کاربرد نفلين سينيت(قسمت اول)

[محسن آزماینده]

(http://ashanem.parsiblog.com/-537892.htm)
فلز استراتژيک و پرکاربرد آلومينيوم از منابع مختلفي چون بوکسيت، لاتريت پر عيار، نفلين سينيت و پدولويست سينيت و... تامين مي گردد. بدليل شرايط خاص زمين شناسي براي تشکيل بوکسيت، ذخاير معدني اين ماده در ايران تقريباً بسيار کم است. لاتريت ها از ديگر منابع تامين کننده فلز آلومينيوم هستند که در آذربايجان گستردگي فراواني داشته و از مراغه تا اروميه گسترده شده اند.

نفلين سينيت به علت ارزش فوق العاده اى که در صنعت دارد (صنايع آلومينيوم، شيشه و سراميک پلاستيک و کائوچو، تهيه پشم و شيشه معدنى، کود شيميايى و …) در اکثر کشورهاى دنيا مورد توجه فراوان قرار گرفته است. نفلين سينيت تنها در آذربايجان (بدليل شرايط زمين شناسي خاص) گسترش خوبي داشته و در ساير ايالات ايران وجود ندارد.

نفلين سينيت از يک طرف در کشورهايى که فاقد ذخاير غنى از بوکسيت هستند (شوروى، کره شمالى و …) به عنوان منبعى مهم جهت توليد آلومينا و از طرف ديگر در کشورهايى که از لحاظ منابع بوکسيت غنى بوده و يا بوکسيت ارزان در دسترس دارند (کشورهاى غربى، آمريکا، کانادا) به دليل فراوانى مقدار آلکالى (سديم، پتاسيم و کلسيم) در صنايع شيشه و سراميک کاربرد فراوان دارد. تکنولوژى تبديل شيميايى سنگ هاى نفلين دار اگر چه از توليد آلومينا از بوکسيت کمى پيچيده تر است ولى به علت محصولات جنبى با ارزش از قبيل سيمان پرتلند، کربنات هاى سديم و پتاسيم و نيز فسفات هزينه آن در کل حدود 15 تا 20 درصد ارزانتر خواهد بود.

بطور کلى اگر بخواهيم يک کارخانه توليد آلومينا از نفلين با ظرفيت سالانه 100 هزار تن را تاسيس کنيم احتياج به حدود 400هزار تن کنسانتره نفلين و بيش از 1/3 ميليون تن آهک خواهيم داشت. که دراين صورت محصولات به دست آمده به صورت زير خواهند بود:
آلومينا 100 هزار تن
کربنات سديم 60تا 70 هزار تن
کربنات پتاسيم 20 تا 30 هزار تن
سيمان پرتلند 900000 تا 1/5 ميليون تن
سنگ فسفات 15 تا 25 هزار تن

با توجه به موارد فوق استفاده از نفلين در توليد آلومينا روز به روز در حال گسترش است و تکنولوژى توليد آلومينا از نفلين علاوه بر شوروى و کره شمالى در ساير کشورهاى دنيا نيز مورد توجه قرار گرفته است، بطوريکه کشورهاى مکزيک، برزيل، امريکا و کانادا و ... نيز در حال بررسى استفاده از نفلين در توليد آلومينا مى باشند.

مطالعات اوليه زمين شناسي ذخاير عظيمى از نفلين سينيت را در آذربايجان (نفلين سينيت بزقوش در جنوب سراب، نفلين سينيت رزگاه در شمال سراب و نفلين سينيت کليبر در جنوب کليبر) تاييد نمود و اين توده هاى نفوذى که شديداً تحت اشباع و آلکالى پتاسيک مى باشند در يک امتداد خطى تقريباً شمالى - جنوبى قرار گرفته اند.

مطالعات نيمه تفصيلى بر روى توده هاى نفوذى بزقوش و رزگاه امکان استفاده از آنها در توليد آلومينا (توده بزقوش) و شيشه سراميک (توده هاى رزگاه و بزقوش) را تاييد نمود. توده نفوذى کليبر که هم از نظر ذخيره سنگى و هم از نظر مقدار نفلين و نزديکى به ذخيره آهک خلوص بالا مي تواند در توليد آلومينا و نيز سراميک مورد استفاده قرار گيرد.

نفلين سينيت بزقوش

توده نفوذى بزقوش با گسترش تقريبى حدود 30 کيلومتر مربع در 15 کيلومترى جنوب شهرستان سراب واقع شده است و قله کوه بزقوش با ارتفاع 3300 متر از سطح دريا را تشکيل مى دهد. اين توده نفوذى گدازه هاى پرفير آندزيتى ائوسن ميانى- بالايى را قطع نموده و وابسته به ماگماتيسم بعد از ائوسن مى باشد.

در اين توده چند بخش قابل تشخيص است .

بخش مرکزي توده که درشت بلور تا متوسط بلور مي باشد و قسمت اصلي توده را تشکيل مي دهد و بيشترين مقدار نفلين در اين بخش متمرکز گرديده است.

بخش پگماتيتي که در حاشيه جنوب شرقي ديده مي شود و بصورت مجموعه اي از بلورهاي درشت اورتوز و پيروکسن مي باشد که اورتوز کاني غالب بوده و تا 2 سانتي متر طول دارد.

بخش پدولوسيت دار که در منتهي اليه جنوب توده و در قله کوه بزقوش ديده مي شود و بلورهاي درشت فلدسپاتوئيد به آن حالت پرفيريتيک داده است.

ترکيب کانى شناسى آن شامل اورتوز- نفلين- آلبيت- پيروکسن- آمفيبول و بيوتيت است که مقدار نفلين در آن از 10 تا 40 درصد سنگ متغير است. کانى نفلين آن نيز از نظر ترکيب پتاسيک است. داراى ذخيره تقريبى حدود 1/2 ميليارد تن سنگ (با احتساب استخراج رو باز تا عمق 50 مترى) با عيار متوسط 5/21 درصد آلومينا مى باشد. اين توده قابل مقايسه با توده نفوذي گورباچگورسک ‏سيبري است

مطالعات تکنولوژى که بر روى يک نمونه با عيار متوسط آن در کشور کره شمالى صورت گرفته کنسانتره اى با عيار 25 درصد آلومينا و مدول M1= 4 و M2= 0.8 را نشان مى دهد، که با توجه به وجود ذخيره هاى با عيار بالاتر (ذخاير با عيار 22 تا 24 درصد Al2O3) در اين توده نفوذى امکان وجود ذخيره هاى مناسب براى توليد آلومينا در آن بسيار محتمل است. از آنجا که در آزمايشات تغليظ مقدار آهن موجود در آن به کمتر از 1/0 درصد کاهش يافته است، اين توده نفوذى مى تواند هم در توليد آلومينا و هم در صنايع شيشه و سراميک کاربرد داشته باشد.
با توجه به محاسبات و برسيهايي که در مورد توده نفلين سينيت بزقوش بعمل آمده است ذخيره اقتصادي آن بشرح زير برآورد نموده اند: مقدار 108480000 تن سنگ نفلين سينيت با عيار متوسط 28/21 درصد آلومين و مقدار 102695000 تن سنگ با عيار متوسط 63/12 درصد K2O+ Na2O بنابراين مي توان از کانه ‎آرايي بخشهاي پرنفلين توده بزقوش که بين 22 تا 27 درصد Al2O3 دارد، کنسانتره نفلين با مقدار بيش از 27 درصد آلومين بدست آورد و در نهايت در تهيه آلومينيوم از آن استفاده نمود.
اين توده نفلين که داراي پتانسيل معدني و اقتصادي بسيار بالايي است در فاصله 15 کيلومتري جنوب سراب واقع شده که به علت عدم احتياج به جاده‏سازي مناسب، ‏وجود جاده مناسب از نظر تامين آب براي واحد توليدي آلومينيوم و وجود زمين‏هاي هموار در منطقه براي احداث و تجهيز کارخانه بسيار حائز اهميت است اگر چه مقدار ناچيزي از نفلين به صورت پرتيت در داخل زمينه سنگ ‏اورتوز مشاهده مي‏شود ولي اغلب کاني نفلين به صورت بلور‏هاي مجزا و يا مجموعه کاني‏هاي بي‏شکل قرار گرفته که امکان جدايش آن را از کل سنگ تسهيل مي‏کند و همچنين با توجه به جوان بودن توده و هوازدگي بسيار کمي که دارد‏، اين پديده در جدايش کاني نفلين کمک شاياني مي‏کند اين خصوصيات سنگ‏شناسي باعث بالا رفتن عيار نفلين استحصالي از سنگ مي‏شود و مزيت بسيار بالايي براي توده است.
ويژگيهاي کانسار
کاني هاي اصلي: فلدسپات سديم و پتاسيم ونفلين
عيارمتوسط: 20%آلومينا
عناصر مفيد: Al
شکل: توده اي
نوع سنگ: سينيت
واحد ميزبان: تشکيلات آذرين
روش استخراج: روباز
نفلين سينيت رزگاه
[bietena][shademani2]

[محسن آزماینده]

نفلین سینیت به علت ارزش فوق العاده ای که در صنعت دارد (صنایع آلومینیوم، شیشه و سرامیک پلاستیک و کایوچو، تهیه پشم و شیشه معدنی، کود شیمیایی و ) در اکثر کشورهای دنیا مورد توجه فراوان قرار گرفته است.
سنگ مزبور از یک طرف در کشورهایی که فاقد ذخایر غنی از بوکسیت هستند (شوروی، کره شمالی و ) به عنوان منبعی مهم جهت تولید آلومینا و از طرف دیگر در کشورهایی که از لحاظ منابع بوکسیت غنی بوده و یا بوکسیت ارزان در دسترس دارند (کشورهای غربی، آمریکا، کانادا) به دلیل فراوانی مقدار آلکالی در صنایع شیشه و سرامیک کاربرد فراوان دارد ...
نفلین سینیت به علت ارزش فوق العاده ای که در صنعت دارد (صنایع آلومینیوم، شیشه و سرامیک پلاستیک و کایوچو، تهیه پشم و شیشه معدنی، کود شیمیایی و ) در اکثر کشورهای دنیا مورد توجه فراوان قرار گرفته است.
سنگ مزبور از یک طرف در کشورهایی که فاقد ذخایر غنی از بوکسیت هستند (شوروی، کره شمالی و ) به عنوان منبعی مهم جهت تولید آلومینا و از طرف دیگر در کشورهایی که از لحاظ منابع بوکسیت غنی بوده و یا بوکسیت ارزان در دسترس دارند (کشورهای غربی، آمریکا، کانادا) به دلیل فراوانی مقدار آلکالی در صنایع شیشه و سرامیک کاربرد فراوان دارد.
استفاده از نفلین سینیت جهت تولید آلومینا فقط در کشورهای شوروی صورت می گیرد (اخیراٌ کشور کره شمالی نیز اقدام به تاسیس یک کارخانه تولید آلومینا از نفلین نموده که به زودی به مرحله تولید خواهد رسید. کشور های مکزیک و برزیل نیز در حال بررسی و تولید آلومینا از نفلین می باشند). این کشور از سال 1932 میلادی کار بر روی نفلین جهت تولید آلومینا را شروع نموده و در سال 1941اولین کارخانه تولید آلومینا به نام ولخوف را بر اساس ماده خام نفلین تاسیس نمود که تولید اقتصادی آن از سال 1951 بر اساس سالانه 50 هزار تن آلومینا آغاز گردید. سپس کارخانه پیکالوا در سال 1959 با ظرفیت سالانه 200 هزار تن آلومینا از نفلین را تاسیس نمود و بالاخره کارخانه آچینسک را که شاید بزرگترین کارخانه تولید آلومینا در دنیا باشد در سال 1970 با ظرفیت سالانه 800 هزار تن آلومینا از نفلین تاسیس نمود. اخیراٌ نیز کارخانه ای با ظرفیت 1/5 میلیون تن در سال در این کشور طرح ریزی گردیده که بر اساس ماده خام نفلین می باشد. تکنولوژی تبدیل شیمیایی سنگ های نفلین دار اگر چه از تولید آلومینا از بوکسیت به روش بایر کمی پیچیده تر است ولی به علت محصولات جنبی با ارزش از قبیل سیمان پرتلند کربنات های سدیم و پتاسیم و فسفات هزینه آن در کل حدود 15 تا 20 درصد ارزانتر خواهد بود، بطوریکه مقایسه بین سه ماده خام نفلین (کارخانه پیکالوا) بوکسیت مرغوب (کارخانه یوگوسلاو) و بوکسیت نامرغوب (کارخانه پالودار)، سود دهی و صرفه استفاده از نفلین را نشان می دهد.
بطور کلی اگر بخواهیم یک کارخانه تولید آلومینا از نفلین با ظرفیت سالانه 100 هزار تن را تاسیس کنیم احتیاج به حدود 400هزار تن کنسانتره نفلین و بیش از 1/3 میلیون تن آهک خواهیم داشت. که دراین صورت محصولات به دست آمده به صورت زیر خواهند بود:
ـ آلومینا 100 هزار تن
ـ کربنات سدیم 60تا 70 هزار تن
ـ کربنات پتاسیم 20 تا 30 هزار تن
ـ سیمان پرتلند 900000 تا 1/5 میلیون تن
ـ سنگ فسفات 15 تا 25 هزار تن
با توجه به موارد فوق استفاده از نفلین در تولید آلومینا روز به روز در حال گسترش است و تکنولوژی تولید آلومینا از نفلین علاوه بر شوروی و کره شمالی در سایر کشور های دنیا نیز مورد توجه قرار گرفته است، بطوریکه کشورهای مکزیک، برزیل، امریکا و کانادا و اخیراٌ پاکستان نیز در حال بررسی استفاده از نفلین در تولید آلومینا می باشند. در کشورهای صنعتی غرب تولید آلومینا از بوکسیت بوده و آن هم در دست انحصارات بزرگ می باشد. از آنجا که استفاده از نفلین در تولید آلومینا مستلزم سرمایه گذاری مجدد در این زمینه و متوقف نمودن سرمایه گذاری های قبلی تولید آلومینا از بوکسیت است، این مسیله به هیچ وجه به سود انحصارات بزرگ نبوده و آنها سعی در حفظ روش سنتی کنونی تولید آلومینا از بوکسیت را دارند.
مطالعات اولیه ذخایر عظیمی از نفلین سینیت را در آذربایجان خاوری (نفلین سینیت بزگوش در جنوب سراب، نفلین سینیت رزگاه در شمال سراب و نفلین سینیت کلیبر در جنوب کلیبر) تایید نمود این توده های نفوذی که شدیداٌ تحت اشباع و آلکالی پتاسیک می باشند در یک امتداد خطی تقریباٌ شمالی جنوبی قرار گرفته اند . احتمالاٌ از تفریق یک ماگمای بازالتی آلکانی که از گوشته بالایی منشا گرفته حاصل شده اند و در امتداد یک زون کافتی میان قاره ای بالا آمده اند. به نظر می آید که اولین فاز بلورین در این سنگ ها لوسیت بوده که در اثر افزایش بخار آب پایداری خود را از دست داده و به نفلین و فلدسپات تبدیل شده است.
مطالعات نیمه تفصیلی بر روی توده های نفوذی بزگوش و رزگاه امکان استفاده از آنها در تولید آلومینا (توده بزگوش) و شیشه سرامیک (توده های رزگاه و بزگوش) را تایید نمود. توده نفوذی کلیبر که هم از نظر ذخیره سنگی و هم از نظر مقدار نفلین و نزدیکی به ذخیره آهک خلوص بالا چشم انداز بهتری را نشان می دهد در حال حاضر توسط کارشناسان سازمان زمین شناسی در دست بررسی است.
توده نفوذی بزگوش با گستش تقریبی حدود 30 کیلومتر مربع در 20 کیلومتری جنوب شهرستان سراب واقع شده است و قله کوه بزگوش با ارتفاع 3300 متر از سطح دریا را تشکیل می دهد. این توده نفوذی گدازه های پرفیر آندزیتی ایوسن میانی- بالایی را قطع نموده و وابسته به ماگماتیسم بعد از ایوسن (الیگوسن؟) می باشد. ترکیب کانی شناسی آن شامل اورتوز- نفلین- آلبیت- پیروکسن-آمفیبول و بیوتیت است که مقدار نفلین در آن از 10 تا 40 درصد سنگ متغیر است. کانی نفلین آن نیز از نظر ترکیب پتاسیک است. دارای ذخیره تقریبی حدود 1/2 میلیارد تن سنگ (با احتساب استخراج رو باز تا عمق 50 متری) با عیار متوسط 21/5 درصد آلومینا می باشد.
مطالعات تکنولوژی که بر روی یک نمونه با عیار متوسط آن در کشور کره شمالی صورت گرفته کنسانتره ای با عیار 25 درصد آلومینا و مدول M1= 4 و M2= 0.8 را نشان می دهد، که با توجه به وجود ذخیره های با عیار بالاتر (ذخایر با عیار 22 تا 24 درصد Al2O3) در این توده نفوذی امکان وجود ذخیره های مناسب برای تولید آلومینا در آن بسیار محتمل است. از آنجا که در آزمایشات تغلیظ مقدار آهن موجود در آن به کمتر از 0/1 درصد کاهش یافته است. این توده نفوذی می تواند هم در تولید آلومینا و هم در صنایع شیشه و سرامیک کاربرد داشته باشد. موقعیت ارتباطی آن بسیار مناسب و از نظر وجود منابع آب جهت احداث کارخانه در موقعیت بسیار خوبی است ولی پراکندگی ذخایر عیار بالای آن و وجود دایکهای میکروگرانیتی و نیز در دسترس نبودن ذخایر آهکی با خلوص بالا در فاصله های نزدیک کاربرد آن را به عنوان ماده خام تولید آلومینا با مشکلات جدی مواجه می سازد. تنها وجود نفلین سینیت امکان تولید آلومینا را میسر نمی سازد بلکه همجواری آن با ذخایر آهک مطلوب می تواند ایجاد چنین واحدی را اقتصادی نماید (چون برای استحصال یک تن کنسانتره نفلین حدود 4 تن آهک با خلوص بالا مورد نیاز است و از آنجا که مقدار آهک مصرفی نزدیک به 4 برابر نفلین می باشد بهتر است که کارخانه تولید آلومینا مجاور ذخیره آهکی باشد تا مخارج حمل به حداقل برسد)، زیرا حمل سنگ نفلین تا محل ذخایر آهک و بالعکس وقتی میسر است که این نقل و انتقالات در مسافت نزدیک صورت پذیرد، به خصوص که شبکه ارتباطی راه آهن درکشور ما چندان گسترده نیست تا حمل و نقل را تسهیل نماید. لذا در ایجاد این طرح لازم است علاوه بر تولید آلومینا، به تولیدات جنبی به خصوص سیمان که رقم آن بسیار زیاد است توجه خاصی مبذول داشت بطوریکه بتوان از تولیدات آن در محدوده معینی از واحد تولیدی استفاده نمود.
توده نفوذی رزگاه با گسترش تقریبی حدود 10 کیلومتر مربع و با ارتفاع کم (حدود 100 تا 150 متر از سطح توپوگرافی مجاور) در فاصله 35 کیلومتری شمال باختری شهرستان سراب و در مجاور دهکده رزگاه واقع است.کنتاکت آن با سنگ های قدیمی تر مشخص نیست و توسط رسوبات آبرفتی دوران چهارم احاطه شده است. این توده نفوذی که از نظر ترکیب کانی شناسی پودولوسیت سینیت می باشد شامل فنوکریست های درشت مکعبی پودولوسیت (بصورت مجموعه بلورهای اورتوز- نفلین- آلبیت- آنالیسم) در یک زمینه بلورین مکعب از اورتوز- پیروکسن- پلاژیو کلاز- آمفیبول و کمی نفلین است. این توده نفوذی دارای ذخیره تقریبی حدود 350 میلیون تن سنگ با عیار متوسط 20 درصد آلومینا و 13/5 درصد K2O+ Na2O می باشد. مطالعه تکنولوژی که بر روی یک نمونه با عیار بالای آن (عیار 20/5 درصد Al2O3) در کشور کره شمالی انجام پذیرفته کنسانتره ای با عیار 23% آلومینا و مدول M1= 4.20 و M2= 0.7 را نشان می دهد که با توجه به استانداردهای موجود چشم انداز جالبی را به عنوان ماده خام تولید آلومینا نشان نمی دهد. ولی آزمایشات تکنولوژی بر روی یک نمونه از آن در کشور چکسلواکی استفاده از آن را به عنوان ماده خام در صنایع سرامیک مورد تایید قرار می دهد. موقعیت ارتباطی بسیار مناسب و ترکیب تقریباٌ یکنواخت و بالا بودن مقدار آلکالی (به خصوص K2O که به بیش از 10 درصد سنگ نیز می رسد) از مزایای عمده آن می باشد ولی پایین بودن مقدار نفلین (حداکثر مقدار نفلین آن از 20 درصد سنگ متجاوز نیست) و در دسترس نبودن ذخیره آهکی مناسب در فاصله نزدیک استفاده از آن را به عنوان ماده خام تولید آلومینا نا ممکن می سازد اگر چه به عنوان ماده خام صنایع سرامیک چشم انداز روشنی را نشان می دهد.
توده نفوذی کلیبر با وسعت حدود 70 کیلومتر مربع بزرگترین توده سینیتی فلدسپاتویید دار در آذربایجان و یا شاید ایران است. این توده به شکل یک بیضی به قطر بزرگ حدود 12 کیلومتر و قطر کوچک حدود 7 کیلومتر در فاصله 1/5 کیلومتری جنوب کلیبر واقع شده و قله کوه مهرام داغ با ارتفاع 2760 متر از سطح دریا را تشکیل می دهد این توده نفوذی سنگ های رسوبی و آتشفشانی کرتاسه بالا را قطع نموده و آنها را تا فاصله یک کیلومتری اطراف خود دگرگون نموده است. از نظر ترکیب کانی شناسی به دو بخش عمده قابل تقسیم است که یکی بخش مرکزی با ترکیب سینیتی درشت بلور خاکستری رنگ با بلورهای اورتوز- نفلین- پلاژیوکلاز- بیوتیت- پیروکسن و آمفیبول می باشد که بلورهای صورتی رنگ نفلین در بخش های پگماتیتی آن به درشتی تا 4 سانتیمتر نیز می رسند. دیگری یک بخش گابرویی تیره رنگ در حاشیبه جنوبی آن می باشد که به صورت نواری بطول 10 کیلومتر و عرض 1 کیلومتر سرتاسر حاشیه جنوبی آن را تشکیل می دهد. این بخش گابرویی که ترکیب ایژولیتی دارد حاوی بلورهای پیروکسن،آمفیبول، نفلین و پلاژیو کلاز می باشد. این توده نفوذی دارای ذخیره بالایی از سنگ با عیار 22 تا 24 درصد آلومینا و عیار 13 تا 14 درصد مجموع K2O+ Na2O می باشد. مطالعات نیمه تفصیلی 4 منطقه با عیار بالای نفلین را در آن مشخص نموده که به ترتیب زیر می باشند:
1) محدوده ای با وسعت حدود 1 کیلومتر مربع در بخش حاشیه گابرویی در جنوب خاوری توده نفوذی (نزدیک دهکده پیام) با ذخیره حدود 200 میلیون تن سنگ با عیار 21 تا 24 درصد آلومینا. این بخش تا اندازه ای شبیه توده نفوذی کیاشا لیتر شوروی است که هم اکنون به عنوان یکی از بهترین ذخایر این کشور بهره برداری می شود.
2) محدوده ای به وسعت 0/5 کیلومتر مربع در بخش مرکزی توده (جنوب دهکده گلدروق) که عمدتاٌ نفلین فلدسپاتی است و مقدار نفلین در آن از 40 درصد سنگ نیز متجاوز است. ذخیره آن حدود 50 میلیون تن سنگ با عیار متوسط 22/5 درصد آلومینا می باشد. این بخش کاملاٌ شبیه سنگ های یوویتی در کشور شوروی است و می تواند بصورت مخلوط با بخش گابرویی مورد استفاده قرار گیرد.
3) محدوده ای به وسعت حدود 0/5 کیلومتر مربع در مجاور دهکده کلالکه در حاشیه خاوری توده که دارای حدود 50 میلیون تن سنگ با عیار متوسط 21/5 درصد آلومینا می باشد.
4) محدوده ای به وسعت حدود 2 کیلومتر مربع در بخش شمالی توده نفوذی در مجاور دهکده زوایه که دارای حدود 300 میلیون تن ذخیره سنگی با عیار متوسط 21/5 درصد آلومینا می باشد.
این توده نفوذی دارای ذخیره سنگی بسیار بالا، عیار نسبتاٌ بالای نفلین و موقعیت ارتباطی خیلی خوب می باشد. ضمناٌ ذخیره بخش گابرویی به علت وجود کانی های تیره فراوان در جدایش مغناطیسی کنسانتره قابل قبولی را به دست خواهد داد. نزدیکی به یک ذخیره آهکی بسیار مناسب با ذخیره نزدیک به 700 میلیون تن آهک با خلوص بالا (55/6 درصد CaO) که در فاصله حدود 35 کیلومتری شمال توده نفوذی در کناره رودخانه ارس واقع شده است نیز اهمیت این توده نفوذی را به عنوان ماده خام تولید آلومینا دو چندان نموده و آن را نسبت به دو توده رزگاه و بزگوش ارجح تر مینماید. از آنجا که کارخانه استحصال آلومینا باید در مجاور ذخیره آهکی باشد و آهک های مورد نظر نیز در کناره ارس واقع گردیده اند موقعیت کارخانه تولید آلومینا در این منطقه از نظر منابع و نزدیکی به راه آهن جلفا تبریز (فاصله ذخیره آهک تا جلفا حدود 100 کیلومتر است که طرح راه آهن جلفا مغان نیز از مجاور آن می گذرد) بسیار مناسب به نظر می رسد.

نویسنده یوسف شجاعی
سایت جامع علمی داکفا www docfa ir

[محسن آزماینده]

کاربرد های آلومینا و نحوه تولید آنها
اکسید آلومینیم یا آلومینا پودری سفید است که رطوبت هوا را جذب می کند
و ...
اکسید آلومینیم یا آلومینا پودری سفید است که رطوبت هوا را جذب می کند و در آب و اسیدها نا محلول می باشد. در طبیعت به وفور و اغلب به صورت هیدروکسیدهای ناخالص یافت می شود . بیشتر فرمهای تجارتی آن خلوص بالای 99% دارند. متداولترین ناخالصیهای اکسید آلومینیم ،سیلیس ( 1/0 % )، تیتانیم اکسید ( 01/0 % ) و اکسید آهن III ( ناچیز ) می باشند.
شاید بهتر باشد آلومینا را بر حسب کاربرد نهایی آن یا روش تولید آن دسته بندی کنیم. این نوع دسته بندی، بهتر از رده بندی بر حسب ساختار کریستالی است. انواع آلومینا شامل: آلومینای جاذب ، آلومینا برای کاتالیستها، آلومینای کلسینه شده ، آلومینای سینتر شده و آلومینای ذوب شده می باشند.
آلومینای فعال شده به عنوان جاذب برای خشک کردن گازهایی مانند هوا، آرگون، هلیوم، هیدروژن، متان، اتان، پروپان، اتیلن، کلر و ترکیبات گوگرد و فلوئورو کلرو آلکانها به کار می رود. مایعاتی را که با آلومینا می توان خشک کرد شامل: گازوئیل، کروزن ، هیدروکربنهای آروماتیک، سیکلوهگزان، بوتان و بسیاری از هیدروکربنهای کلرینه می باشند. آلومینا دوباره توسط قراردادن آن در معرض هوا یا گاز با دمای °C250 - 180 فعال می شود. شرایط اعمال شده برای فعال سازی دوباره روی طول عمر آلومینا اثر می گذارد. نوعی از آلومینای جاذب را می توان از فعال سازی حرارتی بوکسیت یا از فعال سازی سریع هیدرات تولیدی به روش بایر بین دماهای 400 تا 800 درجه سانتیگراد تولید کرد. امکان کلوخه شدن مورد دوم توسط فرایند جذب مجدد آب وجود دارد و باید در دمای 400 درجه مجددا فعال سازی شود. ژل آلومینای تهیه شده از آلومینیم سولفات و آمونیاک یا سدیم آلومینات و اسید نیز یک پیش ماده خوب جهت سنتز جاذبهاست. ماده راسب شده ، پس از شستشو، خشک و فعال می شود.
آلومیناهای مورد استفاده در کروماتوگرافی به صورت ویژه توسط فعال سازی در دمای 600 – 500 درجه سانتیگراد ساخته می شوند. آلومینای جاذب مورد استفاده برای اهداف کروماتوگرافی، پودر سفید با دانه بندی 80-200 mesh می باشد که در آب، نرم، متورم یا تجزیه نمی شود. بر روی این ماده اسید شوئی انجام نمی شود. آلومینیم اکسید مناسب برای اهداف کروماتوگرافی از آلومینیم هیدروکسید پوشیده شده ( 0% روی 150مش و 40% روی 200مش و 40% روی 325 مش ) که به آسانی در ستون بدون بستن راه نفوذ مایعات پر می شود.
کاتالیستهای آلومینایی جهت آبگیری از الکلها برای تولید اولفینها و سنتزهای دیگری که در آنهادر طول واکنش آب آزاد می شود، به کار می روند. در ضمن آلومینا به عنوان پایه یا حامل کاتالیستهای دیگر در ترکیب با سایر اکسیدهاست. مثالی از مورد اخیر، یک کاتالیست ساخته شده از آلومینا و سیلیس می باشد که به عنوان کاتالیست کراکینگ برای تهیه هیدروکربنهای سبک به کار می رود.
آلومینای به کار رفته به عنوان کاتالیست، می تواند شبیه آلومیناهای مصرفی به عنوان جاذب باشد و یا باید با روشهای ویژه پالایش شود. آلومینا باید توسط اسید شسته شود تا محتوای سدیم آن کاهش یابد. در صورت استفاده از ژل برای تولید این نوع آلومینا، ژل آغازین باید به صورت خاصی پیرسازی و پالایش شود و سپس فعال گردد. هنگامی که خلوص کاتالیست مهم است، ماده آغازین معمولا آلومینیم خالص شده می باشد. در این مورد، آلومینیم برای تولید آلکوکسیدی که بعدا هیدرولیز شده، الکل تولید می کند، به کار می رود.
آلومینای کلسینه شده در شیشه، صنعت لعاب ، سرامیکهای معمولی، آجرهای آلومینایی و سرامیکهای ویژه برای ساخت مقاومتهای الکتریکی با مقدار مقاومت بالا به کار می رود( مانند شمعهای جرقه و اجزای الکتریکی ). این ماده معولا از کلسیناسیون هیدروکسید آلومینیم حاصل از روش بایر در کوره دوار یا کوره ثابت الکتریکی به دست می آید. محصولات حاصل خواص فیزیکی گوناگونی خواهند داشت.
استاندارد ASTM F 7-66T دو دسته آلومینای مورد مصرف در قطعات الکتریکی را مطابق جدول (1) توصیف می کند[1].
جدول (1) مشخصات آلومینای مورد استفاده در تولید قطعات الکتریکی
Class A-particle size #500 nominal mesh size
Class B-particle size #900 nominal mesh size
Chemical requirements for both classes
مقدارمجاز نام جزء
99.65% min Al2O3
0.05% max CaO
0.01% max C
0.05% max Fe2O3
0.05% max Mg
0.05% max SiO2
0.05% max Total Alkali( as sodium monoxide)
300 ppm max Water soluble( as sodium chloride)
0.05% max Zirconium oxide
0.03% No other impurity to exceed
برای ساخت آلومینای سینتر شده، آلومینا خرد،آگلومره یا توسط چسبهای آلی پرس می شود و در دمای 1800-1600 درجه سانتی گراد حرارت داده می شود.
آلومینای ذوب شده به عنوان ساینده و دیرگداز به کار می رود. آلومینا در حالت آزاد نیز یک ساینده می باشد. برخی کانی های رنگی شفاف حاوی اکسید آلومینیم، عموما سنگهای قیمتی و نیمه قیمتی مانند یاقوت ، یاقوت سرخ ، زمرد سبز مشرقی و زبرجد هندی یا یاقوت زرد هستند[2].
برای ساخت آلومینای ذوب شده، اکسید آلومینیم معمولی در یک کوره قوسی با الکترودهای گرافیتی ذوب می شود. محصول حاصل پس از خردایش، از آلومینای معمولی سختتر خواهد بود. مشخصات نوعی آلومینای ذوب شده تجاری در جدول (2) خلاصه شده اند:
کروندوم طبیعی کاندا
97-98% Al2O3
1% SiO2
1% Fe2O3
کروندوم افریقای جنوبی
91-92% Al2O3
4-5% SiO2
2-3% Fe2O3
آلومینای سفید
99%( 99.5-99.7%) Al2O3
0.1% SiO2
0.01% TiO2
trace Fe2O3

Reference:
1-ASTM F 7 – 66T, Specification for Aluminum Oxide Powder (Tentative), American Society for Testing and materials, Philadelphia ,Pa.,1966.
2-F.D.Snell and C.T. Snell , Dictionary of commercial chemicals ,3rd ed., Van Nostrand Co.,Inc.,Princeton, N.J.,1962.
راحله حضرتی، کارشناس ارشد آزمایشگاه واحد تحقیقاتی آلومینای آذرشهر