گل اُخرا و كاربرد آن در صنعت رنگ سازی

 

چکیده

              کشور ما ایران از جمله معدود کشورهایی است که از لحاظ منابع معدنی بسیار غنی است و از جمله مواد معدنی با ارزش ایران کانسارهای آهن می باشند که در تمام نقاط کشور پراکنده اند آهن به اشکال گوناگون تشکیل ذخیره می دهد از جمله ماگمایی(چادر ملو، گل گهر)، متاسوماتوز(چغارت)، اسکارنی(همه کس) و رسوبی(بندرعباس).              

               در مطالعه حاضر یکی از این اشکال که ذخایر خاک سرخ و زرد هستند و   عموماً نیز حاوی رس و سلیس بوده و در اثر  فرایند هوازدگی تشکیل شده اند مورد نظر هستند.

              اخراها ذخایر باقیمانده ناشی از هوازدگی  هستند که بصورت پوسته یا قشرهای هوازده با ضخامتهای متفاوت تشکل شده اند.

               فرایند تشکیل اخراها شامل آزاد شدن آهن سه ظرفیتی و انتقال آن به اعماق سپس ترکیب آن به سیلیس و آلومین در نهایت راسب شدن آهن به صورت Fe(OH)3 و تبدیل آن به Fe2O3 است.

              البته کلاً دو نظریه جهت تشکیل اخراها وجود دارد یکی منشاء آتشفشانی و دیگری  منشاء رسوبی است.

             رنگدانه ها بدو دسته آلی و غیر آلی تقسیم می گردند و رنگدانه های اکسید آهنی از دسته غیر آلی هستند کلاً رنگدانه های غیر آلی دارای دو دسته طبیعی و مصنوعی هستند که اکسید های آهن هم بصورت مصنوعی وهم به صورت طبیعی بدست می آیند.

            رنگدانه های اکسید آهن به چهار دسته زرد، قرمز، قهوه ای و سیاه تقسیم می شوند. کانیهای اصلی تشکیل دهنده این رنگدانه ها هماتیت، گوتیت، لیپدوکروسیت، مانتیت می باشند.

               ذخایر خاکهای سرخ در ایران بدو دسته ذخایر خاکهای سرخ جنوبی و ذخایر ایران مرکزی تقسیم می شوند. در گزارش حاضر تقریبا تمام معادن فعال و  غیر فعال و همچنین رخنمونهای شناسایی شده که بالغ بر 30 نقطه می باشند ذکر شده اند.

              در مورد ذخایر ایران مرکزی ونارج و مامونیه که مشخصاً منشاء رسوبی دارند بقیه ذخایر بطور مشخص حاصل ترکیب پدیده های کارستی شدن و دگرگونی هستند.

               در مورد ذخایر جنوبی ایران می توان گفت که پس از بالا آمدن گنبدهای نمکی و فرسایش آن به درون دریا اکسیدهای آهن در یک دیسپرسیون به عنوان ذخیره باقی مانده اند.

 

              در بررسی حاضر نمونه های معدنی جمع آوری شده از بعضی معادن خاک سرخ و زرد و نیز معادن سنگ آهن و آپاتیت اسفوردی جهت تشخیص وجود عناصر کمیاب خاکی با استفاده از دستگاه XRF مورد آزمایش قرار گرفته اند.

              مقادیر مورد نظر در جداول جداگانه ای در انتهای گزارش ذکر شده اند و بنظر می رسد که اعداد بدست آمده نتایج امیدوار کننده ای در جهت ادا مه تحقیقات برای دستیابی به عناصر کمیاب خاکی از بعضی ذخایر آهن باشند.

              بهرحال امید است که این تحقیقات کمکی در جهت شناخت بهتر ذخایر اخرای ایران بنماید و بتوان آن را ادامه داد.

              در یک جمع بندی کلی می توان گفت که مصرف اصلی و عمده خاک سرخ در صنایع کشور در تولید ضد زنگ می باشد. ضد زنگ درجه 1 از خاک سرخ هرمز و ضد زنگهای درجه 2 از خاک سرخ ونارج و مامونیه و امثالهم تهیه میشوند.

              خاک سرخ معدن هرمز در جهت ساخت ضد زنگ از لحاظ خصوصیات طبیعی هیچگونه مشکلی نداشته و واجد اکثریت شرایط و ویژگیهای مطلوب می باشد تنها مشکل این خاک سرخ عدم رعایت اصول صحیح در تولید، خردایش و عرضه آن به بازار مصرف میباشد که مشکلاتی را برای مصرف کنندگان بوجود آورده است.

              خاک سرخ معدن ونارج علیرغم عیار بالا با مشکل رنگ تیره(قرمز متمایل به قهوه ای) مواجه است علاوه بر این وجود سیلیس آزاد در این خاک سرخ نیز مشکل استهلاک دستگاهها در کاخانجات پودرسازی و کارخانجات رنگ را پدید می آورد.

              خاک سرخ مامونیه گرچه مشکل سیلیس آزاد را ندارد و لیکن از عیار چندان بالایی برخوردار نیست. دو معدن و نارج و مامونیه این حسن بزرگ را دارند که به مراکزمصرف در کشور نزدیک بوده و لذا محصول آنها از هزینه تمام شده نسبتاً پائینی برخوردار است.

              کارخانجات رنگ کشور جهت تعیین کیفیت یک خاک سرخ مصرفی در ساخت رنگ و ضد زنگ اقدام به اندازه گیری ویژگیهای خاک سرخ مذکور نکرده بلکه نمونه هایی از محصول مورد نظر را با این خاک سرخ ساخته و بر این اساس به اظهار نظر در مورد کیفیت خاک سرخ می پردازند. پیشنهاد میشود جهت بررسی کیفی یک خاک سرخ همین روش مدنظر قرار گیرد چرا که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و از لحاظ اطمینان به نتیجه حاصله نیز مشکلی وجود نخواهد داشت.

              در انتها جهت تامین انتظارات صنایع مصرف کننده خاک سرخ نسبت به کیفیت خاک سرخ هرمز عرضه شده به بازار داخلی و حتی خارجی پیشنهادات زیر مطرح می گردد:

              خردایش خاک سرخ تا ابعاد  800 ـ 600 مش، زدودن نمک(NaCl) از خاک سرخ، کنترل دقیق کیفیت تولید محصول در معدن، تهیه یک سیستم بسته بندی صحیح و مناسب و دقیق(از لحاظ وزنی)اتحاد سیاستهای تجاری مناسب جهت کنترل عرضه خاک سرخ واقعی هرمز به مصرف کننده و جلوگیری از اختلاط آن با خاک سرخهای دیگر معادن توسط سودجویان.

              البته باید یادآور شد که برای تولید اکسیدهای آهن طبیعی و مصنوعی در ایران هیچگونه محدودیتی وجود ندارد، زیرا کشور ما دارای انواع و اقسام معادن آهن با ژنزهای مختلف و انواع گل اخرا می باشد. مهمترین مناطق آهن دار در ایران عبارتند از: اراک، ملایر، بافق، یزد، انارک، اصفهان، کاشان، سمنان و جزایر خلیج فارس.

              گل اخرای قرمز و زرد ایران از دیر باز(حدود 300 سال قبل تاکنون) بصورت کلوخه و پودر به کشورهای خارجی صادر گردیده و پس از انجام فرایندهای لازم بروی آن قسمی از آن به ایران برگردانده شده است نمونه شاخص گل اخرای جزیره هرمز می باشد.

              برای تولید انواع مصنوعی هم همانطور که میدانیم نیاز به آهن قراضه، اسید سولفوریک صنعتی و محلول آمونیاک می باشد از ضایعات کارخانه ها می توان آهن قراضه را تامین نمود و مجددا از آنها استفاده کرد. اسید سولفوریک صنعتی و آمونیاک هم تولید داخلی بوده و به مقدار کافی برای عمل وجود دارند.

              در نهایت باید امیدوار بود که اکتشافات تکمیل بروی ذخایر خاک سرخ و زرد ایران انجام گیرد تا در نهایت بتوانیم با توجه به امکانات بالقوه ای که وجود دارد هم خاک سرخ و رنگدانه طبیعی و هم رنگدانه های مصنوعی موردنیاز داخل کشور را حداقل خود تولید کرده و از واردات خارجی آنها دوری گزینیم.

 

فهرست مطالب:

فصل اول : آهن و فازهای كانه زایی آهن

 

مقدمه وتشكر  مقدمه                 

2

1-1 عنصر آهن و آهن در كانسار

3

2-1 كانی های اصلی آهن

4

3-1 كانسارهای آهن در ایران

5

4-1 فازهای كانه زایی آهن در ایران

6

5-1 كانسارهای خاك سرخ و منشاء آنها

6

فصل دوم : ذخایر خاكهای سرخ ایران و جهان

 

1-2 ذخایر خاك سرخ

12

2-2 ذخایر خاك سرخ جهان همراه حدود تولید هر كدام

12

3-2فهرست و مشخصات معادن فعال كشور و مناطق شناسایی شده

15

 4-2 ذخایر خاك سرخ ایران

18

                1 -4-2 ذخایر خاك سرخ ایران مركزی

18

                2-4-2 ذخایر خاك سرخ مناطق جنوبی ایران

31

5-2 آمار تولید و استخراج در سال 1382

37

فصل سوم : ژنز و نحوه تشكیل ذخایر خاك سرخ

 

1-3 ژنز و نحوه تشكیل خاك سرخ و بررسی سری هرمز

43

2-3 طرز تشكیل خاك سرخ در سری هرمز

47

               1-2-3 بعضی علائم اینفراكامبرین در ایران مركزی ، جنوب ایران .و عربستان سعودی

47

               2-2-3 تشكیل ذخایر آهن نواری در ناحیه بافق و هرمز

49

              3-2-3 تشكیل قرمز ایرانی (اخرا)

50

              4-2-3سرنوشت سنگهای اینفراكامبرین در سنگهای مدفون

53

فصل چهارم : معدن خاك سرخ هرمز

 

مقدمه    

56

1-4 كلیات و سوابق بهره برداری

56

2-4 محل و موقعیت جغرافیایی

57

عنـــوان

صفحه

3-4 زمین شناسی و مشخصات كانسار

58

4-4 كانیهای جزیره هرمز

63

5-4 نتیجه گیری كلی

65

6-4 فعالیتهای اكتشافی

67

7-4 ماده معدنی (كمیت و كیفیت )

69

8-4 روش محاسبه

70

9-4 باطله برداری

72

فصل پنجم : مصارف و كاربردهای خاك سرخ

 

1-5 مصارف و كاربردهای خاك سرخ

75

2-5 شرح تك تك مصارف اصلی رنگدانه ها

76

            1-2-5 نقاشی و كارهای پوششی

76

            2-2-5 الكترو نیك

77

            3-2-5 تركیبات رزنی پلاستیكی و تركیبات وابسته

77

           4-2-5 صنعت سرامیك

78

          5-2-5 مصالح ساختمانی و تولیدات سیمان

78

          6-2-5 صنایع شیشه سا زی

79

         7-2-5 مصارف متفرقه

79

3-5 بررسی اختصاصی خاك سرخ و ویژگیهای در مورد تهیه رنگ در صنایع رنگ كشور

80

فصل ششم : رنگ و رنگدانه های اكسید آهن

 

مقدمه      

91

1-6 عنوان رنگدانه ها

98

2-6 رنگدانه های غیر آلی

98

3-6 رنگدانه های اكسید آهن

99

4-6 مشخصات عمومی خاك سرخ

99

5-6 طبقه بندی رنگدانه ها

102

6-6 مشخصات استاندارد گل اخرا

106

7-6 جدول رنگدانه های اكسید آهن طبیعی و خصوصیات فیزیكی و شیمیایی

107

فصل هفتم : كانه آرایی

 

   عنـــوان                                                                  

صفحه

1-7 كانه آرایی خاك سرخ

119

            1-1-7 هیدرو سیكلون

121

            2-1-7 فلو تاسیون

121

            3-1-7 جداكننده های مغناطیسی

121

فصل هشتم : بازار مصرف

 

1- 8 بازار مصرف و جنبه های اقتصادی در ایران و جهان

127

 2-8 ساختمان سازی بعنوان كنترل كننده مصرف در بازار

129

3-8 توسعه محصولات در مصارف ساختمان سازی

منابع 134

 

 

 

معدن