یکی از کانیهای سازنده مهم گرانیت ها، گرانودیوریت ها و سینیت هایی است که در عمق متوسط و به صورت بسیار سریع رشد کرده اند. در ایران بیشتر در سنگهای آذرین درونی اسیدی از جمله در پگماتیت های ارتوکلازدار مشهد دیده می شود.

  • سانیدین

سانیدین که پلی مورف دمای بالا و مونوکلینیک بوده و در سنگ های آتشفشانی رخ می دهد. سانیدین درسنگهای آذرین خروجی اسیدی، مانند ریولیت ها و تراکیت ها و توف های اسیدی دیده می شود. این کانی در سنگهایی دیده می شود که از سرد شدن سریع مواد مذاب آتشفشانی با دمای اولیه بالا به وجود آمده اند. در ایران، این کانی در تراکیت های شیشه ای زئولیت دار علی آباد قم یافت می شود.

  • آدولاریا

آدولاریا که می تواند در سیستم مونوکلینیک یا تری کلینیک متبلور شود، فلدسپاری است که دارای شکل بلوری خاصی بوده و در رگه های هیدروترمال دمای پائین می باشد.

میکروکلین و سانیدین پلی مورف هایی با ارتباط نظم- بی نظم بوده و اتم های Al, Si به صورت تصادفی در مواضع شبکه ای خود در سانیدین توزیع شده اند اما در میکروکلین این توزیع دارای نظم می باشد.

شکل بی نظم،پلی مورف پایدارتر در دماهای بالاتر از ۷۰۰ درجه سانتگراد است و میکروکلین را می توان در این دما به صورت هیدروترمال تبدیل به سانیدین کرد.عکس این تبدیل تا کنون در آزمایشگاه انجام نپذیرفته است که علت امر نیز ظاهراً انرژی اکتیواسیون بالایی است که برای نظم بخشیدن به اتم های Al, Si لازم است.

ارتوکلاز و آدولاریا از نظر ساختمانی حدواسط بین سانیدین و میکروکلین می باشد. احتمالا ًبیشتر ارتوکلازها در آغاز به صورت سانیدین متبلور شده اند. آدولاریا ظاهراً شکل نیمه پایداری است که تحت شرایط تبلور سریع در حوزه پایداری میکروکلین تشکیل می شود، بدین ترتیب که تبلور سریع مانع از ایجاد یک آرایش منظم Al,Si می گردد. در دماهای بالا محلول جامد کامل بین KALSi3O8 و NaAlSi3O8 وجود دارد. اعضای پتاسیم دارتر این سری دارای تقارن مونوکلینیک بوده و ارتوکلاز سدیم دار نامیده می شوند که پتاسیم در آنها بیش از سدیم است.

اعضای سدیم دارتر این سری بیش از ۶۳% آلبیت دارند، دارای تقارن تری کلینیک بوده و آنورتوکلاز نامیده می شوند.

در دماهای کمتر محلول های جامد بینابینی موجود در بین ارتوکلاز و آلبیت نیمه پایدار بوده و در شرایط سرد شدن تدریجی شکسته شده و به صورت رشد درهمی از تیغه های نیمه موازی جهت دار در می آیند که ترکیب آنها به طور متناوب سدیم دار و پتاسیم دار می باشد. چنین رشد درهمی را پرتیت یا آنتی پرتیت می نامند. در پرتیت ها، پلاژیوکلاز به صورت لایه هایی دارای جهت یکنواخت، رگه ها یا قطعات پراکنده ای در ارتوکلاز یا میکروکلین دیده می شود. در آنتی پرتیت ها این رابطه برعکس می باشد.

چهارچوب چهار وجهی های متصل به هم AlO4, SiO4 در ساختارهای مونوکلینیک و تری کلینیک به شکل پیوسته و یک دست است. در دماهای بالا، یون های Na, K به صورت تصادفی در این چهارچوب ساختمانی توزیع شده و بلوری همگن را بوجود آورده اند.

در دماهای پائین تر بر اثر تشکیل لایه های غنی در پتاسیم و لایه های غنی در سدیم نظم به وجود آمده و صفحات متناوبی با تقارن مونوکلینیک یا رشته های مونوکلینیک و تری کلینیک بوجود می آید.

طبقه بندی سنگهای آذرین، به میزان زیادی براساس نوع و مقدار فلدسپات موجود است. به عنوان یک اصل، هرچه درسنگی درصد SiO2 بالاترباشد،مقدارکانیهای تیره آن کمتر فلدسپاتهای پتاسیم دار بیشتر و پلاژیوکلازهای آن سدیم دارتر خواهند بود و برعکس کاهش درص SiO2،موجب افزایش کانیهای تیره و کلسیم دارتر شدن پلاژیوکلازها می شود.

فلدسپارها را بسته به نوع کاتیون، نحوه تشکیل(حرارت و محیط تشکیل)، فشار و سنگ مادر می توان تقسیم بندی نمود :

۱-فلدسپارهای آلکالن یا ارتوکلازها (میکروکلین، ارتوز، سانیدین و آنورتوز).

۲-پلاژیوکلازها (ایزومورف های سری آلبیت – آنورتیت).

۳-فلدسپارهای سنگین (سلسیان – هیالوفان) که نادر بوده و فاقد ارزش اقتصادی است.

 

 

انواع کانسارهای فلدسپار

انواع کانسارهای فلدسپات به ترتیب اهمیت عبارتند از :

  • پگماتیت ها

سنگهای تمام بلورین هستند که حداقل برخی از بلورهای آن بسیار درشت بوده و همین درشتی بلورها معیار تشخیص آنها نسبت به سنگهای درونی است. پگماتیتها محصول باقیمانده تبلور بخشی مذابها هستند که از نظر سیلیس، آلومین، قلیائیها، آب، مواد فرار و عناصر فرعی و جزئی که به هر دلیل در مراحل قبلی نتوانسته اند وارد ساختمان بلورین کانیها شوند، غنی شده اند.

به دلیل وجود مواد فرار و آب، گرانروی مذاب پگماتیتی بسیار کم بوده و فشار مواد فرار نیز به توان آن برای تزریق شدن در داخل سطوح ضعف و شکستگیها می افزاید.

پگماتیت ها اکثراً همراه گرانیت ها بوده و عمدتاً‌ شامل کوارتز، فلدسپات، موسکوویت و در مواردی بیوتیت (ترکیبی مشابه گرانیت) است. مهمترین تفاوت در اندازه بلورها و تفاوت های بافتی است. پگماتیت ها براساس ساخت به دو گروه پگماتیت های ساده و پگماتیت های پیچیده تقسیم می شوند .

در پگماتیت های ساده مهمترین کانیهای اقتصادی، کوارتز و فلدسپات هستند. درصورتی که اهمیت پگماتیت های پیچیده به دلیل حضور عناصر و کانیهای نادر است.

پگماتیت های ذوب بخشی زیر در مناطق دارای دگرگونی شدت زیاد تشکیل می شوند. منشاء تشکیل این پگماتیت ها اولین محصول ذوب بخشی محسوب می شود. به طور کلی دمای تشکیل پگماتیت ها ۷۰۰ – ۵۰۰ درجه سانتیگراد است.

  • آپلیت ها (تعبیر تجاری)

سنگهای گرانیتی ریز بلور را که عمدتاً‌ از فــلدسپات و کـوارتز تشکــیل شده اند، آپلیت می گویند. این تعبیر برای توصیف دایکهای ریز بلور گرانیتی و یا رخساره حاشیه سرد شده سنگهای درونی گرانیتی که دارای ضریب رنگینی پائین و بافت مشخص که اصطلاحاً آن را “دانه قندی” یا “آپلیتی ” گویند، استفاده شده است.

از دیدگاه علمی آپلیت ها می توانند از نظر شیمیایی در محدوده گرانیت و گرانودیوریت ها باشند اما عبارت آپلیت عموماً ‌برای سنگهای ریز بلور با ترکیب گرانیت های آلکالن لوکوکرات یا گرانیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. نسبت کوارتز و فلدسپات در آپلیت ها بسیار متغیر بوده و برخی از آنها ممکن است به رگه های کوارتزی ختم شوند. به طور کلی آپلیت ها و پگماتیت ها عمدتاً‌ در زون های حاشیه ای توده های گرانیتی مشاهده می شود.

  • نفلین سینیت:

نفلین سینیت یک سنگ متوسط تا درشت دانه است که اساساً‌ از نفلین، میکروکلین، آلبیــت تشکــیل شــده اند.

ترکیب شیمیایی نفلین (Na, K) AlSiO4 بوده که ترکیب ایده آل آنNaAl SiO4 است اما در طبیعت همواره در آن مقدار پتاسیم وجود دارد. سنگهای دارای نفلین در سراسر جهان پراکنده اند اما مقدار محدودی دارای ترکیب شیمیایی مناسب برای بهره برداری اقتصادی هستند.

فلدسپاتوئیدها گروهی از کانیهای آلومینو سیلیکاته هستند که دارای پتاسیم و سدیم و کلسیم بوده و ترکیب آنها مشابه فلدسپاتها است اما مقدار سیلیکای آنها کمتر است. این کانی ها از ماگماهای تحت اشباع (فقیر از سیلیس) متبلور شده و شواهد موجود نشان می دهد که یک ماگمای مادر اولیه مسئول تشکیل سنگهای تحت اشباع نیست (میدلموست، ۱۹۸۵). تئوری هایی که مورد تشکیل این خانواده از سنگها وجود دارد شامل:

  • تشکیل ماگمای اولیه آلکالن
  • متاسوماتیسم در گوشته بالایی یا پوسته تحتانی
  • اختلاط ماگمایی در گوشته بالایی یا پوسته تحتانی

از نظر بهره برداری تنها نفلین سینیت هایی که دارای ۲۵-۲۰ درصد نفلین، ۵۴-۴۸ درصد آلبیت و ۲۳-۱۸ درصد میکروکلین باشند، مناسب هستند.

محصولات هوازدگی فیزیکی سنگهای فوق الذکر : کلیه سنگهای فوق الذکر در صورتیکه تحت تأثیر هوازدگی عمدتاً ‌فیزیکی قرار گیرند می توانند به عنوان ماده اولیه در تولید فلدسپات مورداستفاده قرار گیرند.

  • آلاسکیت (تعبیر تجاری):
  • گرانیتها
  • ماسه های فلدسپاتی
  • کوارتزیت های فلدسپاتی

 

زمین شناسی و پراکندگی کانه در ایران

ذخایر عمده فلدسپات مربوط به توده های گرانیتی و محصولات هوازدگی فیزیکی آنها هستند. بنابراین جهت پی بردن به پراکندگی آن باید ادوار و محل هایی که توده های گرانیتی در پوسته ایران جایگزین شده اند، مورد بررسی قرار گیرند. براساس نتایج مطالعات و بررسیهای موجود، سن و موقعیت جغرافیایی سنگهای نفوذی عمده ایران به شرح زیر است:

توده های نفوذی پرتروزوئیک پسین‌ :

سنگهای نفوذی این دوره عمدتاً‌ در سنگهای دگرگونی منتسب به پروتروزوئیک بالایی تزریق شده اند و از نظر ترکیب شیمیائی سنگ به سه گروه تقسیم می شوند.

ـ گرانیتها و دیوریت های ذوب بخشی و میگماتیتها که در ناحیه چاپدونی رخنمون دارند.

ـ سنگهای نفوذی کالک آلکالن که در نواحی پشت بادام، موته، کلمرد و حسن رباط رخنمون دارند.

– سنگهای نفوذی آلکالن که در نواحی زنجان (گرانیت دوران) ،‌برنورد، موته، زریگان، ناریگان و چادرملو رخنمون دارند.

توده های نفوذی مزوزوئیک :

بررســی گسترش و پــراکندگی توده های نفوذی مزوزوئیک نشان می دهد که این سنگها عمدتاً در لبه فعال قاره ای مزوزوئیک در جنوب غرب ایران مرکزی گسترش داشته و منشاء آنها مرتبط با فرآیندهای همراه با فرورانش در طول مزوزوئیک است. فعالیتهای ماگمایی در طی مزوزوئیک به صورت متناوب صورت گرفته که بیشترین فعالیت ها مربوط به تریاس میانی، ژوراسیک پسین و کرتاسه پسین بوده است. مهمترین فعالیت ماگمایی تریاس میانی در نواحی سیرجان و اسفندقه (بخش جنوبی زون سنندج – سیرجان) مشاهده می شود و علاوه برآن در امتداد زون سنندج- سیرجان، البرزغربی، کپه داغ و مشهد- آق دربند، کوههای تالش و لاهیجان نیزتوده های نفوذی تریاس گزارش شده است. فعالیت های ماگمایی در ژوراسیک پسین در بخشهای شمال غربی زون سنندج – سیرجان گسترش داشته و علاوه بر آن توده های نفوذی در آذربایجان، ماسوله، اسماعیل آباد، شیرکوه و کلاه قاضی، گلپایکان، شاه کوه، ده بید و بروجرد گزارش شده است.

توده های نفوذی ائوسن پسین – الیگوسن :

در ائوسن حجم عظیمی از گدازه و توف در البرز و ایران مرکزی تشکیل شده است که در ائوسن پسین و الیگوسن توسط سنگهای نفوذی قطع شده اند. سنگهای نفوذی با اهمیت این دوره در جنوب شرقی ایران و نزدیکی زاهدان رخنمون دارند.

توده های الیگوسن – میوسن :

آخرین فعالیت عمده ماگماتیسم در این زمان صورت گرفته که در قسمت های مرکزی و جنوب شرقی جبال بارز گسترش دارند. همچنین در شرق البرز توده های اکاپل و نوشا نیز مربوط به این دوره هستند.

توده های نفوذی پلیوسن :

لوکوگرانیت علم کوه و کوارتز پورفیری بانه و گرانیت قهرود کاشان احتمالاً مربوط به فعالیتهای این دوره هستند. معادن فلدسپات شناخته شده ایران در ارتباط با توده های نفوذی اسیدی بوده و از نظر موقعیت زمین شناسی در مناطق زیر گسترش دارند :

  • کانسارهای فلدسپات در زون سنندج – سیرجان واقع در استانهای همدان و لرستان
  • کانسارهای فلدسپات در زونهای البرز و البرز – آذربایجان واقع در استانهای آذربایجان، زنجان، تهران و گیلان
  • کانسارهای فلدسپات زون ایران مرکزی واقع در استانهای خراسان و یزد.
  • کانسارهای فلدسپات زونهای بینالود و منطقه لوت (بلوک لوت) واقع در استانهای خراسان و سیستان و بلوچستان.

باتوجه به گسترش فعالیتهای ماگمایی اسیدی در ادوار مختلف زمین شناسی و رخنمونهای متعددی از توده های نفوذی اسیدی پتانسیل معدنی کشور قابل توجه بوده ولی متأسفانه مطالعات سیستماتیک و دقیقی برروی آن انجام نگرفته است. بیشتر معادن موجود از نوع معادن کوچک بوده و در اثر پی جویی افراد محلی کشف و به صورت سنتی مورد بهره برداری قرار می گیرند.

 

شرایط تشکیل و ژنز فلدسپار

منابع عمده فلدسپارها عبارتند از :

پگماتیت ها، سنگ های گرانیتی، آپلیت ها، ماسه های فلدسپاتی و کوارتزیت فلدسپاتی.

کانیهای گروه فلدسپات فراوانترین کانیها در پوسته زمین هستند و حدود ۶۰% پوسته زمین را تشکیل می دهند. این کانیها در ترکیب سنگهای آذرین، دگرگونی و رسوبی شرکت داشته و از نظر شرایط تشکیل بسیار متنوع هستند. مهمترین منبع تأمین کننده فلدسپات ها در پگماتیت ها، آپلیت ها و توده های نفوذی گرانیتی فاقد کانیهای تیره هستند. علاوه بر آن نفلین سینیت ها نیز به عنوان منبع فلدسپات مورداستفاده قرار گرفته اند.

مصارف عمده فلدسپار

به طور کلی صنایع عمده مصرف کننده کانیهای گروه فلدسپات شامل : صنایع شیشه (جام، ظروف شیشه ای، فایبرگلاس)، صنایع سرامیک (بدنه سرامیک، کاشی، چینی بهداشتی،….) لعاب، پر کننده ها، ساینده ها و ا لکترودهای جوشکاری می‌باشد. از فلدسپات فرآوری نشده در تولید الومینا از نفلین سینیت، قطعات سنگی سخت قابل مصرف در راه سازی، اطفاء شعله در صنایع کبریت سازی و …. استفاده می‌شود.

تفکیک تجاری کانیهای گروه فلدسپات شامل فلدسپاتهای پتاسیم دار با حداقل K2O=0/010 و فلدسپاتهای سدیم دار با حداقلNa2o=0/07 می‌شود. مجموع درصد دو اکسید قلیایی k2O,Na2o)) تعیین کننده میزان مصرف آن در صنایع شیشه است.

قسمت اعظم کانیهای گروه فلدسپات در صنایع سرامیک و شیشه مورداستفاده قرار می گیرد.

در سال ۱۹۹۸، حدود ۸۵ درصد از تولیدات جهانی کانیهای فلدسپات در شیشه سازی و سرامیک سازی مصرف شده است.

یکی از اجزاء تشکیل دهنده فلدسپات ها، اکسیدهای عناصر آلکالن هستند که حضورشان به عنوان کمک ذوب در ساخت شیشه و سرامیک الزامی است و در واقع همین اکسیدها دلیل اصلی مصرف زیاد کانیهای فلدسپات دراین دو صنعت است. تولید آلومینا از نفلـین سینــیت در سال ۱۹۹۸، حدود ۷% از کل مصرف را تشکیل می دهد.

سایر مصارف فلدسپات و نفلین سینیت در سال ۱۹۹۸ بالغ بر ۱۲۵۰ هزارتن بوده که در تولید ظروف شیشه ای، سرامیکهای خانگی، فیبر شیشه ای و لعاب، ترکیبات شیمیایی، پرکننده ها و آگرگات ها به کار می رود.

از فلدسپات سدیک به سبب دمای ذوب پایین (C º۱۱۵۰ )، چسبندگی کم و سایر موارد در تهیه انواع لعاب ها و شیشه استفاده می کنند، حال آنکه فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته های سرامیکی کاربرد دارد.از آنجا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است.

آلکالی فلدسپاتها مصارف صنعتی فراوانی دارند ولی کاربرد صنعتی پلاژیوکلاز ها اندک است. مهمترین منبع آلکالی فلدسپات ها، پگماتیت ها و به ویژه نوع پگماتیت های بسیار عمیق آن است. بیش از ۵۰ درصد آلکالی فلدسپات ها در تهیه شیشه به مصرف می رسند. نقش فلدسپات ها در شیشه، بالا بودن مقاومت آن در مقابل خمش و جلوگیری از تبلور است.

سرامیک:

۳۰ درصد از الکالی فلدسپارها در صنایع سرامیک کاربرد دارند. در ساخت انواع محصولات سرامیکی از آلکالی فلدسپات بهره می برند.سرامیک های سیلیسی از رس، کوارتز، فلدسپار، نفلین سینیت و دیگر افزودنی ها مانند تالک، کربنات کلسیم و ولاستونیت ساخته می شوند.این آمیزه به همراه ۳۰ تا ۳۵% آب و مواد ضد فلوکه شدن مانند سیلیکات سدیم بالاتر از ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند.

با انجام فرآیندهای لازم از آن می توان در تهیه چینی شفاف و نیمه شفاف، سرامیک کف و دیوار، سرویس بهداشتی، چینی الکتریکی، لعاب، کالاهای سفید و مینا استفاده کرد. میزان فلدسپار در سرامیک ۵۵-۱۰%، سرویس های سفید چینی شیمیایی و چینی هتل ۳۰-۱۵%، ۳۵-۲۵% در سرویس بهداشتی و ۵۰-۳۰% در چینی الکتریکی است.

فلدسپار سدیم نیز در چینی ها مورد استفاده قرار می گیرد چرا که ارزان تر بوده و خاصیت سیلان بیشتری دارد ولی نوع پتاسیم، هدایت الکتریکی کمتر، خاصیت نسوزی بیشتر و قویتر دارد که در چینی های عایق ولتاژ بالا کاربرد دارد.

فلدسپات ها به عنوان کمک ذوب در بدنه سرامیک ها استفاده می شود. صنعت سرامیک سازی حدوداً‌ ۶/۶ میلیون تن در سال، کمک ذوب مصرف می کند که قسمت عمده آن را فلدسپات ها تشکیل می دهند. به نظر می رسد که بیش از ۴۰% تقاضا برای فلدسپات و نفلین سینیت، یعنی حدود ۵/۵ میلیون تن در سال، در این صنعت مصرف می شود (راسکیل، ۱۹۹۹).

محصولات عمده این صنعت شامل ظروف سفالی، ظروف چینی، ظروف سرامیکی، سفال سخت، کاشی دیوار و کف، سرامیک ساختمانی، سرامیک های تزئینی، چینی بهداشتی، چینی استخوانی، چینی بدل، چینی هنری، چینی صنعتی و مانند چینی الکتریکی است. گروه دیگری از سرامیک ها به نام سرامیک های ظریف وجود دارند که مصرف فلدسپات در آنها کم است.

مواد فلدسپاتی که در تولید سرامیک به کار می رود شامل فلدسپات، نفلین سینیت، آپلیت، پگماتیت های فلدسپاتی کرنیش ستون و ریولیت دانه ریز است.

فرمولاسیون سرامیک ها به دو بخش تقسیم می شود که شامل مواد سازنده نرم و خمیری و مواد سازنده سخت است. اجزاء‌تشکیل دهنده نرم،‌ رس ها و پرکننده های خنثی هستند که باعث تبدیل مواد به شکل دلخواه می شوند و اجزاء تشکیل دهنده سخت که اساساً ‌شامل کمک ذوب ها هستند این امکان را فراهم می کنند که شکل موردنظر، با کاهش حرارت مذاب تغییر نکرده و به همان حالت اولیه باقی بماند.

پودر فلدسپات دراین صنعت به علت وجود اکسیدهای آلکالن در حرارت نسبتاً‌ پائین ذوب شده و بــه صورت شـیشـه بقیه مواد را در برمی گیرد و علاوه برآن، سیلیس را به بدنه سرامیکی اضافه می کند و همچنین موجب افزایش مقاومت و ویسکوزیته لعاب های شیشه ای به کار رفته دراین صنعت می شود.

فلدسپات های سدیم دار و فلدسپات های پتاسیم دار هردو در این صنعت مصرف می شود ولی فلدسپات های پتاسیک کاربرد بیشتری دراین صنعت دارند. استفاده از نفلین سینیت ها دراین صنعت به جای فلدسپات های پتاسیم دار موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود زیرا در درجه حرارت های کمتری ذوب می شود.

خواص فلدسپات ها به عنوان کمک ذوب به میزان سیلیس آزاد، درصد اکسیدهای آلکالن، نسبت سدیم و پتاسیم و ترکیب بدنه سرامیکی موردنظر بستگی دارد.

شیشه:

در حدود ۶۵ درصدازآلکالی فلدسپات ها در صنایع شیشه سازی استفاده می شود.در صنایع شیشه سازی از فلدسپات برای تأمین آلومینیوم و سدیم مورد نیاز شیشه استفاده می شود. فلدسپار به عنوان منبع Na2O, Al2O3 K2O, و سیلیس در تولید انواع شیشه (تخت، ظروف، فایبرگلاس، شیشه بوروسیلیکات و تلویزیون)بکار می رود. درصد فلدسپار شیشه از ۵/۰-۰% در شیشه تخت و الیاف فایبرگلاس، ۸ % در ظروف شیشه و ۱۱% در برخی شیشه های خاص ۱۸% در فایبرگلاس های عایق. آلومینا باعث افزایش امکان کارکردن با شیشه مذاب شده و مقاومت آن را در برابر مواد شیمیایی و خوردگی زیاد می کند. آلکالی ها نقش روان کننده داشته و با حمله به دیگر کانی های مخلوط مانند سیلیس انحلال و ذوب آن را آسانتر می کنند.

صنایع شیشه سازی یکی از مهمترین مصرف کنندگان فلدسپات و نفلیت سینیت است که تقریباً‌ نیمی از تقاضا برای آنها را پوشش می دهد. دراین صنعت مواد اولیه به سه منظور مورداستفاده قرار می گیرند. برخی از این مواد سازنده های شیشه هستند، گروهی به عنوان پایدارکننده و برخی دیگر به عنوان کمک ذوب مصرف می شوند.

درساخت شیشه بیش از ۷۰ کانی برای حصول خصوصیات مورد نظر به کار می رود که مهمترین آنها سیلیس، کربنات کلسیم و بی کربنات سدیم هستند. کانی اصلی تشکیل دهنده شیشه، سیلیس است که استفاده از آن، باعث پایداری بالای شیشه در درجه حرارت معمولی و درصورت داشتن ساختمان بی نظم موجب پایداری شیشه در درجه حرارتهای بسیار بالاتر می شود. MgO،CaOو Al2O3 به عنوان پایدارکننده در شیشه به کار می روند. در شیشه سازی فلدسپات به عنوان ماده اولیه برای افزودن آلومینا (Al2O3) به شیشه به کار می رود که یکی از اجزاء بسیار مهم شیشه است. شیشه معمولی یک تا دو درصد آلومینا دارد. گرچه درصد قابل توجهی آلومینا در اغلب شیشه ها وجود ندارد ولی این اکسید باعث می شود که کارکردن با شیشه آسان شده و همچنین باعث افزایش مقاومت شیشه در برابر خوردگی شیمیایی، افزایش سختی و دوام شیشه شده و امکان تبلور شیشه را کاهش می دهد. هنگامی که مقداری از مواد نسوز کوره در شیشه حل می شود آلومینا هم وارد شیشه می شود. بسیاری از مواد اولیه به کار رفته در شیشه، آلومینا را به صورت ناخالصی به همراه دارند ولی بهترین روش اضافه کردن آلومینا به شیشه، استفاده از فلدسپات به عنوان ماده اولیه است. K2O،Na2OوB2O3 به عنوان کمک ذوب در صنایع شیشه مورداستفاده قرار می گیرند و مصرف آنها باعث پائین آوردن نقطه ذوب و آمیختن سایر مواد خام با یکدیگر می شود. کانیهای گروه فلدسپات تأمین کننده اکسیدهای قلیایی (Na2O, K2O) دراین صنعت است.

شیشه ها انواع گوناگون دارند که برحسب نیاز بازار میزان تقاضا برای آنها متفاوت است و مهمترین انواع آنها، ظروف شیشه ای، شیشه جام و فایبرگلاس است. ظروف شیشه ای برای بسته بندی مواد به کار می رود و در فرآیندهای ممتـد با به کـار بردن قالبــهای گونـاگون بـه شکل دلخواه ساخته می شود. این گروه بیشترین مصرف شیشه را به خود اختصاص می دهد و در اکثر کشورهای جهان بیش از ظروف آلومینیومی، استیل و پلاستیکی، برای بسته بندی مواد به کار می رود. نوع دیگر شیشه که مصارف زیادی دارد. شیشه جام یا تخت است. در این شیشه هر دو رویه تخت بوده و نور را از خود عبور می دهد. از این نوع شیشه در ساخت پنجره، شیشه اتومبیل، آئینه، صفحات خورشیدی و … استفاده می شود. عمده ترین روش تولید این نوع شیشه، فرآیند شناورسازی است که توسط پیلکینگتون در سال ۱۹۹۵ ابداع شد. دراین فرآیند شیشه مذاب بر روی یک لایه مذاب نازک شناور شده و باعث می شود که یک سطح کاملاً‌یکنواخت در شیشه به وجود بیاید.

یکی دیگر از محصولات مهم صنایع شیشه سازی، فایبرگلاس ها هستند. کاربرد عمده این محصول برای عایقها استحکام و فیبرهای نوری است. بازار اصلی فلدسپات و نفلین سینیت در فایبرگلاس در تولید عایقها است. به طوری که بیش از ۱۸% مواد اولیه را در اینگونه محصولات تشکیل می دهد. فایبرگلاس معمولاً‌دراثر کشیده شدن یک تکه از شیشه مذاب و تغییر شکل آن به صورت یک رشته، با استفاده از رقیق کردن یا چرخش سریع مذاب، ساخته می شود.

ساخت فریت های لعاب و لعاب شیشه ای :

به طور کلی لعاب ها بـرای پوشــاندن سطح فلزات به کار می روند. کاربرد لعاب های شیشه ای نیز با عملکردی مشابه با سایر لعاب ها برای پوشش سطح بدنه های سرامیکی است. علت اصلی استفاده از لعاب ها، افزایش مقاومت محصولات در برابر واکنشهای شیمیایی، ‌افزایش مقاومت حرارتی و بهبود بخشیدن به ظاهر این گونه محصولات است.

مهمترین جزء سازنده لعاب ها و لعاب های شیشه ای، فریت ها هستند. مواد خام اصلی تشکیل دهنده فریت ها شامل کوارتز، فلدسپات و بوراکس است که از گداختن این گونه مواد، نوعی مذاب شیشه ای حاصل می شود که آن را بر روی غلطک های سرد شده یا داخل آب ریخته و سریع سرد می کنند. ماده بدست آمده نوعی شیشه شکننده بوده که فریت نامیده می شود. به دلیل فرآیند سردشدن سریع فریتها چه درحالت خشک و چه درحالت مرطوب به آسانی به پودر تبدیل می شوند.

ساینده ها‌ :

مقدار کمی فلدسپات ها درساخت ساینده ها به کار می رود. ساینده ها موادی هستند که برای آسیاب کردن، صیقل دادن، خراشیدن، پرداخت کردن و پاک کردن به کار می روند. علت استفاده فلدسپات ها در ساخت این گونه مواد، شکستگی زاویه دار و سختی متوسط آنها است. این کانی ها دارای دو سیستم رخ عمود برهم هستند که همین امر باعث ایجاد لبه های تیز،‌ ذرات جدا از هم برای سایش و تجمع سطحی سست در آنها است.

ساینده هایی که از فلدسپات هایی مانند آنورتوزیت ساخته می شوند برای پاک کردن گرد و غبار موجود در سطح اشیاء نسبت به سایر ساینده ها برتری دارند. آنها جانشین خوبی برای ساینده هایی از جنس ماسه سنگها هستند زیرا سختی کمتری داشته و بنابراین به میزان کمتری سطوح شیشه یا لعاب ها را خراش می دهند.

الکترودهای جوشکاری :

فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان کمک ذوب درساخت پوشش الکترودهای جوشکاری به کار می رود. اگر چه وجود مواد فلدسپاتی نقش مهمی را به عنوان کمک ذوب در فرآیند جوشکاری ایفا می کند ولی تقاضا برای این مواد در ساخت الکترودهای جوشکاری اندک است.

مخلوط فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان تشکیل دهنده روباره در کمک ذوب های بین ۵ تا ۱۰ درصد مواد اولیه خشک را در مخلوط شامل می شوند. مصارف جوشکاری عمدتاً‌ در کشتی سازی، ساخت وسایل نقلیه، ساخت سازنده های فلزی ساختمان سازی و ساخت دیگ های بخار است.

آینده مصرف فلدسپات در الکترودهای جوشکاری ارتباط مستقیمی با صنعت فولاد دارد. تولید فولاد به شدت متأثر از اوضاع اقتصادی در جهان است. برای مثال، میزان تولید آن در اوایل دهه ۷۰، ۸۰، ۹۰ به دلیل رکورد اقتصادی، کاهش نشان می دهد. میزان تقاضا برای فولاد در میزان تقاضا برای ساخت الکترودهای جوشکاری و درنتیجه برمیزان مصرف فلدسپات در ساخت آنها اثر می گذارد.

دیگر کاربردها:

براساس خواصی مانند سختی، درخشندگی، ضریب شکست، خنثی بودن و… باعث شده فلدسپار و نفلین سینیت به عنوان یک پرکننده در صنایع پلاستیک، لاستیک، چسب، عایق، در مواردی تمیز کننده و همچنین صابون مفید شناخته شود ولی میزان مصرف آنها در این گونه صنایع بسیار اندک ( ۵ % ) است.

برای مثال کاربرد مواد فلدسپاتی به عنوان پرکننده و توسعه دهنده بسیار کم بوده و تقریباً مقدار به کار رفته درتولید رنگ است که سبب مقاومت در برابر سایش می شود.

میزان مصرف مواد فلدسپاتی در تولید پلاستیک حدود ۳۰۰۰۰ تن درهرسال است (راسکیل، ۱۹۹۹). یکی از مشکلات استفاده از فلدسپات به عنوان پرکننده،‌مقدار سیلیس موجود در آن است. زیرا استنشاق آنها مخصوصاً‌ در مواقعی که اندازه ذرات پودر شده بسیار ریز باشد موجب عارضه سیلیکوز در انسان می شود. این عارضه سینه دردی است که در اثر تنفس پودر سیلیس به وجود می آید. این امر سبب شده که در بسیاری از کشورها میزان سیلیس پودر شده در پودر فلدسپات را تا حد قابل قبولی کاهش دهند. اثرات زیان آور پودر سیلیس در سلامت انسان، موجب شده که تقاضا برای نفلین سینیت به عنوان پرکننده در بازار نسبت به فلدسپات ها افزایش یابد.

کاربردهای فلدسپات فرآوری نشده :

یکی از کاربردهای این گونه فلدسپات ها در تولید آلومینا است. در کشورهای مشترک المنافع عضو اتحاد جماهیر شوروی سابق (CIS) آلومینا از نفلین سینیت تولید می شود و سپس در ساخت فلز آلومینیوم به کار می رود. در این کشورها میزان آلومینای تولید شده از نفلین سینیت بیشتر از بوکسیت است چون روسیه از نظر ذخایر بوکسیت فقیر است.

سایر مصارف فلدسپات های فرآوری نشده در ساخــت قطعات سنگی قابل مصرف در راه سازی، اطفاء شعله در صنایع کبریت سازی، مخلوط تشکیل دهنده بدنه آجر، پوشش دانه ای سقف، سنگ ریزه های موردمصرف در مرغداری و به عنوان بالادست خط آهن است.

تفکیک تجاری کانیهای گروه فلدسپار شامل فلدسپارهای پتاسیم دار با حداقل۱۰%K2O= و فلدسپارهای سدیم دار با حداقل ۷%Na2O= می شود.

مجموع درصد دو اکسید قلیایی( K2OوNa2O)تعیین کننده میزا ن مصرف آن در صنایع شیشه است. درصنایع گوناگون بیشتر از نفلین سینیت به عنوان پرکننده استفاده می شود. کاربرد اصلی فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان پرکننده در صنایع رنگسازی است که تقریباً‌ حدود ۳۰۰ هزارتن در هر سال، معادل ۹۰-۸۵ درصد مصرف پرکننده ها دراین صنعت است (راسکیل، ۱۹۹۹)، تقاضا برای فلدسپات و نفلین سینیت در صنعت رنگ سازی با ابداع تکنولوژی جدید تولید آسترها افزایش پیدا کرده است. آسترهای دربردارنده آب مهمترین نوع آستر بوده و حلال اصلی آن آب است.

ماده پرکننده اصلی به کار رفته در این گونه آسترها نفلین سینیت و ولاستونیت است چون آسترهای دربردارنده آب باید PH بازی داشته باشند و کانی ذکر شده، PH این آسترها را تا حدود ۱۰ بالا می برد. مزیت دیگر استفاده از این کانی ها، سهولت پراکندگی آنها در آب است.

توسعه تکنولوژی در صنایع تولید آستر، منجر به تولید آستر پودری شده است. پرکننده اصلی به کار رفته در اینگونه آسترها باریت و ولاستونیت است ولی استفاده از نفلین سینیت در ساخت آنها به سرعت رو به افزایش است. نفلین سینیت موجب افزایش مقاومت سایش در آسترها شده و ظرفیت گرمایی ویژه بالای آن، جریان مذاب را در تولید این گونه آسترها بهبود می بخشد.

مطالعات بسیار زیادی برروی کمیت و کیفیت کانیهای گروه فلدسپات در صنایع انجام گرفته و بسته به نوع محصول تولیدی، روش تولید و کیفیت آن، مقادیر متفاوتی از این کانه در صنایع گوناگون مصـرف می شود. در صنایع سرامیک، میزان مصرف کانیهای گروه فلدسپات در ظروف سرامیکی ۲۰-۱۷ درصد، کاشی دیوار ۱۱-۰ درصد و چینیهای الکتریکی ۳۵-۲۵ درصد است.

درصنایع شیشه، میزان مصرف این کانی در ظروف شیشه ای ۸ درصد، عایقها تولیدشده از فایبرگلاس ۱۸% و شیشه های مخصوص ۱۱۱ درصد است .

کیفیت کانیهای گروه فلدسپات براساس ترکیب شیمیایی آنها تعیین شده که برهمین اساس نیز مورد مصرف آن درصنایع مختلف تعیین می شود. علاوه برآن یکنواختی دانه بندی نیز دارای اهمیت است.

تفکیک تجارتی کانیهای گروه فلدسپات شامل فلدسپات های پتاسیم دار با حداقل ۱۰%=K2O، فلدسپات های سدیم دار، باحداقل ۷%=Na2O می شود. مجموع درصد اکسیدهای قلیایی (K2O, Na2O) تعیین کننده میزان مصرف آن در صنایع شیشه است.

فلدسپات های مناسب برای صنعت شیشه باید حدود ۱۹%،Al2O3 داشته باشد درصورتی که نفلین سینیت مورد مصرف در صنایع شیشه باید دارای ۲۳%، Al2O3 باشد.

درانواع فلدسپات های مختلف تجارتی مقدار آهن یکی از عوامل تعیین کننده کیفیت آن است. برای تولید شیشه های با کیفیت بالا مقدار آهن نباید از ۰۵/۰ درصد تجاوز کند. حد عمومی اکسید آهن (Fe2O3) در فلدسپات های مورد مصرف در صنایع شیشه ۰۸/۰ درصد است. در مورد نفلین سینیت نیز برای انواع فقیر از آهن ۱/۰ درصد و غنی از آهن ۳۵/۰ درصد است. در صنایع سرامیک حد مجاز آهن به صورت Fe2O3 حدود ۰۷/۰ درصد است. گرچه دربعضی از محصولات در تولید بدنه می توان این حد را کمی بالاتر برد. درمورد نفلین سینیت مصرفی در صنایع سرامیک نیز حد مجاز آهن حدود ۰۷/۰ درصد تعیین شده است.

فلدسپات به کار رفته در ساخت الکترودهای جوشکاری وساینده به ترتیب می تواند دارای ۵/۱% و۲/۱% آهن باشد.

علاوه برتفاوت در مقدار آهن به کار رفته در صنایع گوناگون، اندازه ذرات فلدسپات نیز، در هریک از صنایــع مصرف کننده متفاوت است. اندازه ذرات فلدسپات های موردمصرف درصنایع شیشه بین ۴۰-۲۰ مش بوده و این اندازه برای نفلین سینیت ۳۰ مش است. اندازه ذرات فلدسپات ها و نفلین سینیت های موردمصرف در صنایع سرامیک کمتر از ۲۰۰ مش است.

تعداد زیادی از نهشته های فلدسپات با مشخصات تجاری متفاوت در اکثر نقاط جهان بهره برداری می شود. بنابراین مشخصات کمی و کیفی آن در صنایع مصرف کننده در اکثر کشورهای جهان به طور دقیق مشابه یکدیگر نیست.

موادی که به عنوان پرکننده به کار می روند باید به صورت پودر، عاری از سنگ ریزه، خنثی و نامحلول بوده وضریب شکست بالا و وزن مخصوص پائینی داشته باشند. بایداندازه ذرات ریز بوده و دانه بندی آنها متناسب با نوع کاربردشان باشد. استفاده ازمواد فلدسپاتی درمقایسه با سایرپرکننده ها از برخی جهات دارای برتری است. آنها دارای شفافیت خشک خوب، پراکندگی خوب، PH ثابت بوده و خنثی هستند، اینگونه پرکننده ها در برابر اسیدها مقاوم بوده و میزان جذب روغن در آنها پائین است.

اندازه ذرات نفلین سینیت به کار رفته در رنگ به عنوان یک پرکننده باید حدود ۱۰ تا ۴۴ میکرون، جذب روغن آن بین ۲۰ تا ۳۵ (g/100g)،‌وزن مخصوص ۶۱/۲، ضریب شکست حدود ۷۰/۲ و شکل ذرات آن باید گرد باشد (۱۹۹۸، Industrial Minerals).

اندازه ذرات فلدسپات به کار رفته در کمک ذوب موردمصرف در ساخت پوشش الکترودهای جوشکاری، نباید متجاوز از ۲۵۰ میکرون باشد چون ممکن است باعث ایجاد خصوصیات جوش خوردگی غیرقابل پیش بینی شود. استاندارد اندازه ذرات در آنها به طور مشخص حدود ۷۵ میکرون است. این کمک ذوبها باید نسبتاً‌ خنثی باشند.

اندازه ذرات فلدسپات به کار رفته در ساینده ها، حدود ۱۰۰ میکرون است در مورد پودرهای صنعتی پرداخت کننده، اندازه ذرات درشتر از ۱۰۰ میکرون و در برخی از موارد برای ترکیبات صیقل دهنده کمتر از ۲ میکرون است. اندازه ذرات به کار رفته در ساینده ها باید به دقت مشخص شود، به طوری که نه آنقدر درشت باشد که باعث خراشیدن سطوح شود و نه آنقدر ریز باشد که هیچگونه عمل سایشی را انجام ندهد.

 

استانداردها:

در شیشه نوع سدیم و در سرامیک نوع پتاسیم ارجحیت دارند.

فلدسپار با درجه بندی شیشه:

۶-۴% K2O،۷-۵% Na2O،۱۹% Al2O3 و حداکثر ۰۸/۰% Fe2O3 و اندازه ۴۰-۲۰ مش.

فلدسپار در سرامیک یا سفال:

۱۴-۵% K2O، حداکثر ۰۷/۰% Fe2O3 و ۲۰۰ مش.

باتوجه به وجود پدیده انحلال جامد در بین کانی های گروه فلدسپات تعیین استاندارد از دیدگاه کانی شناسی مشکل بوده و معیار آن ترکیب شیمیایی محصول تولیدی است.

علاوه برآن اندازه ذرات به عنوان معیار دیگری برای محصول تولیدشده درصنایع مختلف موردتوجه قرار می گیرد.

باتوجه به تعداد بسیار زیاد ذخائر و به دلیل وجود انحلال جامد عیار و ترکیب شیمیایی فلدسپات های تجــارتی متفـاوت است که بـرای ویژگی های ذخائر معدنی و کیفیت محصولات تولیدی هرکشور می توان به بخش ۵ گزارش های راسکیل مراجعه کرد.

بازیافت:

بازیافت ظروف شیشه ای در حال افزایش است، نرخ بازیافت آن در آمریکا ۳۵% و دربعضی کشورهای اروپایی تا ۹۰% است. کاربری دیگر ظروف بازیافتی، پیش ماده فایبرگلاس است (تا۴۰%) بازیافت بعد از مصرف شیشه تخت، فایبرگلاس و انواع خاص شیشه بسیار نادر است.

جایگزین ها:

ساینده:

بوکسیت وآلومینا(آلومینای ذوب شده)،کروندم، الماس، دیاتومیت، گارنت، منیتیت، نفلین سینیت، الیوین، پرلیت، پومیس، ماسه سیلیسی، استارولیت، تریپلی، کاربید سیلیسیوم، ایلمنیت.

پرکننده :

تری هیدرات آلومینیوم، باریت، کربنات کلسیم، کائولن، میکا، نفلین سینیت، پرلیت، پیروفیلیت، تالک، سیلیس میکروکریستالین، سیلیس سنتز شده(پودر شده)، سیلیس مصنوعی وولاستونیت.

شیشه:

آلومینای کلسیم دار شده یا کلسیته یا هیدرات آلومینا (شیشه های مخصوص)،آپلیت، سرباره فولاد، خرده شیشه، کائولن،کولت (فایبرگلاسهای مصرف شده در نساجی)، نفلین سینیت (ظروف شیشه ای و فایبرگلاسهای مصرف شده در ساخت عایق) و روباره در صنایع فولاد بوده که پس از جدایش آهن به روشــهای مناطیسی به عنوان منبع آلومینا و کمــک ذوب در صنـایع شیشه مورد استفـاده قرار می گیرد.

سرامیک:

آپلیت، نفلین سینیت.

میزان مصرف ظاهری فلدسپات در جهان در طی این دوره ( ۱۹۹۷ – ۲۰۰۱) با نرخ رشد ۵/۷%، از ۱۱۰۳۰ هزار تن در سال ۱۹۹۷ به ۱۲۱۴۹ هزار تن در سال ۱۹۹۹ و ۱۴۶۴۹ هزار تن در سال ۱۹۹۸ افزایش یافته است.

 

تأثیرات زیست محیطی

آژانس بین المللی سلامت جهانی سیلیس متبلور را به عنوان ماده سرطان زا معرفی کرده است. برای مثال مواد شیمیایی و معدنی که ۱/۰% یا بیشتر سیلیس متبلور داشته باشند، براساس استاندارد مؤسسه سلامت و بهداشت جمعیت برای مقابله با خطرات ناشی از ارتباط با محیط آلوده (Occupational Safety & Health Administration s`Hazard Communication Standard) در آمریکا تحت نظارت قانون قرار گرفته اند، به طوریکه به صورت قانون کار، آموزش کارگران و برچسب زدن بر چنین محصولاتی مطابق روش های اعلام شده برای مواد سرطان زا (Material Safety Data Sheet, MSDS) می بایست انجام گیرد.

بنابراین تا زمانی که طی فرآوری، درصد سیلیس متبلور در فلدسپار کمتر از ۱% شود، فلدسپار تحت قانون فوق قرار می گیرد.

 

گردآوری توسط شایان خاک مردان

Facebooktwittergoogle_plusredditlinkedin