بایگانی‌های پودرهای معدنی - صنعتی

دولومیت Dolomite

دارای فرمول شیمیایی CaMg(Co3)2 در سیستم هگزاگونال متبلور می‌شود ساختمان آن شبیه کلسیت است. همچنین نام نوعی سنگ رسوبی است که بیشتر از ۵۰ درصد کانی کلسیت و دولومیت دارد بطوریکه درصد دولومیت آن از کلسیت بیشتر می‌باشد. از انواع معروف آن دولومیت زین‌اسبی (saddle) است.

فرمول: CaMg(Co3)2 سیستم: هگزاگونال واکنش با اسید: در اسید کلریدریک گرم می‌جوشد.

رنگ: ته رنگ صورتی گوشتی، گاهی سفید، خاکستری، سبز، قهوه‌ای یا سیاه و بی‌رنگ است.

خواص تشخیص: غیرقابل گداختن است. قطعات بزرگ آن در اسید کلریدریک رقیق به‌آرامی خورده می‌شود ولی در اسید کلریدریک گرم می‌جوشد دولومیت پودر شده در اسیدکلریدریک سرد به راحتی حل می‌شود. نوع کریستالین دولومیت با داشتن سطوح خمیده و رنگ صورتی گوشتی قابل تشخیص است.

پیدایش: کانی دولومیت در بیشتر نقاط دنیا یافت می‌شود. بخصوص به صورت لایه‌های رسوبی یا اینکه به صورت مرمر دولومیتی در سنگهای دگرگونی و از جایگزینی مقداری منیزیم به جای کلسیم در آهکهای اولیه دولومیت به صورت ثانویه ایجاد می‌شود. در رگه‌های هیدروترمال به خصوص در رگه‌های سرب و رویی که سنگهای آهکی را قطع کرده‌اند دیده می‌شود.

کاربرد: از سنگ خرده شده آن را برای اجزاء سیمان، سنگ ریزسازی جاده و راه‌آهن و … به عنوان کمک ذوب در ذوب، تصفیه آهن و سایر فلزات، به عنوان خنثی‌گر اسیدیته خاک و بهبود گیاهان در زمینهای کشاورزی، به عنوان منبع تهیه آهک‌، به عنوان سنگ ساختمانی، عایق‌های نسوز در مبدل‌هایی که در تولید استیلهای قلیایی کاربرد دارند بکار می‌رود.

علت نامگذاری: به افتخار شیمیدان معروف آلمانی دولومی نامگذاری شده است.

گارنت Garnet

مشخصات عمومی گارنت

نام گارنت Garnet یا گرونا از واژه لاتین گراناتوس Grenatos به معنی شبیه به دانه گرفته شده است زیرا دانه های سرخ رنگ این کانی شبیه دانه میوه انار است.

مشخصات عمومی گارنت

گارنت ( گرونا و یا نارسنگ)کانی است بی رنگ تا قرمز، قهوه ای، سبز مایل به خاکستری رنگ، وزن مخصوص ۲/۴- ۵/۳ گرم بر سانتی متر مکعب، سختی۵/۷- ۵/۶ در مقیاس موس، جلای چرب یا شیشه ای، شکستگی ناصاف (صدفی)، سیستم تبلورکوبیک، فاقد رخ و شکستگی.
گارنت با فرمول عمومی A3B2[SiO4]3 می باشد که در آن: A معرف CaO , Mn2+, Mg , Fe2+ و B معرف Cr, Al , Fe3+می باشد.

گارنت ( گرونا و یا نارسنگ) با فرمول عمومی A3B2[SiO4]3 می باشد که در آن : A معرف CaO, Mn2+, Mg, Fe2+ و B معرف Cr, Al, Fe3+می باشد.

از انواع کانی های گارنت می توان به کانی‌های آلماندن، گروسولر، پیروپ، اسپسارتین، آندالوزیت، اوارکویت اشاره نمود.
گارنت یکسری ایزومورف با محلول جامد کامل ایجاد می کند. به استثنای گروناهای حاوی کروم، مابقی گروناها کمابیش به آسانی می گدازند و پس از ذوب شدن، مروارید هایی به رنگ های مختلف تولید می کنند. وجه مشخصه گارنت ها برجستگی زیاد و طبیعت همسانگرد آنها با بیرفرنژانس ضعیف است. انواع آهن دار گرونا خاصیت مغناطیسی می یابد. بیشتر گروناها در اسید ها حل می شوند.
گارنت ها به کلریت، اپیدوت (در انواع Ca دار)، سرپانتین (در انواع Mg دار) و لیمونیت(انواع Fe دار) دگرسان می شود.

مصارف عمده گارنت

ساینده: خواصی مانند درجه دمای ذوب نسبتا بالا(°C1250)، شکستگی نیمه‌گردشده تا نیمه‌زاویه دار، سیلیس آزاد کم یا صفر و مقاومت بالا در برابر حملات شیمیایی و فیزیکی باعث شده که گارنت به عنوان یک ساینده با کیفیت وسایلی مانند کاغذ سنباده و سنگ ساب بکار می‌رود.

ساینده‌های بادی:از گارنت دانه‌بندی شده و نرم در تولید دانه، پودر و خاکه صیقل دهنده استفاده می‌شود، این مواد در مرحله نهایی شیشه‌سازی، جلا دادن سرامیک و نیمه‌هادی‌ها بکار می‌روند. گارنت با اندازه دانه ثابت در ساینده‌های بادی مورد استفاده قرار می‌گیرد که بدلیل وزن مخصوص نسبتاً بالا و شکل بلوکی ذرات، فشار هوای کمتری مورد نیاز است. از این روش برای تعمیر کشتی، لوکوموتیوها، کامیون و اتومبیل، هواپیما و ساخت و نگهداری سازه‌های فولادی مانند پل، سکوهای نفتی، ایستگاه‌های برق، توربین‌ها و دیگ‌های بخار، تانکرها، خطوط لوله و هموارکردن شیشه و سنگ‌های نما مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برش با فشار آب: گارنت به عنوان ساینده، در این نوع برش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش آب با فشار mkg/m2 40 از یک دهانه باریک شلیک می‌شود. از آن برای برش دقیق فولاد، آلومینیوم، چوب، پلاستیک، کامپوزیت، شیشه، سنگ، کانکریت، سرامیک و تخته استفاده می‌شود.

فیلتر کردن: خواص گارنت سبب شده از آن در سیستم‌های فیلتر چند واسطه‌ای استفاده شود (تصفیه آب شهری، جداسازی ذرات آب‌های فاضلاب). در این نوع فیلتر‌ها، سه لایه کانی وجود دارد که اندازه آن ها از بالا به پایین کاهش و چگالی آن ها افزایش می‌یابد.
یک نوع متداول آن عبارتست از: یک لایه آنتراسیت با چگالی ۴/۱ و اندازه ذرات ۰-۵/۲ میلیمتر، ماسه سیلیسی ۶/۲ و اندازه ۱-۴/۰ میلیمتر و لایه گارنت ۴/۲-۸/۳ و ۴/۱-۰/۱ و ۶/۰-۲۵/۰ میلیمتر.
مقاومت گارنت در برابر آلوده سازی مجدد در حین مکش وارون آب از مهمترین ویژگی‌های آن است.

چاه‌های نفت:کاربرد کمتر ولی رو به گسترش گارنت در بسته‌های شنی است که در چاه‌های نفتی در موقع خروج پرفشار نفت‌های سنگین از چاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

سنگ قیمتی :یکی از کاربردهای دیگر گارنت به عنوان سنگ نیمه قیمتی است. آلماندن (قرمز بنفش) آندرادیت (سیاه تا سبز) گروسولر (سبز مایل به زرد کمرنگ) هسونیت)زرد، قهوه‌ای) پیروپ (قرمز روشن) پیروپ ـ آلماندن (قرمز) رودولیت (قرمز ـ صورتی) اسپسارتیت (صورتی ـ پرتغالی)

موارد استفاده دارویی:درباره خواص دارویی گارنت ها آمده است که هر کس آن را با خود داشته باشد از جذام، صرع و قولنج ایمن باشد.از پودر آن به عنوان سرمه چشم استفاده می شده است. برخی از غربی ها،هنوز هم معتقدند همراه داشتن گارنت در ماه اول سال میلادی یعنی ماه ژانویه، باعث خوشحالی و موفقیت در آن ماه می شود.

استانداردها
با درجه‌بندی ساینده: در درجه‌اول آلماندن به دلیل وزن مخصوص بیشتر ارجحیت دارد, آندالوزیت انتخاب دوم است. حداقل ۹۷% گارنت، کمی سیلیس آزاد, در ساینده‌های بادی اندازه ذرات ۳-۱ میلیمتر. اثر برش آبی ۱-۰۶/۰ میلیمتر (به اندازه نصف قطر دهانه خروجی)

فیلتر کردن آب: حداقل وزن مخصوص ۴، ذرات گردشده بین ۸ تا ۲۵۰ مش با ضریب یکنواختی تا حد امکان نزدیک به ۱٫

بسته‌های شن چاه‌های نفت: نیازمند بلورهای گردشده و مجزا گارنت آلماندن است.

بازیافت:یکی از قابلیت‌های گارنت در ساینده‌ها این است که می‌تواند بازپروری، پاکسازی، دانه‌بندی شده و بازمورد استفاده مجدد قرار گیرد. قیمت اولیه بالاتر در مقایسه با ساینده‌های رقیب را می‌توان با طول عمر بیشتر بر پایه بازیافت مناسب توجیه کرد.

جایگزین‌ها:در ساینده‌ها: بوکسیت و آلومینا، اکسید منیزیم، کروندم، دیاتومیت، فلدسپار، هماتیت، منیتیت، نفلین‌سینیت، الیوین، پرلیت، پومیس، ماسه سیلیسی، سرباره استارولیت، تریپلی، اکسید سیلیسیم، ایلمنیت.

فیلتر: کربن فعال شده، آنتراسیت، آزبست، سلولز، دیاتومیت، منیتیت، الیوین، پرلیت، پومیس، مایه سیلیسی و ایلمنیت.

سطح غیر لغزنده: آلومینا، سنباده، ماسه سیلیسی.

بسته‌های شن چاه‌های نفتی: بوکسیت کلسیم‌دار شده.

نمک صنعتی salt

میکا Mica

میکا Mica

میکا اصطلاحی عمومی است که به گروهی از کانی های آلومینوسیلیکات گفته می شود. این کانی ها ساختار ورقه ای شکل دارند و از ترکیبات فیزیکی و شیمیایی مختلف تشکیل شده اند.

کانی های خانواده میکا از سیلیکات های صفحه ای هستند که شامل موسکوویت، بیوتیت، فلوگوپیت، لپیدولیت و ناترونیت می گردند. موسکوویت، مهمترین و فراوانترین کانی صفحه ای به شمار می رود. موسکوویت ورقه ای در پگماتیت ها و نوع پولکی در گرانیت، پگماتیت ها و شیست ها پیدا می شود. لیپدولیت در پگماتیـت های غنی از لیتیوم تشکیل می شود. فلوگوپیت به صورت رگه ای و توده ای در پیروکسنیت ها و اسکارن های منیزیم دار گزارش شده است.
کانی های گروه میکا که از نظر اقتصادی دارای اهمیت هستند به صورت زیر طبقه بندی می گردند:
-موسکوویت، پتاسیم میکا (به رنگ سبز یا یاقوتی) ۳(H2KAl3(SiO4
-بیوتیت، منیزیم آهن میکا (به رنگ تیره) (Mg,Fe)3 Al(SiO4)3 ) (H2K)
-فلوگوپیت منیزیم میکا (زرد، قهوه ای تیره) H2K(Mg)3Al(SiO4)3
-ورمیکولیت، بیوتیت آبدار (زرد پر رنگ)
-لیپیدولیت، لیتیوم میکا (زرد کم رنگ) (KLi Al(OH,F)2Al(SiO4)3
سیستم بلوری این کانی ها منوکلینیک است. این گروه از کانی ها دارای ترکیبات مختلفی از سیلیکات آلومینیم آهن، منیزیم و میکا هستند. حضور فلوئورین، باریم، منگنز، وانادیم نیز در این کانی ها گزارش شده است. از بین این کانی ها، موسکوویت به خاطر خواص فیزیکی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی استثنایی که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورمیکولیت و فلوگوپیت هم مانند میکا از اهمیت برخوردار هستند. از بیوتیت به ندرت در مصارف صنعتی استفاده می شود.

از نظر کانی شناسی کانی های گروه میکا به سه گروه تقسیم می شوند که عبارتند از:
گروه اصلی میکا، گروه میکاهای شکننده و گروه کلریتی. همه کانی های این گروه ها دارای ساختمان منوکلینیک هستند. ساختار میکا ترکیبی از دو لایه تتراهدرال سیلیکا و یک لایه اکتاهدرال مرکزی است.
از بین کانی های میکا، موسکوویت به خاطر خواص فیزیکی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی استثنایی که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد.
موسکوویت نوع پولکی بیشتر برای ساختن صفحه های میکایی به کار می رود. مصارف بیشتر موسکوویت پولکی عبارتند از : پرکننده در سیمان، آسفالت و رنگ، تزیین بتن، جلوگیری از گیرکردن مته ها به هنگام حفاری، و نوع بسیار دانه ریز مسکویت برای بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگی و فرسایش به کار می رود.
موسکوویت نوع صفحه ای در الکترونیک(خازن ها و لامپ ها)، سـاختن ورقه ۸۴ و همچنین به دلیل خاصیت دی الکتریک آن در ساخت لوازم عایق حرارتی و الکتریکی کاربرد دارد. به علت مقاومت بالای حرارتی و شفاف بودن آن، در پنجره های کوره های الکتریکی از مسکویت بهره می گیرندمیکای ورقه ای با کیفیت بالا، عمدتاٌ مسکویت، در بسیاری از صنایع خصوصاٌ الکتریسیته به کار می رود. این امر به دلیل آن است که این کانی دارای مقاومت دی الکتریک بالاست. همچنین استفاده از این کانی از اتلاف انرژی جلوگیری می کند. از دیگر مشخصه های این کانی حساسیت الکتریکی بالا و ضریب حرارتی پایین می باشد.علاوه بر این خصوصیات، میکا در دمای بالا مقاوم باقی می ماند.
پنجره هایی که از میکا ساخته می شود دارای مقاومت مکانیکی بالایی هستند و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می کنند. انواع میکا دارای ضریب دی الکتریک بین ۵ تا۷ است. به طوریکه ازآن می توان در ساختن خازن استفاده کرد. خواص الکتریکی و مکانیکی بالای میکا همراه با چسبندگی کم و همچنین توانایی دور کردن گرما از خود باعث شده است که از آن در ساختن ترانزیستور استفاده شود و از میکا ها با ضخامت ۱/۰ میلی متر برای ساختن پوشش برای سیم ها استفاده می شود. کاربرد این سیم ها بیشتر در مبدل های الکتریکی است، که باعث کوچک تر شدن و سبک تر شدن آنها می شود.

مقاومت بالای میکا درمقابل گرما، چگالی کم و مقاومت مکانیکی بالای آن باعث شده است که از آن در ساختن مقاومت های الکتریکی استفاده شود. همچنین میکا، به دلیل بالا بودن کیفیت در تولید لیزرهای هلیوم نئون فیلترهای اپتیکی مخصوص، آسترها و پوشش برای شیشه هایی که باید فشار بالای بخار را تحمل کنند، ساخت دیافراگم برای وسایل تـنفس اکسـیژن، وسایلی جـهت ردیابی و همچنین وسایلی برای سنجش گرما استفاده می شود.
تحقیقات و آزمایش های اخیر نشان داده است که از میکا می توان در ساخت محدوده وسیعی از وسایل مانند ساختن پرده های پنکه های هوایی، ساخت داشبورد ماشین و کف پوش استفاده کرد. همچنین از آن به عنوان جانشینی برای آزبست در ساخت ترمز ماشین استفاده می شود.

جایگزین ها
میکا را به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی بالایی که دارد، در بسیاری از مصارف صنعتی استفاده می کنند و شاید بتوان گفت که جایگزینی برای آن وجود نداشته باشد. اما در بعضی موارد شن و تالک به جای آن مورد استفاده قرار می گیرند از (مانند پوشش سقف ها) از فایبر گلاس در موارد محدودی به جای میکا در ساختن پلاستیک های مخصوص استفاده می شود
میزان مصرف ظاهری میکای پولکی در جهان در سال های۱۹۹۵- ۲۰۰۰ از ۱۱۲۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۵ به ۱۳۷۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۸ افزایش داشته و پس از آن میزان مصرف کاهش یافته و به ۱۱۹۰۰۰ تن در سال۲۰۰۰ می رسد.

میزان مصرف ظاهری میکای ورقه ای در جهان در سال های۱۹۹۵- ۲۰۰۰ دارای نوسان بوده و از ۳۸۰۰ تن در سال ۱۹۹۵ به ۳۶۶۰ تن در سال ۱۹۹۸ و ۵۵۰۰ تن در سال ۲۰۰۰ می رسد

روش اکتشاف، استخراج و فرآوری
میکای نوع ورقه ای هم به صورت زیرزمینی و هم به صورت روباز استخراج می شود.

استخراج زیرزمینی
استخراج زیرزمینی با حفر یک چاه در داخل پگماتیت با عمق و زاویه مناسب انجام می گیرد. این کار توسط ماشین های حفاری که با هوا کار می کنند یا به وسیله آتشباری انجام می شود. هنگامی که میکا یافت شد آن را با دقت تمام و بدون اینکه آسیبی به آن برسد به سطح منتقل می کنند. استخراج این نوع میکا بیشتر در هند در جایی که هزینه کارگر کمتر است و قوانین محیط زیستی از انعطاف بیشتری برخوردار هستند، انجام می گیرد.

استخراج روباز
در حال حاضر میکا های نوع یک در امریکا از پگماتیت ها و میکا شیست های هوازده به دست می آیند. در این مورد معدنکاری به صورت روباز انجام می گیرد. در مورد مواد نرم از شاول، اسکراپر و لودر برای انتقال مواد استفاده می شود. در اغلب موارد کائولن، کوارتز و فلدسپار همراه میکا بازیابی می شوند.
در مورد استخراج میکا از سنگ های سخت احتیاج به عملیات حفاری و آتشباری می باشد. بعد از عملیات آتشباری مواد به دست آمده توسط آسیا خرد می شوند و سپس توسط کامیون به کارخانه فرآوری جهت بازیابی میکا ، کوارتز و فلدسپار فرستاده می شود.

روش های متداول فرآوری میکا
میکا را می توان با بازدهی بالا توسط روش های تغلیظ ثقلی بازیابی کرد، این در حالی است که کنسانتره نهایی بیشتر در اثر اختلاف در شکل ذرات به دست می آید تا اختلاف در وزن مخصوص.
کنسانتره میکا را می توان به دو صورت تر و خشک فرآوری کرد. فرآوری میکا در حالت تر به وسیله اسپیرال و توسط روشی به نام زیگزاگ انجام می گیرد. در حالتی که کنسانتره خشک باشد، کانی در دو مرحله توسط سنگ شکن فکی خرد می شود. بعد از سنگ شکن اول ذرات خرد شده توسط سرند به پنج بخش ابعادی مختلف تقسیم می شوند که عبارتند از: ذرات درشت (mm65/1+) که این ذرات برای خردایش مجدد به داخل سنگ شکن بر می گردد. سه فراکسیون بعدی (mm 65/1+وmm 4/0+8/0وmm 15/0+4/0-) هر کدام به صورت جداگانه بر روی میز فرآوری می شوند تا کنسانتره نهایی به دست آید. محصول میانی به دست آمده از هر کدام از میزها وارد سنگ شکن دوم شده و پس از خردایش مجدداٌ سرند می شوند تا اندازه های مورد نظر به دست آید. عمده محصولات فرعی میکا که در کارخانه های فرآوری تولید می شود، عبارتند از کائولن – کوارتز و فلسپار. در بعضی از کارخانه ها همه این محصولات تولید می شود در حالی که در بعضی دیگر یک یا دو مورد از آنها به عنوان محصول ارائه می شود. شیشه از نوع سیلیکا می تواند در بیشتر کارخانه های فرآوری میکا با اضافه کردن مقدار کافی از کوارتز به دست آید.

ورمیکولیت

ورمیکولیت نام عمومی گروهی از سیلیکاتهای آلومینیوم فرومنیزیم دار بوده که از نظر شیمیائی مشابه اسمکتیت های تری اکتائدر و از نظر ساختمان مشابه تالک میباشد.

ورمیکولیت ها از نظر بار الکتریکی و خاصیت تورم پذیری در حد واسط میکا ها و اسمکتیت ها قراردارند. ورمیکولیت تحت تاثیر شوک حرارتی (حدود ۸۰۰ درجه سانتی گراد) حدود ۲۰ تا ۴۰ برابر حجم اولیه افزیش حجم یافته و ورقه ورقه میشود و تا نزدیکی نقطه ذوب یعنی ۱۳۵۰ درجه سانتیگراد خاصیت نسوزندگی بسیارخوبی از خود نشان میدهد.ماده معدنی ورمیکولیت بعد از استخراج از معدن واقع در منطقه کلیبر به کارخانه فراوری جهت پرعیارسازی ،انبساط و دانه بندی واقع در نزدیکی معدن حمل میشود.

موارد مصرف:
کاربرد ورمیکولیت منبسط بدلیل سه خصوصیت مهم آن یعنی جرم حجمی پائین تر ، عیق بودن آن در مقابل حرارت و صدا و قابلیت تعویض کاتیونی بالا میباشد. از این رو عمدتا” در تولید مصالح ساختمانی ، صنایع عایق کاری و در تهیه کودها و سموم و کشاورزی مورد استفاده قرار میگیرد. تولید جهانی ورمیکولیت منبسط در سال ۱۹۹۵ میلادی معادل ۶۰۶ هزار تن بوده است. ایالات متحده آمریکا و افریقای جنوبی بزرگترین تولید کننده ورمیکولیت منبسط هستند. همچنین در ایران هیچ واحد تولیدی ورمیکولیت منبسط وجود نداشته و کلیه نیاز کشور به این ماده ، از خارج تهیه میگردد.

مسکوویت

از بین کانی های میکا ، موسکوویت به خاطر خواص فیزیکی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی استثنایی که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورمیکولیت و فلوگوپیت هم مانند میکا از اهمیت برخوردار هستند. از بیوتیت به ندرت در مصارف صنعتی استفاده می شود.

موسکوویت نوع صفحه ای در الکترونیک(خازن ها و لامپ ها)، ساختن ورقه ۸۴ و همچنین به دلیل خاصیت دی الکتریک آن در ساخت لوازم عایق حرارتی و الکتریکی کاربرد دارد. به علت مقاومت بالای حرارتی و شفاف بودن آن، در پنجره های کوره های الکتریکی از مسکویت بهره می گیرند.

موسکوویت نوع پولکی بیشتر برای ساختن صفحه های میکا یی به کار می رود. مصارف بیشتر موسکوویت پولکی عبارتند از : پرکننده در سیمان، آسفالت و رنگ، تزیین بتن، جلوگیری از گیرکردن مته ها به هنگام حفاری، و نوع بسیار دانه ریز مسکویت برای بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگی و فرسایش به کار می رود.
میکا ی ورقه ای با کیفیت بالا، عمدتاٌ مسکویت، در بسیاری از صنایع خصوصاٌ الکتریسیته به کار می رود. این امر به دلیل آن است که این کانی دارای مقاومت دی الکتریک بالاست. همچنین استفاده از این کانی از اتلاف انرژی جلوگیری می کند. از دیگر مشخصه های این کانی حساسیت الکتریکی بالا و ضریب حرارتی پایین می باشد.علاوه بر این خصوصیات، میکا در دمای بالا مقاوم باقی می ماند.

پنجره هایی که از میکا ساخته می شود دارای مقاومت مکانیکی بالایی هستند و از هدر رفتن انرژی جلوگیری می کنند. انواع میکا دارای ضریب دی الکتریک بین ۵ تا۷ است. به طوریکه ازآن می توان در ساختن خازن استفاده کرد. خواص الکتریکی و مکانیکی بالای میکا همراه با چسبندگی کم و همچنین توانایی دور کردن گرما از خود باعث شده است که از آن در ساختن ترانزیستور استفاده شود و از میکا ها با ضخامت ۱/۰ میلی متر برای ساختن پوشش برای سیم ها استفاده می شود. کاربرد این سیم ها بیشتر در مبدل های الکتریکی است، که باعث کوچک تر شدن و سبک تر شدن آنها می شود.

مقاومت بالای میکا درمقابل گرما، چگالی کم و مقاومت مکانیکی بالای آن باعث شده است که از آن در ساختن مقاومت های الکتریکی استفاده شود. همچنین میکا ، به دلیل بالا بودن کیفیت در تولید لیزرهای هلیوم نئون فیلترهای اپتیکی مخصوص، آسترها و پوشش برای شیشه هایی که باید فشار بالای بخار را تحمل کنند، ساخت دیافراگم برای وسایل تنفس اکسیژن، وسایلی جهت ردیابی و همچنین وسایلی برای سنجش گرما استفاده می شود.
تحقیقات و آزمایش های اخیر نشان داده است که از میکا می توان در ساخت محدوده وسیعی از وسایل مانند ساختن پرده های پنکه های هوایی، ساخت داشبورد ماشین و کف پوش استفاده کرد. همچنین از آن به عنوان جانشینی برای آزبست در ساخت ترمز ماشین استفاده می شود.

جایگزین ها

میکا را به دلیل خواص فیزیکی و مکانیکی بالایی که دارد، در بسیاری از مصارف صنعتی استفاده می کنند و شاید بتوان گفت که جایگزینی برای آن وجود نداشته باشد. اما در بعضی موارد شن و تالک به جای آن مورد استفاده قرار می گیرند (مانند پوشش سقف ها). از فایبر گلاس در موارد محدودی به جای میکا در ساختن پلاستیک های مخصوص استفاده می شود.

کربنات کلسیم Calcium carbonate

کربنات کلسیم Calcium carbonate

کربنات کلسیم به نام‌های گچ فرنگی، سنگ آهک، کلسیت، آراگونیت، سنگ مرمر شناخته شده است. فرمول شیمیایی کربنات کلسیم CaCO3 ، شکل ظاهری نوع خالص آن پودر سفید و ناخالص آن کرم رو به سفید می باشد. چگالی کربنات کلسیم ۲٫۷۱ – ۲٫۸۳ g/cm³ ، در دمای °۸۲۵ سانتی‌گراد تجزیه می‌شود. شکل مولکولی خطی دارد و غیر مشتعل می باشد.

۱- صنعت رنگ:
در این صنعت از پودر میکرونیزه به عنوان پرکننده(فیلر) استفاده می شود. مشخصات پودر مصرفی در این صنعت بشرح ذیل می باشد:
میزان cao بیش از ۹۷ درصد میزان Fe2o3 کمتر از یک درصد و درجه ریزی آن بیش از ۵۰۰ مش. بطو تقریبی مصرف پودر میکرونیزه در صنعت رنگ ایران ۲۲ درصد در نظر گرفته می شود.

۲- صنعت کابل و سیم:
از پودر میکرونیزه برای استحکام و به عنوان پرکننده بمیزان ۲۰ درصد جهت تولید کابل و ۱۰درصد جهت تولید سیم مصرف می شود. مشخصات پودر مصرفی باید دارای خلوص cao دارای ۹۸ درصد ، رطوبت کمتر از ۱درصد و درجه دانه بندی حدود ۳۵۰ مش باشد. البته جهت تولید کابل از ماده اولیه ای بنام امیا استفاده میگردد که حدود ۹۹درصد پودر میکرونیزه و ۱درصد اسید استئاریک تشکیل گردیده است.

۳- صنعت پلاستیک و لاستیک:
پودر میکرونیزه در این صنعت برای پر کنندگی و مقاومت محصول در مقابل حرارت و استحکام استفاده می کنند. مشخصات پودر میکرونیزه در این صنعت به این صورت است که میزان cao حداقل ۹۸ درصد، درجه رطوبت حداکثر ۱درصد، میزان fe2 o3 حداکثر ۲ درصد ، ph 5/8 تا ۵/۹ درصد باشد.

۴- صنعت غذایی و دارویی:
در این صنایع پودر میکرونیزه بعنوان پرکننده و تولید آنتی بیوتیکها، ضداسیدها، دندانپزشکی استفاده میگردد و با خلوص ۱۰۰درصد جهت تولید لوازم آرایش و بعنوان پر کننده کاربرد دارد.

۵- صنعت کاغذ:
از نوع کربنات کلسیم رسوب داده شده بعنوان کدر کننده، صاف کننده، پرکننده و همچنین مانع پخش جوهر روی کاغذ استفاده می گردد.

۶- صنعت شوینده ها:
در این صنعت از پودر میکرونیزه جهت تهیه مواد سفید کننده با اندازه مخصوص و نرم استفاده میگردد.

۷- صنعت حفاری نفت:
در حفاری چاههای نفت و در ترکیبات سیال حفاری، از پودر میکرونیزه با خلوص ۸۵درصد و با مش ۳۲۵ استفاده میگردد.

۸- صنعت کفش پلاستیکی و زیره کفش (جیر و چرم مصنوعی):
در این صنعت بعنوان پرکننده از پودر میکرونیزه با دانه بندی حدود چند میکرون و سطح خارجی که با یک نوع چرب کننده پوشیده شده است بکار میرود که خواص مذکور در ادامه را به محصول میدهد.

• براق کننده سطح خارجی جسم.
• افزایش دهنده مقاومت در مقابل بیشتر پاره شدن و کشیده شدن.
• عدم ایجاد زردی در جسم یعنی رنگ سفید را ثابت نگه میدارد.
• کم کننده خاصیت ارتجاعی.
• در مقابل چربی ثابت است.

۹- صنعت بهداشتی:
در این صنعت از پودر میکرونیزه با خلوص ۱۰۰درصد جهت تولید خمیر دندان استفاده میگردد. از دیگر موارد کاربرد پودر میکرونیزه، تولید فرش ماشینی،مکالئوم،موکت، انواع چسب موکتی و صنایع دیگر میباشد.

۱۰- در محیط زیست:

برای کنترل آلودگی هوا، در کارخانه های ذوب فلزات و نیز جذب کننده گازهای سمی نظیر HCl, HF, SO2 از آهک استفاده می شود.

۱۱ – پلاستر کربنات کلسیم(پودر میکرونیزه)
یکی از این ملاتهای خشک پلاستر کربنات کلسیم می باشد که بمنظور اندود کاری داخل ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد. برخی از خواص عمده آن بشرح ذیل است:
– جلوگیری از خوردگی قطعات فولادی در ساختمان بدلیل وجود مواد آنتی اکسیدانت.
– زمان گیرش اولیه زیاد و قابلیت عملیات ابزار کاری در طول مدت ۴۵ دقیقه.
– سختی بسیار بالاتر از کچ و قابل مقایسه با بتن.
– چسبندگی بسیار زیاد و قابلیت اجرا بر روی سطوح مانند بتن، چوب، سفال و۳D Panel.
– وزن مخصوص پائین که باعث سبکی ساختمان می باشد(۱۰۶۰ کیلوگرم بر متر مکعب.)
– مقاومت در برابر حریق و شعله مستقیم.
– مقاومت در برابر انتقال حرارت و برودت که باعث میشود در فصول گرم محیط خنک و در فصول سرد محیط گرم باشد.
– مقاومت و پایداری در برابر رطوبت.
– اجرای بسیار سریع روی سطوح بطوریکه در هرشیفت کاری با یک دستگاه شات کریت حداقل ۸۰ الی ۱۲۰ متر مربع را میتوان پوشش داد.
– دانه بندی ریز در حد مش ۴۰۰ و صافی سطح پس از اجرا.
– قابلیت اختلاط با پیگمت های رنگی.
– حذف مرحله گچ و خاک در ساختمان.
– قیمت پائین و قابل رقابت با گچ کاری معمولی.
– گیرش ثانویه پائین و قابل رقابت با گچ کاری معمولی.
– عدم وجود ترک های سطحی.
– به لحاظ زیست محیطی عاری از هر آلودگی می باشد.
– عدم وجود اثرات نامطلوب بر روی پوست بدن در زمان اجراء.
– مقاومت بالا در مقابل خراش های سطحی.

۱۲- صنعت پلی وینیل کلراید (pvc)
از پودر میکرونیزه جهت مسلح کردن اشیا لاستیکی و همچنین بالا بردن قدرت دوام و استحکام این نوع تولیدات و همچنین جهت ازدیاد فرم پذیری و ضربه گیری در مقابل فشار و ضربه مخصوص پی وی سی سخت استفاده می شود میزان مصرف پودر میکرونیزه در این نوع صنعت بطور تقریبی ۲۵ درصد برآورد میگردد.
مشخصات پودر میکرونیزه در این صنعت به شرح زیر میباشد:
میزان cao بیش از ۹۷ درصد میزان Fe2o3 کمتر از ۳ درصد و درجه ریزی آن بیش از ۳۵۰ مش.
از دیگر موارد کاربرد پودر میکرونیزه، مرکب چاپ، شیشه سازی، گوگردزایی از دودکش ها، در صنایع جوش و الکترود، آتش نشانی( تهیه پودرهای خاموش کننده آتش)، کشاورزی، چرم سازی، صنعت آب برای تصفیه کردن آب ، کارخانه های قند و شکر، متالوژی، صنایع فولاد، داروسازی، صنایع شیمیایی به عنوان دیرگداز، در صنایع غذایی به عنوان خنثی کننده اسیدیته و در ساخت آدامس ، برای تولید ابر، در صنایع نساجی و پوشاک ،مجمسه سازی، سقف کاذب، و MDF، تولید فرش ماشینی،مکالئوم،موکت، انواع چسب موکتی و صنایع دیگر میباشد.

بطور کلی از کل کربنات کلیسم مصرفی سهم هر کدام از صنایع شامل: آهن و فولاد ۴۱ درصد، صنعت ساختمان۳۲ درصد، محیط زیست ۳ درصد، صنایع شیمیایی ۶ درصد، در کاغذ سازی ،تصفیه قند، چرم سازی، کشاورزی و صنعت نفت ۸ درصد و سایر کاربردها ۱۰ درصد می باشد.

کائولن Kaolin

فلورین Fluorine

فلورین Fluorine

کانی فلورین یا فلوئوریت به فرمول شیمیایی CAF2 مهمترین کانی فلوئور در طبیعت میباشد که می توان فلوئور را از آن بدست آورد.
این کانی به رنگ های زرد ، سبز ، صورتی, آبی ، بنفش ، بی رنگ و گاهی سیاه بوده و در سیستم کوبیک متبلور می شود. به صورت نیمه شفاف بوده و دارای جلای شیشیه ای است . وزن مخصوص این کانی ۱۸/۳ و سختی آن ۴ می باشد.
معمولاً فضای خالی بین سایر کانی ها را پر می کند و در طبیعت بیشتر به صورت رگه ای مشاهده شده و همراه با کانی هایی کلسیت – کوارتز – باریت- سلستین و سولفید های گوناگون همراه است . فلوئوریت در صورت خالص بودن ۷/۴۸ % فلوئور و ۳/۵۱ % کلسیم دارد . در تصاویر زیر سیستم مکعبی و جلای شیشه ای فلوئوریت , قابل تشخیص است.

نحوه تشکیل , ذخایر و تولید فلورین:
فلوئوریت در محدوده وسیعی از شرایط زمین شناسی تشکیل و مشاهده می شود . کانسارهای فلوئوریت می توانند دارای منشاء رسوبی – کربناته باشند یا به صورت رگه ای معمولا ً مرتبط با سنگهای آذرین خروجی اسیدی تا حد واسط همراه باشند.
از نظر میزان ذخایر فلوئوریت , بر اساس گزارش سال ۱۹۹۸ میلادی, سازمان زمین شناسی و معدن آمریکا, کشور مکزیک با ۳۲ میلیون تن در رتبه اول و کشورهای آفریقای جنوبی و چین به ترتیب با ۳۰ و ۲۳ میلیون تن در مقام دوم و سوم را دارند بعد از کشورهای فوق فرانسه با ۱۰ میلیون تن و اسپانیا با ۶ میلیون تن قرار می ‌گیرند.
براساس اطلاعات وزارت صنایع و معادن , در سال ۲۰۰۱ میلادی جمعا بیش از ۱/۳ میلیون تن ذخیره احتمالی و بالغ بر ۵/۱ میلیون تن ذخیره قطعی فلورین در ایران وجود داشته است.

الف)کاربرد شیمیایی
مهم‌ترین شیمیایی فلورین در تولید اسید فلوریدریک‌ است که اثر سولفوریک بر فلورین به دست می‌آید. از حدود یک کیلوگرم فلورین،۴۵۴ گرم اسید فلوریدریک تهیه می‌شود.
اسید فلوریدریک کاربردهای متعددی،ازجمله در تهیه فلوروکربن‌ها،پاک کننده‌ها، فعال کننده‌های سطحی مواد دارویی،عوامل کف‌زا در آتش نشانی و همچنین کاربرد در صنعت آلومینیوم برای تهیه فلورید آلومینیوم دارد.

ب)کاربرد در صنایع سرامیک
در صنعت سرامیک،فلورین در تولید شیشه‌های سفید و لعاب به کار می‌رود.در این مواد،فلورین هم به عنوان کمک‌ ذوب و هم به عنوان مات کننده عمل می‌کند.کاربرد فلورین در این صنعت باید با احتیاط باشد،چون به دلیل واکنش‌های دیگری‌ که با سایر اجزای لعاب صورت می‌دهد،باعث فساد این ترکیبات‌ و ایجاد سوراخ‌های سوزنی در لعاب می‌شود.

ج)کاربرد متالوژی
فلورین به دلیل خاصیت کمک ذوب بودن،در صنایع‌ متالوژی کاربردهای فراوان دارد.ازجمله کاربردهای آن می‌توان‌ به صنایع فولادسازی،ریخته‌گری چدن و تولید آلیاژهای آهن اشاره‌ کرد.

د)کاربرد در صنایع اپتیک
فلورین قابل مصرف در صنایع اپتیک به طریقهء شیمیایی و با خواص بسیار زیاد تهیه می‌شود.بلور این کانی به دلیل کم بودن‌ ضریب شکست آن،اشعهء ماوراءبنفش را به خوبی عبور می‌دهد.
به همین دلیل،از آن به عنوان منشور در سیستم‌های اپتیکی و ساخت عدسی‌های شیئی بدون تداخل رنگی در میکروسکوپ‌ مورد استفاده قرار می‌گیرد.همچنین فلورین به عنوان ابزار اپتیکی‌ در سیستم‌های لیزری با انرژی زیاد، کاربرد دارد.

شرکت زمین کاو با تولید و عرضه فلورین با خلوص متفاوت CaF2، از ۵۰ تا ۹۹ درصد، در ابعاد کلوخه، گرانول، دانه بندی و میکرونیزه قادر است نیاز کارخانجات صنعتی و صنعت صادرات را به این ماده ارزشمند تامین نماید.

فلدسپار (فلدسپات) Feldspar

از فلدسپات سدیک به سبب دمای ذوب پایینش (۱۱۵ درجه سانتیگراد) و چسبندگی محکم و در تهیه انواع لباسها و شیشه استفاده می‌کنند، حال آنکه فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته‌های سرامیکی کاربرد دارد. از آن جا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است.

در حدود ۶۵ درصد از آلکالی فلدسپاتها در صنایع شیشه سازی، ۳۰ درصد در صنایع سرامیک و ۵ درصد دیگر به عنوان پرکننده در صنایع رنگسازی، لاستیک سازی و دیگر موارد به مصرف می‌رسد. در صنایع شیشه سازی از فلدسپات برای تأمین سلیس، آلومینیوم و سدیم مورد نیاز شیشه استفاده می‌شود و در ساخت انواع محصولات سرامیکی از آلکانی فلدسپات بهره می‌برند.
فلدسپات های پتاسیک و سدیک که در مجموع آلکالی فلدسپات ها را تشکیل می دهند، از پر مصرف ترین مواد صنایع سرامیک محسوب می شوند و هم اکنون معادن زیادی در ایران از هر دو خصوصا نوع سدیک وجود دارد.

فلدسپات های پتاسیک بیشتر در بدنه سرامیک به کار می رود در صورتیکه فلدسپات سدیک بیشتر در شیشه و لعاب و به مقدار کم در بدنه بکار می رود. آلکالی فلدسپات ها در بدنه دو نقش ایفا می کنند:
۱-کاهش دمای ذوب
۲- ایجاد سختی

در صنعت از معادن فلدسپات به عنوان خاک صنعتی نیز یاد می کنند. معادن فلدسپات پتاسیک از نظر تعداد کمتر از نوع دیگر هستند و خاک آنها به نسبت با قیمت بیشتری فروخته می شود.

سیلیس Silica

سیلیس یا اکسید سیلیسیم Silica
سیلیس یا اکسید سیلیسیم با فرمول شیمیایی SiO2 فراوان‌ترین ترکیب اکسیدی موجود در پوسته زمین است. سیلیس در طبیعت به‌صورت آزاد و یا به‌صورت ترکیب با سایر اکسیدها وجود دارد.

به طور کلی موارد مصرف سیلیس SiO2 عبارت است از:
شیشه سازی، چینی سازی، تولید فروسیلیس، سرامیک سازی، تولید آجر ماسه آهکی، ریخته گری، تولید سیلیکات سدیم، تولید دیگر مواد سیلیسی، به عنوان نیمه هادی در صنعت الکترونیک و تولید پشم شیشه است. مقادیر قابل توجهی ازماسه سنگ خرد شده به عنوان مصالح ساختمانی بکار می‌رود.

سیلیس مصرفی در هر یک از این صنایع باید کیفیت خاصی داشته باشد. ترکیب شیمیایی، ساختمان کانی شناسی و خواص فیزیکی سیلیس، تعیین کننده کیفیت و موارد مصرف آن در هر یک از صنایع مذکور می‌باشند. ترکیب شیمیایی سیلیس در واقع عبارت است از درصد SiO2 موجود در سنگ و نیز درصد هریک از اکسیدهای دیگر که معمولاً به همراه SiO2 در کانسارهای مختلف وجود دارند و در صورتی که درصد هر یک از آنها از حد معینی تجاوز نماید، کاربرد آن را در صنایع مختلف محدود و یا غیر ممکن می‌سازد.

علاوه بر درصد SiO2، ساختمان کانی شناسی سنگ نیز در تعیین کیفیت و موارد مصرف آن نقش مهمی دارد زیرا ممکن است SiO2 به صورت انواع سیلیکات‌ها وجود داشته باشد، در نتیجه این مسئله در تعیین روش کانه آرائی و چگونگی حذف ناخالصی‌ها تأثیر خواهد داشت.
خواص فیزیکی سیلیس نیز در همین روش مناسب برای خردایش، دانه بندی پودر سیلیس تولید شده و تعیین موارد مصرف پودر تولید شده تأثیر خواهند داشت.

لعاب:
سیلیکا ماده تشکیل دهنده شیشه است، برای ساخت انواع شیشه مخصوص سیلیس با موادی از قبیل فلدسپار، نفلین سینیت، سودا و… ترکیب می‌شود.

سرامیک:
کوارتز در ساخت انواع مختلف سرامیک و سرویس بهداشتی بکار می‌رود.

ریخته گری و نسوز:
مقاومت کوارتز و سیلیس تا دمای C 1470 سبب شده از آن برای تهیه قالب‌های ریخته‌گری فلزاتی مانند فولاد، آهن سیاه، آلومینیم وآلیاژهای مس و همچنین به عنوان نسوز در ساخت کوره‌های آهن و فولاد، سرامیک، شیشه و سیمان بکار می‌رود. کاربردهای متفرقه دیگری مانند ساینده، پودر جلا، فیلتراسیون، شن و ماسه ساختمانی است. انواع گرد شده و با کیفیت برای باز کردن شکافها و افزایش نفوذ پذیری در تولید نفت وگاز بکار می‌رود. همچنین با پودر کردن آن می‌توان از آن به عنوان پرکننده در رنگ، پلاستیک، لاستیک، بتونه و چسب استفاده کرد.

سیلیکات سدیم:
سیلیکات سدیم به صورت گلوله‌های شفاف، بدون آب و پودر شیشه یا پودر آبدار خرید و فروش می‌شود. این ماده در کنترل سایندگی لوله‌های آب و فرمول بندی لعاب و مینا بکار می‌رود. انواع محلول مایع آن در صابون‌سازی، پاک کننده‌های صنعتی و عمومی، چسب، سیمان‌سازی، ‌رنگ و پوشش، قالب ریخته‌گری، شناور‌سازی کانه، پایدارسازی پراکسید و کنترل خوردگی در لوله‌های آب و پیش ماده سیلیس مخلوط زئولیت کاربرد دارد.

سیلیس ته‌نشین شده:
از واکنش سیلیکات سدیم با اسید سولفوریک یا اسید کلریدریک طی شرایط مشخصی سیلیس ته نشینی تولید می‌شود که بدلیل خواصی از قبیل درخشندگی بسیار بالا و تخلخل کم از آن به عنوان پر کننده ریز دانه و ضد لغزش در لاستیک (لاستیک خودرو و کفپوش PVC، پلی الفین، فیلم LDPE و جداکننده‌های ریز منفذی باتری‌های سربی، پخش کننده، حمل کننده و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.

سیلیس کلوئیدی:
سوسپانسیونی از سیلیس ریز دانه در محیط آبی که به منظور اصطکاک درکاغذ و تخته، جوش دهنده نسوزهای فیبری، کاتالیزور و پیش ماده شیمیایی مصرف می‌شود.

سیلیس، نوع متالورژی:
از واکنش کوارتز وکک در کوره قوس الکتریک و دمای بالای C’۲۰۰۰ ساخته شده و ۹۹-۹۸% Si دارد. ازآن در تهیه آلیاژهای آلومینیم، فولاد، سوپرآلیاژ، سیلیکون و مواد شیمیایی استفاده می‌کنند.

انواع دیگر ازسیلیس و ترکیبات آن مانند سیلیس پخته، خرد سیلیکون، نیترات سیلیسیوم و… وجود دارند که هر یک کاربردهای مخصوص خود را داراست.
کوارتز بلوری:
انواع شفاف و خوش‌نما برای تهیه عدسی و مخروط، جواهرسازی و نمونه کانی بکار می‌رود، از خاصیت پیزوالکتریک آن در الکترونیک استفاده می‌کنند.
تریپلی:
سیلیس ریز بلور، متخلخل با وزن مخصوص ۶۵/۲، سختی ۷، سفید تا خاکستری و… که به عنوان پرکننده یا رنگدانه در رنگ، لاستیک، پلاستیک، ساینده و بتونه بکار می‌رود، بعلاوه در پودر‌های ساینده وجلا و ساینده دندان بکار می‌رود.
نواکولیت:
سنگ متخلخل سفید تا خاکستری، قهوه‌ای روشن تا سیاه که از دانه‌های کوارتز بی‌شکل متراکم ساخته شده است که خاصیت سایندگی عالی دارد: تمیز کردن فلزات، ماده آسیاب کننده، نسوز و مصالح سبک ساختمانی.
فلینت:
سیلیس کلسدونی مخفی بلور متراکم (سرامیک، چینی استخوانی، ماده آسیاب کننده و…

تقسیم بندی انواع سیلیس براساس درصد SiO2 و مصرف:
سیلیس درجه ۱:
این نوع سیلیس دارای حداقل ۹۶% SiO2 است و در شیشه سازی، لعاب، صنایع شیمیایی، فروسیلیس، پشم شیشه، سیلیکات سدیم، فروکروم و ماسه تست سیمان به کار می‌رود.
سیلیس درجه ۲:
این نوع سیلیس دارای ۹۵-۸۵ SiO2 است و در ماسه ریخته گری، ماسه سندبلاست، فیلتراسیون و دیرگدازها به کار می‌رود.
سیلیس درجه ۳:
این نوع سیلیس دارای ۸۵-۷۰ SiO2 است و در آجر ماسه آهکی و آجرسبک، کارخانجات تولید سیمان و بتن سبک به کار می‌رود.

زئولیت Zeolite

زئولیت ها، آلومینوسیلیکا ت های معدنی کریستالی و هیدراته فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با شبکه سه بعدی هستند و به دو گروه عمده تقسیم می‌شوند، طبیعی مانند کلینوپتیلولیت، آنالسیم، لامومتایت، فیلیپسیت، موردنیت و مصنوعی یا سنتزی، مانند. W ,ZSM-5 ,Zeolon ,F ,Gamma

بطورکلی سه عواملی نظیرساختمان، بافت، ترکیب شیمیایی و نیز ارزش اقتصادی زئولیت های طبیعی و فرمهای اصلاح شده، آن‌ها را منابع بالقوهای در زمینه‌های گوناگون ساخته است که از جمله آن‌ها می‌توان به این موارد اشاره کر د: استفاده به عنوان کاتالیست در صنایع نفت و پتروشیمی، صنایع آتش نشانی، صنایع کشاورزی به عنوان حاصلخیز کننده و افزاینده رطوبت خاک، پاکسازی فاضلاب‌های شهری، صنعتی و هسته‌ای از آلاینده‌های مضری نظیرفلزات سنگین و سمی، جذب و واجذب گازها و نظایر آ ن.

تولید کنندگان مهم زئولیت، کشورهای چین، کوبا، ژاپن، آمریکا و مجارستان می‌باشند که در مجموع بیش از ۳ میلیون تن از تولید زئولیت دنیا را به خود اختصاص می‌دهند. در ایران نیز ذخایر زئولیت در مناطقی نظیر میانه، طالقان، جنوب شرق سمنان، رودهن، راین کرمان و برخی دیگر مناطق پراکنده شده است.

زئولیتها با داشتن ظرفیتهای فوق العاده در جذب آب و برخی عناصر غذایی مورد نیاز گیاهان بخوبی قادر است ضمن تأمین آب مورد نیاز، از هدر روی عناصر غذایی و کودها جلوگیری نماید.

زئولیت هاهمچنین در جذب و حذف آلاینده‌های محیط زیست از جمله فلزات سنگین و مضر از آبهای آلوده و فاضلابهای شهری و صنعتی مورد استفاد ه قرارمی گیرند.
فاضلاب‌ها ممکن است حاوی کاتیونهای عناصر سنگین مانند: روی-کادمیوم-مس-آهن-جیوه وآنیونهای مضر چون سیانیدها باشند که می‌توانند موجب زیانهای اکولوژیکی و زیست محیطی فراوانی گردند و زئولیت ها نقش اساسی در پالایش این کاتیونها و آنیونها دارند.

معروف‌ترین زئولیت های طبیعی به همراه فرمول شیمیایی، سال کشف وکاربردشان آمده است.

نام کانی زئولیت          سال کشف          فرمول شیمیایی              کاربرد
ناترولیت            Na2Al2Si3O10.2H2O          ۱۷۵۸          جذب هیدروکربنها
تامسونیت               NaCl2Al5H20.6H2O          ۱۸۰۱                      جذب هیدروکربنها
فیلیپسیت         K2,Na2,Ca)(Al2Si6)O16.6H2O    ۱۸۲۴        بازیافت
استیلبیت          Na2,Ca)(Al2Si7)O18.7H2O ۱۷۵۶ جذب فلزات سنگین
شابازیت            Na2,Ca)(Al2Si4)O12.6H2O ۱۷۷۲             جذب جیوه و نقره- جدا نمودن ترکیب الکلها
لامونتیت          Ca (Al2Si4)O12.4H2O         ۱۷۸۵                    جذب پارافین و الکل
موردنیت            K2,Na2,Ca)(Al2Si10)O24.7H2O         ۱۸۶۴        تغلیظ لیتیم
کلینوپتیلولیت         Na6 [(AlO2)6(SiO2)3O].24H2O    ۱۸۹۰ اصلاح خاکهای آلوده- جذب نیتروژن

خواص عمومی زئولیت ها
ازجمله خواص منحصر به فرد زئولیتها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود (گوتاردی و گالی،۱۹۸۵):

الف) تبادل کاتیونی
این خاصیت به یونهای با اتصال ضعیف در زئولیت مربوط است که به آسانی با یونهای دیگر جابجا می‌شوند. زئولیت های مختلف ازنظر تبادل کاتیونی برای کاتیونهای مختلف ترتیب مشخصی دارند. در کلینوپتیولیت، جانشینی از Cs به سوی Mg کاهش می‌یابد:

Cs>Rb>K>NH4>Ba>Sr>Na>Ca>Fe>Al>Mg>Li

در شابازیت، جانشینی از K به سوی Ca کاهش می‌یابد:

Ti>Cs>K>Ag>Rb>NH4>Pb>Na=Ba>Sr>Ca>Li

زئولیت برای جداسازی یونهای منیزیم و کلسیم در پاک کننده‌ها، کود و خاک، غذای حیوانات و نیز برای جداسازی نیتروژن به صورت آمونیاک و فلزات سنگین ) گیونی و همکاران ۲۰۰۷(در کشاورزی آبی،غذای حیوانات خانگی ) مومپتون و فیشمن،۱۹۷۷(فاضلاب کشاورزی و جداسازی NH3،H2S،SO2،CO2
از فضولات جانوری) لو و لیندزی ۲۰۰۶(گازهای زائد، گازطبیعی شور و آلوده به کار می‌رود.

ب) فیلتر (غربال) مولکولی
چنانچه زئولیتها در دمای ۳۵۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد برای چند ساعت حرارت داده شوند، آب موجود در مجاری و فضای کانال مانند آنها آزاد می‌شود و زئولیتهای بی آب بدست می‌آیند. قطر فضاهای کانال مانند، مشخص و تابع ترکیب شیمیایی، زئولیتها است. قطر این فضاها در زئولیت های پتاسیمدار، سدیم دار و کلسیم دار به ترتیب ۴،۳ و ۵ آنگستروم است. موادی که ابعاد مولکولی آنها کمتر از قطر فضای زئولیت باشد، جذب می‌شوند و آنهایی که بزرگتر هستند، دفع خواهند شد.
بااستفاده از زئولیتها می‌توان مواد هیدروکربوری را از یکدیگر جدا کرد. قابلیت جذ ب سطحی بعضی از زئولیت ها تا ۳۰ درصد وزن آنها است. جانشینی کلسیم به جای سدیم به میزان ۳۰ درصد قطر کانال‌های زئولیت را افزایش می‌دهد و جانشینی پتاسیم به جای سدیم موجب کاهش قطر کانال می‌شود. زئولیتها می‌توانند مواد سمی یا مواد با فعل و انفعال زیاد را در خود جذب کنند و به این ترتیب استفاده از مواد سمی جذب شده امکان پذیرگشته است. از زئولیتها در پلیمریزه کردن پلیمرها ولاستیکها و همچنین در چاپهای رنگی استفاده می‌شود.

ج ) جذب و دفع
کانال‌های زئولیت پس از تخلیه آب، برای جذب سایر مولکولهای کوچک آماده می‌شوند. این مولکولهای کوچک، بی آنکه راهی برای مولکول‌های بزرگ‌تر وجود داشته باشد، به سوی داخل جذب می‌شوند. در روند رقابت در جذب مولکول‌ها، مولکول‌های پلاریزه که نتیجه فعل و انفعالات الکترواستاتیک، پر شدن چارچوب و یونهای شناور است، بر سایر مولکول‌ها ترجیح داده می‌شود. اندازه حفره‌های مؤثر توسط ابعاد شبکه کنترل می‌شود. یک زئولیت ممکن است توسط تبادل یونی و نوع جذب تغییر کند. ظرفیت جذب و همچنین ثبات زئولیت، با استخراج یون آلومینیوم از چارچوب آن افزایش می‌یابد.
یون آلومینیوم خارج شده از این چارچوب جای خود را به یونهای هیدروژن می‌دهد. در نتیجه، ساختمان بدست آمده شبیه ۴ (oH) جایگزین شده برای sio4 است که در هیدروگارنت شناخته شده است.
یون‌های جذب شده را می‌توان با افزایش فشار یا حرارت بیرون کرد یا یونهای دیگر را جانشین آن کرد یا به آن افزود تا جایی که در اثر حرارت، تخریبی در این فعل وانفعال بوجود نیاید.

د) جذب آب و برخی ترکیبات آلی
قدرت جذب آب زئولیت و از دست دادن آن بدون تخریب ماتریکس می‌تواند سطح رطوبت را در مناطق کم رطوبت کنترل کند. با تغییر در مقدار رطوبت خاک انرژی گرمایی توده خاک نیز به مقدار قابل ملاحظهای تغییر می‌کند. بنابراین نوسانات درجه حرارت در خاکهای مرطوب به مراتب کمتر از خاکهای خشک است. زئولیتها همچنین قادرند حمل کننده بسیاری ازحشره کشها، آفتکشها و قارچ کشها باشند) تایلر و کریستالوگر،۱۹۳۰).

و) جذب انتخابی
جذب و جانشینی یونی در زئولیتها انتخابی است. زئولیتها مولکول‌هایی را که دارای گشتاور قطبی دائمی باشند، در بیشترموارد جذب می‌کنند. شعاع و شکل هندسی مولکول و فضاهای خالی موجود در زئولیتها از عاملهای مهم در جذب وجانشینی به شمار می‌آیند.
زئولیتهای سدیم دار می‌توانند H2o،Co2،So2 و هیدروکربنهایی را که دست کم دواتم کربن داشته باشند، جذب کنند همچنین زئولیتهای کلسیم دار می‌توانند پارافین و الکل را جذب کنند.
در ایران علی رغم وجود منابع و ذخایر عظیم این ماده معدنی، تاکنون کارهای علمی و تحقیقاتی قابل توجهی در جهت بررسی امکان استفاده از آنها در زمینه‌های مختلف فوق الذکر به عمل نیامده است.
در این مقاله سعی شده است تعدادی از کارهای انجام شده بر روی زئولیتهای طبیعی و مصنوعی، در زمینه استفاده از آنها در جذب و حذف کاتیونهای سنگین ومضر از فاضلابهای شهری و صنعتی درکشورهای مختلف مورد بحث قرار گیرد.

کاربرد زئولیتها درکشاورزی
بطور کلی سه عامل ساختمان شیمیایی، فراوانی و قابلیت دسترسی و نیز ارزش اقتصادی، زمینهز های کاربردی فراوانی را برای زئولیتها فراهم آورده است. با وجود فراوانی و وفور زئولیت طبیعی، در بسیاری از موارد نمی‌توان با زیولیتهای مصنوعی رقابت نماید و هنور بازار عمده مصرف در انحصار زئولیتهای مصنوعی با قیمت تقریبی هر کیلوگرم ۵۰۰۰۰ ریال است. (گنجی، خرمدل،۱۳۸۷)
یکی از مصارف مهم زئولیتها در کشاورزی است؛ برخی از زئولیتها پس از انجام تبادل یونی با کاتیونهای مغذی و اساسی مورد نیاز گیاهان مانند پتاسیم و آمونیم می‌توانند به عنوان حاصلخیز کننده‌های یونی به خاک افزوده شوند. یون‌های مغذی موجود به تدریج از درون فاز زئولیت رها می‌شوند و در دسترس گیاهان قرار می‌گیرند. افزون بر یونهای مغذی اصلی از این راه می‌توان یونهای مورد نیاز گیاهان نظیر آهن، مس، منگنز و روی را نیز در دسترس گیاهان گذاشت.
بکارگیری زئولیتهای ناخالص به جهت کاهش هزینه و قیمت امکان پذیر است. زئولیتها همچنین می‌توانند به عنوان رقیق کننده به کودهااضافه شده و در بهبود شرایط فیزیکی و نگهداری رطوبت خاک مؤثر واقع شوند.
زئولیتها از راه واکنشهای تبادل یونی ویا از شیوه‌های ترکیبی واکنشهای تبادل یونی و واکنشهای انحلال کانیها، مواد حاصلخیز کننده را به کندی و به تدریج دردسترس گیاهان می‌گذارند. زئولیتی مانند کلینوپتیلولیت می‌تواند به عنوان ماده‌ای برای رها سازی آهسته مواد عمل کند تا میزان عرضه در کودهای پرفشار آمونیکی را کاهش دهد، چرا که عرضه زیاد این کودها می‌تواند برای محصولات کشاورزی سمی بوده و ریشه آنها را بسوزاند. از طرف دیگر هدر رفتن آن را در اثر زهکشی آب باران کم می‌کند از راه تبادل کلینوپتیلولیت اشباع ازپتاسیم، می‌توان پتاسیم و به کمک کلینوپتیلولیت اشباع از NH4، نیتروژن را در دسترس گیاهان گذاشت.
به تازگی، مشخص شده است که مخلوط کلینوپتیلولیت اشباع از NH4؛ با سنگ فسفاته (آپاتیت) به طور همزمان و به صورت تدریجی N و P راآزاد می‌سازد و به خاک اضافه می‌کند. توانایی جذب آب توسط زئولیت جالب و مهیج است. زئولیتها تا ۷۰ درصد وزنی خودشان آب جذب می‌کنند و بدون اینکه وضعیت خاک بهم بخورد یا غرقات شود، رطوبت خاک را حفظ می‌کنند.
برای کشت و پرورش گیاهان ۲۵% زئولیت به خاک کشاورزی اضافه می‌شود. بدین منظورتقریباً ۵/۱ سانتیمتر زئولیت بر روی خاک پاشیده می‌شود و با شنکش یا کج بیل و یا هر وسیله دیگری آن را با خاک مخلوط می‌کنند.
در تجاربی دیگر مشخص شده است که افزودن ۱۰ درصد زئولیت به خاک کشاورزی، به حاصلخیزی خاک، تهویه و جذب آب در خاک منجر می‌شود. این امر سبزی پایدار، سلامتی و استحکام گیاهان را به دنبال خواهد داشت. هزینهای که برای اضافه کردن زئولیت به خاک صرف می‌شود با افزایش محصول گیاهان جبران خواهد شد.
چنانچه کودهای شیمیایی یا مواد حاصلخیز کننده به نسبت ۵۰ با زئولیت مخلوط شده و به وسیله کودپاش در زمینهای کشاورزی پراکنده شوند، به بهبود تهویه هوای خاک و حاصلخیزی خاک کمکی شایان توجه می‌شود زیرا زئولیتها مواد حاصلخیزکننده حل شده در آب را در ساختار غربالی خود جای می‌دهند و از بیرون رفتن آن از خاک جلوگیری می‌کنند ومجدداً به تدریج در دسترس خاک می‌گذارند.
زئوپونیکس به تازگی به عنوان فرآیندی مهم در علم تولید غلات، مدیریت خاک و پرورش گلها مورد توجه قرار گرفته است. این اصطلاح برای توصیف کشت گیاهان در خاک مصنوعی دربردارنده زئولیت، ورمیکولیت و تورب (زغال سنگ نارس) استفاده می‌شود.

کاربرد زئولیتها در تصفیه آب
یکی دیگر از مصارف زئولیتها، کاهش سختی آبهای آشامیدنی و صنعتی است. یکی از روشهای کاستن درجه سختی آب، عوض کردن یونها و متداولترین آن روش پرموتیت است که در آن آب سخت را از صافیهای سربسته تحت فشار می‌گذرانند. در این صافیها، ذرات رزین از سیلیکات آلومینیم آبدار یعنی زئولیت بصورت طبیعی خود و یا به صورت مصنوعی (پرموتیت) تشکیل می‌شوند.
بسته به درجه سختی آبی که تصفیه می‌شود، زئولیتها پس از مدتی خاصیت خود را از دست می‌دهند. در این صورت بایستی برای ادامه کار مطابق روابط زیر:

Na2(Zeolite) + CaCl2 = Ca(Zeolite) + 2NaCl
Mg (Zeolite) + 2 NaCl = Na2 (Zeolite) + MgCl2

با جریان آب نمک غلیظ، سیلیکات کلسیم و منیزیم بدست آمده در صافی را دوباره به زئولیت کارآمد و احیاء شده تبدیل کرد. از این گونه صافیها اکنون در تصفیه خانه آب آشامیدنی شهر کرمان استفاده می‌شود. به جای پرموتیت می‌توان از ترکیبات دیگر نظیر وفاتیت (Wofatite) و لواتیت (Lewatite) ا ستفاده کرد.
کاربرد زئولیت ها در تصفیه فاضلاب
استفاده از زئولیت در یک روش پیشرفته تصفیه فاضلابها با نام اختصاری RIM-NUT گزارش شده است. در این روش که برای تصفیه فاضلابهای شهری و صنعتی، دربردارنده عواملی زیان بخش مانند یون‌های فسفات و آمونیم، از دو ستون کلینوپتیلولیت (Cl-C2) و دو ستون دربردارنده کاستل (A510 Kastel) A 510 که رزین مبادله کننده یونی است، استفاده می‌شود. (اعظم،۱۳۸۲)
در روش RIM-NUT به محلول بدست آمده از بازیافت ستونهای تبادل یونی، ترکیبات Na2CO3, H3PO4
MgCl2.6H2O, NaOH می‌افزایند، در نتیجه MgNH4.6H2O ته نشین می‌شود. این ماده به عنوان یک حاصلخیز کننده خاک با کیفیت بالا بکار گرفته می‌شود. میزان حذف و جذب NH4+بالاتر از ۸۰ درصد و میزان آن در خروجی سیستم کمتر از ۱۵ میلی گرم بر لیتر و برابر با استاندارد جهانی برای فاضلاب‌ها است.
افزون بر آلودگی آبهای صنعتی بخشی زیاد از آبها در آمریکا با نیتروژن حاصل از تراوش فضولات حیوانات علفخوارجویبارهای آلوده ناشی از فرآیند تغذیه گیاهان، آلوده می‌شود. در آمریکا سالانه چندین میلیون تن از فضولات حیوانی تولید می‌شود که تجزیه آنها مشکلی بزرگ به شمار می‌آید. این معضل در مکانهای نزدیک به مراکز شهری، بسیار حاد است که باید از دیدگاه آلودگی آب و هوا تحت کنترل درآیند. کلینوپتیلولیت در این موارد نقشی سودمند و دوگانه را بازی می‌کند.
این زئولیت نه تنها بخش بزرگ نیتروژن آمونیاکی را از آبهای آلوده بیرون می‌کشد بلکه هاله‌های آمونیاکی را که حاصل تجزیه فضولات حیوانی هستند و تا کیلومترها از محل اولیه خود دور شده‌اند، کاهش می‌دهد. زئولیتهای سدیم دار می‌توانند,So2، CO2, H2O و هیدروکربن‌هایی را که دست کم دواتم کربن داشته باشند، جذب کنند. زئولیتهای کلسیم دار می‌توانند پارافین و الکل را جذب کنند.

زئولیتها ترکیباتی عمدتاً طبیعی، ارزان و در دسترس برای استفاده‌های مختلف بشمار می‌آیند. ویژگی‌هایی نظیر قدرت جذب و دفع یونی و نیز قابلیت جذب آب باعث شده است تا این کانی‌ها بطور فز آینده‌ای در کشاورزی و تصفیه آب وفاضلاب کاربرد جدی‌تری پیدا نماید. اصلاح خواص فیزیکی خاک‌ها نظیر ذخیره کافی رطوبت و نیز خواص شیمیایی آنها مانند تغییر در ظرفیت تبادل یونی خاک مصارف زئولیت ها را در کشاورزی و افزایش راندمان استفاده از کودهای شیمیاییافزایش داده است.
از سوی دیگر ظرفیت زیاد ز ئولیتها در جذب آلاینده‌های کاتیونی زمینه استفاده از آنها را در فر آیندهای تصفیه آب و فاضلاب گسترش داده است. با توجه به نتایج حاصل، استفاده از کلینوپتیلولیت در فر آیند تصفیه آبها اعم از فاضلابهای صنعتی، شهری و نیز در تصفیه آب شرب و نیز زمینه‌های مختلف کشاورزی و دامپروری توصیه می‌شود. ارزان بودن، بی خطر بودن برای خاک و محیط زیست و راندمان بالا در حذف آلاینده‌ها می‌تواند از جمله موارد با اهمیت در انتخاب این کانی طبیعی بعنوان اصلاح کننده خاک و نیز تصفیه کننده آبهای آلوده و فاضلابها در ایران به شمار آید.