فایل بای | FileBuy

مرجع خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، تحقیق ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهی

فایل بای | FileBuy

مرجع خرید و دانلود گزارش کار آموزی ، گزارشکار آزمایشگاه ، مقاله ، تحقیق ، پروژه و پایان نامه های کلیه رشته های دانشگاهی

بررسی روشهای موجود فرآوری "کانی آلونیت" در گذشته و حال

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
دسته بندی زمین شناسی
فرمت فایل doc
حجم فایل 151 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل 85
بررسی روشهای موجود فرآوری

فروشنده فایل

کد کاربری 8044

روشهای موجود فرآوری

"کانی آلونیت" در گذشته و حال


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 پیشرفتة جهان با علم به این نکته سعی فراوانی را در راه کشف وتوسعة‌ ذخایر و منابع فلزی خود انجام داده و هم اکنون نیز علاوه بر استفادة‌ 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 استفادة‌ 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.

سهند اندرزی گرگری


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

1 ـ 1 ـ ترکیب شیمیایی و برخی خصوصیات کانی شناسی آلونیت

آلونیت خالص از نظر تئوری با فرمول دارای که 05/13 ، درصد 37/11 درصد ، 92/36 درصد و 66/38 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 1:3 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 5/3 تا 4 درمقیاس موس و وزن مخصوص آن بین 6/2 تا 8/2 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 .

2 ـ1 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 200 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 40 درصد می باشد در دیگر جمهوری های شوری ( سابق ) بیش از 80 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 .

3 ـ 1 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 ( 82/2 ) 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 30 تا 40 درصد آلونیت در تغییر است . در رگه های درون زا (hypogene ) آلونیت به طور تقریب خالص می تواند یافت گردد . Hall ( 1978 ، 1980 ) انباشته های آلونیت را در سه گروه می گنجاند :

1 ـ آلونیت رگه ای ؛ 2 ـ آلونیت گرهکی ؛ 3 ـ آلونیت جانشینی ؛

1 ـ 3 ـ 1 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 10 تا 20 میلی متر می رسد پدیدار شود ، صورتی رنگ است ( 1983 ، 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 سازندة اساس ماده ای خام در صنعت باشد .

2 ـ 3 ـ 1 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 ،‌ 1978 ) 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 .

3 ـ 3 ـ 1 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 مادة‌ 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 تغذیة یک کارخانه آلومین با مقیاس اقتصادی برای بیست سال یعنی تا زمان مستهلک شدن کارخانه کافی است . (Hall et al, 1983)

4 ـ 1 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 1 ) مرکزی و برجسته و مترفع است ، و زون کوارتز آلونیت ( زون 2 ) ، زون آرژیلی ( زون 3 ) و سرانجام زون پروپیلیتی ( زون 4 ) 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 .

1 ـ 4 ـ 1 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 90 درصد یا بیشتر باشد .

2 ـ 4 ـ 1 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 30% 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 دهندة 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 (1979,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 2 ) به سمت زون پروپیلیتی ( زون 4 ) پیش می رود . کانی های گروه کائولن کمتر می شود و سریست در آن به طور معمول ، تقریباً برابر با مقدار کوارتز است. زون 3 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 .

3 ـ 4 ـ 1 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 .

5 ـ 1 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 سازندة 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 1960 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 ، 1974 ، 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 .( 1977(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

در ایران با توجه به کمبود انباشته های بوکسیتی ، اکتشاف آلونیت از سال 1356شروع شد . در پی بررسی های مقدماتی و نیمه تفصیلی آشکار شد که انباشته ها و پتانسیل های پرشماری از آلونیت در نقاط مختلف ایران و عمدتاً بر محوری با جهت شمال باختر ـ جنوب خاور از تاکستان قزوین تا مزر ایران و جمهوری های آذربایجان و ارمنستان وجود دارد . مناطق عمدة تمرکز آلونیت در شمال خاور زنجان ، باختر منجیل ، اطراف مشکین شهر و اهر و خاور جلفا است . اکتشاف بعدی و تکمیلی آشکار ساخت که در مناطق فوق انباشته هایی فزون بر یک میلیون تن آلونیت وجود دارد که تنها در صورت بررسی های دقیق فنی و اقتصادی و مثبت بودن آنها ، می توان اقدام به تولید آلومینا از این منابع عظیم کرد ، در حال حاضر تنها یک کارخانه تولید آلومینا از آلونیت در دنیا وجود دارد که آن ها هم در جمهوری آذربایجان و نزدیک شهر گنجه است و از انباشته های آلونیت معدن داش کسن استفاده می کند .

آلونیت ایران در سنگ های آتشفشانی ترسیر قرار دارد و در زیر افق آلونیتی ، افق سفید رنگ محتوی کائولن قرار گرفته که مقادیر کمتری آلونیت در آنها پدپدار است .

1 ـ 2 ـ خاستگاه آلونیت در سنگ های ولکانیکی ترسیر ایران

نظریات مختلفی برای ژنز آلونیت در سنگ های آتشفشانی ترسیر مطرح شده است که به اجمال مورد بررسی قرار می گیرند .

الف ـ تاثیر و نقش فعالیت های هیدروترمال بعد از ائوسن و تزریق بخارها و مایعات گوگرددار در داخل رسوبات آذر آواری و ولکانیکی ائوسن و تشکیل منطقه بندی قائم ـ که از پائین به بالا شامل کائولین ، آلونیت سیلیس می باشد و در اثر تبادلات یونی ناشی از فعالیت های هیدروترمال بوجود آمده است .

ب ـ در ضمن فعالیتهای آتش فشانی ائوسن بطور همزمان در آنها دگرسانی بوقوع پیوسته و آلونیت بوجود آمده است .

در نظریة فوق برای توضیح خاستگاه آلونیت ممکن است صحیح باشد ولی اثبات آنها نیاز به بررسی های دقیق تری دارد .

2 ـ 2 ـ انباشته های آلونیت در ایران

بهترین و بزرگترین انباشته های آلونیت ایران در طارم زنجان و اهر واقع شده است . بعلت فراوانی ماده آلونیت در ایران فقط عیارهای بیش از 30 درصد آلونیت و متوسط 35 تا 45 درصد بعنوان مادة معدنی قابل استحصال در نظر گرفته شده است . حدود 15 انباشته و 10 توده کوچک آلونیت در نواحی بین مرز ایران و آذربایجان و ارمنستان تا قزوین پیدا شده که در بعضی مناطق ( که متعاقباً خواهد آمد ) انباشته ها پر عیارتراند .

1 ـ 2 ـ 2 ـ کانسار حسن آباد

این کانسار در 24 کیلومتری جنوب باختر منجیل و به فاصله 500 تا 2500 متری از شمال باختر آبادی کوچک حسن آباد واقع و موقعیت جغرافیایی آن بدین قرار است :

طول شرقی ’12 و 49

عرض شمالی ’5/36 و 36

این کانسار در بالای کوهی به ارتفاع حداکثر 2125 متر از سطح دریا واقع شده است . بدین سبب زمستان های سرد و برفگیر و تابستان های اغلب مه آلود دارد . تا حدود 40 سال پیش از کانسار حسن آباد به منظور ساختن زاج به طریق کوره های سنتی دستی بهره برداری می شده است .

زمین شناسی کانسار

در محدوده کانسار حسن آباد سنگ ها مربوط به ائوسن میانی یا بطور کلی پالئوژن است و از نوع توف های خاکستری ضخیم لایه و توده ای شکل ، توف های بنفش حاوی گدازه های آندزیتی و آندزیت پرفیری تشکیل می شود. روی این طبقات را گدازه های ریولیتی و ریوداسیتی بطور دگر شیب فرا می گیرد . در جنوب کانسار در این توفها توده نفوذی اسیدی ( کوه قاجار ) نفوذ کرده و سن آن ظاهراً جوانتر از سری توف ها است .

کانسار حسن آباد لایه ای شکل است و در اثر دگرسانی توفها پدید آمده است . کانسار حسن آباد دارای یک زون بزرگ پر عیار آلونیت ( بیش از 30 درصد ) است . این زون تقریباً در قسمت سطحی زون دگرسانی اصلی قرار گرفته است . طول آن 2600 متر ، عرض 150 تا 350 آن نسبتاً کم است و در جریان مراحل تولید آلومین مزاحمتی ایجاد نمی کند .

ذخیره کانسار حسن آباد 000،000،166 تن آلونیت پر عیار برآورده شده است که وسعت کانسار و توپوگرافی آن موقعیت مناسب را برای استخراج آن بصورت روباز فراهم آورده است .

2 ـ 2 ـ 2 ـ کانسار سیردان

معدن سیردان در شمال خاور کوه های طارم و به فاصله 5/22 کیلومتری جنوب باختر منجیل قرار دارد ،‌ موقعیت آن بدین قرار است :

طول جغرافیایی ’11 و 49 شرقی

عرض جغرافیایی ’39 و 36 شمالی

کانسار سیردان در کنار ده سیردان یا در جنوب باختر دریاچه سد سفیدرود است ، ارتفاع آن از سطح دریا تقریباً 985 متر و ارتفاع بلندترین قسمت کانسار 1230 متر است . ‌آب و هوا در تابستان خنک و زمستان معتدل بوده و فاصله کانسار از رودخانه قزل اوزن 10 کیلومتر است .

از کانسار سیردان در گذشته برای استفاده زاج بهره برداری می شده و مدتی تعطیل و سپس از سال 1363 کار در آن از سر گرفته شده است .

زمین شناسی کانسار

سنگ های پیرامون معدن را بیشتر توف های پالئوژن تشکیل می دهد که یک توده اسیدی مربوط به اواخر ائوسن در آنها نفوذ کرده است . این توف ها را گدازه های ریولیتی نئوژن بطور دگر شیب می پوشاند توف های خاکستری ـ بنفش پالوژن و قسمت هایی از توده گرانودیوریتی به گونه ای منظم دچار دگرسانی شده است . چنانکه در قسمت پائین گچ ، کائولینیت و لیمونیت ، در قسمت میانی بیشتر آلونیت و در قسمت بالا سیلیس بوجود آمده است . در سنگ مادر آلونیت به رنگ های خاکستری نیلی تا بنفش نیز دیده می شود . ساخت این سنگ ها دانه دانه و لایه دار است .

عیار آلونیت در قسمت میانی بیش از دیگر قسمت ها است . ابعاد زون دگرسانی بصورت زیر است : 5000 متر طول ، 450 متر عرض ، و 175 متر ضخامت . این زون در جهت شمال باختر به طور تقریب یک به زون پر عیار دارای بیش از 30 درصد آلونیت و در بعضی قسمت ها تا 70 درصد ( متوسط 35 درصد ) آلونیت است . ذخیره کانسار سیردان 000،000،23 تن آلونیت پر عیار برآورده شده است .

کانسارهای سیردان و حسن آباد در حقیقت بهم متصلند و مجموع ذخیره پر عیار
آنها 000،000،400 تن است که می تواند تولید آلومینا را برای سال های متمادی تامین کند .

3 ـ 2 ـ 2ـ کانسار زاجکان

این کانسار در یک کیلومتری جنوب خاور دهکده زاجکان بالا است ، از سمت جنوب خاور به دهکده زاجکان پائین وصل می شود یا بعبارت دیگر در جنوب باختر یوزباشی چای ( در 50 کیلومتری قزوین ) با مختصات جغرافیایی زیر است :

طول جغرافیایی ’25 و 49 شرقی

عرض جغرافیایی ’22 و 36 شمالی

این کانسار در منطقه ای کوهستانی واقع شده است و ارتفاع زون اصلی آن از سطح دریا 1940 متر است ( کوه سلطانلو ) . رودخانه کوچکی که تقریباً تمام سال آب دارد از داخل دره زاجکان بالا عبور می کند .

معدن زاجکان از زمانهای قدیم مورد بهره برداری قرار گرفته و زاج پزی در آن به تناوب برقرار یا تعطیل بوده است . آثار کارهای قدیمی معدنی و زاج پزی در محل دیده می شود . نام دهکده زاکان از این معدن گرفته شده است .

پیرامون معدن از سنگ های رسوبی ـ ولکانیکی ائوسن میانی تشکیل شده که بوسیلة رسوبات مارنی و ژیپس دارد و کنگلومرائی میوسن در شمال ،‌ شمال خاور پوشیده می شوند سنگ های ائوسن را یک توده گرانیتوئیدی قطع می کند . سنگ های نزدیک توده نفوذی ، توف های خاکستری و بنفش دگرسان شده ولی این دگرسانی در توف ها شدیدتر است . روند زون اصلی دگرسانی همان روند توده نفوذی یعنی شمال باختر ـ جنوب خاور است . زون دگرسانی این منطقه حدود 4500 متر طول و بین 400 تا 800 متر عرض دارد . دگرسانی کائولن ، آلونیت و سیلیس را پدید آورده است . در زون پر عیار بطور متوسط بین 40 تا 80% آلونیت وجود دارد (میانگین 30 تا 35 درصد). ذخیره کانسار 000،000،121 تن برآورده شده است . سنگ های دگرسان شده جنوب خاور و جنوب باختر معدن بیشتر کائولینتی است در حالی که قسمت مرکزی را سنگ های آلونیتی تشکیل می دهد . در جنوب خاور این کانسار یک معدن کائولینیت وجود دارد که در حال حاضر از آن بهره برداری نمی شود .

4 ـ 2ـ 2 ـ کانسار یوزباشی چای

این کانسار در جنوب منجیل و حوضه رودخانه یوزباشی چای و در نزدیکی آبادی های یوزباشی چای ، آب ترش ، اسدی و زاجکان بالا و پائین قرار دارد . مختصات جغرافیایی آن بصورت زیر است :

طول شرقی ’26 و 49

عرض شمالی ’23 و 36

منطقه کانسار کوهستانی و داری دره های ژرف است . ارتفاع دره ها از سطح دریا حدود 1000 متر و ارتفاع کوه ها تا 1300 متر است . در دره ها رودخانه های دائم اما کوچک جاری است .

پیرامون این کانسار سنگهائی با ترتیب زیر (از پائین به بالا) قرار گرفته است : توف های خاکستری که با گدازه های آندزیتی در تناوب است . توف های اگلومرائی ، توف های بنفش دانه ریز ماسه ای که روی آنها گدازه های اسیدی و حد واسط مربوط به اواخر میوسن با دگر شیبی قرار دارد .

بیشتر سنگ های توفی و گدازه های دگرسان شده تا مرحله کائولینتی شدن پیشرفته و در بخشی از ناحیه نیز به تشکیل سیلیس رسیده است . وسعت زونهای کائولینیت و درگسانی این کانسار خیلی زیاد است چنانکه طول تقریبی آن 8700 متر ، عرض 7500 و ضخامت بین 80 تا 300 متر است .

زون پر عیار آلونیت (بیش از 30 درصد آلونیت) این ناحیه حدود 000،110 ، 1 متر مربع وسعت و تقریباً 50 متر ضخامت دارد . بخش کوچکی از این کانسار بطریقه روباز قابل استخراج است ، چون زون های پر عیار به طور معمول با پوشش نسبتاً ضخیمی از آلونیت کم عیار و زونهای آلتره کائولینیت دارد پوشیده شده است .

باید متذکر شد که قسمت اعظم زون دگرسانی و آلونیت کم عیار ناحیه یوزباشی چای دارای مقدار متوسط یا کمی (حدود 15 تا 20 درصد) کائولینیت است .

ذخیره احتمالی این کانسار 000،560،170 تن آلونیت ناخالص است و آلونیت پرعیار حدود 000،000،121 تن برآورده شده که با توجه به ذخیره زیاد و موقعیت مناسب با ایجاد مجتمع های کارخانه ای کائولن شویی و تولید آلومینا سه محصول عمده آلومینا ، و کائولینیت و سیلیس و محصولات فرعی دیگر مثل پتاس و سود را از آنها می توان بدست آورد ، و از این نظر که ذخیره ممکن یا زمین شناسی کائولن در منطقه یوزباشی چای حدود چند میلیارد تن برآورده شده به احتمال زیاد تولید آلومینا و کائولینیت از این کانسار مقرون به صرفه است .

5 ـ 2 ـ 2ـ کانسار زاج کندی

کانسار زاج کندی در 10 کیلومتری رودخانه قزل اوزن یا 110 کیلومتری منجیل در طول شرقی ’42 و 48 عرض شمالی ’57 و 36 واقع است . حداکثر ارتفاع آن 1800 متر از سطح دریا است در این منطقه چند کانسار آلونیت به نام های زون شید ، زون قلع (فیض آباد) و زون زاج کندی وجود دارد . این ناحیه کوهستانی با دره هایی ژرف است، تابستان گرم و زمستان معتدل دارد آب فراوان است . در زون زاج کندی آثار کارهای قدیمی دیده می شود .

از نظر زمین شناسی بخش عمده ای از منطقه را توف ماسه ای خاکستری پالئوژن
(احتمالاً ائوسن که در تناوب با گدازه های آندزیتی است) می پوشاند در این سنگ ها با تولیت بزرگی از سنگ های اسیدی نفوذ کرده و سبب دگرگونی همبری ضعیفی نیز شده است . دگرسانی بر توف های ، آندزیت ها قسمت های کوچکی از توده نفوذی با شدت کم اما وسعت زیاد ، اثر گذاشته است .

زون شید و کوه قلعه تنها بیش از 30% آلونیت دارند که پوششی از طبقات مارن گچ دار نئوژن بعنوان باطله قسمتی از زون را می پوشاند .

ذخیره زون پرعیار آلونیت منطقه زاج کندی به نسبت بقیه مناطق یاد شده کمتر به نظر می رسد . اگر چه خود این ذخیره برای ایجاد صنعت تولید آلومینا کافی است ذخایر جالبی از کائولین نیز پدیدار است . در ذخیره آلونیت پرعیار کائولینیت کمی وجود دارد که این نکته در تولید آلومینا از این کانه مفید است .

ذخیره کانسار زاج کندی 000، 000، 165 تن آلونیت پر عیار برآورده شده است و استخراج از آن بطریقه روباز امکان پذیر است .

6 ـ 2 ـ 2ـ کانسار تا کند ( در استان زنجان )

در 5 کیلومتری جنوب آبادی تا کند و با ارتفاع 2000 تا 21000 متر قرار گرفته ، سنگهای منطقه بیشتر شامل سنگ های ائوسن بالایی و احتمالاً الیگوسن و ترکیب اسیدی و حد واسط می باشد . سنگ های دگرسان شده در مرکز یکی از ناودیس ها است و سنگ های مختلف کائولینیتیزه و آلونیتیزه ، سیلیسیفیه را در امتداد کلی شمال باختر بوجود آورده است . در معدن تا کند سنگ های سنگ های ناحیه دگرسانی شامل نواری در امتداد باختر شمال باختر به طول 4 کیلومتر و عرض بیش از 2 کیلومتر است . طول سنگ های آلونیتیزه حدود 2 کیلومتر و عرض 600 متر و ضخامت 20 تا 40 متر است . سنگ های آلونیت در یک نقطه متمرکز است ، درصد آلونیت آن خوب و راههای ارتباطی هم در منطقه وجود دارد .

7 ـ 2 ـ 2 ـ‌ کانسار زایلیک ـ قلندر

کانسار فوق در 85 کیلومتری شمال خاور تبریز و 8 کیلومتری شمال اهر با مختصات جغرافیایی زیر واقع است : طول خاوری عرض شمالی’5 و 47 تا ’08 و 47 عرض شمالی ’33 و 38 تا ’36 و 38

ارتفاع منطقه بین 1720 تا 2074 متر از سطح دریا است . در این منطقه توف های سبز و لاتیت آندزیت ائوسن میانی ـ بالائی سنگ های محدودة کانسار را تشکیل می دهد . و بر اثر نفوذ یک توده مونزوگرانیتی دچار دگرسانی شده اند ، دگرسانی بصورت کائولینیتیزاسیون ، آلونیتیزاسیون و سیلیسیفیکاسیون است . در منطقه آلونیت دارد ضخامت سنگ آلونیتی متفاوت است و بین 15 تا 40 متر تغییر می کند مقدار آلونیت در این زون متغیر است اما در کل آلونیت پر عیار ، کم است .

با توجه به تعیین ذخیره محاسباتی و ممکن ، کائولینیت بالای 250 میلیون تن ، کریستوبالیت بالای 51 میلیون تن و ذخیرة آلونیت با عیار 20 درصد در این کانسار حدود 000،000،10تن برآورده شده است .

8 ـ 2 ـ 3 ـ کانسار مشکین شهر

معدن مشکین شهر در 15 تا 20 کیلومتری شمال ـ شمال باختر مشکین شهر و در امتداد اهر چای واقع شده است ارتفاع منطقه 1200 تا 1300 متر از سطح دریا است .

ولکانیت های ائوسن در منطقه معدن گسترش فراوان داشته و توسط نوشته های ولکانیکی و آواری پلیستوسن ـ کواترنز پوشیده شده اند در قسمت شمال خاوری و کمی دورتر از معدن ، ولکانیک های ائوسن بر روی سنگ های کرتا سه بالا که در مرکز تاقدیسی بیرون زدگی دارند قرار گرفته اند .

سنگ های دگرسان شده در منطقه مشکین شهر گسترش زیادی دارند ، در حوزه اهر چای قره سو بصورت متناوب و بطرف شمال خاور امتداد می یابند (طول 30 کیلومتر و عرض متوسط 5 کیلومتر) . این سنگ ها توده مواد معدنی لایه بندی شده را بوجود آورده که از نظر ترکیب شامل سنگ های سیلیسیفیه ، سریسیتیزه ، کائولینیتیزه ، آلونیتیزه و ایلیتیزه بوده و ضخامتی بین 20 تا 100 متر را دارا هستند .

نواحی کوجنک ، سودخانلو و دوست بیگلی در منطقه مشکین شهر از بهترین مناطق جهت آلونیت است . حوزه معدنی آلونیت بطول تقریبی 5 کیلومتر بوده و آلونیت در آن بصورت لایه ای است که دارای شیبی بطرف جنوب خاور است .

سنگ های دگرسان شده در منطقه مشکین شهر حاوی مقادیر نسبتاً زیادی زاج طبیعی هستند که نسبت به سایر مناطق تجزیه شده کاملاً مشخص اند بیشترین مقدار زاج طبیعی زاج در ناحیه کرملو نزدیک آبادی زایلیک می توان مشاهده نمود ، این زاجها اغلب در فصل بهار تشکیل می شوند و ایجاد آن احتمالاً به خاطر وجود سنگ مادری است که دارای درصدی از آلونیت بوده هر کجا که شکستگی بیشتر است زاج بیشتری بوجود می آید .

از زاجهای طبیعی مردم محلی برای رنگرزی ـ دباغی و جلوگیری از خونریزی زخمهای حیوانات استفاده می نماید . سنگ های دگرسان شده معمولاً دارای مقادیر زیادی سیلیس بوده که درصد در آنها بیش از 80 درصد می باشد در تمام نواحی دگرسان شده سنگ های سیلیسی به صورت سرپوشی بر روی سنگ های آلتره زیرین قرار گرفته است .

9 ـ 2 ـ 2ـ دیگر مناطقی که دگرسانی گرمایی ( هیدروترمال ) تحمل نموده اند :

الف ـ زون سیاهرود که در جنوب باختر سیاهرود و امتداد شمال باختر و عرض و طول 500 و 3000 متر ( بترتیب ) است ، از نظر آلونیت ، رآلگار و گالنیت ممکن است جالب باشد .

محصول های آلتراسون سنگ های توفی ائوسن پائینی شامل ژیپس ، سنگهای کائولینیتیزه ، سریسیتیزه و سیلیسیفیه می باشد .

ب ـ زون نوجمیر ـ آستمال در جنوب خاور زون سیاهرود و جنوب باختر کنتاکت گرانیت دو زال – گولان واقع شده و طول این زون حدود 25کیلومتر و عرض آن نیم تا یک کیلومتر است. ولکانیک های ائوسن و خود توده نفوذی است که تجزیه شده اند .

در نزدیکی آبادی نوجمیر یک ناحیه کنتاکت وجود دارد که طول آن 100 متر بوده و در آن آلونیت و پرهنیت بوجود آمده است .

ج ـ منطقه کرکس ـ سنگ های دگرسان شده و آلونیتیزه رشته کرکس (بین نطنز ـ نائین) نه از شدت دگرسانی و نه وسعت قابل مقایسه با شمال باختر ایران نیست و گسترش کمتری دارند در اینجا از سنگ های آلونیت به مقدار کم توسط مردم محلی جهت تهیه زاج استفاده می شده است .

زون نائین ـ بزمان چندین منطقه تجزیه شده دارد ( مانند جنوب نائین ، شمال باختر شهر بابک اطراف معدن سرچشمه و ـ ) که سنگ های دگرسان شده در آنها دارای ترکیبهای سولفوری است . آلونیت هم در چند ناحیه به مقدار کم دیده شده است .

در خاور ایران در کمربند زاهدان ـ بیرجند ـ فردوس چندین ناحیه دگرسان شده وجود دارد که حاوی کائولینیت ، سیلیس و کمی آلونیت است .

همانگونه که اشاره شده بهترین و مهمترین کانسارهای آلونیت در چهار گوش زنجان و در محدوده طارم زنجان متمرکز است در این چهار گوش جدا از کانسارهایی که شرح آن رفت آثار با اندیس های معدنی پر شمار دیگری از آلونیت و زاج وجود دارد و علاقمندان به گزارش های تفضیلی موجود در کتابخانه سازمان زمین شناسی ارجاع داده شود .

مطالب این فصل از منبع شمارة‌ 1 اخذ شده است.

روشهای فرآوری کانی آلونیت در آمریکا

1 ـ روش چپل ( Chappel )

این طریقه در سال 1913 توسط شخصی بنام I .HOWARD , F ,Chappel در آمریکا برای تهیه آلومینا و سولفات پتاسیم با استفاده از آلونیت پیشنهاد و به ثبت رسید . جهت تولید محصولهای ذکر شده می بایست از آلونیت نسبتاً خالص و حاوی حداکثر %2 سیلیس استفاده می شد .

در این طریق بطور کلی پس از تکلیس آلونیت ترکیب قلیایی موجود در آن به سولفات قابل حل در آب تبدیل می شود سپس با یک عمل ساده حل کردن (Leaching ) با آب ، سولفاتهای محلول از سنگ تکلیس شده و جدا شده و اکسید آلومینیوم غیر قابل محلول در آب باقی می ماند .

مراحل مختلف در این طریقه :‌

1‌ـ سنگ معدنی آلونیت :

پس از استخراج با کمک سنگ شکن شکسته شده و به وسیله تجزیة سرندی به اجزاء نرمه و کلوخه ای جدا می شود .

اجزاء نرمه از سرند عبور می کند و آنچه بر روی سرند باقی می ماند کلوخه ها هستند که دارای ابعاد مخلتف بوده که حداکثر آن 2 اینچ می باشد سنگ شکسته شده توسط کوره ها تکلیس می شود . در این طریقه برای کلوخه هایی که با حرارت کوره نرم و پودر نمی شوند از یک کوره کوپلا ( CUPLA ) و یا یک کوره عمودی مانند آنچه برای تکلیس آهک بکار می رود استفاده شده است . برای قسمتهای نرم نیز از یک کورة‌ دورانی مشابه آنچه در کارخانجات سیمان بکار می رود . مورد استفاده می گیرد که سوخت کمتری در این نوع کوره ها مصرف می شود . کوره های نوع شعله ای
( Rever – Bratory ) که در داخل آنها جریانی از هوا وجود دارد نیز می تواند برای تکلیس آلونیت مورد استفاده قرار گیرد اما مصرف سوخت در این نوع کوره ها زیاد است .

مناسبترین وضعیت این است که آلونیت را به کمک یک جریان قوی هوا با مصرف سوخت متعادل حرارت دهند برای این منظور وقتی آلونیت در کوره عمودی حرارت داده می شود اگر نفت استفاده شود آنرا به داخل اتاق سوخت تزریق می کنند و هوا نیز به مقدار مورد نیاز به داخل اتاق وارد می شود و سپس محصول احتراق به داخل اتاق دیگری در مجاورت آن وارد شده که دارای دریچه ها و یا روزنه های ورود هوا است .

در این قسمت حرارت برای ورود به محفظة اصلی کوره تنظیم می شود و از اتاق روزنه ها که پایین کوره تعبیه شده وارد می گردد . درجه حرارت تکلیس با توجه به تشکیل دهنده های آلونیت (بخصوص درصدsi ) تا (100 ) و حتی بالاتر هم می رسد در اثر حرارت دادن AL موجود در این سنگ معدنی بصورت آلومینهای غیر محلول در آن در می آید اما آلومینات پتاسیم تشکیل نمی شود . در اثر تکلیس ابتدا بین 400 تا 700 درجه آب مولکولی آلونیت خارج می شود و بین 1000 ـ 700 درجه سولفات آلومینیوم تجزیه شده و گاز خارج می شود . هر گاه درصد si سنگ آلونیت کم ( %2 تا 1 ) باشد درجه حرارت مورد نیاز برای تکلیس بین 1000 ـ 800 درجه است .

آنچه مسلم است هر قدر اجزا کوچکتر باشد عمل کلسیناسیون در درجه حرارت کمتری صورت می گیرد . به همین جهت درجه حرارت تکلیس ذرات ریز پایین تر از درجه حرارت مواد کلوخه ای است . در هر صورت هر نوع کوره ای که برای تکلیس سنگ آلونیت مورد استفاده قرار می گیرد بایستی توجه داشت که حرارت تکلیس در مراحل اولیه به آرامی و تدریجی بالا رود و سنگ بطور ناگهانی در معرض درجه حرارت بالا قرار نگیرد .

2 ـ محصول تکلیس شده را که شامل سولفات پتاسیم و اکسید آلومینیوم است با آب حل می کنند ( Leaching ) و سولفات پتاسیم در آب حل شده و از اکسید آلومینیوم جدا می شود .

روش موفت R . MC . MOFFAT

در دهه 1930 موفت روش را برای استخراج آلومینا از آلونیت پیشنهاد کرد که از آزمایشگاه فراتر نرفت .

مطالعات او بر روی نمونه هایی از آلونیت ایالت UTAH انجام گرفت .

روش Kalunite ( تأثیر محلولهای اسیدی )

آلومینا یا زاج سفید طبیعی در بسیاری از نقاط جهان توزیع شده و معروفترین آن در نزدیکی Morsyvale یوتا واقع است .

مزیت این کانه در داشتن %30 آلومینا و مقدار کم سیلیس و اکسید آهن می باشد . آلونیت مقدار کافی تری اکسید سولفور دارد که جهت تولید اسید برای فرآوری و تهیه آلومینا مناسب است . در تهیه آلومینا از آلونیت مقدار زیادی سولفات پتاسیم به عنوان محصول فرعی تولید می شود . هدف این روش بدست آوردن آلومینا با خلوص بالا برای ارائه عیارهای مورد نیاز در متالورژی می باشد .

مراحل تهیه

آلونیت را 20 مش ( MESH ) ریز می کنند .

در کوره تا 600 درجه و گاهی نیز بیشتر از 700 درجه حرارت داده می شود تا آب موجود خارج شود . حرارت را نباید در حدی باشد که سولفات های آلونیت تجزیه شود و گازهای سولفوره از آن خارج شوند .

چون از این گازها باید در مراحل بعدی استفاده کرد .

سپس آلونیت کلسینه شده را تحت تأثیر محلول اسید سولفوریک و سولفات پتاسیم قرار می دهند تا حل شود محتوی آلومینیوم و پتاسیم موجود در کانه به سولفات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم تبدیل می شود . مزیت این انحلال در انحلال هر گونه آهن در مرحلة اول می باشد دیگر ناخالصی های نیز در مقابل اسید مقاومت کرده و نامحلول می ماند .

عمل بعدی کریستالیزه کردن سولفات مضاعف آلومینیوم و پتاسیم به صورت زاج و جدا کرده آن از محلول مادر ( Mother Liqour ) است .

در عمل کریستالیزه کردن با کمک محلولهای حاصل از شستشوی مواد باقیمانده از تیکنرها می تواند کریستالی کردن را تقویت نماید . برای جلوگیری از افزایش آهن در زاج محلول را قبل از کریستالیزه کردن تحت تأثیز گاز قرار می دهند . و بدین ترتیب آهن فریک III در محلول به آهن II تبدیل شده و پس از کریستالزه کردن املاح فرو ( Fero ) در محلول باقی می ماند .

بلورهای زاج را که بدین ترتیب بدست آمد ، تکلیس شده تا به آلومینا گازهای و و سولفات پتاسیم تجزیه شود . گازها را برای تهیه اسید سولفوریک مورد استفاده قرار می دهند و با شستشوی مخلوط سولفات پتاسیم آلومینا سولفات را به صورت محلول از اکسید آلومینیوم جدا می کنند . این روش مراحل زیادی دارد و در مقیاس صنعتی در آمریکا برای تولید آلومینا بدون استفاده از بوکسیت اقتصادی است . برای این روش احتیاج زیادی به فراهم آوردن سوخت جهت کلسینه کردن و‌ آب برای شستشو می باشد .

3 ـ‌ روش ‌Mc Cullough ( تأثیر محلولهای اسیدی) :

در این روش نیز از آلونیتهای یوتا استفاده شده لیکن برخلاف روشهای دیگر هدف این است که در مرحله اول اکسید AL با عیار بالا را بازبینی کرده و سپس در مرحله دوم پتاسیم را از سولفات پتاسیم استخراج کرد . در ابتدا آلونیت را خرد کرد و کلسینه می کنند سپس در مخزن واکنشی با اسید سولفوریک حل می کنند . محلول را فیلتر کرده و سیلیس (si ) غیر قابل حل را خارج می کنند .

4 ـ محلول فرآوری شده را با هیدروکسید پتاسیم که از مرحله دیگر فرآیند آورده می شود مخلوط کرده و مجدداً فیلتر می کنیم در اولین فیلتراسیون هیدروکسید آهن نامحلول خارج شده و محلول فرآوری شده را این بار تحت تاثیر اسید سولفوریک قرار می دهیم و سپس برای سومین بار محلول را فیلتر کرد . و محلول پتاسیم سولفات را به الکترولیز فرستاده و باقیمانده هیدروکسید آلومینیوم است که شسته شده و کلسینه می گردد تا را برای سلول های احیا آماده کند .

5 ـ روش آلومت ( Alumet ) :

شرکت Earth science از اواسط دهة 1960 بررسیهایی را برای تولید آلومینا از مواد آلومنیوم دار غیر بوکسیتی شروع کرد .

شرکتی بنام آلومت در گلدن کلرادو برای ادامه بررسیهای و تبدیل آلونیت به آلومینا تشکیل شد . این کارخانه در ابتدا در سال 1974 یک کارخانة پایلوت به ظرفیت نیم تن آلونیت در ساعت در شهر گلدن کلرادو ـ کار انداخت و تا پایان سال 1976 روشهای زیر را در مقیاس آزمایشگاهی و پایلوت ارائه کرده است .

روش(1974) D. Stevenes

در این روش ابتدا آلونیت خرد و حرارت داده می شود و سپس آنرا در یک محیط احیاءکننده حرارت می دهند تا مقداری از گوگرد موجود در کانی مربوط به سولفات آلومینیوم به صورت SO2 خارج شود پس از عمل احیا سنگ را در یک کورة دیگر و در محیط اکسید کننده حرارت می دهند تا احیاناً اگر در مدت احیا مقداری گوگرد تولید شده آنرا اکسید کرده ، بصورت SO2 خارج کنند برای اکسید کردن می توان از هوا و یا اکسیژن استفاده کرد . عمل فوق یعنی گرفتن آب مولکولی احیاء اکسید کردن در درجه حرارت بین 850 ـ 400 انجام می گیرد . SO2 حاصل از عملیات فوق را برای تولید SO2 مایع و یا اسید سولفوریک بکار می گیرند محصول خارج شده از کوره سوم ( کوره اکسید کردن ) را با آب می شویند و سپس مایع را از مواد جامد جدا می کنند .

محلول جدا شده شامل سولفات پتاسیم است که به کریستالیزاتور فرستاده می شود . به مواد جامد که مخلوطی از اکسید آلومینیوم و مواد باطله است مخلوطی از هیدروکسیدهای قلیایی که غلظت سود در آن بصورت کربنات سدیم gr/lit 300 اثر می دهند . انحلال در فشار معمولی و در درجه حرارت 80 تا 110 درجه صورت می گیرد و انحلال بین 65 دقیقه تا 2 ساعت طول می کشد سپس مایع را که شامل آلومینات قلیایی است از مواد جامد و یا باطله جدا می کنند . در محلول آلومینات بدست آمده . مقداری سیلیس بصورت محلول وجود دارد که با حرارت یا به کمک بلورهای آلوموسیلیکات سدیم آنرا سیلیس زدایی می کنند . عمل سیلیس زدایی هر گاه در فشار معمولی و درجه حرارت 90 انجام شود یک ساعت بطور می انجامد .

و هر گاه با فشار بالاتر در درجه حرارت 200 انجام شود . 15 دقیقه طول می کشد محلول آلومینات عاری از سیلیس را خنک کرده و به آن مقداری بلور هیدرات آلومینیوم می افزاید تا آلومینیوم موجود در آن بصورت هیدروکسید آلومینیوم ته نشین شود با جدا کردن هیدرات فوق و تکلیس آن اکسید آلومینیوم حاصل می شود .

روش دومی هم Stevense در 1974 ارائه کرد که مشابه روش قبلی بود . ولی در آنجا در ابتدا به محصول کوره یک باز ضعیف مانند هیدرات آلومینیوم( PH 12 تا 8 ) و غلظت 5/12 تا 32 گرم آمونیاک آزاد در هر لیتر محلول در درجه حرارت 100 اثر می دهند و نتیجة این عمل تشکیل سولفات آمونیوم و پتاسیم محلول و تبدیل آلومینیوم به هیدرات غیر محلول است .

روش C.j. Hartman

این طریقه در سال 1970 بوسیله شرکت آلومت ارائه شد .

در این روش نیز پس از خرد کردن و حرات دادن آلونیت دنبالة عمل به دو طریق انجام می گیرد .

1 ـ احیا آلونیت با استفاده از احیا کننده ای شناخته شده مثل CO ، هیدروژن و یا مخلوطی از این دو و سپس اکسید کردن آن به منظور خارج کردن گوگرد باقیمانده و بعد از آن عمل حل کردن با آب و یا یک باز قلیایی مانند پتاس و تبدیل سولفات آلومینیوم به سولفات قلیایی .

2 ـ آلونیت حرارت داده شده را مستقیماً تحت تأثیر یکباز قلیایی مثل هیدروکسید آمونیوم و یا پتاس قرار می دهند تا سولفات آلومینوم به سولفات قلیایی تبدیل شود پس از حل کردن مایع را که شامل سولفات پتاسیم است از مواد جدا می کنند ( مرحلة اول ) مواد جامد را در سود حل می کنند و سپس مایع را که شامل آلومینات سدیم است از مواد جامد ( باطله ) جدا می سازند ( مرحلة 2 ) محلول آلومینات سدیم را که دارای مقداری سیلیس بصورت محلول است را سیلیس زدایی می کنند و این کار در مراحل قبلی توضیح داده شده است . از این محلول در واحد مبدل یونی برای تهیه پتاس از سولفات پتاسیم بدست آمده در عمل حل کردن آلونیت حرارت داده شده استفاده می شود محلول آلومینات سدیم تصفیه شده را خنک می کنند و مقداری بلور ALOH3 به آن می افزایند تا هیدرات آلومینیوم را ته نشین نماید . هیدرات را از محلول جدا می کنند و با کلسینه کردن آن اکسید آلومینیوم بدست می آورند . محلول جدا شده از هیدرات آلومینیوم را که شامل سودسوزآور است به 2 جریان تقسیم می کنند . قسمت اصلی پس از تغلیظ برای انحلال آلونیت فرستاده می شود و بقیه را برای تهیة پتاس مورد نیاز در قسمت حل کننده به واحد مبدل یونی می فرستند مایع جدا شده در مرحلة اول جدا کردن را که شامل سولفات پتاسیم است به کریستالیزه می فرستند تا سولفات پتاسیم را کریستالی کرد . و از محلول جدا کنند .

این محلول به 2 جریان تقسیم می شود قسمتی به واحد حل کننده و قسمتی را برای تهیه پتاس مورد نیاز واحد حل کننده به واحد مبدل یونی فرستاده می شود . واحد مبدل از ستونی از آلوموسیلیکات سدیم تشکیل شده است . با عبور جریان شامل که از کریستالیزاتور گرفته می شود یونهای سدیم آلوموسیلکات جانشین یونهای پتاسیم به سولفات پتاسیم شده و بدین ترتیب آلوموسیلکات پتاسیم سولفات سدیم بدست می آید .

سولفات سدیم را خارج کرده و از داخل ستون آلوموسیلکات پتاسیم جریانی شامل سود سوزآور که از قسمت رسوب کننده هیدرات آلومینیوم بدست می آید عبور می کند و با تعویض یونی سدیم سود پتاسیم آلوموسیلیکات انجام می گیرد و آلوموسیلیکات سدیم و محلول پتاس بدست می آید . محلول پتاس بدست آمده را به واحد حل کننده می فرستند تا مورد استفاده قرار گیرد .

مطالعات اقتصادی نشان می دهد که هر گاه برای فرآوردهای جنبی بازار فروش وجود داشته باشد بهای تولید هر تن آلومینهای بدست آمده از آلونیت کمتر از بهای هر تن آلومینای بدست آمده از بوکسیت است .


نظرات 0 + ارسال نظر
امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.