عنوان :

پایان نامه روشهای موجود فرآوری کانی آلونیت در گذشته و حال

تعداد صفحات :۸۳

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضربه بررسی روشهای موجود فرآوری “کانی آلونیت” در گذشته و حال، زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران و جهان، روشهای فرآوری کانی آلونیت در آمریکا ، مطالعه روشهای فرآوری آلونیت در شوروی ( سابق )، کاربرد سنگ کانی آلونیت بعنوان یک کمک در انعقاد (‌Coagulant , Flocculant )، شرایط بهینه برای لیچینگ سنگ کانی کلسینه آلونیت در NaoH قوی، اطلاعاتی درباره آمار فرآوری آلونیت در روسیه و آمریکا، اولین کارخانه فرآوری آلونیت، آلونیت در ایران می پردازد.

روشهای ترکیبی اقتصادی فرآوری کانی آلونیت :کانی آلونیت به عنوان یکی از مواد طبیعی حاوی آلومینیوم در طبیعت باشد . روش ترکیبی اشاره شده می تواند محصولات جانبی مورد نیار در صنعت را نیز تولید کند که عبارتند از ۱- آلومینا  ۲- سولفات پتاسیم ۳- اسید سولفوریک ۴- آلوم ۵- کلرید آلومینیوم همراه با پنتا اکسید وانادیوم و فسفاتهاو فلوراید ها . ذخایر اقتصادی آلونیت قابل دستیابی در کشورهای مشترک المنافع – چین – ایران – آمریکا – مکزیک – استرالیا و … می باشد.

این بدین معنا است که این کانی در سطح زمین با روش رو باز قابل استحصال می باشد. اولین کارخانه مقیاس بالای ترکیبی فرآوری آلونیت جهت تهیه آلومینا ـ اسید و سولفوریک و سولفات پتاسیم توسط روش احیای حرارتی در شهر گنجه (کیروف) آذربایجان و در کنار ذخیره زاگلیک احداث شده است .

مهندسین VAMI این طرح را طراحی و اجرا کرده اند .

در حال حاضر VAMI یک طرح جدید اقتصادی بدون باطله زیست محیطی را به روش هیدرو شیمی برای فرآوری آلونیت و تولید سولفات پتاسیم و آلومینا و مواد متخلخل به شکل سبک دانه ریز کوارتز ابداع کرده است که برای استفاده به عنوان پرکننده در صنعت ساختمان سازی – و در صنعت سیمان به عنوان سیلیکات فعال کننده که به کلینکر سیمان اضافه می گردد .

مزایای این روش در برتری بر روش احیای قبلی عبارتند از :

۱ ـ فلوشیتهای ( Flowsheet ) تجهیزات تولیدی راحت تر می گردد .

۲ ـ عدم تولید اسید سولفوریک

۳ ـ بازیابی مواد مصرفی در فرآوری آلونیت در شکل اقتصادی

۴ـ عملیات احیا توسط %۴۰ هزینه تحقیقاتی پروژه

۵ـ تکنولوژی توسط VAMI به صورت موفقیت آمیزی در چین آزمایش گردیده و توسعه داده شده است و قضاوتهای مهندسی بسیار مفیدی کسب گردیده است .

واژه های کلیدی: کانی آلونیت، کاربرد سنگ کانی، روشهای فرآوری،

فهرست مطالب

مقدمه   ۷
زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران و جهان   ۹
پیش درآمد    ۹
۱ ـ ۱ ـ ترکیب شیمیایی و برخی خصوصیات کانی شناسی آلونیت   ۹
۲ ـ۱ ـ موارد استفاده و پراکندگی آلونیت در جهان   ۱۰
۳ ـ ۱ ـ چگونگی رخداد   ۱۱
۱ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های رگه ای   ۱۲
۲ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های گرهکی در سنگ های رسی رسوبی   ۱۲
۳ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت جانشینی در سنگ های ولکانیکی و سنگ های نفوذی کم عمق   ۱۲
۴ ـ ۱ ـ منطقه بندی انباشته های جانشینی   ۱۳
۱ ـ ۴  ـ ۱ ـ زون سیلیسی مغزه ای یا پوششی   ۱۳
۲ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون کوارتز ـ‌ آلونیت و زون آرژیلی   ۱۴
۳ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون پروپیلیتی   ۱۵
۵ ـ ۱ ـ ژنز انباشته های جانشینی آلونیت   ۱۵
انباشته ها و معادن آلونیت در ایران   ۱۷
۱ ـ ۲ ـ خاستگاه آلونیت در سنگ های ولکانیکی ترسیر  ایران   ۱۸
۲ ـ ۲ ـ انباشته های آلونیت در ایران   ۱۸
۱ ـ ۲ ـ ۲ ـ کانسار حسن آباد   ۱۹
زمین شناسی کانسار   ۱۹
۲ ـ ۲ ـ ۲ ـ کانسار سیردان   ۲۰
زمین شناسی کانسار   ۲۰
۳ ـ ۲ ـ ۲ـ کانسار زاجکان   ۲۱
۴ ـ ۲ـ ۲ ـ کانسار یوزباشی چای   ۲۲
۵ ـ ۲ ـ ۲ـ کانسار زاج کندی   ۲۳
۶ ـ ۲ ـ  ۲ـ کانسار تا کند ( در استان زنجان )   ۲۳
۷ ـ ۲ ـ ۲ ـ‌ کانسار زایلیک ـ قلندر   ۲۴
۸ ـ ۲ ـ ۳ ـ کانسار مشکین شهر   ۲۴
۹ ـ ۲ ـ  ۲ـ دیگر مناطقی که دگرسانی گرمایی ( هیدروترمال ) تحمل نموده اند    ۲۵
روشهای فرآوری کانی آلونیت در آمریکا   ۲۶
۱ ـ روش چپل ( Chappel )   ۲۶
۲-روش موفت R . MC . MOFFAT   ۲۸
۳-روش Kalunite ( تأثیر محلولهای اسیدی )   ۲۸
۴ ـ‌ روش ‌Mc Cullough   ( تأثیر محلولهای اسیدی) :   ۲۹
۵-روش آلومت ( Alumet )    ۳۰
۶-روش(۱۹۷۴)   D. Stevenes   ۳۰
۷-روش C.j. Hartman   ۳۱
مطالعه روشهای فرآوری آلونیت در شوروی ( سابق )   ۳۳
۱ ـ روش های قلیایی تهیه آلومین از سنگ معدن آلونیت    ۳۳
موارد استعمال   ۳۳
روش مینرال : ( MINERAL )   ۳۳
تکلیس سنگهای معدنی آلونیت    ۳۷
روش احیاء    ۳۸
روش( Loest )   ۳۹
پروسه احیای آلونیت در بازیابی آلومینا از آن   ۳۹
دیاگرام (فلوشیت) روش LOEST   ۴۰
HARTMAN   ۴۰
روش برای بازیابی آلومینیوم از آلونیت   ۴۰
فلوشیت روش HARTMAN   ۴۱
Kaluzhsky   ۴۲
روش LOEST   ۴۲
فلوشیت روش LOEST   ۴۳
رفتار گرمایی ترکیبات سنگ کانی آلونیت همراه با     ۴۵
۱ ـ مقدمه    ۴۵
۲ ، ۲ ـ دستگاه گرمایی    ۴۷
۳ ،  ۲ ـ رفتار گرمای آلونیت    ۴۷
۳ . نتایج و بحث ها    ۴۸
۲ ، ۳ . ارزشیابی XRD    ۵۱
۴ . خاتمه و نتیجه بحث    ۵۲
کاربرد سنگ کانی آلونیت بعنوان یک کمک در انعقاد (‌Coagulant , Flocculant )   ۵۳
۱ ـ مقدمه    ۵۳
۲ ـ مواد و روشها    ۵۵
۳ ـ نتایج تجربی و بحث درباره آنها    ۵۶
۱ ـ ۳ : دمای بهینه شده کلسینه شدن    ۵۶
۳ ـ ۳ : آلونیت کلسینه شده بعنوان یک کمک منعقد کننده   ۵۷
مقرون به صرف بودن    ۵۸
نتیجه گیری   ۵۹
شرایط بهینه برای لیچینگ سنگ کانی کلسینه آلونیت در NaoH قوی   ۶۰
روش پیشنهادی مؤلف برای فرآوری آلونیت در ایران   ۶۰
نامگذاری   ۶۰
مقدمه    ۶۱
روش تجربی    ۶۲
نتایج و بحث مربوط به آنها    ۶۲
نتیجه بحث    ۶۶
مشکلات محیط زیستی فرآوری آلونیت و تأثیرات آن بر طبیعت   ۶۷
گزارش خلاصه ای از تحقیقات انجام شده بر روی تهیه آلومینا از آلونیت در شرکت ایتوک   ۷۰
پروژه تولید آلومینا از آلونیت در ایران   ۷۱
۱- مشکل اسیدسولفوریک   ۷۱
۲- سولفات پتاسیم   ۷۱
۳- مشکل تهیه هیدروکسید پتاسیم   ۷۱
چشم انداز تولید آلومینا از آلونیت در ایران   ۷۲
اطلاعاتی درباره آمار فرآوری آلونیت در روسیه و آمریکا   ۷۳
تولید   در  روسیه   ۷۳
تولید   در آمریکا   ۷۳
اولین کارخانه فرآوری آلونیت   ۷۴
روشهای ترکیبی اقتصادی فرآوری کانی آلونیت   ۷۴
تولید آلومینا از آلونیت در شوروی سابق   ۷۵
پروسه تولید آلومینا مطابق شرح زیر است:   ۷۵
آلونیت در ایران   ۷۷
ذخایر شناخته شده آلونیت در ایران   ۷۷
منابع (References)   ۸۱

منابع (References)

۱) حلمی، فریده، زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران، سازمان زمین شناسی و اکتشافات معدنی کشور، ۱۳۷۸٫

۲) Loest, Kent W., Kesler, George H., 1978, “Process for reduction of alunite ore in aluminum recovery process”, US PATENT (4, 093, 700), june, pp. 95-122.

۳) Loest, Kent W., 1997, “Recovery of aluminum from alunite ore using acid leach to purify the residue for bayer leach”, US PATENT (4, 031, 182), june, pp. 106-122.

۴) HARTman, George J., 1980, “Process for recovering aluminum from alunite”, US PATENT (4, 230, 678), oct, pp. 89-122.

۵) Kaluzhsky, Nikolai Andreevich, 1977, “Plant for fluidized bed heat treatment of powdered alunite”, US PATENT (4, 026, 672), may, pp. 108-122.

۶) Name (Duda & Rej 190) PHYS. Prop. (Enc.of minerals, 2^nd ed., 1990) Optic Prop. (Mason 68).

۷) Sengil, I.A., 1995, “The utilization of Alunite ore As a Coagulant Aid”, Wat.Res.Vol 29, No. 8, pp. 1988-1992.

۸) Sengil, I.A., Gulensoy H. and Goknil, H. 1987, “The use of alunite ore in water treatment as a coagulant and flocculant”, MARmara universitesi Fen Bilimleri Dergisi, 4, pp. 139-152.

۹) OZACAR, M., Sengil, I.A., 1999, “Optimum conditions for leaching calcined alunite ore in strong naoh”,Vol. 38, No. 4, PP. 249-255.

۱۰) Cipriani, P., Marruzzo, L., Piga, L., Pochtti, F., 1997, “Thermal behavior of mixtures of an alunite ore with K₂Co₃, CaCo₃, and Ca(oH)₂”, Thermochimica Acta 294, PP. 139-146.

مقدمه:

از قرون و اعصار گذشته بشر در پی دستیابی به امکانات و ابزارهای توسعه تلاشهای فراوانی را در راه کشف مجهولات وتازه‌ها انجام داده است.

بی‌شک  فلز درعصر حاضر به عنوان زیر ساخت توسعه و فناوری همواره مورد توجه بوده و کشورهای پیشرفته جهان با علم به این نکته سعی فراوانی را در راه کشف وتوسعه‌ ذخایر و منابع فلزی خود انجام داده و هم اکنون نیز علاوه بر استفاده‌ بهینه از ذخایر و منابع خود چشم به بهره‌برداری از مواد و کانی‌های غنی موجود در کرات دیگر و من جمله ماه دارند.

بدیهی است با توجه به بودن ذخایر و معادن قابل استحصال کشورها و همچنین استفاده‌ نادرست در بعضی مناطق، دورنمای صنعت فلز مبهم نماید با توجه به مطالب فوق نیاز بشر به ابداع روشهای جدید فرآوری جهت بهره‌برداری از معادن  و ذخایر کم عیار و همچنین استحصال آن بخشی از کانی‌هایی که از لحاظ متالوژیکی و کانه‌آرایی مشکل‌زا می باشند ضروری به نظر می‌رسد.

 لذا در عصر حاضر تمام توجهات به سمت مواد و کانیهایی است که تاکنون مورد توجه نبوده و یا به دلیل مشکلات فرآوری قابل استحصال نبوده‌اند.

با توجه به این مطلب فلز آلومینیوم نیز از این قاعده مستثنی نبوده و نیاز بشر به تولید واستحصال آن در سالهای آتی بسیار مورد توجه می‌باشد. در حال حاضر در صنعت آلومینیم جهان مهمترین منبع برای تأمین آلومینیوم کانی بوکسیت می‌باشد.

هم‌اکنون مهمترین و بهترین گزینه‌ برای تأمین آلومینیوم بعد از بوکسیت، آلونیت می‌باشد. کانیهای دیگری نیز جهت تولید آلومینیوم مورد توجه قرار دارند که از آن جمله می‌توان به آنورتوزیت – نفلین- رسها و شیل اشاره کرد.

سمیناری که در حال مطالعه می‌فرمایید بحث در مورد روشهای موجود فرآوری کانی آلونیت در گذشته و حال می‌باشد که همراه با بحث در مورد رفتارهای اختصاصی کانی آلونیت در شرایط مختلف شیمیایی و حرارتی و مطالعه دقیق خواص این کانی در محیطهای اسیدی و قلیایی می‌باشد.

همچنین کاربردهای مختلف آلونیت به غیر از تولید آلومینا مانند استفاده به عنوان منعقد کننده ( کواگولان) و ( فلوگولانت) در بحث تصفیه آب (‌Water Treatment ) و داروسازی مورد بحث قرار گرفته است.

بحث در مورد مشکلات محیط زیستی و مشکلات موجود فرآوری این کانی نیز از جمله مطالعات انجام گرفته در این سمینار می‌‌باشد. در پایان لازم می‌دانم از استاد راهنمای درس سمینار جناب آقای دکتر محمدمهدی سالاری‌راد و همچنین کمکها و راهنماییهای استاد درس سمینار جناب آقای مهندس یاوری کمال تشکر را بنمایم.

در آخر امید است با تلاش و کوشش شبانه‌روزی متخصّصین و کارشناسان صنعت و معدن وابستگی عظیم درآمد کشور به نفت به مرور زمان کم شده و ما نیز همچون سایر کشورها در حفظ ذخایر  و منابع ملّی خود برای آیندگان کوشاتر باشیم.

زمین شناسی و پراکندگی آلونیت در ایران و جهان

پیش درآمد :

آلونیت در جهان از قرن پانزدهم تا اواخر قرن حاضر بعنوان منبعی برای زاج و سولفات آلومینیوم مورد استفاده قرار گرفته است . از زمان شناخت و بکارگیری آلونیت در ایران تاریخ دقیقی در دسترس نیست اما تردیدی نیست که سابقه طولانی داشته و چه بسا ایرانیان از پیش از قرن پانزدهم آن را مورد استفاده قرار می دهند از اوایل قرن حاضر از بوکسیت و رس هم تا حدودی برای بدست آوردن زاج و سولفات آلومینیوم استفاده    می شود . آلونیت در طول اولین جنگ جهانی نقشی استراتژیک و حساس در استرالیا و ایالات متحده امریکا در تهیه کود سولفات پتاسیم ایفا کرده است . ( (  Hall et al, 1983

۱ ـ ۱ ـ ترکیب شیمیایی و برخی خصوصیات کانی شناسی آلونیت

آلونیت خالص از نظر تئوری با فرمول   دارای که  ۰۵/۱۳ ، درصد  ۳۷/۱۱ درصد ،  ۹۲/۳۶ درصد و  ۶۶/۳۸ درصد می باشد آنالیز بعضی از بلورها ممکن است مشابه ترکیب فوق باشد اما آلونیت طبیعی مقداری سدیم دارد که جانشین پتاسیم شده است. و در صورتیکه نسبت اتمی سدیم به پتاسیم معادل یک یا بزرگتر از یک باشد کانی را ناترو آلونیت گویند. چنانچه نسبت اتمی سدیم به پتاسیم بزرگتر از ۱:۳ می باشد ممکن است به آن آلونیت سدیک گویند اگر چه این نام گاهی به غلط مترادف با ناترو آلونیت در نظر گرفته می شود .

آلونیت از نظر بلورشناسی در سیستم هگزا گونال تبلور یافته و در حالت بلوری به صورت فیبری ولی اغلب در طبیعت به صورت متراکم یافت می شود . سختی کانی خالص آن ۵/۳ تا ۴ درمقیاس موس و وزن مخصوص آن بین ۶/۲ تا ۸/۲ متغیر است . رنگ این کانی با توجه به ناخالصی های همراه آن نیز متغیر است چنانکه در رنگهای سفید ، خاکستری ، صورتی ، متمایل به زرد و قهوه ای و حتی بنفش مشاهده      می شود .

۲ ـ۱ ـ موارد استفاده و پراکندگی آلونیت در جهان

در برخی کشورها آلونیت جهت تولید آلومین  مورد استفاده قرار می گیرد ، چنانکه در آذربایجان شوروی ( سابق ) کارخانه ای با ظرفیت تولید تقریباً ۲۰۰ تن در روز آلومین برپاست که از آلونیت ، آلومین استخراج می شود ، از آنجا که آلومین منبع با ارزشی برای آلومینیوم است ، آلونیت را می توان کانسار آلومینیوم بشمار آورد . کود از محصولات فرعی آلونیت است در ایران آلونیت از قدیم و بطور سنتی در تولید زاج مصرف می شده است که بکار رنگرزی و تصفیه خانه های آب و نفت می آید .

آلونیت در بسیاری از کشورها وجود دارد البته باید در نظر داشت که انباشته های بزرگ و غنی از آلونیت که برای تاسیس کارخانه تولید آلومین یا کود مناسب باشد ، به طور نسبی ،  کم است .

در دهه اخیر انباشته های بزرگی از آلونیت در برخی از ایالات باختری آمریکا کشف شده که مهمترین آن ها در جنوب باختر یوتا است ، ولی انباشته های آریزونا و کلرادو هم شایان توجه اند ، در نوادا و نیومکزیکو و به احتمال در مکزیک هم پتانسیل یا کانسارهایی از آلونیت با عیار بطور نسبی خوب وجود دارد .

به نظر می رسد بزرگترین و بهترین انباشته های آلونیت از نظر گستردگی و عیار در جمهوری های شوروی ( سابق ) است ، کارخانه تولید آلومین در آذربایجان شوروی از توف های آلونیتی شده اواخر ژوراسیک نزدیک ، زایلیک (Zaglik ) چند کیلومتری شمال باختر داش کسن ( Dashkesan ) تغذیه می شود و مقدار آلونیت سنگ ها حدود ۴۰ درصد می باشد در دیگر جمهوری های شوری ( سابق ) بیش از ۸۰ ذخیره دیگر وجود دارد که این انباشته ها در قزاقستان ، ارمنستان ، ازبکستان ، قرقیزستان ، تاجیکستان ـ پراکنده است .

در قاره آسیا بویژه در چین انباشته خیلی بزرگ از سنگ های واجد آلونیت در ناحیه   پین یانگ فانشن ( pinyang Fanshan ) ، در ژاپن ، جنوب کره ، ترکیه و دیگر کشورها هم گزارش هایی در مورد آلونیت موجود است ولی اقتصادی بودن برخی از آنها هنوز نامشخص است . همچنین ذخایر یا منابع موجود در اسرائیل ( فلسطین اشغالی ) ، مصر ، مراکش ، تانزانیا ، نیجریه ، نیوزیلند ، و سوماترا و فیلیپین مورد بررسی های دقیق قرار نگرفته است . در کشورهای  اروپایی مانند ایتالیا ، اسپانیا ، در جنوب امریکا ، جنوب مکزیک و استرالیا هم انباشته های قابل توجهی از آلونیت موجود است .

۳ ـ ۱ ـ چگونگی رخداد

آلونیت به صورت عدسی ها و رگچه ها در داخل کانسارهای رگه ای فلزات و نیز در داخل شکاف های سنگ های آذرین قلیائی یافت می شود ولی توده های بسیار بزرگ آن به طور معمول ،‌‌ در داخل توف ها و گدازه ها تشکیل می گردد . در ایران هم از هر دو نوع وجود دارد ولی تنها آن دسته که در اثر آلتراسیون با هر پدیده دیگر در سنگ های ولکانیکی یا توفی بوجود آمده ، از نظر حجم و وسعت شایان توجه است .

انباشته آلونیت نوع جانشینی شباهت کمی با نمونه های موجود در موزه یا توصیف های موجود در متون و نشریه های کانی شناسی دارد . بطور نمونه آلونیت در سنگهای آتشفشانی دانه ریز یا پورفیرهای دانه درشت تر ساب ولکانیک و یا در سنگ های نفوذی کم ژرفا بر اثر آلتراسیون می تواند بوجود آید. سنگ دگرسان شده اساساً از کواتزهای میکرو کریستالین ، آلونیت و مقادیر جزی هماتیت ، روتیل و آناتاز تشکیل شده است ، رسها و کانیهای سیلیسی غالباً از همراهان آلونیت در سنگ های آلتره شده می باشد . حضور فراون همین همراهان در فرایند تولید آلومین  می تواند تولید اشکال نماید .

تشخیص سنگ های آلونیت دار در روی زمین کار ساده ای نیست . سنگ های ولکانیکی دگرسان شده غنی از آلونیت و کائولینیت  ، سریسیت و دیگر کانی های دگرسانی خیلی مشابهند ، اما چون وزن مخصوص آلونیت ( ۸۲/۲ ) کمی بیش از وزن مخصوص کوارتز و رسها است ، بطور معمول ، حضور مقدار زیاد آلونیت در یک نمونه سنگ ولکانیک قابل تشخیص است .

آلونیت هایی که بصورت رگه ای هستند معمولاً صورتی رنگند ولی رنگ کلاً معیاری ضعیف در تشخیص سنگ های آلونیتی است . چون آلونیت در رنگهای گوناگون       می تواند باشد . ( بطور معمول ، رنگارنگ یا دارای خطوط رنگینی است و یا به آهن آلوده شده است . رنگ زرد پرتقالی معمولاً نشانه حضور جاروسیت ( سولفات آهن آبدار می باشد ) .

انباشته های مختلف آلونیت اندازه های متغیری دارد چنانکه از نودول ها یا  عدسی های کوچک در حد سانتی متر و تا توده های بزرگ محتوی چندین میلیون تن سنگ دگرسان شده با ۳۰ تا ۴۰ درصد آلونیت در تغییر است . در رگه های درون زا (hypogene ) آلونیت به طور تقریب خالص می تواند یافت گردد . Hall ( 1978 ، ۱۹۸۰ )        انباشته های آلونیت را در سه گروه می گنجاند :

۱ ـ آلونیت رگه ای ؛           ۲ ـ آلونیت گرهکی ؛              ۳ ـ آلونیت جانشینی ؛

۱ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های رگه ای

آلونیت در رگه ها یا خیلی ریز بلور و یا نهان بلور ( Cryptocrystaline ) است که در این حالت به رنگ سفید و زرد می باشد . چنانکه آلونیت در رگه در چهره بلورهای درشت که گاه طول آن ها به ۱۰ تا ۲۰ میلی متر می رسد پدیدار شود ، صورتی رنگ است ( ۱۹۸۳ ، Hall et al  ) . اگر چه در رگه های با عیار بالا ، به  طور تقریب ، ‌آلونیت جانشینی قابل قبول برای بوکسیت خواهد بود ، اما کل منابع در دسترس و موجود در رگه ها کمتر از آن است که سازنده اساس ماده ای خام در صنعت باشد .

۲ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت های گرهکی در سنگ های رسی رسوبی

آلونیت یا ناتروآلونیت گرهکی و لایه ها ور گه های کم ضخامت نامند آن از نظر جغرافیایی بسیار متداول و گسترده اند ( هال ،‌ ۱۹۷۸ ) و در شیل ها ، شیست های میکادار ، یا لایه های رسی یافت می شوند ، به نظر می رسد این آلونیت ها به طور دیاژنتیکی یا برون زایی ( Supergenic ) و در اثر عملکرد آب های زیرزمینی اسیدی غنی از سولفات ، در رسوبات آرژیلی سرشار از میکا یا ایلیتی بوجود آمده اند اکسیداسیون پیریت پراکنده در سنگ های رویی یا سنگ مجاور آن ، اسید لازم را فراهم می سازد ؛ پتاسیم از ایلیت یا میکا (مسکویت) موجود در رسوب میزبان آلونیت است . خلوص گرهک های آلونیتی ممکن است به خلوص آلونیت های رگه ای نزدیک باشد . ولی این رخدادهای رسوبی ، بیشتر ، محدود به لایه های کم ضخامت و ناممتدی است که بطور معمول ، با کائولین مخلوط بوده ، و توده های آن قدر بزرگی را تشکیل      نمی دهد که به عنوان منبع آلومینیوم بهره برداری شوند .

۳ ـ ۳ ـ ۱ ـ آلونیت جانشینی در سنگ های ولکانیکی و سنگ های نفوذی کم عمق

این انباشته ها ابعاد بزرگ و ذخیره های قابل ملاحظه دارند و به طریقه روباز می توانند استخراج شوند . این گروه از انباشته ها بخش عمده منابع آلونیت را در امریکا و سایر نقاط جهان تشکیل می دهند ، و به عنوان منبع اساسی هر طرح صنعتی آلومینیوم با بکارگیری آلونیت در نقش یک ماده‌ خام ، بهره برداری می شوند اگر چه این انباشته ها از نظر عیار در چنان گسترش و حجم بالای ذخیره برخوردارند که می توان به طریقه روباز آن ها را استخراج نمود . در این انباشته ها میزان پتانسیل برای تغذیه یک کارخانه آلومین با مقیاس اقتصادی برای بیست سال یعنی تا زمان مستهلک شدن کارخانه کافی است . (Hall et al, 1983)

۴ ـ ۱ ـ منطقه بندی انباشته های جانشینی

یکی از مشخصات انباشته های بزرگ آلونیت (آلونیت جانشینی ) حالت منطقه ای
( Zoning ) در آن ها است . زونینگ کانی شناختی مشخصه انباشته های بزرگ آلونیت نوع جانشینی در باختر ایالات متحده امریکا است . منطقه بندی یکسان یا بسیار مشابه نیز در متون زمین شناسی دیگر کشورها هم  گزارش شده است .

به طور کلی چهار زون اصلی شناسایی شده است . مغزه یا پوشش سیلیسی ، کوارتز آلونیت ، آرژیلی ، پروپیلتی .

مغزه یا پوشش سیلیسی ( زون ۱ ) مرکزی و برجسته و مترفع است ، و زون کوارتز آلونیت ( زون ۲ ) ، زون آرژیلی ( زون ۳ ) و سرانجام زون پروپیلیتی ( زون ۴ ) در بیرون و به سمت پائین جانشین آن می شود . ممکن است در سطح زمین این چهار زون در جنب یا پهلوی یکدیگر باشند ، همچنین به طور عمودی ، اگر چه عموماً برای آشکارشدگی ارتباط منطقه ای در ژرفا ، حفاری عمیق ضروری است .

شرحی که در ادامه خواهد آمد حالتی ایده آل را به نمایش می گذارد و به ندرت در طبیعت رخ می دهد . بیشتر انباشته های طبیعی نامنظم و ناهمگن اند و انکلاوهای یک مجموعه منطقه بندی با دیگری احاطه می شود . دگرسانی ها ممکن است در هم داخل شود چنانکه یک زون یا چندین زون خیلی باریک و کم ضخامت می شود و در هنگام بررسی و مشاهده سطحی و اتفاقی ، آشکار نمی شود فزون بر آن مرزهای منطقه ای باریک و ظریف اند، نقشه برداری واقعی آن ها دشوار است و براساس اندازه گیری های پراش اشعه X پودر آن ها نقشه بطور دلخواه رسم می شود . ویژگی های هر یک از چهار زون نامبرده در ادامه اشاره خواهد شد .

۱ ـ ۴  ـ ۱ ـ زون سیلیسی مغزه ای یا پوششی

در این زون سنگ به شدت سیلیسی شده و ممکن است شبیه چرت یا اپالیت باشد ،‌ و اگر در نزدیکی سطح یا سطح زمین یافت شود ممکن است متخلخل مانند سینتر سیلیسی باشد به طور معمول ، گوگرد طبیعی در خلل و فرج ها یا حفره ها پدیدار است . به طور تیپیک ، کواتز فاز سیلیسی غالب است . ولی کریستوبالیت هم نامتداول نیست ، و سیلیس بی شکل و تریدیمیت در شماری از مناطق تشخیص داده شده است . زون سیلیسی را نشانگر مجرا یا منفذ اصلی برای ، مرحله نهایی دگرسانی می دانند ، که در اثر سیالات گرمابی  ( hydrothermal fluids ) بشدت اسیدی و گازهایی که منشاء آتشفشانی دارند ، قلیاها ، عناصر قلیایی ، آلومینا ، و دیگر عناصر از سنگ های ولکانیک شسته و پس مانده سیلیسی از آنها بر جای می ماند ، مقداری از سیلیس هم از زون زیرین دگرسانی آلونیتی به آن اضافه می شود و ممکن است سیلیس سنگ ۹۰ درصد یا بیشتر باشد .

۲ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون کوارتز ـ‌ آلونیت و زون آرژیلی

زون سیلیسی به طرف بالا به یک زون سنگ به شدت دگرسان شده تغییر می یابد که عمدتاً متشکل از کوارتز میکرو کیستالین و آلونیت است ،‌‌ این سازندگان زون ، کانه انباشته اقتصادی آلونیت است . مقدار آلونیت ممکن است ۳۰% یا بیشتر باشد دیگر کانی ها به طور معمول ، در مقادیر کم یافت می شود و شامل هماتیت ، روتیل و آناتاز است . کائولینیت ( یا پلی مورف آن، دیکیت ) و سایر کانی های فیلوسیلیکاتی به علاوه کریستوبالیت اپالی متداول است . ولی چنانچه این کانی های سیلیسی بیش از مقادیر خیلی ناچیز باشد و در آن صورت اثراتی زیانبار بر کیفیت کانسار خواهد داشت . ممکن است در این زون پیریت ، به ویژه در ژرفا یافت شود .

جاروسیت ، سولفات آهن دار، مانند آلونیت ، ممکن است به صورت تشکیل دهنده درون زا یا برون زا ، موجود باشد . کانی های زاج به صورت شوره زنی های ( efflorescences ) فرعی هوازدگی پدیدار می شوند ، ولی در ژرفاها به ندرت یافت می شوند .

مقادیری محسوس کانی های رسی کائولنی ( بنابراین آرژیلی ) ، به طور معمول ، کائولینیت ، ولی بعضی مواقع دیکیت دارند ، هالوسیت در نواحی آلونیت دار ایتالیا به هر دو صورت ئیدارته و غیر ئیدراته متداول است (۱۹۷۹,Lombardia and Mattias ) ؛ اگر چه ، به نظر نمی رسد در انباشته های باختر امریکا هالوسیت به متداولی کائولینیت باشد. کواتز ریز بلور باز هم غالب است . ممکن است  آلونیت از نظر اندازه به طور تقریب ، برابر کائولین باشد مواد در زون آرژیلی به دلیل حضور رس ها و دیگر کانی های    ورقه ای زیانبار ، مرغوب نیست . کانی ها به غیر از گروه کائولن که در زون آرژیلی هم تشکیل می شود شامل سریست ، دیاسپر ، پیروفیلیت و به طور نادر تر ، زونیت  (Zunyite) است . هماتیت و روتیل یا اناستاز در همه جای این زون مانند تمام زون های دیگر ، یافت می شود . به طور معمول جاروسیت با آلونیت همراه شده ولی ممکن است بیشتر سوپرژن (برون زا) باشد تا هیپوژن (درون زا) جاروسیت با کانی های اکسید آهن نه رنگ های متمایل به زرد و قرمز به سنگ های دگرسان شده می دهد .

مجموعه دگرسانی آژریلی زون سوم به تدریج تغییر می یابد ، به طرف بیرون پرمایه از آلونیت  ( زون ۲ ) به سمت زون پروپیلیتی ( زون ۴ ) پیش می رود . کانی های  گروه کائولن کمتر می شود و سریست در آن به طور معمول ، تقریباً برابر با مقدار کوارتز است. زون ۳ یا زون آرژیلی را در جایی که سریسیت کانی غالب دگرسانی می شود (در بخش بیرونی یا مرکزی آن) می توان به طور غیررسمی زون فیلیک نامید ولی این پدیده آن قدرها متداول  نیست که معرفی رسمی آن را به عنوان بخشی از طرح منطقه بندی شرح داده شده در اینجا را توجیه نماید . رس های اسمکتیت و کلریت در بخش دورتر زون آرژیلی اهمیت می یابد ، و آلونیت یا دیگر وجود ندارد و یا بصورت پراکنده یافت می شود .

۳ ـ ۴ ـ ۱ ـ زون پروپیلیتی

زون آرژیلی به طور غیر محسوس و تدریجی به زون پروپیلیتی تبدیل می شود ، این زون با رنگ سبز متمایل به خاکستری تیره مشخص است و به طور معمول در آن ، بافت اولیه سنگ به خوبی حفظ شده است ، در این زون کوارتز نسبت به دیگر زون ها کم اهمیت تر می شود و گمان می رود که کوارتز در اینجا یک کانی اولیه و نه یک کانی دگرسانی ثانوی باشد کانی های همراه و شاخص دگرسانی در این زون شامل اپیدوت ، کلریت ، زئولیت ها ، پیریت و کلسیت یعنی کانی هایی که ناپایدارند و در محیط های به شدت اسیدی زون کوارتز ـ آلونیت نمی توانند حضور داشته باشند ، است . شاید پلاژیو کلاز اولیه سوسوریتیزه و کانی های مافیک در آن اورالیتیزه باشد ، این پدیده ها معرف دگرسانی کمتر اسیدی و ملایم تر از آنچه در مرکز حکم فرما است ، می باشد .

۵ ـ ۱ ـ ژنز انباشته های جانشینی آلونیت

با توجه به آن که در طبیعت تنها در انباشته های جانشینی است که مقدار آلونیت فراوان و ذخیره آن چند میلیون تنی است، به چگونگی پیدایش آن ها، با تفضیل بیشتر          می پردازیم .

انباشته های جانشینی را حاصل سیالات گرمایی می دانند که طی آخرین مرحله فعالیت آتش فشانی خارج می شوند و حاوی اسید سولفوریک و گازهای گوگردی می باشند عناصر محلول از سنگ های نفوذپذیر ، بطور تیپیک سنگ های آذر آواری با ترکیب ریولیتی تا آندزیتی یا داسیتی شسته و حمل می گردد ، جدا از سنگ های یاد شده پورفیرها و جریان های کم  ژرفا نیز مناسب اند با تجزیه و فروپاشی فلدسپار ، میکا و سایر کانی های سازنده سنگ ، سیلیس آزاد می شود و دوباره به صورت کریستوبالیت یا کوارتز های خیلی ریز متبلور می شود . بافت های میکروسکوپی نشان از آن دارد که آلونیت دانه ریز به طور کم و بیش هم زمان با فاز سیلیس ، تبلور می یابد .

عواملی نظیر ، بافت و ترکیب سنگ ، تخلخل و نفوذ پذیری ، ترکیب شیمیایی سیالات ، دما و فشار ، نرخ جریان سیالات و تداوم آن ها ، طول مدت دوره و ساخته هایی نظیر لایه ، گسل ها و درزه ها دگرسانی را کنترل می نماید . سیالات ممکن است در امتداد منفذ و مجزای محلی ، صعود نمایند و در این حالت منطقه بندی تقریباً متحدالمرکز دگرسانی پدید می آید . این درگسانی از سنگ های به شدت سیلیسی شده در مرکز به حلقه های آلونیتی ، آرژیلی و سرانجام سنگ های پروپیلیتی در پیرامون تغییر می کند . به نظر می رسد که در بیشتر حالات ، مجرا یک شکستگی بزرگ یا گسلی بوده و سنگ به شدت سیلیسی شده در امتداد محور اصلی و زون های آلونیتی ، آرژیلی و پروپیلیتی به طور پی در پی پدیدار می شوند . سیستم شیمیایی دینامیک است ؛ ضمن مهاجرت و جابجایی سیالات در کانال مرکزی و حرکت رو به بالای اسیدی شده و با سنگ واکنش می نمایند . بنابراین ، مجموعه های دگرسانی در زون های مربوطه نشانگر دامنه پایداری کانی های سازنده آن است .

با آن که فرایند آلونیتی شدن پدپده ای نزدیک به سطح زمین است ، ولی ضرورتاً بیشتر درون زا (Hypogene) است تا برون زا (Supergene) . آلونیت سوپرژن را همانگونه که Hemley , schoen , White (1974) فرض نموده اند حاصل نفوذ و حرکت رو به پائین آب اسیدی سطحی می دانند ، ولی توده های با چندین میلیون تن سنگ آلونیتی ضرورتاً در یک فرایند هیپوژنی تشکیل شده اند ـ که عبارت از صعود محلول های هیدروترمال جوشان است . اسید سولفوریک سیستم از با منشاء آتش فشانی که ازبخش پائین تر سیستم آتش فشان صعود نموده او در نزدیک سطح تا جایی که جوشش رخ می دهد و با خروج اکسیژن اتمسفری در بالای سطح ایستایی ، اکسید شده بوجود می آید .

در سیستم هیدروترمال ، اصلا مقدار کمی از آب ممکن است ما گمایی باشد یا در برخی از حالات نیز شاید آب فسیل باشد ، ولی بررسی های متعدد ایزوتوپی که از اواخر ۱۹۶۰ صورت پذیرفته حاکی از آن است که بخش به مراتب بزگتر آب در این سیستم ها آب جوی به جریان افتاده در قسمت مواج بالایی یک سلول کنوکسیون است . که با گرمایی ما گمایی زیریین یا حرارت توده ای نفوذی که هنوز گرم است به جلو رانده می شود .

(Taylor  ، ۱۹۷۴ ، Muffler and White Tresdell 1971) .

شاید انباشته های چندین میلیون تنی سنگ کوارتز ـ آلونیت با افت سطح ایستابی و به مروز زمان از افق های مرتفع تر به افق های کم ارتفاع تر پدیدار شده اند ، بدین گونه سنگ آلونیتی ژرف تر پی در پی در زیر آلونیتی شکل می گیرد که پیشتر تشکیل شده است .

توسط شماری از پژوهشگران به نقش باکتری ها در ایجاد اسید سولفوریک ، با اکسیداسیون گوگرد عنصری در چشمه های آب گرم محیط های آتش فشانی توجه شده است .( ۱۹۷۷(Brock ; 1968 Ivanov et al Zinder and Brock ; 1975 and Mosser

اگر چه اهمیت فرایند میکروبی و تأثیرش در پیدایش توده های بسیار بزرگ سنگ آلونیتی ، در ابهام است .

از مطالب یاد شده در فوق ، مشخص می شود که جای اصلی و طبیعی توده های آلونیتی بزرگ نوع جانشینی که انباشته های اصلی آلونیت را در سراسر جهان تشکیل می دهند ، نواحی آتش فشانی است . کالدراها یا دهانه ای آتش فشانی به ویژه از این نظر که عناصر ضروری در تشکیل سنگ پرمایه از آلونیت را فراهم می آورند ، مناسبند ؛ پوشش سنگ آتش فشانی مستعد آلونیتی شدن است ، یک مخزن ما گمایی در زیر سلول کنوکسیونی هیدروترمال را حرکت داده و به پیش می راند ؛ گسل ها یا شکستگی های حلقوی مجراهایی را برای صعود سیالات گرمایی و منبع گوگرد را فراهم می سازد.

انباشته ها و معادن آلونیت در ایران

80,000 ریال – خرید نهایی کردن خرید مورد به سبد خرید اضافه شد

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .