تحقیق روشهاي موجود فرآوري “كاني آلونيت” در گذشته و حال

مقدمه:

از قرون و اعصار گذشته بشر در پي دستيابي به امكانات و ابزارهاي توسعه تلاشهاي فراواني را در راه كشف مجهولات وتازه‌ها انجام داده است.

بي‌شك  فلز درعصر حاضر به عنوان زير ساخت توسعه و فناوري همواره مورد توجه بوده و كشورهاي پيشرفتة جهان با علم به اين نكته سعي فراواني را در راه كشف وتوسعة‌ ذخاير و منابع فلزي خود انجام داده و هم اكنون نيز علاوه بر استفادة‌ بهينه از ذخاير و منابع خود چشم به بهره‌برداري از مواد و كاني‌هاي غني موجود در كرات ديگر و من جمله ماه دارند.

بديهي است با توجه به بودن ذخاير و معادن قابل استحصال كشورها و همچنين استفادة‌ نادرست در بعضي مناطق، دورنماي صنعت فلز مبهم نمايد با توجه به مطالب فوق نياز بشر به ابداع روشهاي جديد فرآوري جهت بهره‌برداري از معادن  و ذخاير كم عيار و همچنين استحصال آن بخشي از كاني‌هايي كه از لحاظ متالوژيكي و كانه‌آرايي مشكل‌زا مي باشند ضروري به نظر مي‌رسد.

لذا در عصر حاضر تمام توجهات به سمت مواد و كانيهايي است كه تاكنون مورد توجه نبوده و يا به دليل مشكلات فرآوري قابل استحصال نبوده‌اند.

با توجه به اين مطلب فلز آلومينيوم نيز از اين قاعده مستثني نبوده و نياز بشر به توليد واستحصال آن در سالهاي آتي بسيار مورد توجه مي‌باشد. در حال حاضر در صنعت آلومينيم جهان مهمترين منبع براي تأمين آلومينيوم كاني بوكسيت مي‌باشد.

هم‌اكنون مهمترين و بهترين گزينه‌ براي تأمين آلومينيوم بعد از بوكسيت، آلونيت مي‌باشد. كانيهاي ديگري نيز جهت توليد آلومينيوم مورد توجه قرار دارند كه از آن جمله مي‌توان به آنورتوزيت – نفلين- رسها و شيل اشاره كرد.

سميناري كه در حال مطالعه مي‌فرماييد بحث در مورد روشهاي موجود فرآوري كاني آلونيت در گذشته و حال مي‌باشد كه همراه با بحث در مورد رفتارهاي اختصاصي كاني آلونيت در شرايط مختلف شيميايي و حرارتي و مطالعه دقيق خواص اين كاني در محيطهاي اسيدي و قليايي مي‌باشد.

همچنين كاربردهاي مختلف آلونيت به غير از توليد آلومينا مانند استفاده به عنوان منعقد كننده ( كواگولان) و ( فلوگولانت) در بحث تصفيه آب (‌Water Treatment ) و داروسازي مورد بحث قرار گرفته است.

بحث در مورد مشكلات محيط زيستي و مشكلات موجود فرآوري اين كاني نيز از جمله مطالعات انجام گرفته در اين سمينار مي‌‌باشد. در پايان لازم مي‌دانم از استاد راهنماي درس سمينار جناب آقاي دكتر محمدمهدي سالاري‌راد و همچنين كمكها و راهنماييهاي استاد درس سمينار جناب آقاي مهندس ياوري كمال تشكر را بنمايم.

در آخر اميد است با تلاش و كوشش شبانه‌روزي متخصّصين و كارشناسان صنعت و معدن وابستگي عظيم درآمد كشور به نفت به مرور زمان كم شده و ما نيز همچون ساير كشورها در حفظ ذخاير  و منابع ملّي خود براي آيندگان كوشاتر باشيم.

سهند اندرزي گرگري

زمين شناسي و پراكندگي آلونيت در ايران و جهان

پيش درآمد :

آلونيت در جهان از قرن پانزدهم تا اواخر قرن حاضر بعنوان منبعي براي زاج و سولفات آلومينيوم مورد استفاده قرار گرفته است . از زمان شناخت و بكارگيري آلونيت در ايران تاريخ دقيقي در دسترس نيست اما ترديدي نيست كه سابقه طولاني داشته و چه بسا ايرانيان از پيش از قرن پانزدهم آن را مورد استفاده قرار مي دهند از اوايل قرن حاضر از بوكسيت و رس هم تا حدودي براي بدست آوردن زاج و سولفات آلومينيوم استفاده    مي شود . آلونيت در طول اولين جنگ جهاني نقشي استراتژيك و حساس در استراليا و ايالات متحده امريكا در تهيه كود سولفات پتاسيم ايفا كرده است . ( (  Hall et al, 1983

1 ـ 1 ـ تركيب شيميايي و برخي خصوصيات كاني شناسي آلونيت

آلونيت خالص از نظر تئوري با فرمول   داراي كه  05/13 ، درصد  37/11 درصد ،  92/36 درصد و  66/38 درصد مي باشد آناليز بعضي از بلورها ممكن است مشابه تركيب فوق باشد اما آلونيت طبيعي مقداري سديم دارد كه جانشين پتاسيم شده است. و در صورتيكه نسبت اتمي سديم به پتاسيم معادل يك يا بزرگتر از يك باشد كاني را ناترو آلونيت گويند. چنانچه نسبت اتمي سديم به پتاسيم بزرگتر از 1:3 مي باشد ممكن است به آن آلونيت سديك گويند اگر چه اين نام گاهي به غلط مترادف با ناترو آلونيت در نظر گرفته مي شود .

آلونيت از نظر بلورشناسي در سيستم هگزا گونال تبلور يافته و در حالت بلوري به صورت فيبري ولي اغلب در طبيعت به صورت متراكم يافت مي شود . سختي كاني خالص آن 5/3 تا 4 درمقياس موس و وزن مخصوص آن بين 6/2 تا 8/2 متغير است . رنگ اين كاني با توجه به ناخالصي هاي همراه آن نيز متغير است چنانكه در رنگهاي سفيد ، خاكستري ، صورتي ، متمايل به زرد و قهوه اي و حتي بنفش مشاهده      مي شود .

2 ـ1 ـ موارد استفاده و پراكندگي آلونيت در جهان

در برخي كشورها آلونيت جهت توليد آلومين  مورد استفاده قرار مي گيرد ، چنانكه در آذربايجان شوروي ( سابق ) كارخانه اي با ظرفيت توليد تقريباً 200 تن در روز آلومين برپاست كه از آلونيت ، آلومين استخراج مي شود ، از آنجا كه آلومين منبع با ارزشي براي آلومينيوم است ، آلونيت را مي توان كانسار آلومينيوم بشمار آورد . كود از محصولات فرعي آلونيت است در ايران آلونيت از قديم و بطور سنتي در توليد زاج مصرف مي شده است كه بكار رنگرزي و تصفيه خانه هاي آب و نفت مي آيد .

آلونيت در بسياري از كشورها وجود دارد البته بايد در نظر داشت كه انباشته هاي بزرگ و غني از آلونيت كه براي تاسيس كارخانه توليد آلومين يا كود مناسب باشد ، به طور نسبي ،  كم است .

در دهه اخير انباشته هاي بزرگي از آلونيت در برخي از ايالات باختري آمريكا كشف شده كه مهمترين آن ها در جنوب باختر يوتا است ، ولي انباشته هاي آريزونا و كلرادو هم شايان توجه اند ، در نوادا و نيومكزيكو و به احتمال در مكزيك هم پتانسيل يا كانسارهايي از آلونيت با عيار بطور نسبي خوب وجود دارد .

به نظر مي رسد بزرگترين و بهترين انباشته هاي آلونيت از نظر گستردگي و عيار در جمهوري هاي شوروي ( سابق ) است ، كارخانه توليد آلومين در آذربايجان شوروي از توف هاي آلونيتي شده اواخر ژوراسيك نزديك ، زايليك (Zaglik ) چند كيلومتري شمال باختر داش كسن ( Dashkesan ) تغذيه مي شود و مقدار آلونيت سنگ ها حدود 40 درصد مي باشد در ديگر جمهوري هاي شوري ( سابق ) بيش از 80 ذخيره ديگر وجود دارد كه اين انباشته ها در قزاقستان ، ارمنستان ، ازبكستان ، قرقيزستان ، تاجيكستان ـ پراكنده است .

در قاره آسيا بويژه در چين انباشته خيلي بزرگ از سنگ هاي واجد آلونيت در ناحيه   پين يانگ فانشن ( pinyang Fanshan ) ، در ژاپن ، جنوب كره ، تركيه و ديگر كشورها هم گزارش هايي در مورد آلونيت موجود است ولي اقتصادي بودن برخي از آنها هنوز نامشخص است . همچنين ذخاير يا منابع موجود در اسرائيل ( فلسطين اشغالي ) ، مصر ، مراكش ، تانزانيا ، نيجريه ، نيوزيلند ، و سوماترا و فيليپين مورد بررسي هاي دقيق قرار نگرفته است . در كشورهاي  اروپايي مانند ايتاليا ، اسپانيا ، در جنوب امريكا ، جنوب مكزيك و استراليا هم انباشته هاي قابل توجهي از آلونيت موجود است .

3 ـ 1 ـ چگونگي رخداد

آلونيت به صورت عدسي ها و رگچه ها در داخل كانسارهاي رگه اي فلزات و نيز در داخل شكاف هاي سنگ هاي آذرين قليائي يافت مي شود ولي توده هاي بسيار بزرگ آن به طور معمول ،‌‌ در داخل توف ها و گدازه ها تشكيل مي گردد . در ايران هم از هر دو نوع وجود دارد ولي تنها آن دسته كه در اثر آلتراسيون با هر پديده ديگر در سنگ هاي ولكانيكي يا توفي بوجود آمده ، از نظر حجم و وسعت شايان توجه است .

انباشته آلونيت نوع جانشيني شباهت كمي با نمونه هاي موجود در موزه يا توصيف هاي موجود در متون و نشريه هاي كاني شناسي دارد . بطور نمونه آلونيت در سنگهاي آتشفشاني دانه ريز يا پورفيرهاي دانه درشت تر ساب ولكانيك و يا در سنگ هاي نفوذي كم ژرفا بر اثر آلتراسيون مي تواند بوجود آيد. سنگ دگرسان شده اساساً از كواتزهاي ميكرو كريستالين ، آلونيت و مقادير جزي هماتيت ، روتيل و آناتاز تشكيل شده است ، رسها و كانيهاي سيليسي غالباً از همراهان آلونيت در سنگ هاي آلتره شده مي باشد . حضور فراون همين همراهان در فرايند توليد آلومين  مي تواند توليد اشكال نمايد .

تشخيص سنگ هاي آلونيت دار در روي زمين كار ساده اي نيست . سنگ هاي ولكانيكي دگرسان شده غني از آلونيت و كائولينيت  ، سريسيت و ديگر كاني هاي دگرساني خيلي مشابهند ، اما چون وزن مخصوص آلونيت ( 82/2 ) كمي بيش از وزن مخصوص كوارتز و رسها است ، بطور معمول ، حضور مقدار زياد آلونيت در يك نمونه سنگ ولكانيك قابل تشخيص است