نمایش نسخه قابل چاپ
انواع كانسارهاي قلع
تقريباً تمام كانسارهاي قلع يا در داخل گرانيتها و يا در فاصله نسبتاً كمي در اطراف آنها تشكيل شده و با توده آنها ارتباط مي‌يابند. فقط بخشي از كانسارهاي حوزه معدني قلع در بوليوي و برخي از كانسارهاي آسياي شرقي با توده‌هاي آتش فشاني بستگي دارند.
در اينجا ابتدا كانسارهاي اوليه و ثانويه قلع را مورد بررسي قرار داده و سپس كانسارهاي قلع گرانيتي معرفي مي‌گردند.
كانسارهاي اوليه قلع
كانسارهاي اولية قلع به دو تيپ تقسيم مي‌شوند:
الف- كانسارهاي پگماتيتي تا پنوماتيتي كه داراي كوارتز فراوان‌ا‌ند و بدون تركيبات سولفوري و يا داراي سولفور بسيار كم هستند.
ب – كانسارهاي گرمابي كه داراي تركيبات سولفوري زياد و كوارتز بسيار كم‌اند. تيپ حد واسطي نيز وجود دارد. كانسارهاي قلع از منشاء پنوماتوليتي نيز تشكيل مي‌شوند.
در كانسارهاي تيپ اول (پگماتيتي تا پنوماتوليتي) ماده معدني غالباً در قسمت خارجي و حوزه مجاورت گرانيت با سنگهاي ديگر در سنگهاي در بر گيرنده گرانيتها تشكيل ميشود. در رگه‌هاي پنوماتوليتي، ماده معدني نه تنها شكستگي‌هاي سنگ را پر مي‌كند، بلكه در سنگهاي در برگيرندة آنها نيز گسترش مي‌يابد. تشكيلات جديد ميكا، توپاز و تورمالين از علائم مشخصه اين نوع كانسارهاست.
اين منطقه تغيير يافته كه ممكن است به وسيله كاسيتريت اشباع شده باشد، به نسبت شدت تغييرات سنگهاي مجاور به نام منطقه خنثي يا گريزان ناميده ميشود.
مواد معدني به شكل توده‌هاي متمركز، لوله‌اي و يا توده‌هاي نامنظم دگرساني و يا به صورت اشباعي در گرانيت تشكيل مي‌شوند. در كانسارهاي آفريقاي جنوبي هر دو تيپ مذكور ديده ميشود. در اين ناحيه يك توده نفوذي جديد در داخل توده قديمي‌تر گرانيت قلع دار كه به وسيله درشتي بلورها و ارتوز قرمز رنگ مشخص ميشود وارد شده است. در مجاورت (كنتاكت) آن با توده قديم‌تر، بخش پگماتيتي بدون قلع نيز تشكيل شده است. كاني سازي در منطقه‌اي تا 280 متر، زير پگماتيت در گرانيت قلع دار انجام گرفته است. توده معدني به صورت لوله‌اي يا پايپ اين منطقه را قطع كرده است و قطر آن تا 14 و طول آن بين هفت تا يك هزار متر متغير است.
مقدار متوسط قلع در پايپ ها بين 12 تا 20 درصد است. در جوار پايپ‌ها توده‌هاي عدسي شكل نيز تشكيل شده است كه علاوه بر كاسيتريت داراي شئليت و ولفراميت است و بالاخره با داشتن كالكوپيريت، بورنيت، ميسپيكل، بلاند و گالن مشخص ميگردد.
پگماتيت‌هاي قلع دار يا در شكافهاي مناطق حاشيه‌اي گرانيتها و يا در محل مجاورت آنها با گسلهاي اطراف تشكيل ميشود و در آن غالباً فقط بخش‌هاي نزديك سطح زمين كه كائولينيزه شده است به صورت روباز استخراج ميشود. پگماتيت‌هاي قلع دار ابتدا در آفريقاي مركزي و جنوبي پيدا شده است.
در حواشي شرقي كشور كنگو، در جنوب رود زيا و آفريقاي جنوب غربي كاسنارهاي متعددي وجود دارد كه به عنوان مثال مي‌توان كانسار كاماتي‌وي واقع در بخش غربي رودزياي جنوبي اشاره كرد. در كاماتي وي، گنيسها و شيست‌هاي پركامبرين به وسيله پگماتيت‌هاي تورمالين‌دار بدون قلع به طور هم شيب قطع شده‌اند. تشكيلات پگماتيتي جديدتر كه داراي قلع‌اند، پگماتيت‌هاي قديمي را به طور عمودي قطع مي‌كنند. يك توده پگماتيتي نزديك سطح زمين كه تا 12 متر ضخامت دارد، بيشتر از توده ديگري به ضخامت 20 متر كه در عمق بيشتري قرار گرفته و با آن موازي است، معدني شده است. همراه كاسيتريت، كانيهاي ليتيوم، گرونا، مانيتيت، كولومبيت و تانتاليت نيز تشكيل شده است. با وجود اينكه كانسنگ كم عيار است، مقدار ذخيره آن قابل توجه ميباشد. كانسارهاي پگماتيتي قلع معمولا كوچك و سهم آنها در محصول جهاني اين فلز كم است. كانسار كاماتي وي با محصول هزار تن قلع در سال جزو بزرگترين توده‌هاي معدني پگماتيتي قلع است، علاوه بر آن مقدار قلع نيز در اين كانسارها گاهي كمتر از 1 درصد است.
كانسارهاي گرمابي سولفور قلع به دو دسته تقسيم مي‌شوند:
الف- تعدادي از اين كانسارها با افزايش مقدار سولفور از حوزه تشكيلات پگماتيتي - پنوماتوليتي اشتقاق مي‌يابند و با آن كانسارها از لحاظ منشاء مربوط‌اند.
ب- برخي نيز از توده‌هاي ساب ولكانيك در نزديك سطح زمين تشكيل مي‌شوند. اين كانسارها از لحاظ منشاء واحد مستقلي را تشكيل داده و از نظر پاراژنتيك اختصاصات ويژه‌اي دارند.
اصولاً سنگهاي در برگيرندة كانسارهاي گرمابي تغييرات زيادي را نشان مي‌دهند. ماده معدني نيز ممكن است حتي در فاصله زيادي نسبت به توده اصلي تشكيل شده باشد. در اين تغييرات سنگهاي دربرگيرنده بويژه سريسيتيزاسيون و تورمالينيزاسيون كانيهاي آنها قابل توجه است و تورمالينيزاسيون حوزه بسيار بزرگتري را در بر مي‌گيرد. در مجاورت توده معدني غالباً پديده كلريتيزاسيون ديده ميشود.
از كانسارهاي گرمابي دسته اول مي‌توان از توده معدني رويبرگ آفريقاي جنوبي نام برد. در اين ناحيه آركوزها و لايه هاي فوقاني توده آذرين بوشولد كه دور تا دور به وسيله گرانيت احاطه ميشود، معدني شده است. پاراژنز كانسار رويبرگ از كانيهاي كاسيتريت، تورمالين، پيروتين، مانيتيت، هماتيت، پيريت، كالكوپيريت، بلاند، گالن، كوارتز، آنكريت، ارتوز، فلوئورين و كلريت تشكيل شده است. در اين بين تورمالين كاني اصلي است. علاوه بر آنها شئليت و ژرسدورنيت نيز تشكيل شده است.
كانسارهاي گرمابي دسته دوم يعني ساب ولكانيك تقريباً تنها در بوليوي شناخته شده اند. كانسار قلع و نقره بوليوي با عنوان تيپ پوتوز بويژه از همين منشاء است. كانسارها در اين ناحيه به صورت استوك‌هاي كوچك، در مجاورت سطح زمين تشكيل شده‌اند و با سنگهاي آذرين اسيدي بويژه داسيت‌ها و ريوليت‌ها همبستگي دارند.
اين توده ها در قسمت‌هاي بالا به رگه‌هاي زيادي منشعب مي‌شوند و مواد معدني آنها به صورت شبكه‌اي روي همديگر قرار مي‌گيرند كه بخشي نيز تلسكوپاژ نشان مي‌دهد. وجود سولفورهاي قلع در اين كانسار از ويژگيهاي آن است. بزرگترين كانسار اوليه قلع جهان توده معدني پالگواكاتاوي از همين تيپ كانسارهاست. اين كانسار تقريبا در يكصد كيلومتري جنوب شرقي اورورو در بوليوي واقع شده است. در حوزه محور تاقديس شيست‌ها و گروواك‌هاي دونين يك دهانه آتش نشاني به قطر هزار تا هزار و ششصد متر قرار گرفته كه به شدت فرسايش يافته است. اين دهانه به وسيله كوارتز پورفيري كه به شدت تورماليزه و سريستيزه شده، پر شده است. در حواشي آن برش‌هاي با قطعات كوارتز پورفيري ولاتيت تشكيل شده است. اين انباشتگي دهانه به وسيله رگه‌هاي اصلي كه جهت شمال شرقي - جنوب غربي دارند قطع ميشود و در حول آنها نقريباً 500 رگه كوچك تر قرار گرفته است. ماده معدني تقريباً فقط به صورت انباشتگي شكافها تشكيل شده است. در اين بين آثار دگرساني بسيار كم است.
دركانسار مزبور پنج مرحله كاني سازي تشخيص داده شده است. پاراژنز كاني‌ها در مراحل مختلف آن به صورت زير است:
•در مرحله اول كانيهاي كوارتز، بيسموتين، كاسيتريت، موناسيت، ولفراميت و آپاتيت تشكيل شده است.
•در مرحله دوم، پيروتين فضاي باز رگه‌هاي بزرگ را پر كرده است.
•در مرحله سوم، پيروتين در اثر دگرساني به ماركاسيت و پيريت تغيير يافته است و همزمان با آن استانين، ورتزيت، فرانكئيت و ميسپيكل تشكيل شده است.
•در مرحله چهارم، فسفات و گرينوكيت ايجاد شده است.
•در مرحله پنجم، در بخش مياني دهانه آتش فشان رگه‌هاي جديد در شكستگي‌ها تشكيل گرديده كه داراي كانيهاي راديواكتيو و كلوئيدي اند.
در بخش‌هاي نزديك سطح زمين دهانه، درزه‌هاي باريك به صورت شبكه مانند معدني شده‌اند. پاراژنز مختلف اپي ترمال تا كاتاترمال بواسطه تلسكوپاژ شديد در هم تداخل كرده است. مقدار متوسط قلع در اين كانسارها 81/0 درصد است و ذخيره آنها تا 100 هزار تن تخمين زده شده است.
كانسارهاي قلع همراه با گرانيت ها
كانسارهاي مهم قلع در اغلب موارد همراه با آلكاني گرانيتها در رژيم تكتونيكي زون تصادم دو قاره، ريفت‌هاي داخل قاره‌ها و زون فرورانش حاشيه قاره‌ها كشف شده‌اند. زون تصادم دو قاره نظير كانسارهاي قلع مالزي، برمه و چين است. ريفت‌هاي داخل قاره‌اي نظير ذخاير نيجريه، عربستان سعودي و برزيل و سرانجام زون فرورانش حاشية قاره‌ها نظير كانسارهاي قلع بوليوي و مكيزك.
مطالعات و بررسي‌هاي پترولوژيكي نشان مي‌دهد كه گرانيتهاي قلع دار بيشتر متعلق به سريS 4 مي‌باشند. كانسارهاي مس و موليبدن پورفيري همراه گرانيتوئيدهاي سري 5I كشف شده اند.
الف- خصوصيات مهم گرانيتوئيدهاي سري S يا سري ايلمنيت عبارتند از:
دارا بودن سنگهاي مهم لوكوگرانيت و آداميليت، مقدار كروندوم بيش از يك درصد (طبق محاسبه نورم)، نسبت مولكولي
بيش از 1/1، درصد بيوتيت بالا اما فاقد هورنبلند، نسبت Sr87/Sr86 اوليه بيش از 71/0 و حاوي سونازيت و ايلنيت است.
گرانيتهاي سري S يا سري ايلمنيت‌ها از ذوب بخشي پوسته‌هاي قاره‌اي منشاء مي‌گيرند. كمربندهاي حاوي گرانيتهاي S، پتانسيل قابل توجهي از نظر قلع، تنگستن، اورانيوم، بريليم، نيوبيوم، و عناصر كمياب دارند (اشيهارا، 1980).
ب- خصوصيات گرانيتوئيدهاي سري I:
اين گرانيتوئيدها كه به سري مگنتيت نيز معروفند به طور عمده شامل ديوريت، مونزونيت، توناليت و گرانيت مي‌باشند. مقدار كروندوم آنها كمتر از يك درصد است. نسبت ملكولي
كمتراز 1/1 است و حاوي هورنبلند، مگنتيت و اسفن مي‌باشند. نسبت Sr87/Sr86 اوليه آنها كمتر از 707/0 است. گرانيتوئيدهاي I از ذوب بخشي پوسته اقيانوسي و يا جبه منشاء گرفته‌اند. كمربندهاي نوع I از نظر مس، موليبدن، نقره، سرب، روي، جيوه، طلا و غيره داراي پتانسيل قابل توجهي دارند.
تقسيم بندي كانسارهاي قلع واقع در گرانيتها
كانسارهاي قلع را كه همراه گرانيتها كشف شده‌اند بر اساس موقعيت تكتونيكي آنها به سه گروه تقسيم مي‌كنند:
الف- كانسارهاي قلع زون تكتونيكي تصادم دو قاره
ب- كانسارهاي قلع ريفت داخل قاره‌ها
ج- كانسارهاي قلع زون فرورانش حاشيه قاره‌اي
مهمترين ذخاير قلع در زون تصادم دو قاره يافت ميشود. خصوصيات دوم كانسارهاي قلع در شكل شماره يك ترسيم و گزارش شده است. در شكل شماره يك، كانسارهاي قلع به سه نوع سولفيدي، نوع گريزان و نوع پگماتيتي حاوي كلمبيت - تناليت تقسيم شده‌اند.
عمق تشكيل ذخيره بستگي به دماي اوليه ماگمادارد. به هر اندازه كه دماي اوليه ماگما كمتر باشد، عمق جايگزيني و تبلور بيشتر خواهد بود. تركيب شيميايي ماگما و محلول ماگمايي، درجه حرارت اوليه ماگما، حجم محلولهاي ماگمايي و خصوصيات فيزيكوشيمايي سنگهاي منطقه از عوامل مهم و كنترل كننده نوع كاني سازي، زون آلتراسيون و بافت ذخيره است.
كانسارهاي قلع زون تكتونيكي تصادم دو قاره
مهمترين كانسارهاي قلع كشف شده، در زون تصادم دو قاره قرار دارند. وجود اين كانسارها از پركامبرين تا اواخر دوران سوم گزارش شده است. در كمپلس‌هاي نفوذي كاني سازي قلع همراه با گرانيت‌هايي است كه در مرحله نهايي نفوذ كرده‌اند. ابعاد كمپلكس ها به 1000 كيلومتر مربع و گرانيتهاي حاوي قلع به 2 الي 3 كيلومتر مربع مي‌رسد. گرانيتهاي حاوي قلع، غني از اكسيدهاي Na2O,K2O,Si2Oهستند. مطالعات تجربي نشان مي‌دهد كه حلاليت قلع، تنگستن و موليبدن در گرانيتها با بالارفتن درصد اكسيدهاي فوق افزايش مي‌يابد (استمپورك 1984).
گرانيتهاي آلكالن نوع S كه در زون تصادم دو قاره به وجود آمده‌اند غني از موادي چون: Si2O، Na2O ،K2O ، F، Li، B، Be، Sn، Ta، Nb، Rb، Ga، LREE، U، Th، W و Pb هستند و كاهشي در ميزان تركيباتي چون Al2O3,TiO2 ، MgO، CaO، FeO،H2O ، P2O5، Sr، Ba، Ni و Eu آنها ديده ميشود (پليمر، 1987). كانسارهاي قلع در زون تصادم دو قاره به دو نوع گرايزن و رگه‌اي تقسيم مي‌شوند.
كانسارهاي قلع گرايزني
كانسارهاي قلع نوع گرايزن همراه بيوتيت يا موسكويت لوكوگرانيت (نوع S) يافت مي‌شوند. اين گرانيتها در مرحله نهايي فاز كوهزايي در عمق 3 الي 5 كيلومتري متبلور شده‌اند (شكل 20).
كانيهاي فرعي اين گرانيتها عبارتند از : توپاز، فلوزيت، تورمالين و بريل هستند. ذخيره قلع در زون گرايزن در محل تماس توده‌هاي نفوذي بخصوص در گسلها و شكستگي‌ها متمركز است. بافت ذخيره از نوع پراكنده، استوك ورك و رگه‌اي است. زون‌هاي آلتراسيون مهم عبارتند از: زون گرايزن اوليه كه شامل موسكويت، كلريت، تورمالين و فلوريت است (شكل 21). گرانيت گرايزنيزه شده شامل كوارتز، مسكويت توپاز، فلوريت و تورمالين است. آلتراسيون گريازن در اغلب سنگها ديده ميشود؛ ليكن كانيهاي اصلي در سنگهاي غني از سيليس و آلومينيوم تشكيل مي‌گردند. كانيهاي اصلي ذخيره عبارت از كاسيتريت، موليبدنيت، آرسنوپيريت و بريل هستند. عيار قلع 17/0 الي 5/0 درصد و مقدار ذخيره بين 8/0 الي 60 ميليون تن است (بروس، 1987).
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11135.jpg
شکل 20-دياگرام نمايش رده بندي کانسارهاي قلع بر اساس تشکيل آنهاي (اقتباس ار وآرلاموف)
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11136.jpg
جدول 20-2
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11137.jpg
شکل 21- نمايش نيمرخ زون هاي آلتراسيون و ژئوشيمي کانسارهاي قلع در نوع زون تصادم قاره ها
نوع رگه‌اي Sn-Ag
خصوصيات زمين‌شناسي:
در كمربندهاي زون تصدم دو قاره و با گرانيتهاي S غني از F, Rb, Si, Al يافت مي‌شوند.
شكل و بافت:
مجموعه‌اي از رگه‌ها به صورت دسته‌هاي موازي و متقاطع ديده مي‌شوند. ضخامت رگه‌ها از چند سانتيمتر تا چند متر متغير است. گسترش عمقي رگه‌ها به طور متوسط 200 تا 300 متر است و تا 1000 متر مي‌رسند. توزيع رگه‌ها در منطقه از مورفولوژي توده نفوذي سنگ منشأ پيروي مي‌كند. بافت رگه‌ها به صورت لايه‌اي و درشت بلور در عمق و به صورت ريز بلور و با حالت حفره‌دار در عمق كم است.
آلتراسيون:
زون كوارتز- سرسيت- پيريت عمدتاً همراه با كاني‌سازي در عمق قرار دارد. زون كوارتز- كلريت- سرسيت از اطراف كاني‌سازي را در بر مي‌گيرد. در عمق كم زون آرژيليك و آرژيليك پيشرفته قرار دارد.
كاني‌سازي ذخيره:
پيريت،كاستيريت،پيروتيت،ما ركازيت،اسفالريت،گالن،ك الكوپيريت،استانيت،آرسنوپي ريت،تتراهدريت،شئليت،ولفرا ميت،نقره،آرژانتيت،بيسمو ينيت، موليبدنيت،طلا و سولفوسالت ها.
در بعضي از ذخاير زون‌بندي از عمق به طرف سطح زمين شامل كانيهاي زير است:
•كاستريت- ولفراميت، بيسموتينيت و آرسنوپيريت.
•استانيت، اسفالريت،گالن، كالكوپيريت، سولفوسالتهاي Ag
•زون كاني‌سازي نقره به صورت آرژانتيت- نقره خالص و سولفوسالتها
كانيهاي باطله در عمق شامل: كوارتز، سريسيت، پيريت و تورمالين و در نزديك سطح زمين: كائولينيت، كلسدوني، سيدريت به ندرت باريت، كلسيت، فلوريت و كربنات هاي منگنزدار مي‌باشند.
خصوصيات ژئوشيميايي:
آنومالي عناصر Ag, Cu, Zn, Pb, Sn, W, As, Bi مشاهده ميشود.
زون‌بندي ژئوشيميايي از سطح به عمق چنين است:
عيار و ميزان ذخيره بسيار متنوع است.
اين كانسارها شامل رگه‌هايي از كوارتز - كاسيتريت هستند كه به صورت پر كننده شكافها يا جانشيني در نزديكي سنگهاي پلوتوني فلسيك شكل گرفته‌اند. كانسارهاي رگه‌اي به همراه كانسارهاي گرايزن، اسكارن و كانسارهاي جانشيني قلع يافت مي‌شوند. سنگهاي پلوتوني همراه شامل گرانيتوئيدهاي چند مرحله‌اي است كه در آنها بيوتيت يا موسكوويت گرانيتهاي روشن فراوان است. سن اين سنگها معمولاً پالئوزوئيك و مزوزوئيك است ولي هر سني را مي‌توانند داشته باشند. از نظر محيط تكتونيكي، اين كانسارها در نواحي چين خورده و حاشيه‌هاي افزايشي ورقه‌ها به همراه گرانيتوئيدهاي اواخر كوهزايي تا بعد از كوهزايي تشكيل مي‌شوند.
در اين كانسارها پاراژنز كانس شناسي بسيار متنوع بوده و شامل كاسيتريت+ ولفراميت، ارسنو پيريت، موليبدنيت، هماتيت، شئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالريت، استانيت و بيسموتينيت است. ته نشست‌هاي اقتصادي قلع معمولاً در نوك گنبدهاي گرانيتي تجمع مي‌يابند. تغيير در ساختار رگه‌ها، تغييرات ليتولوژيكي و ساختاري، تقاطع رگه‌ها، دايكها و محل تقاطع گسلها جزء كنترل كننده‌هاي محلي هستند. دگرساني‌ها شامل سريستي شدن (با توسعه گرايزن)، تورماليني شدن در نزديكي رگه‌ها و كنتاكت گرانيتها، سيليسي شدن، كلريتي شدن و هماتيتي شدن ميباشد.
كانسارهاي كورنوال در انگلستان و هربرتون در استراليا مثال‌هايي از اين نوع كاني زايي هستند. اين كانسارها ارتباط نزديك با بيوتيت يا موسكوويت لوكوگرانيت‌ها دارند. بافت كانسار از نوع پر كننده فضاي خالي گسلها، حفرات و جانشيني است. زون‌هاي آلتراسيون مهم عبارت است از زون سرسيتي، سيليسي، گرايزن و كلريتي هستند. زون بندي از رگه به طرف خارج شامل كوارتز، تورمالين، توپاز و يا كوارتز، تورمالين،سرسيت و يا كوارتز، سرسيت، كلريت و اينكه بالاخره كوارتز و كلريت است. كانيهاي تشكيل دهنده ذخيره اين كانسارها متغير هستند، به طور مثال كاسيتريت، ولفراميت، آرسنوپيريت، موليبدنيت، شئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالوريت و غيره است.
عيار قلع اين كانسارها به طور متوسط 24/0 درصد و حداكثر به 5/4 درصد مي‌رسد. از كانسارهاي مهم اين نوع، معدن كورن وال بريتانيا را مي‌توان نام برد.
كانسارهاي قلع واقع در ريفت داخل قاره اي
در مراحل ابتدايي تشكيل ريفت كه به گنبدي شدن معروف است، آلكالي گرانيتها كه منشاء پوسته قاره‌اي دارند نفوذ مي‌كنند. همراه اين تودهها، كانيهاي حاوي قلع - نيوبيوم و تانتاليم و عناصر كمياب كشف شده‌اند. اين تودهها در مجموع كمپلكس‌هاي حلقوي قرار دارند و بيشتر به شكل بيضوي هستند. بافت توده‌هاي نفوذي، پورفيري تا گرانولار است. گرانيت واقع در ريفت‌ها به گرانيت غير كوهزايي نيز معروف است. ريفت‌هاي مهم حاوي قلع عبارت از برزيل، نيجريه و ميسوري آمريكا هستند.
مطالعات و بررسي‌هاي سنگ شناسي نشان مي‌دهد كه عناصر W، Sn، Nb، Ta، Zn، U، Th، REE، Zr، Rb، Y، Be و F در اين گرانيتها افزايش يافته‌اند (متسيس، 1982).
همچنين نسبت K/Rb، Ba/Rb و Rb/Zr كاهش يافته و نسبت Rb/Sr افزايش نشان مي‌دهد. كاسيتريت، كاني اصلي است و علاوه بر آن مقدار جزئي ولفراميت، تانتاليت، توپاز، فلوريت و ليپدوليت نيز يافت مي‌شوند. بافت ذخيره به طور عمده از نوع پراكنده است. بخش اعظم ذخيره در كنتاكت فوقاني توده‌هاي نفوذي واقع است.
كانسارهاي قلع نيجريه:
كانسارهاي قلع نيجريه به دو گروه سني پركامبرين و ژوراسيك تقسيم مي‌شوند.
- كانسارهاي قلع پركامبرين در جنوب غربي نيجريه واقع شده‌اند. گرانيتها و پگماتيت‌ها، حاوي كاسيتريت و مقدار جزئي كلمبيت و تانتاليت هستند. حدود 5 درصد قلع نيجريه از اين ذخاير به دست مي‌آيد.
- كانسارهاي قلع ژوراسيك در ناحيه زون شمال جنوبي به عرض 200 كيلومتر متمركز شده‌اند.گرانيتها در كمپلكس‌هاي حلقوي آلكالن و پرآلكالن قرار دارند. كاسيتريت دربخش فوقاني بيوتيت گرانيتها متمركز شده است. علاوه بر كاسيتريت، كانيهاي كلمبيت، تناليت و ولفراميت نيز از اين كانسارها به دست مي‌آيند. زون‌هاي مهم آلتراسيون عبارتند از: زون آلبيتي، زون گرايزن و زون سيليسي. كاني‌سازي در زون گرايزن نيز به مقدار كم يافت شده است.
كانسارهاي قلع زون فرورانش حاشيه قاره‌اي
كانسارهاي قلع واقع در زون فرورانش حاشيه قاره‌ها به كانسارهاي قلع پورفيري معروفند (سيليتو، 1975). اين كانسارها در بوليوي، مكزيك و آمريكا كشف شده‌اند. سنگهاي همراه آنها به طور عمده از نوع ريوليت تا داسيت پورفيري و كالك آلكالن تا آلكالن هستند. اين ذخاير در عمق كم تا نزديك سطح زمين تشكيل مي‌گردند. بافت برشي نفوذي در اين ذخاير نسبتا زياد است.
زون هاي آلتراسيون از داخل به طرف خارج شامل زون تورمالين - كوارتز، زون سرسيت - تورمالين، زون سرسيت و زون پروپلتيك هستند (شكل 23). زون آرژيليك در بالاي زون سرسيت واقع ميشود. بافت ذخيره از نوع پراكنده، رگه‌اي و مقدار محدودي برشي است. قسمت اعظم ذخيره به صورت پراكنده در زون سرسيت واقع شده است و بخش محدودي از آن در زون تومالين- كوارتز قرار دارد. همچنين بخشي از ذخيره در رگه‌هاي كوارتز - كاسيتريت واقع در زون سرسيت و كوارتز - تورمالين قرار دارد.
ضمناً اين رگه‌ها از كاني‌سازي نوع پراكنده جوانترند (هوچيسون، 1985). كانيهاي ذخيره عبارت از كاسيتريت، كوارتز، پيريت، كالكوپيريت، پيروتيت، استانيت، اسفالريت و آرسنوپيريت هستند.
كانسارهاي قلع پورفيري،محدود به يك نوار خطي در كوههاي آند در شرق نوار مس - موليبدن است. توده نفوذي ميزبان معمولاً استوك‌هاي پورفيري لاتيتي تا گرانيتهاي حقيقي هستند. همراهي نزديك اين تودهها با استراتوولكانها نشان دهنده نفوذ آنها در محيط خيلي كم عمق است. نفوذيهاي همراه با كانسارهاي قلع بيشتر به صورت نفوذيهاي انگشتي شكل باريك جاي گرفته‌اند.
كانه اصلي كاسيتريت با عيار متوسط 2/0-1/0 درصد است. كانه به صورت يك فاز انتشاري اوليه ديده ميشود. دگرساني‌ها شامل سيليسي شدن، سريسيتي شدن، پروپيليتي شدن و دگرساني كوارتز - تورمالين در سطوح عميق است. دگر ساني پتاسيك حضور ندارد. در بعضي موارد كانسارهاي تيپ رگه‌اي فلزات پايه در بخش‌هاي محيطي تشكيل مي‌شوند. به نظر مي‌رسد تشكيل اين كانسارها در دو مرحله صورت گرفته است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11139.gif
شکل 22-نمايش نيمرخ زون هاي آلتراسيون کانسارهاي قلع در نوع زون هاي فرورانش حاشيه قاره ها
كانسارهاي اسكارن قلع
ويژگيهاي زمين‌شناسي:
در كمربندهاي زون تصادم دو قاره و يا مراحل اوليه شكل‌گيري ريفت‌هاي درون قاره‌اي تشكيل شده‌اند. سنگ منشأ آنها گرانيتهاي نوع S است. به حالت استثنايي در زون فرورانش منطقه بوليوي نيز كشف شده‌اند(حالت پورفيري).
حالتهاي مختلف كاني‌سازي قلع پورفيري، انواع اسكارن حرارت بالا و پايين و رگه‌اي، در مناطق مختلف چين و تاسمانيا(استراليا) گزارش شده است.
بافت و شكل:
به اشكال استراتي باند، تنوره‌اي،استوك ورك و بي‌شكل يافت مي‌شوند. بافت توده‌اي و گاهي حالت لايه‌اي نيز ديده ميشود.
كاني‌شناسي اسكارن:
اسكارن‌هاي منيزيم‌دار حاوي اوليوين، سرپانتين،اسپينل، تالك و بروسيت هستند.
ويژگيهاي ژئوشيميايي:
آنومالي عناصر Sn, W, F, Be, Bi, Mo, As, Zn, Cu, Rb, Li, Cs, B مشاهده ميشود.
خصوصيات ژئوفيزيكي:
روش IP و گاهي آنومالي مغناطيسي و پرتوسنجي مفيد واقع ميشود.
عيار و ميزان ذخيره:
ميزان ذخيره اغلب بين 1/0 تا 3ميليون تن، به ندرت تا 30 ميليون تن و عيار معمولاً كمتر از 1% قلع است. ذخاير اسكارن به دليل عيار پايين و اندازه كوچك، عموما اهميت اقتصادي ناچيزي دارند. عيار قلع در اين ذخاير بين 1/0 تا 7/0 درصد وزني است، اما بيشتر قلع در سيليكات ها بوده و بازيافت اقتصادي ندارد. تناژ از چند ميليون تن ماده معدني تا نزديك به 30 ميليون تن مانند موينا در تاسماني تغيير مي‌كند. در اين منطقه، طول اسكارن بيش از km 30 و ضخامت آن تا m 100 مي رسد (كوآك و آسكينز، 1981).
كانسارهاي ثانويه قلع (پلاسرها)
بيش از نصف محصول جهاني قلع از پلاسرها استخراج ميشود. پلاسرهاي حاصل از تخريب و تجزيه كانسارهاي اوليه به سه صورت پلاسرهاي بر جاي مانده، رودخانه‌اي و دريايي هستند. گروه ويژه‌اي نيز به صورت «پلاسرهاي بسيار درشت» مشخص شده است. بين تيپ هاي پلاسري مذكور در فوق نيز انواع واسط وجود دارد. تيپ خالص و استثنائي ديگري به صورت مورن هاي قلع دار در فلات بوليوي شناخته شده است. حجم مورن‌هاي مزبور در حدود 250 ميليون متر مكعب و قلع آن بين 02/0 تا 1/0 درصد است.
پلاسرهاي برجاي مانده، توده‌هاي كاسيتريت داري است كه بر روي كانسارهاي اوليه قلع تشكيل شده‌اند. بواسطه تأثير عوامل تجزيه تا قسمت‌هاي عمقي اين تودهها، بخشي از آنها خرد شده است كه با شستشوي ذرات سبك‌تر، اجزاء سنگين وزن تر در همان جا باقي مانده است. با گذشت زمان اجراء سنگين وزن تمركز بيشتري يافته، توده معدني را بوجود آورده‌اند. اين نوع كانسارها در مناطق گرم و مرطوب كه در آنها عمل تجزيه تا اعماق زياد تاثير كرده بسيار زياد است.
پلاسرهاي رودخانه‌اي قلع قبل از ته نشست در رودخانه در فاصله كم و بيش زياد حمل مي‌شوند. اگر كانسارهاي اوليه در نزديك سواحل قرار گرفته باشند، با حمل اين مواد به درياها، پلاسرهاي دريايي تشكيل مي‌گردند.
پلاسرهاي بسيار دانه درشت (پلاسرهاي واريزه‌اي) در مجاورت بلافصل كانسارهاي اوليه انباشته شده و آب آنها را حمل نمي‌كند. جابجايي اين قطعات اكثرا محدود به حمل بر اثر نيروي ثقل بطرف دامنه ارتفاعات است. غالباً پلاسرهاي واريزه‌اي با پلاسرهاي بر جاي مانده مربوط شده و نمي‌توان آنها را از هم جدا كرد. ضخامت اين پلاسرها اكثرا فقط چند متر است، بالعكس ضخامت پلاسرهاي رودخانه‌اي مثلا در نيجريه، مالايا و اندونزي تا ده متر مي‌رسد.
در بين پلاسرهاي قلع، كانساربانگكا، در اندونزي كه در سالهاي اخير مورد مطالعه دقيق قرار گرفته است، در اينجا مورد بحث قرار مي‌گيرد.
در اين ناحيه، كانسار اوليه در جزيره بانگكا در پگماتيت و يا رگه‌هاي آپليتي توده گرانيتي و حواشي آنها تشكيل شده است. كاسيتريت در حواشي كنتاكت گرانيت نيز به طريقه اشباعي به مقدار زياد تشكيل شده است. اين گرانيتها و شيست‌هاي رسي و معدني شده اطراف آن در دوره پلئيستوسن به واسطه تجزيه عمقي شديد، كائولينيزه شده است. بالا آمدن جزئي جزيره بر شدت تجزيه سنگها افزوده است. در نتيجه اين تجزيه، پلاسرهاي بر جاي مانده حاوي ذرات سنگين وزن تشكيل شده كه به تدريج بطرف پايين حركت كرده است. در دره‌هاي مجاور، اين قطعات به وسيله جريان آبها به صورت پلاسرهاي رودخانه‌اي حمل شده است.
كانيهاي تشكيل دهنده اين تودهها بسيار پيچيده‌اند. در بين آنها كوارتز، فلدسپات، كاسيتريت، سوناسيت، گزنونيم، زيركن، ايلمنيت، رتيل، آناتاز، بروكيت، كولومبيت، ولفراميت، توپاز، تورمالين، ميكاي ليتيوم دار، مانيتيت، آپاتيت، فلوئورين، هماتيت، ليمونيت و همچنين برخي كانيهاي نادر ديده ميشود.
كاسيتريت بعنوان يك كاني سنگين مي‌تواند در پلاسرهاي آبرفتي در كف رودخانه‌ها،دره‌ها و يا كف درياها تجمع پيدا كرده و ذخاير ارزشمندي از فلز قلع را تشكيل دهد. حدود 80 درصد از كانسارهاي قلع به صورت كانسارهاي پلاسري تجمع يافته‌اند. بيشترين تمركز پلاسرها در نوار قلع آسياي جنوب شرقي قرار دارد كه از چين در شمال آغاز شده و با گذشتن از تايلند، برمه و مالزي به جزاير اندونزي در جنوب مي‌رسد.
معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اين عنصر به سياره مشتري و ندرتاً به زهره نسبتداده مي شد. نام قلع از كلمه Zin در آلمان قديم و Tin در اسكاند يناوي مشتق شدهاست. سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از كلمه لاتين Stannum گرفته شدهاست. به سبب كاربرد قلع در توليد آلياژ برنز در دوران برنز، اين عنصر از اهميتفرهنگي- تاريخي بالايي برخوردار است. اولين ابزار برنزي كه در مقبره هاي مصر كشفگرديد به اواخر هزاره چهارم قبل از ميلاد مربوط مي شود.تاريخچه
قلع خالص نخستين بار در 1800 قبل از ميلاد در چين و ژاپن توليد شد. در حدود 600 قبل از ميلاد مصري هايباستان مصنوعات ساخته شده از قلع خالص را كنار اجساد موميايي شده قرار مي دادند. اين عنصر تنها در توليد برنز استفاده نمي شد بلكه در توليد آلياژهاي سرب جهت مقاصدنظامي و واكنش فلزات نيز بكار برده مي شد. قلع و بخصوص آلياژهاي آن در مناطقجغرافيايي متعدد مانند چين، اندونزي، هندوچين، هند، خاور نزديك، آفريقاي شمالي واروپا ديده شده است.
اهميت تاريخي و فرهنگي قلع از قرون وسطي تا ابتداي دورانمدرن به استفاده اين فلز در ابزارهاي مقدس، ابزارهاي روزمره و جواهر آلات باز ميگردد.
تاكنون هيچ شاهدي دال بر روش استحصال قلع مشاهده نشده است. تا قرن 13كرنوال بيشتر قلع اروپا را تهيه مي كرد و اولين معادن قلع در اين زمان در ساكسونيگشايش يافت. اين معادن تا زماني كه در جنگ 30 ساله تخريب شدند، احتياجات كشورهاياروپايي را تأمين مي كردند. پس از انجام ذخيره اين معادن و همزمان با توسعه حمل ونقل دريايي، قلع در كشورهاي دوردست مورد توجه قرار گرفت.
بزرگترين معادن قلع درآسيا واقعند. مالزي، اندونزي و چين مهمترين توليد كنندگان قلع در جهان مي باشند. دومين محدوده معدني بزرگ قلع در برزيل و بوليوي واقع است. كشورهايي كه بيشترينتوليد كنسانتره قلع را دارند، بيشترين قلع را نيز توليد مي نمايند.
نام قلعTin از واژه (Zin) در آلمان قديم و (Tin) دراسكانديناوي گرفته شده و سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از واژه لاتين Stannum اقتباس شده است. قلع از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 0002/0 % ميباشد. قلع آزاد بندرت در طبيعت رخ مي دهد و تنها در كانادا با اطمينان گزارش شدهاست.مشخصات قلع
قلع فلزي است ضعيف به رنگ خاكستري روشن يا سفيد- نقره‌اي با نماد Sn،عدداتمي 50، وزن اتمي 71/118، وزن مخصوص 31/7 گرم بر سانتي متر مکعب(قلع تجارتي درحدود 5/7)، سختي كم 5/1 در مقياس موس، براق، داراي جلا، قابل انعطاف و داراي خاصيتشكل پذيري و چکش خواري، مقاومت کم ، قابليت نورد زياد، نقطه جوش 2270 درجه سانتيگراد و نقطه ذوب 06/232 درجه سانتي گراد. معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اينعنصر به سياره مشتري و ندرتاً به سياره زهره نسبت داده مي شوند. قلع در گروه 14(IVA) جدول تناوبي به عنوان فلزضعيف Poor metals بوده و در دوره 5 قرار دارد.
بر اثر اسيد كلريدريك دانه بندي قلع نمايان ميشود و در هنگام تا كردن قلع، بهدليل دانه بندي دو قلوي آن، صداي مخصوصي بر مي‌خيزد كه فرياد قلع ناميده ميشود. قابليت هدايت حرارت و الكتريسيته قلع كم است (حرارت 15 نسبت به 100 براي نقره والكتريسيته 45/11 تا 14 نسبت به 100 براي نقره). عنصر قلع در كاني هايي چونكاسيتريت(SnO2)، هيدروكاسيتريت يا وارلاموفي(H2SnO3 )،استانيت (Cu2(Fe,Zn)SnS4)،تيليت (Pb,Sn,Sb)S2) )، هدنبرژيت (SnS)، فرانكيت (Pb3sn4sb2s14)، توريوليت (SnTaP7)، هولسيت ( برات آهن و قلع ) و استوكسيت (CaSn(Si3O9)H2O) يافت مي شود.
مشخصات فيزيكي و مكانيكينام قلعTin از واژه (Zin) در آلمان قديم و (Tin) در اسكانديناوي گرفته شده و سيمبل Sn كه توسط Berzlius پيشنهاد گرديد از واژه لاتين Stannum اقتباس شده است. قلع از نظر فراواني در پوسته زمين با فراواني 0002/0 % مي باشد. قلع آزاد بندرت در طبيعت رخ مي دهد و تنها در كانادا با اطمينان گزارش شده است.
قلع فلزي است ضعيف به رنگ خاكستري روشن يا سفيد- نقره‌اي با نماد Sn، عدداتمي 50، وزن اتمي 71/118، وزن مخصوص 31/7 گرم بر سانتي متر مکعب(قلع تجارتي در حدود 5/7)، سختي كم 5/1 در مقياس موس، براق، داراي جلا، قابل انعطاف و داراي خاصيت شكل پذيري و چکش خواري، مقاومت کم ، قابليت نورد زياد، نقطه جوش 2270 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 06/232 درجه سانتي گراد. معمولاً بعلت نرمي و درخشندگي قلع، اين عنصر به سياره مشتري و ندرتاً به سياره زهره نسبت داده مي شوند. قلع در گروه 14(IVA) جدول تناوبي به عنوان فلزضعيف Poor metals بوده و در دوره 5 قرار دارد.
بر اثر اسيد كلريدريك دانه بندي قلع نمايان ميشود و در هنگام تا كردن قلع، به دليل دانه بندي دو قلوي آن، صداي مخصوصي بر مي‌خيزد كه فرياد قلع ناميده ميشود. قابليت هدايت حرارت و الكتريسيته قلع كم است (حرارت 15 نسبت به 100 براي نقره و الكتريسيته 45/11 تا 14 نسبت به 100 براي نقره). عنصر قلع در كاني هايي چون كاسيتريت(SnO2)، هيدروكاسيتريت يا وارلاموفي(H2SnO3 )،استانيت (Cu2(Fe,Zn)SnS4)، تيليت (Pb,Sn,Sb)S2) )، هدنبرژيت (SnS)، فرانكيت (Pb3sn4sb2s14)، توريوليت (SnTaP7)، هولسيت ( برات آهن و قلع ) و استوكسيت (CaSn(Si3O9)H2O) يافت مي شود.
مقاومت و سختي قلع كم و قابليت نورد آن زياد است، به طوري كه ميشود از آن ورقهاي خيلي نازك بنام كاغذ قلع درست كرد. اين فلز در 200 درجه سانتيگراد شكننده ميشود و مي‌توان آن ها را در هاون خرد كرد. به علاوه اين فلز در حرارت 100 درجه قابليت مفتول شدن دارد.
جدول 1- برخي خواص فيزيكي، شيميايي، ژئوشيميايي و... عنصر قلع :
________________________________________
Atomic Number: 50
Group: 14
Period: 5
Series: Metals
Tin's Name in Other Languages
•Latin: Stannum
•Czech: Cín
•Croatian: Kositar
•French: étain
•German: Zinn - r
•Italian: Stagno
•Norwegian: Tinn
•Portuguese: Estanho
•Russian:
•Spanish: Estaño
•Swedish: Tenn
Atomic Structure of Tin
•Atomic Radius: 1.72Å
•Atomic Volume: 16.3cm3/mol
•Covalent Radius: 1.41Å
•Cross Se0ction: 0.63barns ±0.1
•Crystal Structure: Tetragonal
•Electron Configuration:
1s2 2s2p6 3s2p6d10 4s2p6d10 5s2p2
•Electrons per Energy Level: 2,8,18,18,4
Shell Model
•Ionic Radius: 0.69Å
•Filling Orbital: 5p 2
•Number of Electrons (with no charge): 50
•Number of Neutrons (most common/stable nuclide): 69
•Number of Protons: 50
•Oxidation States: 4,2
•Valance Electrons: 5s 2p 2
Electron Dot Model
Chemical Properties of Tin
•Electrochemical Equivalent: 1.1071g/amp-hr
•Electron Work Function: 4.42eV
•Electronegativity (Pauling): 1.96
•Heat of Fusion: 7.029kJ/mol
•Incompatiblities:
Chlorine, turpentine, acids, alkalis
•Ionization Potential
First: 7.344
Second: 14.632
Third: 30.502
•Valance Electron Potential (-eV): 83.5
Physical Properties of Tin
•Atomic Mass Average: 118.71
•Boiling Point: 2543K 2270°C 4118°F
•Coefficient of lineal thermal expansion:
0.000023cm/cm/°C (0°C)
•Conductivity
Electrical: 0.0917 106/cm
Thermal: 0.666 W/cmK
•Density: 7.31g/cc @ 300K
•Description:
Very malleable white metal.
•Elastic Modulus:
Bulk: 58/GPa
Rigidity: 18/GPa
Youngs: 50/GPa
•Enthalpy of Atomization: 301.3 kJ/mole @ 25°C
•Enthalpy of Fusion: 7.03 kJ/mole
•Enthalpy of Vaporization: 290.4 kJ/mole
•Flammablity Class: Non-combustible solid (except as dust)
•Freezing Point: see melting point
•Hardness Scale
Brinell: 51 MN m-2
Mohs: 1.5
•Heat of Vaporization: 295.8kJ/mol
•Melting Point: 505.06K 232.06°C 449.71°F
•Molar Volume: 16.31 cm3/mole
•Optical Reflectivity: 54%
•Specific Heat: 0.227J/gK
•Vapor Pressure = 5.78E-21Pa@232.06°C
•Pysical State (at 20°C & 1atm): Solid
Regulatory / Health
•CAS Number
7440-31-5
•RTECS: XP7320000
•OSHA Permissible Exposure Limit (PEL)
TWA: 2 mg/m3
•OSHA PEL Vacated 1989
TWA: 2 mg/m3
•NIOSH Recommended Exposure Limit (REL)
TWA: 2 mg/m3
IDLH: 100 mg/m3
تمركز متوسط قلع در پوسته زمين 2 تا 3 گرم در تن تخمين زده مي شود كه قابل قياس با سريم و ايتريوم است. دارا بودن جرم اتمي بالا و چگالي بالاي كانيهاي مهم قلع موجب شده كه تمركز حجمي اين عنصر بسيار كم شود. عموماً تلغيظ 1000 برابري لازم است كه منطقه اي به كانسار تبديل شود، بعبارت ديگر با ميزان حداقل 2% قلع. اين سوال كه آيا يك كانسار مي تواند بطور اقتصادي بهره برداري شود به شرايط معدنكاري بستگي دارد. بعنوان مثال بعضي معادن بوليوي با داشتن 1 درصد تنگستن قابل بهره برداري اقتصادي نيستند در حالي كه در آسياي جنوب شرقي كانسارهاي پلاسر با 02% قلع با موفقيت برداشت مي شوند.روشهاي عمده استخراج قلع
كانسارهاي قلع اوليه با روش معدنكاري زيرزميني استخراج مي شوند. در موارد نادر عمق معدنكاري تا 1000 متر مي رسد. جهت استخراج قلع از بيشتر روشهاي استخراج فلزات غيرآهني استفاده مي شود. روش استخراجي براساس ضخامت، شكل و جهت يابي كان تن و فاكتورهاي زمين شناسي تعيين مي شود. در كانسارهاي ثانويه قلع، سنگهاي هوازده كه حاوي كاسيتريت به همراه ماسه و گراول هستند به روش بارگيري انبوه به همراه دسته بندي اوليه استخراج مي شوند. شرايط محلي عمومي شامل توسعه اقتصادي منطقه بر شرايط معدنكاري تاثير شديدي مي گذارد. بعنوان مثال در زئير كانسارهاي باد رفت سطحي ( پگماتيت هاي هوا زده) با 15/0 درصد قلع با روش روباز سنتي استخراج مي شوند. در تايلند، مالزي و اندونزي كانسارهاي پلامري مخروط افكنه اي و دريايي با لايروبي توسط بيل مكانيكي، لودرهاي استخراج، سطل ها و زنجيره هاي استخراجي و ابزارهاي مشابه كه براي شرايط محلي طراحي شده اند استخراج مي شوند. جداسازي اوليه باطله ها و مواد اضافي (مانند چوب) توسط اين ابزارها انجام مي شود. كاسيتريت در رسوبات ضخيم لايه و دانه درشت در جنوب چين و تايلند با استفاده از جهت هاي آب فشار قوي تا 5/1 مگا پاسگال استخراج مي شوند. اين روش مخلوطي از آب و ماسه سنگين ايجاد مي كند كه جهت تغليظ به كارخانه فراوري منتقل مي شود.
در فواصل دور از ساحل در اندونزي، تايلند و مالزي استخراج كاستيريت از كانسارهاي مخروط افكنه زير آب به صورت سنتي انجام مي شود. عمق اين كانسارها تا 40 متر مي رسد. در اين نوع استخراج فراوري مقدماتي نيز انجام مي شود.
ذخاير رگه‌اي و اوليه قلع معمولاً به روشهاي متداول زير زميني از جمله روش كندن و پر كردن استخراج مي‌شوند. اين روشهاي بيشتر در كشورهاي انگليس، بوليوي و استراليا رايج هستند. در اين روشها از پمپ هاي شني و زهكشي به منظور ايجاد كارايي بيشتر استفاده ميشود. اما منبع اصلي قلع، ذخاير پلاسري به خصوص آبرفتي هستند كه در قسمت ساحلي واقع شده‌اند و گاهي تا بستر دريا گسترش يافته‌اند. روش مخصوص استخراج ذخاير پلاسري شامل روش استخراج پلاسري است. اگر چه روشهايي مانند روش روباز نيز ممكن است جهت استخراج اين كانسارها بكار برده شود.
•استخراج پلاسري
روش استخراج پلاسري، يك روش معدنكاري سطحي و جزء روشهاي استخراج با محلولهاي آبي محسوب ميشود. در روش استخراج پلاسري براي بازيابي كانيهاي سنگين كانسارهاي آبرفتي يا پلاسري، از آب براي كندن، جابجايي و انتقال و يا تغليظ كاني استفاده ميشود.
شرايط و كيفيت‌هاي مشخص و متمايزي از كانسارهاي پلاسري كه امكان استفاده از روشهاي استخراج پلاسري را فراهم مي‌كنند شامل موارد زير است:
-مواد موجود در محل قابليت خرد شدن و فروپاشي تحت فشار آب را داشته باشد.
-آب كافي با فشار مورد نياز در دسترس باشد.
-فضاي كافي براي انتقال و انباشت باطله وجود داشته باشد.
-وجود تمركز يا ذخيره كافي از كاني با ارزش كه قابليت فرآوري با روشهاي ساده كانه آرايي را داشته باشد.
-وجود شيب كم طبيعي و لازم، به گونه‌اي كه امكان حمل و نقل هيدروليكي كاني ميسر باشد.
-امكان رعايت مقررات زيست محيطي در رابطه با عدم آلودگي آب، انتقال و انباشت وجود داشته باشد.
-روش استخراج پلاسري به دو روش هيدروليكي و روش استخراج با شناور تقسيم ميشود كه هر دو روش داراي توان توليد بالقوه بالايي مي‌باشند.
الف- روش استخراج هيدروليكي (استخراج با فشار آب)
روش هيدروليكي در سال 1380 در روسيه ابداع شد و اين روش در رده روشهاي استخراج با نرخ توليد متوسط قرار گرفت. در اين روش جريان آب با فشار زياد بر توده پلاسري به منظور در هم ريختن استحكام توده پاشيده ميشود. پس از فروپاشي و فروريزي توده پلاسري مواد ريخته شده (كاني، شن و ماسه) همراه با آب در يك مسير يا معبري كه در زمين ايجاد شده است، تحت نيروي ثقل جريان يافته و به مخزن يا وسيله تغليظ انتقال داده ميشود.
آب توسط يك آب فشان بزرگ يا مانيتور هيدروليكي كه يك افشانك چرخان بر روي آن نصب شده و به خط لوله اصلي يا فرعي متصل است بر روي توده پلاسري پاشيده ميشود. در اين روش علاوه بر احتمال روباره برداري و كارهاي آماده سازي معمول مورد نياز در معادن سطحي فعاليتهاي خاص متعددي براي آماده سازي بايد صورت پذيرد. نوع اين فعاليتها كه در زير نام برده شده‌اند، به كيفيت و شرايط خاص پلاسرها بستگي دارد.
-تهيه و تأمين آب كافي از سرچشمه‌هاي بالادست محل كار
-آماده كردن منطقه‌اي در پايين محل به منظور انباشت باطله
-كنترل كيفيت آب و بازسازي سطح زمين
روباره برداري معمولاً كم است و با آبفشان يا هر گونه تجهيزات روباره برداري ديگري انجام ميشود. آب از طريق يك مسير طبيعي يا ناوداني به يك حوضچه وارد و تا رسيدن به فشار كافي كه بتواند آبفشان را بكار انداز ذخيره ميشود. يك لوله اصلي با قطر بزرگ حوضچه يا معدن را در آبفشان وصل مي‌كند. پس از آن يك مجرا يا معبر براي هدايت دوغاب پلاسري به منظور انتقال دوغاب به محل كانه‌آرايي ايجاد ميشود. احتمالا حساسترين مرحله در آماده سازي اين روش ملاحظات زيست محيطي است كه هم كيفيت آن بايد حفظ شود و هم بازسازي زمين پس از معدنكاري انجام گيرد.
چرخه عمليات
از آنجا كه كندن و انتقال مواد در اين روش كاملاً به صورت هيدروليكي انجام مي‌گيرد، چرخه عملياتي، يك چرخه واحد و خلاصه شده ميباشد. در اين روش نيازي به كندن اوليه و انتقال بعد از آن به صورت دو فعاليت جداگانه نمي‌باشد. در حقيقت آب نه تنها براي كندن، بلكه براي انتقال پلاسر و فرآوري كانه و انتقال باطله نيز به كار مي‌رود. سادگي چرخه عمليات و استفاده چند منظوره از آن، اين روش را در زمره روشهاي جذاب از نظر توان توليد و هزينه درآورده است.
شرايط كاربرد
- مقاومت كانسنگ: دانه‌هاي كاني سنگين در خاكهاي غير مستحكم يا بازمينه شني، داراي قله و قلوه سنگهاي كم
-مقاومت سنگ: غير مستحكم
-شكل كانسار: نوع پلاسري، مسطح، تپه‌اي يا ساحلي
-شيب كانسار:نزديك به اققي (2 تا 6 درصد)
-عيار كانسنگ: مي‌تواند بسيار كم باشد
-يكنواختي كانسنگ: نسبتا يكنواخت
-عمق: بسيار كم
-ساير شرايط: دسترسي به آب زياد (Lit/Sec 250-30) با ارتفاع فشار بالا (m140-30)
از مزاياي اين روش مي‌توان به توان توليد بالا (230- 75 متر مکعب شن به ازاي نفر كارگر در شيفت)، هزينه استخراج پايين با نرخ توليد متوسط، هزينه سرمايه‌اي پايين و امكان اتوماسيون اشاره كرد. همچنين معايب اين روش شامل موارد زير است:
-وارد آوردن خسارت شديد به محيط زيست
-احتياج به آب بسيار زياد
-محدود به كاربرد در كانسارهاي غير مستحكم
ب- روش استخراج با شناور
اين روش براي استخراج كانسارهاي پلاسري است و معمولاً از روي سكوي شناوري انجام مي‌گيرد كه در آن تجهيزات و تسهيلات فرآوري و انتقال باطله وجود دارد. شناورهاي بكار رفته بصورت زير دسته بندي مي‌شوند:
•مكانيكي
- بيلچه نواري (بيلچه‌هاي متصل به يك زنجير بي‌انتها كه حول يك بازوي نردباني شكل دوران مي‌كنند)
- بيل چرخشي مكشي
- بيل بارگير (شاول، چنگك يا دراگلاين نصب شده بر روي دكل)
• هيدروليكي
- مكشي (خط لوله‌هاي مكشي)
- سربرشي (كندن توسط برش دهنده دوراني نصب شده بر سر خط لوله مكشي)
شناور بيلچه نواري، ماشين حفر سنتي پيوسته اي است كه براي مصالح بسيار است فاقد سيمان همراه با مقداري قلوه سنگ استفاده ميشود، در نتيجه قابليت بكارگيري در استخراج پلاسرها را دارد. در سالهاي اخير استفاده از بيل چرخشي مكشي توسعه بيشتري يافته است. در اين روش بيلچه‌هايي بر روي يك چرخ يا طبلك دوار نصب شده‌اند، كه مصالح كنده شده را در داخل يك نقاله هيدروليك تخليه مي‌كنند. عيب شناور بيل بارگير سيستم حفار غير پيوته يا متناوب آن است.
شناورهاي هيدروليكي كه در گذشته براي حفر كانال بكار برده مي‌شد امروزه براي استخراج پلاسرها سازگاري يافته‌اند، نوع مكشي آن محدود به شن و ماسه ميباشد و نوع سر برشي آن را مي‌توان براي مصالح مستحكم استفاده كرد.
بدليل سازگاري و تناسب بيشتر شناورهاي بيلچه نواري و بيل چرخشي براي استخراج پلاسرها، بطور كلي توجه به اين نوع شناورها متمركز ميباشد. در عمل هنگامي كه شناور در محل ذخيره قرار مي‌گيرد، از طريق چرخش بيلچه‌خا حول بازو كنده و به عرشه شناور منتقل ميشود. عمل كنده شدن مواد توده پلاسري با حركت بازو و چرخش بيلچه‌ها حول آن به بالا منتقل ميشود و بدين ترتيب جبهه كار تازه‌اي در برابر بيلچه‌ها قرار مي‌گيرد.
بطور تقريبي ظرفيت شناور بيلچه نواري 27000-13500 متر مكعب در روز به ازاي هر متر مكعب ظرفيت بيلچه است. روش استخراج با شناور در شرايط زير قابل كاربرد است:
•مقاومت كانسنگ و سنگ بايد پايين باشد.
•كانسار بايد به شكل پلاسري، مسطح، كرانه‌اي يا ساحلي باشد.
•شيب كانسار بايد كم و تقريباً افقي باشد.
•كانسار بايد يكنواخت باشد و داراي عمق كمي باشد.
از مزاياي اين روش به موارد زير مي‌توان اشاره كرد:
•بيشترين توان توليد در ميان كليه روشهاي استخراجي
•كم هزينه ترين روش استخراج
•نرخ توليد بالا
•نياز به كارگر كم
•بازيابي خوب
•عمليات پيوسته بدون نياز به خرد كردن مواد
معايب روش استخراج با شناور نيز شامل موارد زير است:
•در صورتي كه قوانين و مقررات زيست محيطي رعايت نشود خسارت شديدي به محيط زيست وارد مي‌كند.
•مصرف متوسط آب
•كابرد روش محدود به كانسارهاي فاقد تراكم كه قابليت جدا يا كنده شدن تحت تأثير نيروي نفوذ آب يا نيروهاي تركييي را داشته باشد،است.
•در مورد كانسارهاي پلاسري ممكن است كه از روش روباز نيز براي استخراج كانسار استفاده شود. در اين روش معمولا از شاول براي بارگيري استفاده ميشود. در كشورهاي استرالياو زئير اين روش در مورد استخراج كانسارهاي قلع به كار برده ميشود.
•روش استخراج كندن و آكندن
امروزه تنها روش استخراج كندن و آكندن است كه از بين روشهاي استخراج زيرزميني با نگهداري كاربرد عمومي دارد. در اين روش كه بطور معمول يك روش استخراج بالاسري است ماده معدني به صورت برشهايي افقي در كارگاه استخراج شده و به جاي آن باطله يا مواد پر كننده ريخته ميشود. پر كردن در اين روش كاملاً با عمليات و چرخه استخراج پيوند خورده است و به صورت فعاليتي مستقل پس از اتمام كل عمليات استخراج انجام نمي‌شود. پر كردن كاري انحصاري و ويژه اين روش است.
مهمترين وظيفه اين مواد نگهدارنده زمين است كه اين كار را با نگهداري ديواره‌هاي ضعيف كانسار انجام مي‌دهند. در اين رابطه خاصيت تراكم پذيري يا قابليت فشرده شدن مواد پر كننده از جمله مهمترين ويژگيهاي اين مواد محسوب ميشود. دومين وظيفه مواد پر كننده ايجاد سكوي كار ميباشد كه چالزني و آتشبازي برش بعدي كانسنگ از روي آن انجام مي‌گيرد. بدليل افزايش حجم بازاي هر تن از مواد معدني استخراج شده حدود 6/0 تن مواد پر كننده مورد نياز است.
در روش استخراج كند و آكند، مواد پر كننده را مي‌توان از مواد خرد شده درشت دانه كه در سرتاسر معدن توليد ميشود، تأمين كرد. در پر كردن به روش خشك مواد پر كننده از طبقه بالا و از طريق دويلهاي عبور مواد پر كننده در كارگاه استخراج ريخته و توسط اسلاشر پخش ميشود. طرح شماتيكي از روش استخراج كند و آكند در شكل 25 نشان داده شده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11147.jpg
شکل 25-روش استخراج کند و آکنده با پر کردن مکانيکي و دويلهاي دسترسي
در صورتي كه سنگ باطله معدن در دسترسي يا مناسب نباشد، مصالح و مواد باطله سطحي (سنگ، شن و يا ماسه) توسط اسكيپ يا دويلهاي مخصوص مواد پر كننده، به زير زمين انتقال داده مي‌شوند. به علت هزينه بالاي تأمين و پخش مواد پر كننده و تراكم پذيري ضعيف، پر كردن هيدروليكي به ميزان زيادي جايگزين روش مكانيكي شده كه در نتيجه توان توليد بالاتر، هزينه كمتر و تراكم پذير بهتري را نتيجه داشته است. استخراج با پر كردن هيدروليكي بدليل ايجاد سطح صاف در كف كارگاه به خودي خود موجب افزايش مكانيزاسيون ميشود. در شيوه پر كردن هيدروليكي، باطله‌هاي كارخانه‌هاي كانه آرايي يا سنگهاي باطله از سطح زمين به صورت دوغاب درآمده و از طريق خط لوله براي توزيع در كارگاه‌ها به زير زمين منتقل ميشود.
بعضي اوقات براي تهيه يك ماده پر كننده بتني ضعيف، به اين مواد سيمان اضافه مي‌كنند يا جهت ايجاد استحكام بيشتر مواد باطله كانه آرايي سولفوره طبيعي به آن افزوده ميشود.
در روش كندن و پر كردن نيز براي نگهداري زمين، پايه‌هاي در مرزهاي كارگاه باقي گذاشته ميشود. از آنجا كه كارگاه‌ها پر مي‌شوند اغلب اين پايه‌ها مي‌توانند تماماً يا بخشي از آنها بازيابي شوند.
اين روش خيلي انعطاف پذير است و به راحتي به روشهاي ديگر تبديل ميشود. اين روش در مورد لايه‌هاي پرشيب، ماده معدني مقاوم، كانسارهاي بي نظم و متقاطع قابل كاربرد است. راهروهاي عبور مواد معدني در حين پيشروي كارگاه به سمت بالا درون مواد پر كننده ساخته ميشود و در هنگام پر كردن به روش خشك بايد دقت كرد كه قطعات بزرگ به اين راهروها آسيب نزنند.
چرخه عمليات در روش كندن و پر كردن به ترتيب شامل حفاري، انفجار، بارگيري و باربري ميباشد. مرحله پر كردن يكي از مهمترين عمليات جنبي در اين روش ميباشد و ساير عمليات جنبي شامل ايمني و بهداشت، كنترل محيط زيست، تهيه و توزيع نيرو، آبكشي، سنگجوري و انتقال باطله و … ميباشد.
مزاياي روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•بيرون كشيدن مواد از كارگاه تحت نيروي ثقل
•توان توليد متوسط
•هزينه سرمايه‌اي متوسط
•انعطاف پذير در برابر تغيير روش
•بازيابي عالي
•اختلاط باطله با ماده معدني پايين
•هزينه آماده سازي كم
•روش انتخابي خوب
•از باطله‌هاي سطحي مي‌توان به عنوان پر كننده استفاده نمود كه از آلودگي محيط زيست جلوگيري مي‌كند.
•ماده معدني به محض استخراج حمل ميشود و مسئله بلوكه شدن سرمايه و خطر خود سوزي و اكسيد شدن وجود ندارد.
معايب روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•هزينه انتقال مواد پر كننده ممكن است به 50 درصد كل هزينه ها برسد.
•هزينه معدنكاري بالا
•روش كارگر بر و مستلزم وجود كارگران ماهر ميباشد.
•راه دسترسي به كارگاه را بايد براي تجهيزات مكانيزه آماده كرد.
•تراكم پذيري مواد پر كننده خطر نشست و ناپايداري به همراه دارد.
روشهاي عمده اكتشاف قلع
•كانسارهاي قلع اسكارني
ذخاير تيپ قلع اسكارني، در درون و يا در حاشيه خارجي گرانيتهاي نوع لوكوكرات خاص تشكيل مي‌شوند. اين ذخاير معمولاً با بخش فوقاني اين نوع گرانيتها در ارتباط‌اند. اين ذخاير تمركز كانه‌هاي قلع، تنگستن و بريليوم در اسكارن‌ها هستند و سنگ درونگير آنها گرانيت لوكوكرات بيوتيت ويا مسكويت دار، دايك‌هاي فلسيك و سنگهاي كربناتي ميباشد.
اين نوع كانسارها عموما متعلق به دوران مزوزوئيك‌اند اما ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند. محيط تشكيل آنها، كمپلكس‌هاي نفوذي كم عمق (اپي زونال) در طبقات كربناتي است. كانيهاي كاسيتريت، كمي شئليت، اسفالريت، كالكوپيريت، منيتيت، پيريت، آرسنوپيريت و فلوئوريت در اين كانسارها يافت مي‌شوند. همچنين ممكن است مقدار زيادي قلع به صورت محلول جامد در كانيهاي سيليكاتي وجود داشته باشد كه در اين صورت قابل استحصال نبوده وارزش اقتصادي ندارد.
راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-در حاشيه توده گرانيتي گرايزني زاسيون با پيدايش كانيهاي كوارتز، مسكويت، توپاز، تورمالين، فلوئوريت، كاسيتريت و سولفيدها رخ مي دهد.
-گرايزن‌هاي حاوي تورمالين و توپاز نيز ممكن اسن تشكيل شوند.
-كانيهاي ايدوكراز، گروسولار و آندراديت منگنز دار، آندراديت قلع دار، مالايائيت در اسكارن تشكيل مي‌شوند.
-كانيهاي مرحله پسين شامل آمفيبول، ميكا، كلريت و يا ميكا، تورمالين و فلوئوريت
اسكارن‌هاي كاني سازي شده ممكن است در همبري توده نفوذي با سنگهاي كربناتي گسترش يابند. گسترش زون اسكارني تا فاصله حدود 300 متر از توده نفوذي به وسيله شكستگي‌هاي وابسته به توده نفوذي كنترل مي‌شوند. وجود رگه‌هاي متقاطع و دايك‌هاي روشن رنگ اميد بخش ميباشد. فرسايش و هوازدگي توده‌هاي قلع دار ممكن است سبب تشكيل كانسار قلع پلاسري شود.
ب – راهنماي ژئوشيميايي
آنومالي عناصر Cs، Re، Sn،، F، W، Be، Zn، Pb، Cu، Ag، Li، Rb و B در بررسي‌هاي ژئوشيميايي كانسارهاي قلع اسكارني قابليت ثبت دارند. وجود گرانيتهاي ويژه‌اي كه در آنها شرايط 73%> SiO2 و 4% > K2O صادق است و نسبت به اكسيدهاي Cu، Ti، Mg و Fe تهي شده باشند، پيدايش اين تيپ كاني‌سازي را متحمل تر مي‌سازند. چنين گرانيت‌هايي نسبت به عناصر Sn، F، Rb، Hf، Be، W، Mo، Pb، B، Nb، Cs، U، Th، Ta، Li و اغلب REE غني شدگي نشان مي‌دهند، در حاليكه نسبت به عناصر كمياب V، Sc، Sr، La، Ni، Cu، Co، Cr و Ba تهي شدگي دارند.
ج – راهنماي ژئوفيزيكي
روشهاي ژئوفيزيكي در تشخيص مناطق اميدبخش براي اين گونه ذخاير در مقياس ناحيه‌اي مي‌توانند مؤثر باشند. اين روشها از طريق تعيين محدوده گرانيتهاي لوكوكراتيك، به خصوص انواع به شدت تفريق يافته و توسعه يافته در فاز نهايي فعاليتهاي ماگمايي، مفيد واقع مي‌شوند. گرانيتوئيدهاي سري ايلمنيتي تيپ S يا A كه مادر لوكوگرانيت‌هاي مرتبط با اين تيپ ذخايراند يا خاصيت مغناطيسي ضعيف دارند و يا اصلاً خاصيت مغناطيسي ندارند. از اين رو مشتقات سنگي حاصل از آنها نيز چنين اند. البته در مواردي كه پديده اسكارني زايي و يا جانشيني و كاني سازي درون آنها رخ مي‌دهد، سنگ درونگير هاله مغناطيسي نامنظمي را بروز مي‌دهد.
بعلاوه گرانتيوئيدهاي مادر اين تيپ ذخاير، كاهش كمي (معادل 1/0 گرم در سانتيمتر مكعب) را در جرم مخصوص نشان مي‌دهند. از اين رو برداشت‌هاي گراني سنجي تا حدي محدوده‌هاي آنها را مشخص مي‌سازد.
از ويژگيهاي ديگر گرانيتوئيدهاي مادر اين تيپ ذخاير، فراواني عناصر راديواكتيو در آنها است. در مواردي كه اين توده‌هاي نفوذي رخنمون دارند، برداشت‌هاي هوابرد براي رسم نقشه راديواكتيويته مي‌تواند مفيد باشد.
بالا بودن مقدار اورانيوم و توريم، نقش كليدي را در تعيين مناطق غني شده دارد. از آنجا كه دگرساني‌هاي مرحله پسين، موجب كاهش مقدار پتاسيم ميگردد، روش راديومتري گاما مي‌تواند براي تعيين موقعيت آنها مفيد باشد.
براي تعيين شكل هندسي بخش فوقاني توده‌هاي نفوذي مدفون و تشخيص مكان توسعه زوائد توده‌هاي نفوذي كه در آنجا احتمال كاني سازي بيشتر است،روشهاي الكتريكي ممكن است مفيدباشند. از آنجا كه احتمال وجود پيروتيت و بعضي از سولفورهاي ديگر نيز وجود دارد، ميدان مغناطيسي محلي افزايش يافته و كاربرد روش مغناطيس سنجي زميني را مؤثر مي‌سازد. اين امر موجب ميشود تا مقادير مقاومت ويژه و بارپذيري نسبت به منطقه زمينه، تغيير محصوصي كرده و كاربرد روشهاي الكتريكي مفيد واقع شود.
با استفاه از روش هاي دور سنجي، مي‌توان بخش هاي رخنمون دار توده‌هاي فلسيك را مورد بررسي قرار داد و فازهاي مختلف آن را از يكديگر جدا كرد. وجود كانيهاي دگرساني داراي عامل هيدروكسيل، از طريق بكارگيري دستگاههاي طيف سنجي با قدرت تفكيك بالا مشخص ميشود.
شكل هندسي اين گونه ذخاير گوناگون و از صفحه نامنظم تا استوانه‌اي است. هاله دگرساني آنها معمولا با حالتي نامنظم اطراف كانسار قرار مي‌گيرد ولي در اطراف توده نفوذي منظم‌تر اند. بزرگي قطر زوائد توده نفوذي كه خاستگاه اصلي آنها ست، بين 250 تا 2000 متر است. ميانگين حجم بخش كاني سازي شده در تيپ اسكاني و جانشيني حدود 6/2 ميليون متر مكعب، در تيپ گرايزني حدود 3/0 تا 24 ميليون متر مكعب و در تيپ رگه‌اي كه از همه كوچكتر است، 89000 متر مكعب برآورد شده است. قطر هاله دگرساني آنها در اطراف توده نفوذي ممكن است به چند كيلومتر نيز برسد.
در جدول 10 خواص فيزيكي اين تيپ ذخاير، همراه با خواص مشابه در منطقه دگرساني آنها و همچنين در رانيتوئيدهاي مادر آنها آورده شده است. مشخصه ژئوفيزيكي اين نوع كانسار براي كانسارهاي وابسته در آن يعني كانسارهاي قلع جانشيني، قلع رگه‌اي، قلع گرايزني، قلع پگماتيتي، قلع پورفيري، قلع پلي متاليك، قلع ريوليتي و قلع پلاسري نيز صدق مي‌كند.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11146.jpg
جدول 10-ويژگي هاي ژئوفيزکي کانسار هاي قلع اسکارني
در بين روشهاي ژئوفيزيكي اكتشافي، روش گراني سنجي مي‌تواند در تعيين محدوده توده‌هاي نفوذي بزرگي مانند باتوليت‌ها مفيد باشد. با چنين برداشت‌هايي مي‌توان مورفولوژي استوك‌هاي كوچكتر را نيز مشخص كرد مشروط به آن كه اين استوك‌ها به قدر كافي به سطح زمين نزديك باشند. از آنجا كه بعضي از ذخاير اسكارني با زوايد توده‌هاي نفوذي بزرگ در ارتباط مي باشند. لذا برداشت‌هاي گراني سنجي براي تعيين موقعيت تقريبي آنها مفيداند.
در اغلب ذخاير اسكارني، منيتيت به عنوان يك غالب حضور دارد، لذا برداشت‌هاي مغناطيسي هوابرد در تعيين مناطق اسكارني مي‌تواند به كار گرفته شود.
د – ديگر راهنماهاي اكتشافي
از آنجا كه اكثر ذخاير اسكارني (به استثناء اسكارن هاي سرب و روي دار) در نزديكي توده نفوذي يافت مي‌شوند، اكتشاف آنها در جداول محدود به مناطق همبري و در درجه دوم محدود به ليتولوژي مناسب ميگردد. از اين رو در اكتشافات ناحيه‌اي اين تيپ ذخاير، بايد به دو عامل فوق در چهار چوب محيط تكتونيكي مناسبي توجه خاص نمود. در بين همه انواع همبري نوع كربنات - آذرين نفوذي (عميق يا نيمه عميق)، از اهميت خاصي برخوردار اند. بنابراين در برداشت‌هاي سنگ شناسي و ساختماني بايد به اين مورد توجه ويژه‌اي داشت. تحليل ساختار شكستگي‌ها و نحوه توزيع فضايي آنها نيز با اهميت است، زيرا اين عامل در كنترل نفوذپذيري سنگ ميزبان نقشي اساسي دارد. علاوه بر مناطق با شدن شكستگي زياد، واحدهاي برشي نيز مي‌توانند از نظر نفوذپذيري بستر مناسبي براي كانه سازي فراهم سازند، لذا برداشت محدوده چنين واحدهايي الزامي است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز شامل قلع اسكارني، تنگستن اسكارني، قلع گرايزني، قلع رگه‌اي و قلع جانشيني‌اند. همچنين محصولات فرعي اين نوع كانسار تنگستن، فلوئوريت، بريليم، روي و طلا است.
كانسارهاي قلع جانشيني
نام ديگر اين نوع كانسارها، قلع اگزالاتيو است و عبارت از تمركز كانه‌هاي كاسيتريت و سولفيدي (عمدتاً پيروتيت) در نوارهاي استراتاباند جانشين شده در سنگ هاي كربناتي اند.معمولاً سنگهاي كربناتي (آهك و دولوميت)، گرانيت، مونزوگرانيت و دايك‌هاي كوارتز پورفيري جزء سنگهاي درونگير اين نوع كانسارها هستند. همچنين سنگهاي حاوي كوارتز، تورمالين، چرت، پليت و رسوبات غني از آهن و سنگهاي آتشفشاني نيز ممكن است در محيط كانسار موجود باشد.
اين نوع كانسارها اكثراً متعلق به دوران پالئوزوئيك و مزوزوئيك هستند، ولي ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند و محيط تشكيل آنها مناطقي با نفوذ كمپلكس‌هاي گرانيتي كم عمق (اپي زونال) به درون نواحي داراي سنگهاي كربناتي است.
خاستگاه تكتونيكي اين كانسارها فازهاي پيشي تا پسين كوهزايي با توده‌هاي گرانيتوئيدي در مجاورت سنگهاي كربناتي‌اند. از لحاظ كاني شناسي، رگه‌هاي پيشين شامل كانيهاي پيروتيت، آرسنوپيريت، كالكوپيريت، ايلمنيت، فلوئوريت و به مقدار كم پيريت، اسفالريت، گالن، استانيت، تتراهيدريت و منتيت مي‌باشند و رگه‌هاي پسين شامل كانيهاي اسفالريت گالن، كالكوپيريت و فلوئوريت است.
راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-آثار گرايزني شدن در همبري توده‌هاي گرانيتي ديده ميشود.
-دگرساني سيدريتي در دولوميت‌هاي موجود در همبري توده‌هاي سولفيدي يافت ميشود.
-تورماليني شدن در رسوبات كلاستيك (آواري) رخ مي‌دهد.
جايگيري توده‌هاي گنبدي شكل گرانيتوئيدي در محيط كربناتي و مسير گسلها و شكستگي‌ها كه نقش كانال براي سيالات كاني ساز را ايفا مي‌كنند، از عوامل كنترل كننده مي‌باشند.
در اكتشاف به طريقه ژئوشيميايي اين نوع كانسارها آنومالي عناصر Sn، Cu، B، W، F، Li، Pb، Zn و Rb قابل ثبت است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز قلع گرايزني، كوارتز – تورمالين، كاسيتريت رگه‌اي، تنگستن اسكارني و قلع اسكارني ميباشد. همچنين محصولات فرعي اين كانسار شامل سرب، روي و مس ميباشد.
كانسارهاي قلع رگه‌اي
رگه‌هاي قلع دار تيپ كورنيش نام ديگر اين نوع كانسارها ميباشد و عبارت از تمركز كانه قلع با پاراژنز كوارتز، كاسيتريت، ولفراميت و سولفيد فلزات پايه در پر شدگي شكافها و شكستگي‌هاي موجود در سنگهاي آذرين نفوذي فلسيك (لوكوگرانيت) و مناطق اطراف آنها است.
گرانيتوئيدهاي چند فازي، شامل لوكوگرانيت بيوتيت دار و يا مسكويت دار سنگ درونگير اين نوع كانسارها است و رسوبات پليتي نيز عموماً در اطراف آنها موجود ميباشد.
از نظر دوران زمين شناسي بيشتر اين كانسارها متعلق به دورانهاي پالئوزوئيك و مزوزوئيك هستند ولي ممكن است كه متعلق به هر دوره ديگري باشند.
توده‌هاي نفوذي با عمق متوسط تا زياد محيط مناسبي را براي تشكيل اين ذخاير تشكيل مي‌دهند و معمولا دايكها و دسته دايكها در محيط آنها حضور دارند. سنگهاي ولكانيكي معمولا با اين ذخاير ديده نمي‌شوند.
خاستگاه تكتونيكي اين عناصر كمربندهاي چين خورده و حاشيه قاره‌اي در حال نمو همراه با گرانيتوئيدهاي فاز پسين كوهزايي و يا بعد از كوهزايي كه قسمتي از آنها ذوب بخشي را تحمل كرده‌اند مي‌باشند.
از نظر كاني شناسي اين كانسارها شديداً متنوع و گوناگون هستند و شامل كاسيتريت، ولفراميت، آرسنوپيريت، موليبدنيت، هماتيت، سئليت، بريل، گالن، كالكوپيريت، اسفالريت و بيسموتيت مي‌باشند. اگر چه تنوع و گوناگوني كاني شناسي آنها زياد است ولي بخش داخلي حاوي كانيهاي كاستيريت و ولفراميت همراه با كانيهاي سولفيدي از عناصر نقره، مس، روي و سرب است.
راهنماي اكتشافي
الف- دگرساني
-پيريتي شدن (با گسترش گرايزن) و تورماليني شدن معمولا در نزديكي و مجاورت رگه‌ها و همبري گرانيت ها وجود دارد همچنين سيليسي فيكاسيون، كلريتي زاسيون و هماتيتي زاسيون معمول است.
- يك منطقه بندي ايده ال مي‌تواند شامل مجموعه هاي زير باشد:
كوارتز – تورمالين – توپاز؛ كوارتز – تورمالين – سريسيت؛ كوارتز – سريسيت – كلريت؛ كوارتز - كلريت
-تمركزهاي اقتصادي كانه قلع معمولاً درون يا در فوقاني ترين بخش همبري توده نفودي (گرانيتي) رخ مي‌دهد. كنترل كننده‌هاي محلي نيز شامل تنوع در ساختمان رگه، تغييرات سنگ شناسي، تقاطع رگه‌ها، فراواني دايكها و گسلها متقاطع است.
ب- هوازدگي
-كاسيتريت موجود در رسوبات رودخانه‌اي و توده‌هاي قلع پلاسري محصول هوازدگي اين نوع از كانسارها است.
ج – راهنماي ژئوشيميايي
براي اين نوع كاني‌سازي و در اكتشاف ژئوشيميايي آنها آنومالي‌هاي عنصر REE، Bi، Sn، AS، W، Bi، F، Rb، Be، Nb، Cs، U، Th و Li قابل ثبت است.
كانسارهاي وابسته به اين نوع كانسار نيز شامل قلع گرايزني، قلع اسكارني و قلع جانشيني است.
•كانسارهاي قلع گرايزني
اين كانسارها عبارت از تمركز كانه قلع به شكل كاسيتريت افشان، رگچه‌اي، رگه‌اي، عدسي و استوانه‌اي مرتبط با منطقه گرايزني شده لوكوگرانيت است.
سنگ درونگير اين كانسارها لوكوگرانيت هاي حاوي موسكوويت و بيوتيت و بويژه لوكوگرانيت‌ها نوع S با كانيهاي فرعي مشخصي چون توپاز، فلوئوريت، تورمالين و بريل ميباشد. گرايزن‌هاي قلع دار عموماً حاصل فرآيند هاي بعد از ماگمايي هستند. در اين نوع كانسارها بافت ها معمولا ًنفوذي بوده و عموماً غير رگچه‌اي مي‌باشند. بافت‌هاي دانه‌اي يكنواخت بيشتر ديده ميشود و بافت هاي پورفيري و آپليتي نيز معمول است.
اين كانسارها از لحاظ دوره زمين شناسي ممكن است متعلق به هر دوره‌اي باشند و زمان كاني سازي قلع منطبق با مراحل نهايي جايگيري توده‌هاي گرانيتوئيدي است.
محيط تشكيل كانسارهاي قلع گرايزني از توده‌هاي نفوذي مزوزونال تا ولكاني‌هاي عميق متغير است.
خاستگاه تكتونيكي آنها نيز كمربندهاي چين خوده مرتبط با رسوبات ضخيم، سنگهاي ولكانيكي تشكيل شده در محيط‌هاي كراتونيك پايدار و حاشيه قاره‌اي در حال نمو است و محيط مناسبي براي تشكيل آنها هستند. اغلب گرانيتوئيدهاي مرتبط به آنها بعد از فاز چين خوردگي‌هاي اصلي تزريق شده اند.
در اين كانسارها منطقه بندي كاني شناسي جامعي شامل مجموعه‌هاي كاسيتريت، موليبدنيت، ولفراميت، بريل، آرسنوپيريت، بيسموتيت، كانيهاي سولفيدي روي، مس، سرب، سولفو استانيت ها، رگه‌هاي كوارتز، فلوئوريت، كلسيت و پيريت ديده ميشود.
ساخت و بافت در اين كانسارها بسيار متنوع است و معمولاً بيشتر كاسيتريت موجود در توده گرايزني به صورت افشاني است و اشكال رگچه‌اي، استوك ورك، عدسي و برشي كمتر معمول است.
راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
قبل از پيدايش گرايزن مجموعه دگرساني شامل مسكويت، كلريت، تورمالين و فلوئوريت است و پس از پيدايش گرايزن مجموعه دگرساني شامل كوارتز، مسكويت، توپاز، فلوئوريت و تورمالين است.
اگر بافت اوليه سنگ حفظ شود اصطلاح گرايزني زاسيون و اگر بافت اوليه سنگ حفظ نشود اصطلاح گرايزن توده‌اي به كار برده ميشود. تورمالين مي‌تواند به طور افشان در همه جا يافت شود.
ب - هوازدگي
ممكن است در نزديكي رگه‌هاي گرايزني رنگ گرانيت قرمز شود. اگر چه گرايزن‌هاي توده‌اي ممكن است از نظر اقتصادي جالب توجه نباشند ولي توده‌هاي پلاسري غني از قلع مي‌توانند از طريق هوازدگي و فرسايش آنها تشكيل شوند.
ج – راهنماهاي ژئوشيميايي
-كانيهاي كاسيتريت، توپاز، تورمالين در رسوبات رودخانه‌اي مناطق گرايزني غني از قلع تمركز مي‌يابند.
وجود گرانيتهاي با درصد بالاي SiO2 (بيشتر از 73 درصد) و بيشتر از چهار درصدK2O ولي با تهي شدگي نسبت به اكسيئهاي منيزيم، تيتانيوم، كلسيم و آهن
-آنومالي ژئوشيميايي عناصر B، Nb، Cs، U، Th، REE، Tu، Sn، F، Rb، Li، Be، W، Mo و AS قابل ثبت است.
-تهي شدگي نسبت به عناصر V، Sr، Sc، La، Ba، Ni، Cu، Cr و Co ديده ميشود.
•كانسارهاي قلع پورفيري
-نام ديگر اين كانسارها، كانسارهاي قلع ساب ولكانيك است و عبارت از تمركز كانه كاسيتريت در كمپلكس‌هاي نفوذي ساب ولكانيكي به صورت پراكنده،دانه ريز، رگچه‌اي و برشي ميباشد. چنين تمركزهايي به وسيله گسترش توده‌هاي كوارتز پرفيري و سنگهاي مجاور آن كنترل ميشود.
سنگ درونگير اين كانسارها استوك‌هاي كوارتز پورفيري و گدازه‌هاي متوسط تا اسيدي (كوارتزلاتيت، داسيت، ريوداسيت) و پيروكلاست‌هاي كالكوآلكالن هم سن با آنها است.
-از نظر دوران زمين شناسي اين كانسارها ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند. توده‌هاي قلع پورفيري مشهور در بوليوي مربوط به دوره ميوسن هستند و توده‌هاي قلع - موليبدن - تنگستن ساب ولكانيك مونت پلي سنت، نيوبرونزويك مربوط به اواخر دوره كربونيفر هستند.
-محيط مناسب براي تشكيل اين كانسارها استوك‌هاي ساب ولكانيك موجود در زير يا درون استراتوولكان هاي توسعه يافته در عمق يك تا سه كيلومتري از سطح زمين ميباشد.
-كمربندهاي چين خوده و جايي كه استوك‌هاي نفوذي در حاشيه فعال زون فرورانش تشكيل مي‌شوند و سنگهاي آتشفشاني هم سن خود را قطع مي‌كنند خاستگاه تكتونيكي مناسبي را براي اين كانسارها ارائه مي‌دهند.
-در اين كانسارها كاسيتريت و كوارتز با كانيهاي سولفيدي (عموماً پيريت) همراه هستند. ممكن است كانيهاي پيروتيت، استانيت، كالكوپيريت، اسفالريت و آرسنوپيريت نيز يافت شود. رگه‌هاي تأخيري آنها عموماً حاوي سولفواستانات ها و كانيهاي نقره ميباشد.
راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
دگرساني فراگير است و كاني سازي قلع پورفيري نسبت به كاني سازي نقره و قلع رگه‌اي قديمي‌تر است؛ منطقه بندي شامل يك هسته مركزي كوارتز - تورمالين (بهطور فرعي داراي كاسيتريت افشان) است كه به طرف خارج به زون دگرساني سريسيت - تورمالين (به طور محدود مرتبط به كاسيتريت افشان) و سپس به زون پروپيليتي و آرژيليتي منتهي ميشود.
ب - هوازدگي
اكسيداسيون پيريت تشكيل اكسيدها و هيدروكسيدهاي آهن مي‌دهد. غني شدگي سوپرژن نامحتمل است. كاسيتريت ممكن است در پلاسرهاي اطراف ناحيه منشاء تمركز يابد.
ج – راهنماي ژئوشيميايي
آنومالي عناصر B و Sn در بخش مركزي توسعه مي‌يابند؛ در ناحيه خارجي تر آنومالي عناصر Sn، Ag، Pb، Zn، As، Sb، Cu، Ba و B ممكن است قابل ثبت باشد. از آنجا كه در تشكيل اين تيپ كانسار، ايجاد شكستگي‌هاي هيدروليكي يكي از فرايندهاي با اهميت است لذا برداشت‌هاي ساختماني كه بتوانند منطقه توسعه اين نوع شكستگي‌ها را مشخص سازند مفيد خواهند بود. علاوه بر آن برشي‌هاي انفجاري نيز با اهميت هستند، از اين رو برداشت‌هاي زميني بايد اين واحد را نيز شامل شود. پس از انجام چنين برداشت‌هاي زميني بايد اين واحد را نيز شامل شود. پس از انجام چنين برداشت‌هايي انطباق آنومالي‌هاي ژئوشيميايي با چنين مناطقي مي‌تواند اهميت آنها را افزايش دهد.
د – كانسارهاي وابسته
كانسارهاي وابسته به اين كانسار، قلع رگه‌اي و قلع پلي متاليك رگه‌اي است.
•كانسارهاي قلع با ميزبان ريوليتي
كانسارهاي قلع تيپ مكزيكي نام ديگر اين نوع كانسارهاست و عبارت از تمركز كاسيتريت و قلع چوبي موجود در رگچه‌هاي ناپيوسته متناوب موجود در توده‌هاي ريوليتي گنبدي شكل و پلاسرهاي مشتق شده از آنها ميباشد.س
سنگ درونگير اين كانسارها ريوليت فلدسپات آلكالن داري است كه مقدار SiO2 آنها بيش از 75% سنگ باشد. ريوليت‌هاي توپازدار شامل همين گروه مي‌شوند. كانيهاي فرعي ولي مهم آنها عبارتند از توپاز، فلوئوريت، پسودوبروكيت و بريل است.
درجه تبلور ريوليت بين 5 تا 50% تغيير مي‌كند. بلورهاي كوارتز و سانيدين آن ممكن است درشت باشد و بيوتيت و هورنبلند به ندرت يافت ميشود.
اين كانسارها متعلق به دوران ترشيري مي‌باشند و عمدتاً در اليگوسن و ميوسن تشكيل شده‌اند. محيط مناسب براي تشكيل اين كانسارها كمپلكس جرياني – گنبدي شكل ريوليتي و سنگهاي پيروكلاستيك و اپي كلاستيك وابسته با آنها ميباشد. خاستگاه تكتونيكي مناسب نيز نواحي با فعاليتهاي ولكانيكي سيليسي كه عموماً در شرايط پوسته قاره‌اي ضخيم توسعه مي‌يابند، ميباشد.
اين كانسارها شامل كاسيتريت همراه با هماتيت (بطور مشخص اسپكولاريت)، كريستوباليت، فلوئوريت، تريديميت، اوپال، كالسدوني، آدولاريا و كانيهاي گروه زئوليت است.
معمولاً رگه‌ها و رگچه‌هاي ناپيوسته داراي عرضي بين 1/0 تا 10 سانتي متر است ولي ساير ابعادشان ممكن است تا 75 متر برسد. اين رگه‌ها و رگچه‌ها ممكن است به صورت افشان در زمينه‌اي از جريان گدازه ريوليتي و يا برش‌هاي گسلي يافت شود.
راهنماهاي اكتشافي
الف - دگرساني
دگرساني ممكن است يافت نشود اما دگرساني‌اي كه مستقيماً با كاني سازي در ارتباط است ممكن است داراي كانيهاي كريستوباليت، فلوئوريت، اسمكتيت، كائولينيت و ديگر كانيهاي رسي باشد.
كانسار عمدتاً در منطقه شكستگي و برشي موجود در اطراف توده ريوليتي گنبدي شكل كه داراي نفوذپذيري است توسعه مي‌يابد.
ب - هوازدگي
محصولات هوازدگي اين نوع كانسار به طور كلي كم است ولي كاني رسي نوع اسمكتيت (به رنگ نارنجي) در اغلب اين تيپ كانسارها يافت ميشود.
ج – راهنماي ژئوشيميايي
در بررسي‌هاي ژئوشيميايي فقط آنومالي عنصر Sn قابل ثبت است. پراكندگي ساير عناصر شامل Fe، Be، Li، F، As، Sb، Zn، Bi و REE در سنگ درونگير در حداقل مقدار خود است. بهترين راهنماي اكتشافي ثبت هاله‌هاي ثانويه قلع با غلظت هاي بيشتر از ppm 1000 در نمونه‌هاي لاوك شوئي شدهاست. پيدايش كاسيتريت در رسوبات رودخانه‌اي معمولاً محدود به فواصل 2 تا 3 كيلومتري از ناحيه منشا ميباشد.كانسار وابسته به اين نوع كانسار، كانسار موليبدن كلايمكس ميباشد.
•كانسارهاي قلع پلاسري
اين كانسارها در نتيجه تمركز كاسيتريت و كانيهاي سنگين وابسته، در رسوبات آبرفتي سيلتي تا قلوه سنگي تشكيل مي‌شوند. آبرفت‌هاي سيلتي، ماسه‌اي، گراولي و قلوه سنگي و هم ارزهاي سخت شده آنها سنگ و يا رسوب درونگير اين گونه ذخاير مي‌باشند. اين كانسارها داراي ذراتي با ابعاد ريز تا بسيار دانه درشت هستند. اين ذخاير عمدتاً متعلق به دوران ترشيري پسين تا هولوسن مي‌باشند ولي ممكن است در هر دوره‌اي يافت شوند.
از نظر توپوگرافي نسبت به ناحيه منشاء، آبرفت‌هاي منطقه بالايي تا مياني محيط مناسبي براي تشكيل اين گونه ذخاير است، به طوريكه شيب رودخانه نه آنچنان زياد باشد كه جريان سريع آب در كف رودخانه رسوبي باقي نگذارد و نه آنقدر كم باشد كه نتواند موجب جدايش ثقلي كاسيتريت از ساير اجزاء تخريبي گردد.
از جنبه خاستگاه تكتونيكي آبرفت‌هاي مشتق شده از فرسايش:
1) نواحي حاشيه قاره‌اي (از نوع نموي) با سن پالئوزوئيك تا سنوزوئيك
2) كمربندهاي چين خورده در كراتون‌هاي پايدار كه داراي توده‌هاي نفوذي گرانيتوئيدي بسيار تكامل يافته و يا هم ارزهاي خروجي آنها مي باشد.
محيط مناسبي را تشكيل مي‌دهد. پايداري تكتونيكي در خلال فرايندهاي تشكيل و محفوظ ماندن آن ها ضروري است.
كانسارهاي قلع پلاسري شامل كانيهاي كاسيتريت، منيتيت، ايلمنيت، زير كت، مونازيت، آلانيت، تورمالين، كلمبيت، گرونا، روتيل، و توپاز ميباشد. دانه‌هاي كاسيتريت موجود در كانسار با نزديك شدن به منشاء درشت تر ميشود.
راهنماهاي اكتشافي
الف- عوامل كنترل كننده
كاسيتريت در گراولهاي كف رودخانه و در جايي كه تله ثقلي وجود داشته باشد متمركز ميشود. غني ترين پلاسرها در روي ناحيه منشاء تشكيل مي‌شوند.
ب – مشخصه ژئوشيميايي
در اكتشاف به طريقه ژئوشيميايي اينگونه عناصر آنومالي قوي عناصر Sn، As، F، W، Be، Zr، Nb، Ta و Zn قابل ثبت است. روش كاني سنگين مناسب ترين روش كشف اين گونه كانسارها ميباشد.
ج – كانسارهاي وابسته
تمام كانسارهاي قلع پلاسري ممكن است محصولات فرعي نظير، ايلمنيت، زير كن و مونازيت داشته باشند. در مواردي كه از پگماتيت‌ها منشا گرفته باشند ممكن است داراي كلمبيت و تانتاليت نيز باشد. كانسارهاي اقتصادي پلاسري قلع در فواصل كمتر از 8 كيلومتر از ناحيه منشا تشكيل مي‌شوند.
روشهاي متداول فرآوري قلع
همانگونه كه ذكر شد منبع اصلي قلع كاني كاسيتريت ( SnO2) است، كه به صورت رگه‌اي ظاهر ميشود. بيش از 80% معادن قلع دنيا در نهشته‌هاي پلاسري واقع‌اند كه محتوي قلع آنها كمتر از 015/0% است. استفاده نهايي از قلع در قوطي‌هاي كنسرو، اجزاي لوازم برقي، تجهيزات ساختماني، حمل و نقل و ساير موارد است. چين و برزيل، بزرگترين توليد كننده‌هاي قلع در دنيا هستند و به دنبال آن ها اندونزي و بوليوي قرار دارند. اين كشورها حدود 75% از صادرات قلع در دنيا را در دست دارند.
جداسازي كانه هاي اوليه قلع دشوار است. كانه اصلي قلع، كاسيتريت، غير مغناطيسي بوده و بنابراين از روش فلوتاسيون نمي توان براي فرآوري آن استفاده نمود. جهت جداسازي كاستيريت بيشتر از فرايند جدايش ثقلي استفاده مي شود. كاسيتريت غالباً با كاني هاي ديگر هم رشدي دارد و كانيهاي همراه در حين فراوري رفتاري مشابه كاسيتريت از خود نشان داده و لذا عمل فراوري را دشوارتر مي نمايند.
تكنولوژي امروزي فراوري شامل چندين مرحله كاهش اندازه كانه ها و جداسازي كاسيتريت آزاد شده پس از هر مرحله كاهش اندازه با استفاده از روش مرتب سازي بر اساس چگال مي باشد. سرند و ميزهاي لرزان متنوع در فراوري كاسيتريت كاربرد دارند. در مورد ذرات بسيار كوچك ( كوچكتر از J.tm 30 ) نمي توان با اين روشها به ميزان قابل توجهي كاسيتريت دست يافت. اگر درجه هم رشدي كانه ها بالا باشد و آسياب دانه ريزتر احتياج باشد شبيه كانسارهاي روسيه، انگلستان، بوليوي، آفريقاي جنوبي و پرتغال روش فلوتاسيون جهت مرتب كردن ذرات كوچكتر از J.Im 100 استفاده مي شود. اين روش در كانسارهاي منطقه آلتنبرگ در ساكسوني كه در سال 1990 بسته شدند نيز بكار برده مي شد.
مراحل زير در فراوري كانه هاي قلع اوليه بكار برده مي شود:
كانه هاي با درجه هم رشدي متوسط بيشتر بر اساس ثقل سنجي جداسازي و متمركز مي شوند. در مورد مواد دانه ريز از روشهاي فلوتاسيون و مرتب سازي بر اساس چگالي استفاده مي شود. اين روشها امروزه جهت فراوري كانه هاي پيچيده و داراي همرشدي ظريف قلع ترجيح داده مي شوند.
فلوتاسيون كاسيتريت با اندازه J.1 m 15- 40 بيشتر توسط اسيدهاي ارسنيك انجام مي شود. كانه هاي حاصل از كانسارهاي پلاسر توسط فرايندهاي هوازدگي طبيعي شكسته و بر اساس سرعت ته نشيني ذرات معلق جداسازي شده اند. كاسيتريت هاي دانه ريز با ماسه و گراول هاي درشت تر مخلوط شده اند. بر روي صفحات فلوتاسيون لايروبي كه در استخرهاي لايروبي مصنوعي كار گذاشته مي شود، ابزارهاي فراوري قرار مي گيرند كه تغليظ اوليه را جهت مراحل بعدي فراوري در كنار ساحل انجام مي دهند. كانه ها از يك الك غلطكي عبور مي كنند ولي گراول هاي دانه درشت (20 – 10 ميلي متر) چوب و ساير مواد خارجي در پشت الك باقي مي مانند. موادي كه از الك عبور مي كنند ابتدا به هيدروسيكلون و سپس به الك لرزان سه مرحله اي انتقال داده مي شوند تا تغليظ فلزات سنگين جهت مراحل بعدي فراوري صورت گيرد. در مورد كانه هايي كه از پلاسرهاي خشكي با استفاده از water cannon و يا پلاسرهاي دريايي با استفاده از كشتي هاي ويژه داراي پمپ هاي مكش استخراج مي شوند از روشهاي سنتي فراوري مانند الك هاي لرزان و يا الك هاي ناوداني استفاده مي شود.
ذوب :
بعلت اينكه مهمترين كاني حاوي قلع كاسيتريت (SnO2) است واكنش كربوترميك در ذوب اين كانه از اهميت بالايي برخوردار است. در ذوب قلع بايستي وابستگي دمايي اين واكنش و رفتار فلزات را مدنظر قرار داد. محصولات بدست آمده بنيان رنگ هاي سراميك را تشكيل مي دهند و شامل قلع واناديوم زرد، قلع آنتيموان خاكستري و كروم قلع صورتي است. پايداري دمايي رنگهاي قلعي استفاده از آنها در لعاب كاري را ممكن مي سازد.
الكترودهاي تشكيل شده از SnO2 در توليد شيشه هاي سرب بكار برده مي شوند. اين شيشه ها در مقابل خوردگي با شيشه مذاب مقاوم بوده و هنگام گرم شدن رسانايي الكتريكي بالايي دارند.
خصوصيات فيزيكي
از مهمترين كانيهاي همراه كاسيتريت مي‌توان تانتاليت، ود جينيت و اسپودمن را نام برد كه خصوصيات فيزيكي آنها در روشهاي جداسازي اين كاني‌ها از يكديگر داراي اهميت‌اند. جدول 11 مشخصات فيزيكي كاني كاسيتريت و كانيهاي همراه آورده شده است. روشهاي جداسازي ثقلي، مواد را بر اساس تفاوت در وزن مخصوصشان از هم جدا مي‌كنند. در اين روشها موادي كه چگالي بالا دارند از موادي كه چگالي پاييني دارند جدا مي‌شوند.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11148.jpg
جدول11-مشخصات فيزيکي کاني کاسيتريت و کاني هاي همراه آن
روشهاي مغناطيسي از اختلاف بين خواص مغناطيسي كاني‌ها براي جداسازي آنها از هم استفاده مي‌كنند. كانيهاي داراي يكي از سه خاصيت زير در ميدان مغناطيسي هستند:
-فرومغناطيس
-پارامغناطيس
-ديامغناطيس
كانيهاي فرومغناطيس به سادگي ميدان مغناطيسي جذب شده و از بقيه كاني‌ها جدا مي‌شوند. كانيهاي پارامغناطيس با خصوصيت متفاوت در ميدان مغناطيسي با شدت‌هاي مختلف از يكديگر جدا مي‌شوند و كانيهاي ديامغناطيس از ميدان مغناطيسي دفع مي‌شوند. جدا كننده مغناطيسي شامل يك الكترومگنت بزرگ است كه مخلوط كاني‌ها از آن عبور كرده و تفاوت در شدت ميدان مغناطيسي براي جدا كردن كاني‌ها از هم استفاده ميشود.
روشهاي معمول فرآوري سنگ معدن قلع، جداسازي ثقلي و روشهاي مغناطيسي بدون استفاده از مواد شيميايي‌اند. استفاده از فلوتاسيون در مورد كاسيتريت مشكلي است كه راه حلي براي آن ارائه نشده است. مشكل عمده اين روش مربوط به قابليت انتخاب پايين كلكتور براي جدا كردن كاني كاسيتريت از ساير كانيهاي همراه آن است. فلوتاسيون كاسيتريت عموما به وسيله كلكتورهاي اكسي هيدريليك و در محيط اسيدي (5-2 pH) انجام ميشود.
در استراليا كارخانه فرآوري گرين بوشس، كنستانتره تانتاليم و كاسيتريت را با استفاده از روشهاي جدايش ثقلي و مغناطيسي توليد مي‌كنند (شكل هاي 26 و 27)، كه در اين بخش مدار موجود در اين كارخانه ها بعنوان نمونه مدار فرآوري كاسيتريت مورد بررسي قرار مي‌گيرد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11149.jpg
شکل 26-طرح سه بعدي کارخانه فرآوري گرين بوشس {16}
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11150.jpg
شکل 27-نمودار جريان فرآوري کنسانتره تانتاليم و کاسيتريت در کارخانه گرين پوشس
خردايش
مرحله اول در فرآوري كاسيتريت، استفاده از تعدادي سنگ شكن و آسيا و مجموعه‌اي از سرندها براي رساندن سنگ به ابعاد مورد نظر است. سنگ معدن استخراج شده در مرحله سنگ شكني بوسيله يك سنگ شكن فكي و يك سنگ شكن مخروطي تا ابعاد كوچكتر از mm10 خرد ميشود، سپس با آب مخلوط شده و بوسيله آسياي گلوله‌اي تا ابعاد زير mm 5/0 آسيا.
پر عيار كني اوليه
سنگ معدن خرده شده تا ابعاد زير mm5/0، از يك مجموعه جيگ، پر عيار كننده‌هاي مارپيچي و ميزهاي لرزان عبور داده ميشود كه آن را به يك كنتسانتره اوليه يك باطله سبك‌تر مثل كوارتز تقسيم مي‌كنند (شكل 28). كنسانتره حاصل از اين مرحله كه شامل كنسانتره كاسيتريت و تانتاليت است، توسط فيلترها آبگيري شده و خشك ميشود و باطله حاصل نيز جهت بازيافت آب به تيكنرها فرستاده شده و پس از بازيافت آب به سد باطله منتقل ميشود.
جيگ يك پر عيار كننده مكانيكي است كه دانه‌هاي سنگين را از دانه‌هاي سبك به وسيله قابليتش در توليد پالس در سيال و وجود يك بستر نيمه پايدار جدا مي‌كند. خوراك ورودي، به صورت پالپ از يك خوراك دهنده در سرتاسر عرض بستر جيگ وارد ميشود و با عبور از طول بستر، به دليل ايجاد پالس در سيال توسط يك ديافراگم مكنده قابل تنظيم، مواد سبك و سنگين از هم جدا شده و مواد سنگين با عبور از بستر نيمه پايدار، توسط محفظه‌اي جمع آوري مي‌شوند. عمده‌ترين متغيرهاي مؤثر در كارآيي عملياتي جيگ عبارتند از : سرعت پالس، شدت پالس، ابعاد جشمه سرندها در بستر جيگ، عمق بستر و ميزان دقت پالپ ورودي. بعد از اينكه براي يك بار اين متغيرهاي عملياتي تنظيم شدند، تنها نياز به توجه كمي در حين كار جيگ خواهد بود.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11151.jpg
شکل 28-نماي کلي از مراحل پر عيار کني اوليه سنگ معدن کاسيتريت و تانتاليم در کارخانه کربن بوشس
جيگ سانتريفيوژي كلسي (KCJ)، كه از نظر عملكرد مشابه جيگ‌هاي معمولي است ميباشد بعلاوه اينكه مواد در يك سانتريفيوژ نيز مي‌چرخند، در نتيجه قابليت دستيابي به عيار بالا همراه با بازيابي بالا، كارآيي بهتر در جداسازي ذرات ريز و همچنين كانيهاي با اختلاف وزن مخصوص كم نسبت به هم را ايجاد مي‌كنند. همچنين اين دستگاه فرايندي تك مرحله‌اي است كه محصول مياني نيز توليد نمي‌كند.
جدا كننده‌هاي مارپيچي نيز ذرات را بر اساس چگالي، شكل و اندازه آنها از هم جدا مي‌كنند. در كاربردهاي معدني از مارپيچ‌ها، عموما براي بازيابي موادي با دانسيته بالا و در محدوده ابعادي 10 تا 400 مش استفاده ميشود. از مزاياي مارپيچ ها مي‌توان به موارد زير اشاره كرد:
الف- داراي ظرفيت بالايي هستند (9 تا 15 تن در ساعت براي سه مارپيچ در حال كار).
ب – به دليل اينكه جنس آنها از فايبر گلاس است، وزن خيلي كمي دارند.
ج – به دليل عدم استفاده از موتور، برق مصرف نمي‌كنند.
پالپ خوراك با درصد جامد 20 تا 40%، از بالاي مارپيچ ها وارد ميشود. وقتي پالپ از بالا به پايين مارپيچ جريان مي‌يابد، ذرات با دانسيته بالا به بخش داخلي مارپيچ منتقل شده و ذرات سبك به بخش خارجي محيط مارپيچ منتقل مي‌شوند. در طول مسير مارپيچ، محورهاي جدا كننده در محل‌هاي خاصي قرار گرفته‌اند كه با تنظيم آنها مي‌توان حد جدايش را مشخص كرد، تا هر بخش جدا شده و به يكي از دو قسمت كنسانتره و يا بخش سرريز سبك‌تر منتقل شود (شكل 29).
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11152.jpg
شکل 29-استفاده از جدا کننده هاي مارپيچي براي توليد کنسانتره کاسيتريت
كنسانتره حاصل از مرحله پر عيار كني اوليه پس از فيلتر و خشك شدن به مرحله پر عيار كني ثانويه فرستاده ميشود. در اين مرحله از روش الكترومغناطيسي و الكترواستاتيكي استفاده ميشود تا كنسانتره كاسيتريت از كنسانتره تانتاليت جدا شود و كانيهاي سنگيني كه به صورت ناخالصي همچون ايلمنيت، گارنت و تورمالين هستند، حذف شوند (شكل 30).
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11153.jpg
شکل 30-نماي کلي از مرحله پر عيار کني ثانويه سنگ معدن کاسيتريت و تانتاليم در کارخانه گرين بوشس
براي بازيابي و جدا كردن كنسانتره اسپودمن و كاسيتريت از هم، از مراحل آسيا كردن، سرند كردن، فلوتاسيون و جداسازي مغناطيبسي و ثقلي استفاده ميشود.
كنسانتره كاسيتريت حاصل داراي 70% قلع و مقدار كني تانتاليم است كه براي ذوب به كوره‌ها منتقل ميشود.
كنسانتره قلع با ذوب كردن و پالايش به فلز قلع تبديل ميشود. قبل از ذوب كردن، هر نوع ناخالصي بوسيله تشويه، فروشويي با آب و فروشويي با اسيد حذف ميشود. كاسيتريت به همراه يك عامل احياء كننده كربن و سنگ آهك و سيليس با هم ذوب مي‌شوند، تا قلع ذوب شده و در قالب ريخته شود. سپس اين قالب‌ها به وسيله روشهاي پيرومتالورژي با روشهاي الكترومتالورژي خالص مي‌شوند.
ذوب قلع بطور معمول در كوره هاي دوراني ارتعاشي انجام ميشود زيرا قابليت كنترل بر روي فرآيند بسيار بهتر بوده و سرباره تميزتري توليد ميشود. كوره‌هاي الكتريكي نيز بعضي مواقع كارخانه‌هاي توليدي كوچكتر استفاده مي شوند زيرا كارآيي انرژي بالاتري دارند. كوره‌هاي بلند و كوره‌هاي افقي براي ذوب كردن كنسانتره كم عيار قلع استفاده مي‌شوند.
همانطور كه در شكل 31 ديده ميشود، ذوب كردن در يك عمليات ناپيوسته انجام مي‌گيرد كه در آن كنسانتره كاسيتريت، عامل احياء كربن (كك) و روان كننده شامل سنگ آهك و سيليس است كه براي 10 تا 12 ساعت در يك فرآيند دو مرحله‌اي ذوب مي‌شوند. در مرحله اول، مونواكسيد كربن در كوره توليد ميشود و با كاسيتريت واكنش مي‌دهد تا قلع و دي اكسيد كربن توليد شود. روان كننده سيليس با كاسيتريت تحت شرايط احيايي واكنش مي‌دهد تا استانات يليس به دست آيد. آهن نيز كه در كنسانتره وجود دارد، با سيليس واكنش داده و سيليكات فرو توليد مي‌كند. در مرحله دوم، سيليكات‌ها با روان كننده‌ها ذوب مي‌شوند تا سرباره مايعي را توليد كنند.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11154.jpg
شکل 31-نماي کلي از مراحل توليد فلز قلع از کنسانتره کاسيتريت
گاز توليد شده از مراحل ذوب فلز به يك دستگاه تصفيه كننده فرستاده ميشود تا ميزان . SO2 رها شده در محيط كنترل شود. آلاينده‌هاي ديگر شامل آجرهاي ديواره كوره ذوب و فيلترهاي مصرف شده‌اند كه هر دو آنها قابل بازيافت هستند
بعد از ذوب، محصول فرآيند ناپيوسته به يك محيط ته نشيني فرستاده ميشود. سر ريز محيط ته نشيني جمع آوري شده و مجددا ذوب ميشود در حاليكه قلع ذوب شده باقي مانده به دا خل قالب ها ريخته ميشود (قلع آندي) تا خالص شود.
قلع ناخالص، عموماً به وسيله عمليات حرارتي (پيرومتالورژي) خالص ميشود، اما مي‌توان از روشهاي الكترومتالورژي نيز استفاده كرد.
عمليات حرارتي شامل حرارت دادن تدريجي قالبهاي قلع تا دماي بالاي نقطه ذوب قلع و پايين نقطه ذوب ناخالصي‌هايي مانند آهن و مس است. به اين ترتيب قلع ذوب شده جدا شده و به يك ديگ منتقل ميشود و در فرآيندي تحت عنوان جوشاندن همزده ميشود تا ناخالصي‌هاي باقيمانده از سطح سرباره گيري و ذوب مجدد شود. قلع باقيمانده نيز با خلوص بالاي 98% قالب ريزي ميشود.
خالص سازي به روش الكترومتالورژي نياز به سرمايه گذاري اوليه بالاتري دارد كه براي تجهيزات مورد نياز است، اما به محصول خالص تري مي‌رسد. خالص سازي الكتروليتي هم در حوضچه‌هاي اسيدي و هم در حوضچه‌هاي قليايي انجام ميشود.
حوضچه اسيدي شامل سولفات استانات، اسيدهاي كريوسولفونيك يا فنول سولفونيك و اسيد سولفوريك خالص و موادي براي جلوگيري از نشستن ناخالصي روي كاتد است، در صورتي كه آندها مقدار بالايي سرب داشته باشند، ناخالصي‌هايي در كاتدهاي قلع ايجاد ميشود كه بايد تصفيه شوند.
حوضچه‌هاي قليايي شامل استانات پتاسيم يا سديم و سودسوز آور خالص است. سربي كه در آندها وجود دارد، به صورت قطعات سرب در لجن ها ته نشين ميشود. قلع خالصي كه در حوضچه ايجاد ميشود نيز به صورت شمش براي فروش، ريخته گري ميشود.
لجن هاي باقيمانده و اسيدهاي يا قلياي حوضچه به خارج از كارخانه منتقل و براي استفاده مجدد بازيافت مي‌شوند.
مصارف عمده قلع
در جدول 12 موارد كاربرد قلع و آلياژهاي آن آورده شده است. عمده مصرف قلع در صنعت لحيم كاري ميباشد. مصرف قلع در اين صنعت به دليل تقاضاي زياد كشورهاي ايالات متحده آمريكا، ژاپن و با سهم كمتري در ديگر كمتري كشورهاي صنعتي به ميزان قابل توجهي افزايش يافته است.
9% قلع در پوشش ورقه هاي آهني با يک لايه نازک قلع کاربرد دارد.اين ورقه ها در ساخت قوطي هاي کنسرو استفاده مي شوند. 39% قلع در ساخت ورقه هاي حلبي کاربرد دارد. 24 % قلع در لحيم کاري به مصرف مي رسد. 14% قلع در تهيه آلياژهاي مهم برنز (قلع- مس)، مفرغ (قلع- سرب)،آلياژهاي مخصوص،آلياژ پوششي و برنز فسفر کاربرد دارد.
قلع به آرامي با آهن پيوند ايجاد مي‌كند و به عنوان پوشش سرب و روي و فولاد براي جلوگيري از خورندگي استفاده مي شود. ظروف فولادي تشكيل شده از قلع به طور گسترده‌اي براي نگهداري مواد غذايي استفاده ميشود و يك بخش بزرگي از بازار براي فلز قلع را تشكيل مي‌دهند.
•لحيم كاري
بدنبال كاهش مصرف قلع در صنعت حلبي سازي، صنعت لحيم كاري بزرگترين بازار مصرف قلع در جهان شده است. بر طبق گزارش رنيسون گلدفيلد صنعت لحيم كاري 31% مصرف قلع را در جهان به خود اختصاص داده است. در ژاپن 46% مصرف داخلي قلع، در صنعت لحيم كاري ميباشد.
لحيم كاري عبارت از جوش زدن دو فلز و يا دو ماده با پوشش فلزي با استفاده از فلز سوم به عنوان فلز لحيم و پركننده، به كمك حرارت ميباشد. نقطه ذوب فلز لحيم همواره از نقاط ذوب دو فلز ديگر پائين‌تر ميباشد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11155.jpg
جدول12-کاربردهاي صنعتي قلع و آلياژهاي آن
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11156.jpg
جدول 12-2
آلياژهاي لحيم كننده به دو دسته سخت و نرم تقسيم مي‌شوند. بخش اعظم لحيم كننده‌هاي سخت فلزاتي نظير طلا، نقره، روي و آلومينيوم بوده و در دماي بالايCº350 ذوب مي‌شوند. اساس کار لحيم كننده‌هاي نرم فلزات قلع و سرب بوده و در دماي كمتر از Cº350 ذوب مي‌شوند. مقدار قلع در اين لحيم كننده‌ها بين 3 تا 7% ميباشد. مصرف عمده قلع به صورت آلياژ لحيم قلع - سرب (63% قلع و 37% سرب) و تركيب نزديك به آن (60% قلع و40% سرب)بوده و به طور وسيعي در صنايع الكترونيك بكار مي‌رود. اضافه كردن فلزات ديگر به آلياژ قلع - سرب خواص ويژه‌اي به آن مي‌دهد. به عنوان مثال آنتيموان سختي آن را بالا مي‌برد، نقره مقاومت كششي را بالا برده و مقاومت خوردگي آن را زياد مي‌كند. بيسموت و اينديوم نيز نقطه ذوب آن را تا زيرCº176 پائين مي‌آورد. دامنه استفاده از آلياژهاي لحيم كنده زياد بوده و كاربرد آن را مي‌توان به دو دسته صنايع ساخت و توليد و صنايع الكترونيك تقسيم بندي كرد. كاربرد آن در صنعت شامل ساخت اتصالات لوله و لوله‌هاي خم شو، ساخت مبدل‌هاي حرارتي و رادياتورهاي اتومبيل، در ظروف و نگهداري مواد غذايي و لوازم آرايشي ميباشد. به دليل سمي بودن فلز سرب، كاربرد لحيم كننده‌هاي قلع - سرب و ساخت ظروف نگهداري مواد خوراكي و اتصالات لوله‌هاي انتقال آب شرب به طور كامل در آمريكا ممنوع شده است. بنابراين بازار مصرف اين آلياژها در اين بخش عملا حذف شده است. در حال حاضر صنعت لحيم بزرگترين بازار مصرف اين نوع آلياژها بوده و بخش اصلي براي رشد لحيم كننده‌هاي حاوي قلع ميباشد.
يكي از پيشرفت هاي اصلي در صنعت الكترونيك استفاده از فيبرهاي مدار چاپي به جاي سيم كشي‌هاي پيچيده و شلوغ در تجهيزات قديمي‌تر است. اتصال موفق قطعات الكترونيكي در حجم زياد و با هزينه كم به فيبرهاي مدار چاپي بستگي زيادي به استفاده از لحيم كننده‌هاي ارزان و مطمئن با تركيب اصلي قلع داشته است. لحيم كننده‌هاي با تركيب 63% قلع-37% سرب و 60% قلع - 40% سرب به طور گسترده در نصب قطعات الكترونيكي بر روي فيبرهاي مدار چاپي بكار مي‌رود زيرا اين آلياژها به دليل داشتن نقطه ذوب پايين، با بوردهاي مدار چاپي و قطعات الكترونيكي سازگاري داشته و به آنها صدمه وارد نمي‌كند.
از اوايل سال 1990 به دليل افزايش دانش بشر نيست به خطرات زيست محيطي مواد مورد استفاده در صنعت لحيم كاري و وضع قوانين سخت و محدود كننده بر آن، صنعت لحيم كاري مورد بررسي مجدد قرار گرفته است. استاندارد لحيم كاري تا اواخر سال 1980 عبارت از سيم لحيم قلع - سرب كمك ذوب با اساس الكل و CFC ها بوده است. از CFC ها براي پاك كردن باقيمانده كمك ذوب در محل لحيم استفاده ميشود. CFC ها براي لايه ازن بسيار مضر بوده و به همين دليل تمايل به استفاده از كمك ذوب‌هايي كه هيچ مقداري از آن در محل لحيم باقي نماند زياد شده است چنين كمك ذوب‌هايي فقط در شرايط محيطي محدود و خاصي مي‌توانند عمل كنند. يكي از اين شرايط استفاده از روش لحيم كاري در محيط خنثي نيتروژن ميباشد. از آلياژهاي مورد استفاده در اين روش آلياژ 62% قلع، 38% سرب و 2% نقره ميباشد و آلياژ 63% قلع و 37% سرب ميباشد كه توسط شركت آمريكايي انيديوم ساخته شده است. صنايع بزرگ الكترونيك در حال حاضر از روش لحيم كاري در محيط خنثي نيتروژن استفاده مي‌كنند. چنين روشي بوردهاي الكترونيكي تميزي را توليد مي‌كند.
يكي از مهمترين مسائل صنعت قلع، افزايش نگراني در مورد استفاده از سرب در لحيم كننده‌هامي‌باشد. افزايش درصد قلع در اين لحيم كننده‌ها به عنوان جايگزين سرب، يكي از علت‌هاي اصلي افزايش مصرف قلع بوده است. سرب از فلزات بسيار سمي است. دفن زباله‌هاي الكترونيكي سرب دار كه بازيافت آنها اقتصادي نمي‌باشد باعث ميشود كه سرب موجود در اين زباله‌ها آزاد شده و وارد آبهاي زير زميني كه منبع اصلي تأمين آب شرب ميباشد شود. همچنين سوزاندن زباله‌هاي الكترونيكي باعث ميشود كه سرب آنها وارد جو زمين گردد و در نتيجه انتظار مي‌رود كه صنايعي كه از لحيم كننده‌هاي سرب دار استفاده مي‌كنند در دهه اخير خصوصاً در آمريكا به شدت محدود شده و يا ممنوع گردند. اين محدوديت‌ها و ممنوعيت‌ها مي‌تواند به صورت وضع ماليات بر مصرف سرب، تحميل تجهيزات بر توليد كننده‌ها براي بازيافت كامل سرب و يا منع كامل استفاده از سرب در لحيم كننده‌ها باشد. از طرفي به دليل نفوذ بالاي صنعت الكترونيك آمريكا هر گونه محدوديتي در اين زمينه بايد بر صنايع الكترونيك كشورهاي ديگر نيز اعمال گردد. در نتيجه نياز به ساخت لحيم كننده‌هاي قوي‌تر، مقاوم‌تر و كم خطر تر كه بتواند نياز صنايع الكترونيك و صنايع جديد آينده را فراهم كند وجود دارد.
لحيم كننده‌هاي سرب دار را مي‌توان به صورتهاي ذيل جايگزين كرد :
•با يك لحيم كننده بدون سرب كه در حال حاضر موجود باشد.
•با يك آلياژ لحيم جديد
•با يك روش جديد اتصال قطعات مانند چسب هادي
شركت آمريكايي اينديوم در سال 1994 يك لحيم كننده بدون سرب وارد بازار كرد و ادعا نمود كه مناسب‌ترين جايگزين براي لحيم كننده با تركيب 63% قلع - 37% سرب بوده و نقطه ذوب و خواص روان شدگي آن مانند آلياژ قلع - سرب ميباشد. آلياژ جديد 227 Indalloy نام داشته و از تركيبي از 2/77% قلع 20% اينديوم و 8/2% نقره ساخته شده است.
اين آلياژ در حال حاضر گران ميباشد. اما اگر قوانين محدود كننده و مالياتهاي سنگين بر مصرف سرب در صنايع الكترونيك بسته شود. چنين آلياژي مي‌تواند بسيار سودمند باشد. اگر اين آلياژ به عنوان تنها جايگزين لحيم كننده قلع - سرب بكار گرفته شود در آن صورت فقط در آمريكا تقاضا براي قلع به منظور برآوردن احتياج صنايع الكترونيك به 16600 تن در سال خواهد رسيد.
در ژاپن شركت معدني و ذوب ميتسوئي و شركت مواد شيميايي هاريما با همكاري مؤسسه جوشكاري وابسته به دانشگاه اوزاكا در اوايل سال 1995 دو آلياژ با تركيب قلع - نقره و تركيب قلع - سرب بوده و علاوه بر اين مقاومت خستگي آن ها از آلياژ قلع - سرب بيشتر است. ساخت لحيم كننده‌هاي قلع دار بدون سرب در حال حاضر يكي از زمينه‌هاي تحقيقاتي شركتهاي بزرگ انگليسي و ژاپني ميباشد.
براي ساخت يك آلياژ لحيم مناسب كه جايگزين لحيم كننده قلع - سرب شود چهار عامل زير را بايد مد نظر قرار داد. نقطه ذوب آن كمتر از Cº260صدمه جدي به قطعات و بوردهاي الكترونيكي وارد مي‌كند.
لحيم كننده جديد بتواند به سادگي به فلزات صنعتي نظير طلا، نقره، سرب، پالاديوم، قلع، نيكل و آهن آغشته شود، مقاومت كلي، مقاومت خستگي و خوردگي بالايي داشته و با كمك ذوب‌هاي فعلي سازگار باشد. عناصر سازنده آن نبايد سمي باشد لذا فلزات سرب، كادميم، جيوه و تاليم را بايد حذف كرد.
بدليل مصرف زياد لحيم در صنايع الكترونيك، فلز انتخاب شده بايد به ميزان كافي و با هزينه معقول قابل تهيه باشد. به طوري كه افزايش قيمت لحيم كننده مصرف آن را محدود نكنند.
چنين معيارهايي نشان مي‌دهد كه تنها آلياژهاي غني از قلع مي‌تواند خصوصيات فوق را داشته باشد خصوصا اينكه قلع به آساني به فلزات ديگر چسبيده و نقطه ذوب آن نيز پائين است. مصرف آلياژ قلع - سرب در حدود 60000 تن در سال تخمين زده ميشود كه 40% آن سرب است. به ازاي هر يك درصد جانشيني فلز سرب با فلز انتخاب شده مقدار فلز مورد نياز به حدود 500 تا 600 تن در سال خواهد رسيد. اين عامل نيز باعث ميشود كه از فلزاتي نظير اينديوم و گاليوم نيز صرف نظر كرد.
در راستاي انتخاب آلياژ مناسب براي جايگزيني با آلياژ قلع - سرب 50 نوع آلياژ مورد بررسي قرار گرفت كه در مرحله بعد پس از ارزيابي نهايي 6 آلياژ به عنوان لحيم كننده جايگزين آلياژ قلع - سرب انتخاب شده است كه تركيب اين آلياژها در جدول 13 نشان داده شده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11157.jpg
جدول 13-آلياژهاي انتخابي براي ارزيابي لحيم کننده هايبدون سرب
در جدول 13، Reflow و Wave دو نوع لحيم كاري متفاوت و متداول ميباشد. در لحيم كاري Reflow، آلياژي به صورت پودري ريزدانه در خميري از يك ماده كمك ذوب قرار داده شده است. اين خمير به مقدار كافي در محل اتصال قطعات گذاشته ميشود، سپس پودر الكترونيكي مزبور از تونلي با هواي گرم عبور داده شده و بدين ترتيب عمل لحيم كاري انجام ميشود. در روش لحيم كاري Wave پودر الكترونيكي تحت تأثير در موج حرارتي قرار مي‌گيرد. بدين ترتيب كه ابتدا بورد تحت تأثير يك دماي اوليه 120-100 درجه سانتي گرادي قرار گرفته و سپس توسط يك دماي 250-235 درجه سانتيگرادي عمل لحيم كاري انجام ميشود. سرعت لحيم كاري در اين روش بالاتر است اما شوك حرارتي حاصل از اختلاف محدوده‌هاي دمايي ممكن است به قطعات صدمه وارد كند.
بررسي‌هاي بعدي نشان داده است كه آلياژ با تركيب Ag 5/3% - 2 Sn و Cu 7%-Sn براي لحيم كاري مناسب‌تر هستند.
مؤسسه پلي تكنيك ريسلير بر روي جايگزيني آلياژهاي قلع - سرب با آلياژ قلع بيسموت مطالعه كرده است. اين مطالعات نشان داده است كه لحيم كننده قلع - بيسموت مي‌تواند جايگزين مناسبي براي آلياژ قلع - سرب باشد زيرا خواص مكانيكي آن از آلياژ قلع - سرب بهتر است با اين حال لحيم كننده قلع - بيسموت به پايه‌هاي مسي قطعات مكانيكي خوب آغشته نمي‌شود و نمي‌چسبد. ولي اگر اين پايه‌ها داراي روكشي از آلياژ قلع - بيسموت باشد اين مشكل برطرف خواهد شد.
لحيم كننده قلع – بيسموت در هنگام سفت شدن يك ساختار زبر و ناصافي را تشكيل مي‌دهد كه اين عيب را مي‌توان با اضافه كردن 1% فلز مس برطرف كرد و يا روند آن را كند نمود. اين لحيم وكننده وقتي كه سرد و سفت شد اتصالي تشكيل مي‌دهد كه داراي حداكثر مقاومت برشي بوده و در مقابل شكسته شدن حالت چكش خواري و انعطاف پذيري از خود نشان مي‌دهد. اين مزايا ممكن است باعث ميشود كه اين لحيم كننده بتواند مستقيما به عنوان جايگزين آلياژ قلع - سرب در كاربردهاي مختلف شود. نرم جديد اروپا در استفاده از لحيم كننده‌هاي بدون سرب، آلياژ قلع - بيسموت ميباشد.
در حال حاضر توجهات بر روي كاربرد عملي لحيم كننده‌هاي بدون سرب متمركز شده است و اين كار مستلزم يك بازنگري جديد در روشهاي لحيم كاري، تركيب شيميايي كمك ذوب مورد استفاده، دماي لحيم كاري، روكش پايه‌هاي قطعات الكترونيكي و … ميباشد. سرعت بالا و موفق مونتاژ قطعات الكترونيكي مستلزم آن است كه سطوحي كه لازم است به همديگر لحيم شوند، قابليت لحيم پذيري بالايي داشته باشند. اين خاصيت را مي‌توان با آبكاري بخش هاي لحيم كاري قطعات الكترونيكي با يك فلز مقاوم در برابر خوردگي و سازگار با آلياژ لحيم ايجاد كرد. از آنجا كه اين فلز روكش بايد بدون سرب باشد، مؤسسه بين المللي تحقيقات قلع (ITRI)، آلياژهاي روكش بدون سرب زيادي ساخته است كه باز هم به نظر مي‌رسد آلياژهاي غني از قلع براي اين منظور مناسب تر مي‌باشند.
با وجود اين تحقيقاتي كه براي ساخت لحيم كننده‌هاي جديدي كه از موادي غير از قلع ساخته مي‌شوند مي‌تواند بازار قلع را خراب كند، به عنوان مثال شركت ژاپني «نيپون الكترونيك گلاس» يك نوع لحيم جاي لحيم كننده قلع - طلا استفاده كرد. اين لحيم كننده كه از تركيبي از اكسيد مس و شيشه براكس سرب ساخته شده است، بسيار ارزانتر از لحيم كننده قلع - طلا بوده و بدليل نقطه ذوب پائين‌تر، به قطعات الكترونيكي نيز صدمه وارد نمي‌كند.ژ
به غير از صنعت الكترونيك، در ديگر صنايع نيز از لحيم كننده‌هاي قلع دار استفاده ميشود. به عنوان مثال در صنعت جواهرات و طلاسازي، مركز تحقيقات هيرست وابسته به شركت جي اي سي ماركوني در انگلستان نوعي روش لحيم كاري ديفيوژني با حرارت پائين ابداع كرده است كه براي اتصال قطعات طلا كاربرد دارد.
در اين روش حجم بسيار كوچكي از لحيم كننده در محل اتصال قطعات طلا تزريق شده و كل مجموعه با هم پرس مي‌شوند. كه در نتيجه لحيم كننده در يك واكنش هم دما با قطعات طلا در محل اتصال، باعث جوش واحدي در نقطه اتصال ميشود. بررسي ها نشان داده است كه فلز قلع براي اين نوع روش لحيم كاري بسيار مناسب است.
ميزان مصرف قلع در لحيم كاري
قلعي كه بيشتر در صنعت الكترونيك بكار مي‌رود. داراي حداقل 98/99% قلع، و حداكثر 03/0% بيسموت و 01/0% نقره ميباشد. افزايش تقاضاي كاهش ناخالصي قلع مورد استفاده در صنعت الكترونيك باعث شده است كه تقاضا براي قلعي با عيار 99/99% كه درصد سرب آن زير 005/0 باشد زياد شود. مشخصات قلع خيلي خالص N4 و N5 توسط شركت بين المللي جين گلد اشميت تهيه شده است در جدول 14 آورده شده است.
ليست شركتهاي عمده توليد كننده لحيم قلع نيز در جدول 15 آورده شده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11159.jpg
جدول 15-شرکتهاي عمده توليد کننده لحيم هاي قلع
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11160.jpg
جدول 15-2
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11161.jpg
جدول 15-3
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11162.jpg
جدول 15-4
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11163.jpg
جدول 15-5
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11164.jpg
جدول 15-6
مصرف قلع در لحيم كننده‌ها به علت افزايش نياز صنايع الكترونيك آمريكا و كشورهاي خاور دور از اوايل سال 1990 بالا رفت. افزايش مصرف قلع از 53400 تن در سال 1991 به 56900 تن در سال 1992 رسيد. با وجود ركورد صنايع الكترونيك ژاپن و اروپا، در سال 1993، رشد مصرف قلع محدود شد.
مصرف قلع در لحيم كننده‌ها با توجه به محل مصرف نهايي اين لحيم كننده‌ها متغير است. مصرف لحيم كننده‌ها در بسياري از موارد رايج كاهش پيدا كرده است. در بخش خودروسازي، بدليل استفاده از پر كننده‌هاي پلاستيكي و استفاده از رادياتورهاي آلومينيومي بجاي رادياتورهاي مس - برنجي مصرف لحيم كنندهاي قلع دار كاهش پيدا كرده است. رادياتورهاي آلومينيومي بدليل سبكي و سادگي ساخت و كارايي بهتر در صنايع خودروسازي به ميزان قابل توجهي جايگزين رادياتورهاي برنجي شده‌اند. در آمريكا، در آينده‌اي نزديك رادياتورهاي آلومينيومي جايگزين رادياتورهاي برنجي خواهند شد. فورد موتورز و جنرال موتورز تمام توليدات خود را به رادياتورهاي آلومينيومي مجهز كرده‌اند. بيشتر توليد كنندگان اروپايي و برخي از توليد كنندگان ژاپني نيز به سمت آلومينيومي كردن رادياتورهاي، خودروهاي ساخت خود روي آورده‌اند.
در مناطقي نظير ژاپن كه هنوز از رادياتورهاي مس - برنج استفاده ميشود، هر گونه ركود در صنايع خودروسازي باعث كاهش شديد مصرف لحيم كننده‌هاي قلع دار خواهد شد. در اروپا توليد اتومبيل با 14% كاهش در سال 1993 از 63/12 ميليون اتومبيل به 83/10 ميليون دستگاه رسيده است. در نيمه اول سال 1994 توليد خودرو در ژاپن با كاهش ساليانه 11 درصد تا مرز 2/5 ميليون دستگاه كاهش پيدا كرد. اين امر بدليل افزايش ارزش ين و جابجايي خط توليد از ژاپن به كشورهاي ديگر بوده است.
در بخش لوله‌كشي استفاده از لوله‌هاي سربي و لحيم كننده‌هاي سرب دار در آمريكا و اروپا ممنوع شده است. در حدود لوله‌هاي مسي بازار محدودي براي استفاده از لحيم هاي قلع با 98-95% قلع و 5-2%نقره وجود دارد. ولي در عين حال مصرف قلع در قوطي سازي بدليل استفاده از فولاد زنگ نزن كم شده است.
روند كاهش مصرف در صنايع خودروسازي، لوله‌سازي و قوطي سازي بيش از روند افزايش مصرف در صنايع الكترونيك بوده است. افزايش توليد تجهيزات و قطعات الكترونيكي براي مقاصد مختلف، تقاضا براي لحيم‌هاي قلع دار را بالا برده است. با اين وصف رشد مصرف قلع در صنايع الكترونيك از رشد توليد قطعات و تجهيزات الكترونيك پائين‌تر بوده است و اين بدليل پيشرفتهاي فني در ساخت قطعات و بوردهاي الكترونيكي با حجم كم و پيشرفت در روشهاي لحيم كاري بوده است كه باعث شده است از قلع كمتري در لحيم كاري تجهيزات الكترونيكي استفاده شود. اين كاهش مصرف خصوصاً در تكنولوژي نصب سطحي قطعات الكترونيكي بسيار مشهود است.
عامل اصلي در الگوي مصرف قلع در كشورهاي مختلف، افزايش سهم صنايع الكترونيك در مصرف قلع بوده است. مناطق عمده مصرف قلع در اين رابطه، آمريكا، كشورهاي خاور دور و تا سال 1992 كشور ژاپن بوده است.
مصرف قلع آمريكا در لحيم كننده‌ها با 13% افزايش در سال 1992 به 18461 تن و با 6% افزايش در سال 1993 به 19461 تن رسيده است كه در حدود 41% كل تقاضا براي فلز قلع ميباشد. مصرف قلع بازيافتي در صنعت لحيم از 34% در سال 1991 به 42% در سال 1993 رسيده است و اين در حالي است كه مصرف قلع بازيافتي در لحيم كننده دو سوم كل مصرف اين نوع قلع ميباشد.
كشور ژاپن با تقاضاي ماهانه 100 تن قلع خالص بزرگترين بازار مصرف را براي قلع خالص فراهم كرده است. استفاده نهايي اين قلع در صنعت الكترونيك ميباشد. حدود 800 تن قلع خالص در سال توليد داخل بوده و توسط شركت ذوب و معدني ميتسوئي و شركت نيپون‌رار متالز تهيه ميشود. مابقي نياز ژاپن در اين رابطه از شركت بلژيكي جين گلدشميت اينترنشنال وارد ميگردد.
مصرف قلع ژاپن در لحيم كننده‌ها با يك متوسط افزايش 5 درصدي در سال از 13878 تن در سال 1988 به 15892 تن در سال 1991 رسيده است. بدليل افزايش ارزش برابري ين در برابر (دلار) و جابجايي كارخانجات صنايع الكترونيك به كشورهاي ديگر مصرف قلع لحيم در ژاپن از سالهاي 1992 و 1993 به طور چشمگيري كاهش پيدا كرد.
كاهش مصرف قلع لحيم در اين سالها حدود 17% بوده است. با وجود اين انتقال صنايع الكتريكي و الكترونيكي توسط شركتهاي ژاپني به كشورهايي نظير مالزي، تايلند،تايوان و چين تقاضا براي قلع را در اين كشورها بالا برده است. در مالزي به علت رشد صنايع الكترونيك مونتاژ مصرف قلع با يك متوسط افزايش 26 درصدي از 2600 تن در سال 1990 به 5200 تن در سال 1993 تن رسيده است و بين سالهاي 1988 تا 1993 مصرف قلع در لحيم كننده‌ها با يك متوسط افزايش 13 درصدي از 1122 تن به 2600 تن رسيده است. لحيم كننده‌ها خود حدود 65 تا 70% مصرف قلع در مالزي به خود اختصاص مي‌دهند و بخش الكترونيك مالزي نيز 80% مصرف لحيم كننده‌ها را به خود اختصاص داده است. به طور مشابه در كشور تايلند نيز بدليل توليد بالاي صنايع خودروسازي و انتقال كارخانجات ژاپني به اين كشور و كشورهاي ديگري نظير تايوان و كره جنوبي، مصرف قلع تايلند با متوسط افزايش 24 درصد از 542 تن در سال 1989 به 1300 تن در سال 1993 تن رسيده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11165.jpg
جدول 16-مصرف قلع در لحيم در کشورهاي مختلف بين سالهاي 1994-1986
در كشورهاي صنعتي در آينده‌اي نزديك استفاده از لحيم كننده‌هاي سرب دار ممنوع خواهد شد اين امر به طور بارزي باعث افزايش تقاضاي قلع در اين كشورها خواهد شد. بررسي انجام شده توسط ITRI و الگوهاي مصرف صنعتي نشان مي دهد كه مناسب ترين جايگزين براي آلياژهاي قلع – سرب (63% قلع – 37% سرب)، آلياژهاي با 90 درصد قلع ميباشد. با توجه به ميزان توليد لحيم كننده‌ها و بدون در نظر گرفتن رشد صنايع الكترونيك در صورتي كه آلياژهاي قلع – سرب با آلياژهاي با 90 درصد قلع جايگزين شوند در آن صورت نياز به قلع به ميزان 15000 تا 20000 تن در سال زياد خواهد شد.
در بلند مدت كشورهاي آسياي جنوب شرقي پتانسيل خوبي براي افزايش مصرف قلع در صنايع الكترونيك هستند. يكي از شاخصهاي بررسي پتانسيل رشد صنايع الكترونيك مقايسه مالكيت سرانه تلفن در نواحي مختلف جهان ميباشد. مالكيت سرانه تلفن در حالي كه براي كشورهاي استراليا 428 نفر و سنگاپور 370 نفر در بين 1000 است، براي كشورهاي هند فقط 7 نفر، اندونزي 6 نفر و چين 16 نفر ميباشد. از آنجا كه سه كشور اخير حدود 2 ميليارد نفر از جمعيت جهان را تشكيل مي‌دهند بنابراين بازار مصرف خوبي براي تجهيزات و قطعات الكترونيك مي‌باشند.
•آلياژهاي زودگداز
آلياژهاي زودگداز آلياژهاي هستند كه نقطه ذوب آنها بين 20 تا 170 درجه سانتيگراد ميباشد. اين آلياژها بر پايه سيستمهاي آلياژهاي يوتكتيك بوده و از فلزات با نقطه ذوب پائين مانند بيسموت، قلع، سرب، كادميم، گاليم و در برخي موارد در مورد آلياژهاي خاصي از جيوه ساخته مي‌شوند. آلياژهاي يوتكتيك آلياژهاي هستند كه نقاط ذوب و انجماد يكساني دارند.
فلز قلع به دليل داشتن خواص چكش خواري خوب، نقطه ذوب پائين، سبك بودن، روان شدگي بالا در حالت ذوب و پائين بودن سرباره آن، در ساخت آلياژهاي زودگداز به كار مي‌رود.
آلياژهاي زودگداز از نظر نقطه ذوب به سه دسته زير Cº70، Cº ْ103-70 و Cº17-103 تقسيم مي‌شوند. آلياژهاي با نقطه ذوب بالا داراي قلع بيشتري بوده و مقدار آن تا 67% قلع مي‌رسد.
اين آلياژها از سيستمهاي دوتايي يا سه تايي قلع، بيسموت، كادميم و يا سرب ساخته مي‌شوند. هر چه نقطه ذوب آلياژ پائين‌تر باشد قلع آن كمتر و تعداد فلزات تشكيل دهنده آن بيشتر است.
آلياژهاي زودگداز براق بوده و سطح آن ها تيره نمي‌گردد و در اثر ذوب شدن‌هاي مكرر ساختار آن تغيير نكرده و هدر روي آن بسيار پائين ميباشد. اين آلياژها تحت تأثير تنش‌هاي ناگهاني شكننده بوده اما با اعمال تنش‌هاي آرام و تدريجي خاصيت چكش خواري از خود نشان مي‌دهند. جدول 17 تركيب آلياژهاي زودگداز صنعتي را نشان مي‌دهد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11167.jpg
جدول 17-ترکيب ،نقطه ذوب و برخي خواص و کاربردهاي آلياژهاي زود گداز صنعتي
از آلياژهاي زودگداز در وسايل ايمني، نظير وسايل ضد حريق خطوط هوايي بازرگاني، در جلوگيري از انفجار موتور ماشين‌هاي جنگي، در جلوگيري از شليك ناخواسته گلوله از تسليحات جنگي و در مدارات مربوط به ايستگاه‌هاي آتش نشاني استفاده ميشود. علاوه بر اين در بوردهاي تراشه‌هاي الكترونيكي در تجهيزات نفت و گاز در خطوط لوله و گازخانگي كاربرد دارد. آلياژهاي زودگداز به دليل نقطه ذوب پائين در برخي موارد خاص لحيم كاري مانند لحيم كاري لوازم پيوتري و استيل كه در اثر حرارت زياد آسيب مي‌بينند، نيز بكار مي‌روند. برخي از آلياژهاي زودگداز خاصيت پوشش دهي بر روي شيشه دارند چنين آلياژهايي در ساخت سرنگ‌هاي جراحي و مواردي از اين دست كاربرد دارند.
در عمليات ماشين كاري و قالب ريزي استفاده از آلياژهاي زودگداز بسيار مورد توجه است زيرا بعد از استفاده و اتمام كار مي‌توان براي عمليات بعدي آن ها را بازيافت كرده و از آن استفاده مجدد كرد.
آلياژهاي زودگداز از تغيير شكل يافتن حصون بوده و در يك محدوده ثابت باقي مي‌مانند و از آنها در موارد بسيار فني استفاده ميشود از جمله از آلياژهاي زودگداز قلع - بيسموت در بالا بردن كيفيت پره‌هاي كمپرسورها و توربين‌ها استفاده ميشود.
در سال 1992 دو شركت جانبي گروه كوكسان به اسامي فرايز متالز و الكترو ورت با تشكيل يك شركت مشترك انگليسي - كانادايي اختيار توليد و فروش جهاني آلياژهاي زودگداز را بدست گرفتند. در واقع اين كار ابتدا توسط شركت فرايز متالز با ساخت قطعات و اجزاي نرم و انعطاف پذير از آلياژ قلع - بيسموت و آلياژ قلع - سرب -آنتيموان كه در صنايع خودروسازي و صنايع هواپيمايي كاربرد داشتند، آغاز شد.
از آلياژهاي زودگداز با تركيب 60 درصد قلع و 40 درصد بيسموت براي ساخت مدل هاي صفحه‌اي آلومينيومي ماندگار استفاده ميشود. براي ريخته‌گري آزمايشي قالب ها از آلياژ بيسموت قلع - سرب -كادميم كه در Cºْ47 مذاب ميباشد استفاده ميشود. همچنين از قالبهاي ريخته‌گري با فشار پائين از نوع آلياژهاي زودگذر به عنوان مدلهاي مومي در ريخته گريهاي بسيار دقيق استفاده ميشود.
از آلياژهاي قلع - بيسموت كه توسط شركت آلفا فراي - شركت جانبي گروه كوكسان - توليد ميشود، در ساخت كپسول هاي تحت فشار سبك وزن نظير كپسول‌هاي آتش نشاني مورد استفاده در هواپيماها استفاده ميشود.
شركت محصولات شيميايي و معدني (MCP) انگلستان آلياژهاي زودگذر با سختي و دوام بالاتري ساخته است كه در مقياس صنعتي به عنوان ابزار آلات پرس براي شكل دادن ورقهاي بدنه در صنايع خودروسازي بكار مي‌رود.
• آلياژهاي لحيم كاري سخت
بريزينگ يا لحيم كاري سخت در واقع جوش دادن دو يا چند قطعه فلزي بوسيله يك فلز پر كننده به عنوان فلز لحيم، در دماي بالاي Cº ْ450 ميباشد. اين عمل با استفاده از حرارت و يك كمك ذوب شيميايي در محيط آزاد يا خلا انجام مي‌گيرد. روش كار مشابه لحيم كاري معمولي است اما اتصال بدست آمده در اين روش بسيار محكم‌تر است.
آلياژهاي بريزينگ معمولا آميزه‌اي از فلزات نقره، مس، روي، كادميم است از اين آلياژها در دماهاي 600 تا 800 درجه سانتيگراد استفاده ميشود. فلز كادميم در اين آلياژها سمي بوده و در چنين دماهايي بخار شده و وارد محيط ميگردد علاوه بر اين به دليل وجود فلز كادميم هزينه ساخت اين آلياژ بالاست. به منظور كاهش هزينه ساخت اين آلياژ و پائين آوردن درجه سمي بودن آنها از فلز قلع به عنوان جايگزين كادميم استفاده ميشود.
در حال حاضر از آلياژهايي با تركيب مس (40%-15) – قلع (15%-5) – منگنز به عنوان آلياژ لحيم در جوشكاري سخت براي جوش زدن مس به مس، فولاد نرم به فولاد نرم و مس به فولاد نرم در دماهاي بين cْ85-75 استفاده ميشود. اين آلياژها علاوه بر ارزان بودن، درجه سمي بودن آنها نيز پائين است.
از آلياژهاي مس - قلع - فسفر و مس - قلع فسفر نيكل نيز براي جوش دادن قطعات ساخته شده از مس و آلياژهاي مسي، در دماي Cº ْ75-65 استفاده مي‌كردند. از آلياژ مس 30% قلع 12% بيسموت نيز براي جوش دادن مس به مس و مس به فولاد نرم در دماي Cº ْ800-750 استفاده ميشود.
ITIR نيز در حال تحقيق بر روي ساخت آلياژ مس - قلع - نيكل به منظور جوش دادن قطعات ساخته شده از فولاد زنگ نزن ميباشد. اين نوع لحيم كاري پتانسيل كاري خوبي در صنايع هوايي دارد.
•آلياژهاي بابيت يا سفيد، فلزات سفيد و فلزات ضد اصطكاك
اين گروه شامل آلياژهايي با قلع مانند پيوتر، ورشو، و آلياژهايي با ياتاقان قلع دار است. بجز برنج، برنز مصرف قلع در آلياژهاي ياتاقان در اوايل سال 1990 پائين آمد. مصرف قلع در آلياژهاي بابيت و ورشو در آمريكا از 458/2 تن در سال 1986 (6% كل تقاضا) به 1812 تن در سال 1993 (3% كل تقاضا) كاهش پيدا كرده است با اين وجود در انگلستان ورشو يك تقاضا 1500 تن در سال براي فلز قلع ايجاد كرده است كه معادل 14% كل مصرف قلع ميباشد.
در كشورهاي آسيايي جنوب شرقي مانند تايلند به دليل رونق صنعت توريسم و فروش وسايل هنري و دستي كه از آلياژ پيوتر ساخته مي‌شوند، مصرف قلع در پيوتر زياد شده است. مصرف قلع شركت تايلندي THAI در پيوتر با 5/7% افزايش در سال است. 800 تن در سال 1993 برابر ميشود كه هزار تن در سال 2000 برسد.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11168.jpg
جدول 18-مصرف قلع در آلياژهاي بابيت و فلزات ضد اصطکاک،سالهاي 1994- 1986 در برخي از کشورهاي(تن)
بابيت در آستركاري ياتاقان ها به كار مي‌رود و شامل دو گروه آلياژي به شرح زير ميباشد:
آلياژهاي قلع با 2 تا 8 درصد و 5 تا 15 درصد آنتيموان
آلياژهاي سرب با 1 تا 10 درصد قلع 10 تا 15 درصد آنتيموان همراه يا بدون مواد اضافي ديگر در جدول 19 توليد كننده‌هاي اصلي بابيت آورده شده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11169.jpg
جدول 19-شرکت هاي توليد کننده آلياژبابيت در کشورهاي مختلف
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11170.jpg
جدول 19-2
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11171.jpg
جدول 19-3
آلياژهاي ياتاقان داراي ساختماني كريستالي در يك زمينه نسبتاً نرم اما صلب هستند. هنگامي كه از اين آلياژها به عنوان آستر فلزات استفاده ميشود، فلزات ديگر بر روي آنها مي‌لغزند. آلياژهاي بابيت مانند ديگر آلياژهاي ياتاقان بايد همزمان داراي مقاومت بالا سختي بالا، مقاومت خوردگي بالا و قابليت سازگاري و بكارگيري بالا باشند.
آلياژهاي ياتاقان با قلع بالا بهترين قابليت بكارگيري و سازگاري به ويژه براي ياتاقان هاي موتورهاي ديزلي با سرعت پائين، ميل لنگ‌ها، توربين هاي گازي، گيربوكس كشتي‌ها و ديگر بخش‌هاي ماشين‌هاي بزرگ دارند. با وحود اين بدليل اينكه مقاومت خستگي پائين دارند كاربرد اين آلياژها محدود شده است. علاوه بر اين در دماهاي بالاي Cº 130 نمي‌توانند مورد استفاده قرار گيرند.
آلياژهاي ياتاقان آلومينيوم - قلع داراي ضربي اصطكاك پائين، مقاومت خستگي و خوردگي خوب، مقاومت گرمايي مناسب مي باشند و علاوه بر داشتن خواص سطحي و خوردگي خوب، خوبي از خود نشان مي دهند. سه گروه از آلياژهاي آلومينيوم - قلع به شرح ذيل موجود مي باشد :
•آلياژهاي با قلع كم - داراي 6% قلع، حداكثر 92% آلومينيوم، 5/1% سيليكون، 1% مس و 1% نيكل (عناصر قلع، مس و نيكل به عنوان مقاوم كننده زمينه آلياژ عمل مي كند. )
•آلياژ هاي حدواسط - داراي 20% قلع و 8% آلومينيوم
•آلياژهاي با قلع بالا - داراي 40% قلع و 60% آلومينيوم
كاربرد اصلي آلياژهاي آلومينيوم - قلع در صنايع خودروسازي بوده و همراه با فولاد نرم يا چدن هاي تشكن در ميل لنگ ها بكار مي رود.
در آلياژ پيوتر نيز فلز به مقدار زيادي وجود دارد. پيوتر هاي جديد حاوي 90 درصد قلع همراه با 1 تا 8 درصد آنتيموان و 5/0 تا 3 درصد مس مي باشد و گاهي نيز به منظور افزايش سختي بيسموت به آن اضافه ميشود. تركيب اسمي پيوتر ريخته گري ْ92% قلع، 5/7% آنتيموان و 5/0% مس مي باشد. تركيب پيوتر ورقه اي نيز 91% قلع، 7% آنتيموان و 2% مس مي باشد.
امروزه از اضافه كردن فلز سرب به آلياژ پيوتر بدليل سياه كردن آن خودداري ميشود. بسيار چكش خوار بوده و به آساني شكل پذير است و تقريبا مي توان آن را به هر شكلي در آورد. لوازم پيوتري معمولاً بوسيله ريخته گري جاذبه اي، ريخته گري فشاري و با ريخته گري سانتريفيوژي توليد شده و به وسيله روشهاي فلز كاري مانند روش شكل دهي چرخشي پرداخت ميشود. پيوتر كاربرد صنعتي ندارد اما در ساخت كارهاي دستي هنري مانند لوازم خانگي، جواهرات بدل، نشان ها و مدالها بكار مي رود.
•برنز و برنج
برنز يا مفرغ آلياژ متداول مس مي باشد كه به منظور افزايش سختي آن 10 تا 15 درصد قلع به آن اضافه ميشود. امروزه اصطلاح برنز به بسياري از آلياژهاي مس اطلاق ميشود كه در بعضي از آنها حتي فلز قلع نيز وجود ندارد.
برنج آلياژ مس - روي بوده و اغلب حاوي قلع و سرب مي باشد. بعضي از منابع تمامي آلياژ هاي مس را برنج مي نامند و برنز را نيز نوعي برنج به حساب مي آورند.
•برنز
برنز نسبت به برنج بازار مصرف بزرگتري براي قلع فراهم كرده است. مهمترين برنزهاي قلع دار، برنزهاي گوگردي با 12% قلع و حداكثر 4/0% گوگرد و برنزهاي سرخ يا فلزات جنگي مي باشد. برنزهاي سرخ، برنزهاي ريخته گري قلع بوده و حاوي 8 تا 10% قلع و 1 تا 6% روي مي باشد. حضور قلع در برنز دماي نرم شدن آن را بالا برده و هدايتش را پائين مي آورد.
برنز را مي توان به شكل تسمه، ورقه و يا شكل ريخته گري درآورد. محصولات حاصل از روش چكش كاري برنز مقاومت بالاتري از روش ريخته گري دارند و علاوه بر اين ريخته گري آليلژهاي مس و قلع مستعد بخار شدن هستند با اين وجود ريخته گري از نوع ريخته گري با قالب ماسه اي، ريخته گري با قالب فلزي ثابت و ريخته گري دقيق مهمترين روشهاي توليد محصولات برنزي بوده و به طور گسترده مورد استفاده قرار مي گيرند.
برنزهاي گوگردي در حين ريخته گري بخار نمي شوند اين آلياژها با خواص الاستيك خوب، مقاومت بالا در برابر تنش متناوب، مقاومت خستگي و خوردگي بالا داشته و در برابر مواد شيميايي مقاوم بوده و خواص پوششي خوبي دارند. از اين آليلژها در وسايل ساختماني، تشكيلف دهنده هاي مواد شيميايي نساجي و صنايع كاعذ سازي استفاده ميشود. همچنين از اين آلياژها در صنايع الكتريكي در ساخت تجهيزاتي مانند كنتاكت ها، فنرها، كليد ها و در بسياري از قطعات مكانيكي مانند فنر، پيچ، مهره و واشر، سيم جوش، پمپ، صفحه كلاچ و لوله هاي قابل انعطاف بكار مي رود.
برنزهاي سرخ در ساخت شير و اتصالات لوله و كارهاي ريخته گري كه نياز به يك آلياژ غير آهني مقاوم در برابر خوردگي دارند استفاده مي شوند. برنز هاي سرخ حاوي حدودا 10% قلع و برنز هاي سرب دار بدليل خواص ضد اصطكاكي كه دارند به مقدار قابل توجهي به عنوان فلز ياتاقان در محور چرخ لوكوموتيوها و بوش هاي موتور خودروها بكار مي رود.
برنزهاي سرب دار حاوي حداكثر 10% قلع - 25% سرب در ياتاقان هاي ماشين هاي ابزار تجهيزات راه آهن و خوردوها بكار مي رود. از برنزهاي با 5% قلع و 20% سرب نيز در شرايط با روغن كاري ضعيف مانند تجهيزات راه آهن، ياتاقان هاي ماشين آلات كشاورزي و ياتاقان هاي موتورهاي خاص با احتراق داخلي استفاده ميشود.
از كاربردهاي ديگر برنز، پوشش برنزي بر روي وسايل تزئيني ولوازم آشپزخانه، پوشش ياتاقان هاي پلاستيكي و زير پوشش براي پوشش هاي فلزي مي باشد. برنزهاي خاصي نظير آلياژ 78% مس- 5% قلع - 17% آلومينيوم در ساخت وسايل غذا خوري و آلياژ 78% مس- 2% قلع - 9% نيكل در ساخت فلز هاي حلقوي بكار مي رود. نوع خاصي از برنز كه حاوي 20% قلع مي باشد در ساخت ناقوس بكار مي رود زيرا كيفيت صداي آن بسيار خوب است.
•برنج
برنج آلياژ مس - روي است كه براي افزايش مقاومت خوردگي و سختي آن، به اين آلياژ قلع اضافه ميشود. علاوه بر اين حضور قلع در برنج رنگ روشني به آن مي دهد. برنج را مي توان به صورت حلقه، شمش، تسمه، ورق و يا ريخته گري درآورد. از كاربردهاي مهم برنج در صنعت لوله كشي براي ساخت اتصالات لوله است.
اتصالات لوله معمولاً داراي 5/1 % الي 7% سرب مي باشد اين اتصالات در حدود 40% از كالاهاي برنجي ايالات متحده را تشكيل مي دهند. فلز سرب به منظور افزايش قابليت ماشين كاري (تراش پذيري) و افزايش مقاومت خوردگي به آلياژ برنج اضافه ميشود. اعمال قوانين سخت زيست محيطي بدليل سمي بودن سرب، بازار مصرف اين آلياژ را از سال 1990 در آمريكا محدود كرده است.
بدليل چنين ممنوعيت هايي در صنعت برنج تحقيقات بر روي جايگزيني سرب با يك فلز مناسب ديگر در حال انجام است. تحقيقات انجام شده نشان داده است كه فلزاتي نظير تلوريم، ليتيم و بيسموت گزينه هاي مناسبي هستند. از اين ميان فلز بيسموت بدليل افزايش دادن قابليت ماشين كاري برنج مناسب تر بوده و علاوه بر اين براي سلامتي مضر نمي باشد.
در صنعت خودروسازي نيز مصرف برنج بدليل استفاده از رادياتورهاي آلومينيومي به جاي رادياتورهاي مس - برنج كم شده است. بسياري از شركت هاي بزرگ خودروسازي آمريكا نظير جنرال موتورز توليد رادياتورهاي خود را به طور كامل از نوع برنجي به نوع آلومينيومي از سال 1918-1994 تغيير داده اند. در اروپا نيز رادياتورهاي خود را به طور كامل از نوع برنجي به نوع آلومينيومي سازگار كرده اند.
در حال حاضر بزرگترين بازار مصرف برنج در صنايع خودروسازي، در كارخانجات خودروسازي ژاپن و كارخانجات خودروسازي ژاپني فعال در كشورهاي ديگر مي باشد. اگر چه به نظر مي رسد به دليل سبكي وزن رادياتورهاي آلومينيومي و كارايي بهتر آنها، توليد كنندگان ژاپني نيز به تغيير نوع رادياتورهاي برنجي علاقه مند هستند.
به منظور رقابت با رادياتورهاي آلومينيومي، توليد كنندگان رادياتورهاي برنجي رادياتورهاي پيشرفتهاي ساخته اند كه سبك و با دوام مي باشد. اتصالات اين رادياتورها به كمك لحيم كاري سخت و يا جوشكاري ليزري انجام شده و علاوه بر اين مقاومت خوردگي اين رادياتورها را به كمك پوششهاي الكتروفوروتيك افزايش داده اند. شركت ( نيپون دنكوزان اس آر رادياتور) اين نوع رادياتورها را براي خودروهاي تويوتا ساخته است كه در آمريكا نيز از آن استفاده ميشود. رادياتور مذكور 15% از رادياتورهاي آلومينيومي هم وزن خود در انتقال حرارت موثر تر بوده و كارايي آن نسبت به رادياتورهاي معمولي برنجي بيش از 80% است. برنج كشتي آلياژي است با 60% مس، 40% روي و 75/0% قلع كه در صنايع دريايي جايي كه سختي و مقاومت خوردگي بالا مورد نياز است استفاه ميشود. فلز كشتي دريايي نيز آلياژي با 69% مس، 30% روي و 1% قلع ميباشد و در ساخت لوله‌هاي مبرد بكار مي‌رود.
برنج‌هاي ديگري نيز كه حاوي 1 تا 2 درصد قلع ميباشد بدليل داشتن رنگ زيبا و مقاومت خوردگي بالا در صنعت ساعت سازي بكار مي‌روند.
مصرف قلع در برنز و برنج
در جدول 20 اطلاعات موجود در باره مصرف قلع در آلياژهاي برنز و برنج آورده شده است. مصرف قلع در برنز و برنج سرخ براي كشور انگلستان تا اوايل سال 1990 تقريباً ثابت مانده است و مقدار آن تا سال 1989 بين 1300 تا 1365 تن بوده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11172.jpg
جدول 20-مصرف قلع در آلياژهاي برنزو برنج بين سالهاي 1994-1986در کشورهاي مختلف(تن)
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11173.jpg
جدول 20-2
در ژاپن مصرف قلع در اين آلياژها به صورت مس روكش و آلياژ مس ريخته‌گري در سال 1993 حدود 2235 تن بوده است كه حدوداً 8% كل مصرف داخلي ژاپن را تشكيل مي‌دهد.
در آمريكا مصرف قلع در آلياژهاي برنز و برنج تا سال 1991 يك روند افزايشي علايم را نشان مي‌دهد. اما از سال 1993 به بعد مقدار مصرف قلع حدود 3093 تن بوده است كه 13% پائين تر از بيشترين مقدار مصرف قلع يعني 3934 تن ميباشد كه مربوط به سال 1989 است. دليل اصلي اين كاهش مصرف جايگزيني رادياتورهاي برنجي با رادياتورهاي آلومينيومي در صنايع خودروسازي بوده است.
برنز و برنج حدود 7% كل قلع مصرفي آمريكا را در سال 1993 را تشكيل داده‌اند. اما به ازاي 4% قلع اوليه، مقادير زيادي قلع بازيافتي در اين آلياژها مصرف ميشود.
تا سال 1988 قلع بازيافتي به طور ثابت 50% مصرف قلع را درآلياژهاي برنز و برنج تشكيل داده است. برنج و برنز در حين بازار مصرف قلع بازيافتي بعد از صنعت لحيم ميباشد و حدود 13% كل مصرف قلع را در سال 1993 به خود اختصاص داده است.
http://www.ngdir.ir/Data_SD/MineMineral/Pics/11174.jpg
جدول 21-مصرف قلع دست اول و قلع بازيافتي در کشورآمريابين سالهاي 1994-1988 بر حسب (تن )
جمع بندی: الف – قلع فلزي خاكستري رنگ با وزن مخصوص نسبي 3/7، نقطه ذوب 232 درجه سانتيگراد، نقطه جوش 2100 درجه سانتيگراد، مقاومت و سختي كم و قابليت نورد بالا است. قلع در تركيب پوسته زمين به صورت عنصر ليتوفيل مشخص شده و كلارك آن كمتر از 004/0درصد است. كاسيتريت مهمترين كاني قلع محسوب ميشود كه در كانسارها پنوماتوليتي، پگماتيتي و همچنين در حوزه كانسارهاي گرمايي ظاهر ميشود. ديگر كاني هاي مهم قلع استانين و هيدروكاسيتريت هستند.
ب – تقريباً تمام كانسارهاي قلع در داخل گرانيت ها و يا در فاصله كمي نسبت به آنها تشكيل مي شوند. كانسارهاي قلع به دو نوع كلي اوليه و ثانويه (پلاسرها) نقسيم مي شوند. كانسارهاي اوليه قلع شامل دو تيپ كانسارهاي پگماتيتي تا پنوماتوليتي و كانسارهاي گرمابي است. كانسارهاي ثانويه قلع نيز به سه صورت پلاسرهاي بر جاي مانده، رودخانه اي و دريايي هستند. همچنين كانسار قلع به صورت استثنايي و خالص در مورن هاي قلع دار يافت شده است.
ج – كانسارهاي قلع كه همراه با گرانيتها مي باشند در رژيم تكتونيكي زون تصادم دو قاره، ريفت هاي داخل قاره ها و زون فرو رانش حاشيه قاره ها كشف شده اند. مهمترين كانسارهاي قلع كشف شده، در زون تصادم دو قاره قرار دارند و به دو نوع كانسارهاي قلع گرايزني و كانسارهاي قلع رگه اي تقسيم مي شوند.
كانسارهاي قلع واقع در زون فرورانش حاشيه قاره ها نيز به كانسارهاي قلع پورفيري معروفند.
د – از ميان همه كانسارهاي قلع جهان، 1/63 درصد با گرانيت هاي مزوروئيك، 1/18 درصد با گرانيت هاي هرسنين، 6/6 درصد با گرانيت هاي كالدونين و 3/3 درصد با گرانيت هاي پركامبرين همراه هستند. در نتيجه با گذشت زمان مقدار بيشتري قلع به پوسته زمين افزوده شده است.
ه – تاكنون آنچه از كاني زايي قلع در ايران گزارش شده بيشتر به صورت كاني جانبي بوده است. با توجه به پتانسيل زمين شناسي سنگ هاي در برگيرنده و مجيط مناسب براي تشكيل كانسار قلع در ايران، وجود ذخاير اين فلز در ايران دور از ذهن نيست.
و – راهنماي اكتشافي كانسارهاي قلع، دگرساني، ويژگي هاي ژئوشيميايي، خصوصيات ژئوفيزيكي و هوازدگي است. در اكتشافات انواع كانسارهاي قلع عموماً آنومالي عناصر, Be, F, W, Sn, Re,Cs Zn قابل ثبت است. در كانسارهاي قلع اسكارني مي توان از روشهاي ژئوفيزيكي مغناطيس سنجي، گراني سنجي، و همچنين برداشت هاي هوابرد براي رسم نقشه راديو اكتيويته و همچنين راديومتري گاما و روش الكتريكي استفاده كرد.
ز- ذخاير رگه اي و اوليه به روش هاي متداول زير زميني از جمله روش كندن و پر كردن استخراج مي شوند. اما از آنجا كه منبع اصلي قلع ذخاير پلاسري نيز معروف است جهت استخراج اين ذخاير كار مي رود. روش استخراج پلاسري نيز به دو نوع كلي روش هيدروليكي و روش استخراج با شناور تقسيم ميشود.
ح – روش هاي معمول فرآوري سن معدن قلع، جداسازي ثقلي و روش هاي مغناطيسي بدون استفاده از مواد شيميايي اند. قابليت انتخاب پايين كاسيتريت توسط كلكتورها سبب شده است تا كنون روش فلوتاسيون جهت سنگ معدن قلع به طور معمول و فراگير به كار برده نشود.
ط – كنسانتره قلع با ذوب كردن و پالايش به فلز تبديل ميشود. از عمليات ذوب هر نوع ناخالصي به وسيله تشويه، فروشويي با آب و فروشويي با اسيد حذف ميشود. كاسيتريت به همراه يك عامل احياء كننده كربن و سنگ آهك و سيليس با هم ذوب مي شوند تا قلع ذوب شده و در قالب ريخته شود. سپس اين قالب ها به وسيله روش هاي پيرومتالورژي يا روش هاي الكترومتالورژي خالص مي شوند.
ي – قلع به عنوان ماده اي خطرناك و سمي در ليست مواد خطرناك سازمان هاي ايمني و محيط زيستي جهان قرار گرفته است. تركيبات آلي قلع دار معمولاً نسبت به تركيبات غير آلي آن سمي تر هستند و دلايل آن وجود قلع در قوطي ها و فويل هاي غذايي باشد. تجمعات سمي قلع در بدن در استخوانها، قلب و كبد يافت ميشود. تاثيرات ناشي از تنفس تركيبات قلع دارد در هوا موجب سوزش بيني، گلو و ريه و ايجاد سرفه و سر درد ميشود. در صورتي كه ميزان اين فلز در محيط و در مجاورت انسان بيش از حد مجاز باشد مي تواند موجب اختلال در سيستم عصبي گردد.
ك – عمده ترين مصرف قلع در صنعت لحيم كاري است، همچنين قلع در توليد آلياژهاي زودگداز، لحيم كاري سخت، دندانپزشكي، پزشكي، صنايع الكتريكي و صفحات باطري به كار برده ميشود. پودر قلع، قلع نرم، حلبي، پوششهاي قلعي و تركيبا ت شيميايي قلع، برنز، برنج و فلزات ضد اصطكاك ديگر محصولات قلع محسوب مي‌شوند.
ل – توليد سالانه كنسانتره قلع دنيادر سال 2002 محتوي 231 هزار تن قلع خالص بوده است كه در دهه 1990 رشدي در حدود 5/0 درصد در سال داشته است، توليد كنندگان عمده كنسانتره قلع دنيا در سال 2002 به ترتيب اندونزي با 8/79 هزار تن (5/37 درصد)، چين با 8/61 هزار تن (7/26 درصد)، پرو با 8/38 هزار تن (8/16 درصد)،بوليوي با 2/13 هزار تن (7/5 درصد) و برزيل با 6/11 هزار تن (5 درصد)هستند كه در مجموع بيش از 90 درصد از توليد اين محصول را در دنيا به خود اختصاص داده‌اند. ايران هيچ گونه توليد كنسانتره قلع ندارد.
م – توليد سالانه قلع خالص اوليه دنيا در سال 2002 حدود 261 هزار تن بوده است. رشد توليد اين محصول در دهه 1990 در حدود 3/2 درصد در سال بوده است. توليد كنندگان عمده قلع خالص اوليه دنيا در اين سال به ترتيب چين با 1/75 هزار تن (8/28 درصد)، اندونزي با 6/66 هزار تن (5/25 درصد)، پرو با 9/32 هزار تن (6/12 درصد)، مالزي با 9/30 هزار تن (8/11 درصد)، تايلند با 5/17 هزار تن (7/6 درصد)، بوليوي با 12 هزار تن (6/4 درصد) و برزيل با 5/11 هزار تن (4/4 درصد) هستند كه در مجموع بيش از 94 درصد از كل توليد قلع خالص دنيا را به خود اختصاص داده‌اند. در ايران قلع توليد نمي‌شود.
ن – توليد قلع ثانويه در جهان در سال 2002 در حدود 9/13 هزار تن بوده است. اين محصول در دهه 1990 با نرخ 6/2 درصد در هر سال كاهش يافته است. كشورهاي آمريكا با 4/6 هزار تن (46 درصد) و بلژيك با 6 هزار تن (43 درصد) بزرگترين توليد كنندگان قلع ثانويه بوده‌اند.
س – ميزان صادرات تجاري كنسانتره قلع بين سالهاي 1993 تا 2002 روندي نامنظم و نوساني داشته و به طور كلي از حدود 6/34 هزار تن قلع محتوي به 4/25 هزار تن قلع محتوي كاهش يافته است. ميزان صادرات اين محصول در سال 2002 در حدود 11 درصد از توليد آن را به خود اختصاص داده است. كشورهاي پور استراليا با 5/11 هزار تن (45 درصد)، پرو با 4/5 هزار تن (21 درصد)، سنگاپور با 8/3 هزار تن (15 درصد)، بوليوي با 4 هزار تن (7/15 درصد) بيش از 96 درصد از كل صادرات كنسانتره دنيا را به خود اختصاص داده‌اند.
ع – ميزان واردات كنسانتره قلع دنيا در سال 2002 در حدود 57 هزار تن قلع خالص بوده است. در طي دهه 1990، واردات اين محصول در دنيا روندي نوساني داشته و به طور كلي از 41 هزار تن به 57 هزار تن افزايش يافته است. كشورهاي تايلند (6/26 هزار تن)، مالزي (3/13 هزار تن)، چين (3 هزار تن)، مكزيك (4/2 هزار تن) بزرگترين وارد كنندگان كنسانتره قلع در دنيا هستند كه در سال 2002 اين كشورها در حدود 80 درصد از كل واردات دنيا را به خود اختصاص داده‌اند.
ف – ميزان مبادلات قلع خالص در سال 2002 در حدود 221 هزار تن بوده است. مبادلات اين محصول بين سالهاي 1993 تا 2002 در هر سال 3 درصد رشد داشته است. ميزان مبادلات قلع خالص بيش از 85 درصد از كل توليد آن را در دنيا به خود اختصاص داده است. كشورهاي اندونزي با 7/55 هزار تن (25 درصد)، سنگاپور با 1/46 هزار تن، چين با 32 هزار تن، پرو با 1/27 هزار تن، تايلند با 7/12 هزار تن و بوليوي با 8/11 هزار تن بزرگترين صادر كنندگان قلع خالص هستند كه در سال 2002 بيش از 83 درصد از كل صادرات دنيا را به خود اختصاص داده‌اند.
كشورهاي آمريكا با 5/39 هزار تن، ژاپن با 9/24 هزار تن، آلمان با 5/20 هزار تن، تايوان با 5/20 هزار تن، سنگاپور با 20 هزار تن و كره جنوبي با 17 هزار تن بزرگترين وارد كنندگان قلع خالص در دنيا هستند كه بيش از 69 درصد از كل واردات دنيا را در سال 2002 بقه خود اختصاص داده‌اند. ايران جزو وارد كنندگان قلع خالص دنيا است. ميزان واردات كشورمان از حدود 300 تن در سال 1993 به 1100 تن در سال 2002 رسيده است و با اختصاص 5/0 درصد از واردات جهاني در رتبه بيست و سوم جهاني قرار دارد.
ص – ميزان صادرات قلع آلياژي در دنيا طي سالهاي 1993 تا 2000 با رشد 2/11 درصد در هر سال به 4/44 هزار تن رسيده است. كشورهاي چين با 3/15 هزار تن، مالزي با 4/3 هزار تن و آمريكا، انگليس و سنگاپور هر كدام با 3 هزار تن بزرگترين صادر كنندگان اين محصول هستند كه و بيش از 83 درصد از كل صادرات آن را در دنيا به خود اختصاص داده‌اند. كشورهاي هنگ كنگ (1/6 هزار تن)، آمريكا (4/4 هزار تن)، ژاپن (4/4 هزار تن)، مالزي (1/4 هزار تن)، چين (3/3 هزار تن)، تايوان (7/2 هزار تن)، كانادا (5/2 هزار تن) و بلژيك (1/2 هزار تن) وارد كنندگان اصلي اين محصول هستند كه بيش از 72 درصد از كل واردات دنيا را به خود اختصاص داده‌اند. ايران وارد كننده قلع آلياژي است و در سال 2000، 40 تن واردات داشته است كه در رتبه سي و ششم جهاني قرار دارد.
ق – مبادلات ضايعات و قراضه به طور متوسط در سالهاي اخير حدود 10 درصد ميزان مبادلات قلع خالص اوليه بوده است. ميزان صادرات قراضه قلع دنيا ضمن داشتن نوسان بين سال هاي 1993 تا 2002، در اين دو سال حدود 19 هزار تن بوده است. صادر كنندگان عمده قراضه قلع كشورهاي آمريكا، انگليس، فرانسه، آلمان، ژاپن و آفريقاي جنوبي هستند. كشورهاي آمريكا، كانادا، اسپانيا، بلژيك، هلند، آلمان، فرانسه و سنگاپور نيز وارد كنندگان اصلي اين محصول در دنيا هستند.
ر – قيمت كنسانتره قلع بر مبناي قلع محتوي آن در سال هاي 1993 تا 2000 بر حسب ارزش متوسط صادرات از 4202 دلار بر تن به 4063 دلار بر تن كاهش يافته است. قيمت قلع خالص نيز ار 5376 دلار بر تن در سال 1993 به 5333 دلار بر تن در سال 2000 كاهش يافته است. قيمت قلع آلياژي در همين دوره زماني از 3748 دلار بر تن به 3912 دلار بر تن رسيده است. همچنين قيمت ضايعات و قراضه قلع نيز از 1117 دلار بر تن به 982 دلار بر تن رسيده است.
تمامي مصرف قلع ايران از طريق واردات تأمين ميشود و ميزان واردات محصولات اين فلز در سال 2002 به 1100 تن افزايش يافته است. با توجه به روند صنعتي شدن و افزايش مصرف اين فلز در صنايع كشورمان در سالهاي آتي راهكارهاي زير پيشنهاد مي‌گردند.
الف- ايران كشوري است كه داراي منابع معدني فراواني است كه هنوز بسياري از آنها كشف نشده است. شناسايي اين منابع مستلزم انجام مطالعات اكتشافي سيستماتيك با استفاده از تكنولوژي‌هاي نوين است. با توجه به پتانسيل زمين شناسي سنگهاي در بر گيرنده و با عنايت به محيط مناسب براي تشكيل كانسارهاي قلع در ايران، وجود ذخايري از اين فلزات در كشورمان دور از ذهن نيست و با كاهش ذخاير آبرفتي قلع،اسكارن‌هاي اين فلز نيز وضعيت اقتصادي خواهند يافت. بر اساس وجود تيپ‌هاي اسكارني در ايران مطالعه دقيق و بررسي بيشتر بر روي اين كانسارها جهت دستيابي به ذخاير قلع پيشنهاد ميگردد.
ب – با توجه به افزايش ميزان ضايعات و قراضه قلع در كشور، همچنين امكان واردات اين مواد از ساير كشورها با قيمت پايين، بررسي امكان بازيافت قلع و توليد قلع خالص در كشور پيشنهاد ميگردد.