تبلیغات
سایت دانشجویان زمین شناسی ایران - پرلیت

سلام دوست عزیز امیدوارم مطالب این سایت بتواند راهنمای شما در حل مسائل زمین شناسی باشد و بتواند گوشه ای از سوالات شما را پاسخ دهد. در این سایت همچنین سعی کرده ایم تا لینک دانلود کتاب و نرم افزار کامپیوتر قرار دهیم تا شما در مسائل مختلف خود از جمله مسائل درسی و علمی خود از آنها بهره بگیرید. با امید به این که مطالب خود را بتوانید در این سایت پیدا نمایید آرزوی لحظاتی خوش برای شما داریم.

مدیر وبلاگ : esi s
امروز :
کل بازدید:
بازدید امروز :
بازدید دیروز :
بازدید این ماه :
بازدید ماه قبل :
تعداد نویسندگان :
تعداد کل پست ها :
آخرین بازدید :
آخرین بروز رسانی :


مقدمه

پرلیت سنگ آتشفشانی طبیعی اسیدی حدواسط می‏باشد که در محیط آبی یا مرطوب از انجماد ماگما در سطح زمین حاصل‏می‏شود {1}. برای این کانی نام‏های متعددی همچون پیرلستن {2} یا پیرلیت {3} در طول سال‏ها انتخاب شده است، اما از سال 1922 پرلیت به عنوان نام رسمی این کانی برگزیده‏ شد {4}.


در کتاب مبانی کانی‏شناسی «دانا» (یک مرجع استاندارد جهت تشخیص کانی‏ها)، پرلیت یک کانی محسوب‏ نمی‏شود، بلکه به‏عنوان گونه‏ای از سنگ آتشفشانی شناخته شده ریولیت به‏حساب ‏می‏آید 5}.

بیشتر پرلیت‏های مرغوب به نوار ریولیتی دوران سوم و چهارم زمین‏شناسی در جهت شمال- جنوب جهان تعلق‏دارند و این به‏دلیل تمایل پرلیت به شیشه‏ای‏شدن با گذشت زمان است. جزئیات دقیق کشف پرلیت، در اثر گذشت زمان از بین رفته است و درباره کشف دوباره پرلیت، به‏عنوان یک ماده تجاری، اختلاف نظر وجود دارد. کشف پرلیت را به دندان‏پزشکی در آمریکا نسبت‏می‏دهند كه در سال 1914، زمانی‏که در حال آزمایش روی مینای دندان بود، دریافت که سنگ پرلیت در اثر افزایش دما پف‏‏می‏کند. در همین زمان، زمین‏شناسی که سرپرست شرکت استخراج کانی‏های باریت و نقره بود، به هنگام خاموش‏نمودن آتش‏سوزی سواحل جزیره مایلوس یونان، با ریختن ماسه ساحلی روی آتش، دریافت که ماسه‏ها در اثر آتش متورم‏می‏شوند و به این‏ صورت استفاده از این سنگ‏های آتشفشانی، که بیشتر جزایر یونان را تشکیل‏می‏داد پایه‏ریزی‏شد {6}.

 تا سال 1928 تنها می‏دانستند که برخی شیشه‏های آتشفشانی وجود‏دارند که در برابر دمای ناگهانی، افزایش حجم زیادی پیدا‏می‏کنند. در سال 1929 برای اولین‏بار در ژاپن بررسی‏هایی بر روی این کانی صورت‏گرفت و طولی نکشید که در اواسط دهه 1930 تعدادی از محققین آمریکایی جهت دستیابی به کاربردهای متنوع برای این کانی مشغول به‏کارشدند. در سال 1938 آزمایشاتی در آریزونای شمالی توسط لی‏بایر آغازشد که منجر به انتشار اولین پته در مورد فرایند انبساط پرلیت و تبدیل آن به یک ماده عایق یا انعکاس‏دهنده گردید.

در طول جنگ جهانی، خلائی در پیشرفت صنایع بوجود آمد تا اینکه در اواخر دهه 1940 و اوائل دهه 1950 در آمریکا و هلند بر روی صنعت پرلیت تحقیقات زیادی صورت‏گرفت {4}.

امروزه سالانه میلیون‏ها تن از این کانی تولید و در زمینه‏های متنوع استفاده‏می‏شود. کشورهای آمریکا، یونان، ژاپن، آرژانتین، ترکیه، مجارستان و برخی کشورهای دیگر از بزرگ‏ترین تولیدکنندگان این فرآورده صنعتی محسوب‏می‏شوند و برطبق گزارشات موجود در سال 2001 بالغ بر 2 میلیون تن از این ماده در جهان تولیدشده است که این گویای نیاز روزافزون صنعت جهان به این ماده گران‏بها می‏باشد {9}. به‏دلیل خواص و مزایای غیرمعمول این ماده از طرفی و افزایش بی‏رویه کاربردهای این ماده از طرف دیگر و نیاز داشتن یک مرجع قانونی جهت هماهنگی بین معدنچیان سنگ پرلیت و دیگر صنایع وابسته به این ماده، از سال 1994 انجمن پرلیت تاسیس‏شد. این انجمن تحقیقات صورت‏گرفته در زمینه کشف، استخراج، بهره‏برداری و به‏کارگیری پرلیت جهان را در اختیار تولیدکنندگان و مصرف‏کنندگان در سراسر جهان قرار‏می‏دهد {8}.

ویژگی‏های کلی پرلیت:

پرلیت سنگ آتشفشانی (ولکانیک) شیشه‏ای است که دارای شبکه مرواریدی با دوائری هم‏مرکز یا پوسته‏پیازی ‏شکل است {9-11}. در اثر چکش‏کاری پرلیت، ذرات کوچک گردی حاصل می‏شود که اغلب جلای مرواریدی خود را حفظ‏ می‏کنند و برروی سطوح خود شکاف‏های کوچکی دارند که اغلب به‏صورت ترک‏های مدور گروهی مشاهده‏می‏شوند {12}.

در فرم طبیعی، پرلیت شیشه ریولیتی شامل ترکیب 5-2 % آب است، در حالی‏که می‏تواند به‏صورت شیشه آندسیتیک یا داسیتیک نیز یافت‏شود که این دو نوع از اهمیت اقتصادی ناچیزی برخوردار و قابل صرفه‏نظر هستند. امروزه از نظر تجاری و اقتصادی هر سنگ شیشه‏ای، بدون درنظرگرفتن ترکیب و یا خاستگاه پیدایش آن، که بتواند به‏سرعت در معرض شعله با دمای کافی منبسط‏شود و ماده‏ای با وزن‏مخصوص کم پدید آورد، پرلیت به‏شمار می‏آید {6}.

به‏طور کلی نام پرلیت امروزه در دو مورد زیر به کار برده می‏شود:

- شیشه‏های آتشفشانی آبدار، که عموماً ترکیب ریولیتی دارند.

- ماده سبک وزنی که از انبساط شیشه آتشفشانی، پس از خرد و ریزشدن، تهیه می‏گردد.

پرلیت عمدتاً در سه شکل پرلیت خام، پرلیت خام خردشده و پرلیت منبسط وجود دارد که به‏ترتیب دارای وزن مخصوص کمتری هستند{13}.

پرلیت و سایر شیشه‏های آتشفشانی سرانجام با گذشت زمان در طول میلیون‏ها سال به‏صورت یک گونه ریزبلورین از جنس کوارتز و فلدسپار حالت بلوری به خود می‏گیرند و در واقع حالت شیشه‏ای خود را از دست می‏دهند {11}.

ویژگی‏های سنگ‏شناختی پرلیت

بافت پرلیتی پرلیت نتیجه انقباض حاصل از سردشدن گدازه و هیدراتاسیون دوباره آن است. در یک دسته‏بندی کلی، شیشه‏های پرلیتی و غیرپرلیتی به‏صورت دو منبع متفاوت از نظر محتوای آب و خواص فیزیکی از یکدیگر متمایزمی‏شوند.

پرلیت شیشه آتشفشانی شبه‏پایداری است که ترکیب و خواص فیزیکی آن شامل رنگ، وزن‏مخصوص، ضریب‏شکست و غیره به‏طور قابل‏ملاحظه تغییرمی‏کند که می‏توان در جدول (1) ملاحظه نمود

{11}.

خاصیت

گستره

رنگ

زرد کم‏رنگ تا خاکستری تیره، قهوه‏ای، سبز و تیره

سختی (مقیاس Mohs)

7/0-5/5

وزن مخصوص (gr/cm3 )

2/8-1/3

نقطه ذوب (oF)

2400-1400

ضریب شکست

1/610-1/490

نقطه نرم شدن     (oF)

2000-1350

pH

7-6/5

 

جدول1:  برخی خواص فیزیکی پرلیت

Major Elements

Typical Range in %

2SiO

72 - 75

2O2Al

11 - 14

Fe2O3

0.5 - 0.9

Na2O

2.8 - 4.3

K2O

4.8 - 5.7

CaO

0.1 - 0.8

MgO

0.10 - 0.25

2OH (L. O. I. )

3.2 - 4.3

 

جدول2: تركیب شیمیایی پرلیت

از نظر استانداردهای سنگ‏شناختی، چهار شیشه آتشفشانی ریولیتی، پومیس، اُبسیدین، پرلیت و پیچ‏استون دارای ترکیب اسیدی تنها از نظر میزان آب در ترکیب خود متفاوت هستند. بدین‏سان که پومیس بدون آب، اُبسیدین کمتر از 2% درصد، پرلیت از 5-2% و پیچ‏استون بیش از 5% آب دارد {11}.

از نظر محتوای آب (یا ترکیبات فرار) پرلیت عموماً به دو صورت متفاوت یافت‏می‏شود:

- پرلیت سبز با محتوای آب بالا که با پیروکلاستیک‏های حاصل از یک سیستم غنی از مواد فرار همراه است.

- پرلیت خاکستری با محتوای آب متوسط که با گدازه‏های فوم ریولیتیک همراه می‏باشد.

این دو ساختار از نظر ظاهری، رفتار تجزیه حرارتی و طیف IR خود از هم قابل تمایز هستند {14}.

به‏طور اصولی پرلیت با شتاب هوازده‏شده و به کانی‏های رسی و زئولیت تبدیل‏می‏شود. پرلیت شیشه آتشفشانی آبدار شامل اُبسیدین آبدار و کم‏آب، خاکستر آتشفشانی آبدار، پومیس و یا پیچ‏استون بدون ساختار پرلیتی است {15}.

ویژگی‏های شیمیایی پرلیت:

پرلیت سیلیکات آلومینیومی آمورف آبدار با ناخالصی‏های جزیی است که معمولاً ترکیبی مشابه گرانیت دارد و از سردشدن سریع گدازه ویسکوز یا ماگما حاصل می‏شود. پرلیت اولین گونه تشکیل‏شونده از فوران گدازه‏های یک آتشفشان به‏صورت یک شیشه سیلیکای آمورف است. بیشتر آب موجود در پرلیت به‏صورت ترکیبی است و سهم کمی از آن جدا و به‏صورت هیدروکسیل است {2}.

تغییر ترکیب شیمیایی شیشه، بر نقطه ذوب، درجه انبساط، اندازه حباب‏ها و تخلخل پرلیت حاصله مؤثر می‏باشد. در مورد خاستگاه آب ترکیب‏ شده در پرلیت در آغاز گمان می‏رفت که از تزریق ماده مولد پرلیت از درون زمین به زیر ورقه یخ یا درون یک دریاچه حاصل‏شده است، حال آن‏که مورد پذیرش اکثریت است که پرلیت با آب‏گیری دوباره (ناشی از رطوبت زمین یا هوا) اُبسیدین پس از تشکیل آن (پرلیتیزاسیون) با گذشت میلیون‏ها سال حاصل‏می‏شود. اُبسیدین یک سنگ شیشه‏ای سخت است، درحالی که پرلیت یک سنگ مرواریدی یا دانه‏ریز متمایل به خاکستری است.

تحقیقات نشان‏می‏دهد آب ترکیبی در پرلیت به دو صورت آب مولکولی (ذره‏ای) و آب هیدروکسیل می‏باشد که برای پرلیت‏های منابع مختلف نسبت این دو نوع آب متفاوت است. بسته به میزان نفوذ یا تأثیر آب‏گیری اُبسیدین ترکیب پرلیت حاصله متفاوت خواهد بود. به عبارت دیگر غلظت ماگمای مولد پرلیت به مقدار قلیایی‏بودن (مقدار Na, K) آن بستگی دارد.

آبی که در همه سنگ‏های پرلیتی به‏صورت ترکیب یافت‏می‏شود وابسته به آب ماگمایی یا آب اولیه (عامل انفجار در آتشفشان‏ها) و بخشی نیز وابسته به آب جوی (تأمین‏کننده آب‏گیری ثانویه) است. در نتیجه آزمایش‏هایی بر اساس اندازه‏گیری نسبت‏های ایزوتوپی، D2O/H2O  مشخص شده است که سهم بزرگی از آب پرلیت منشأ جوی دارد. از این‏رو چنین نتیجه‏گیری‏می‏شود که پرلیت محصول دگرسانی هیدروترمالی ریولیت است که با جذب آب پس از پیدایش ماگما، ساخته‏می‏شود {6}.

در ترکیب پرلیت علاوه بر اُبسیدین گونه‏های انبساط‏ناپذیری چون کوارتز، فلدسپات، بیوتیت، مگنتیت و دیگر کانی‏های فرعی نیز یافت‏می‏شود. ترکیب اکسیدی پرلیت عموماً شامل  75-70%  SiO2 و 20-10% 3O2Al و بقیه اکسیدهای Na2O ,K2O , CaO  وغیره هستند {11}. در تركیب پرلیت به مقدار ناچیز از كانی آمفیبول و دیگر كانی‏های سرطان‏زا یافت‏نمی‏شود {16} و تنها گرد پرلیت‏خام و منبسط باعث تحریك و سوزش چشم‏ها می‏شود كه لزوم استفاده از عینك‏های ایمنی در معادن و كارخانجات را نشان‏می‏دهد {6}.

 فن‏آوری تهیه پرلیت منبسط:

ویژگی منحصر بفرد پرلیت نسبت به دیگر شیشه‏های آتشفشانی، منبسط‏شدن در اثر گرم‏‏شدن ناگهانی تا دمای مناسب و افزایش حجم 20-4 برابر حجم اولیه خود است. ترکیب حاصل از این فرایند وزن‏مخصوص کمتری نسبت به ترکیب خام دارد {17}. درواقع خارج‏‏شدن آب موجود در سنگ پرلیت، که در اثر تغییر سریع درجه حرارت از oC1200-860 رخ‏می‏دهد، باعث انبساط سریع سنگ و افزایش حجم آن می‏شود و تولید ماده‏ای توخالی با دانسیته توده‏ای پایین را باعث‏می‏شود {6}.

در واقع این انبساط با تشکیل حباب‏های ریز بی‏شماری در ذرات شیشه‏های نرم‏شده با حالت خمیری شبیه ذرت بوداده همراه است که خواص فیزیکی منحصر بفردی را به پرلیت پف‏کرده‏، می‏بخشد {17}.

فرایند منبسط ‏شدن یکسویه و برگشت‏ناپذیر است و میزان بازدهی آن به نوع و ترکیب شیمیایی پرلیت خام اولیه بستگی دارد و میزان انبساط‏پذیری آن با مقدار آب موجود در آن نسبت مستقیم دارد. در اثر انبساط، دانسیته پرلیت از kg/m3 1440 به حدود kg/m3 128-32 تنزل‏می‏کند و رنگ آن سفید تا خاکستری روشن‏می‏شود {11}.

از مهم‏ترین ویژگی‏های پرلیت منبسط، سبکی وزن، سطخ خارجی زیاد، عایق‏بودن صوتی و حرارتی، پایداری در برابر مواد شیمیایی و مقاومت بالا در برابر آتش را می‏توان ذکرنمود {18}.

پرلیت در ایران:

در ایران نیز از سال 1350 در جنوب‏غربی فردوس دکتر افتخار‏نژاد لایه‏ای گسترده از پرلیت را کشف‏نمود. با بررسی‏های زمین‏شناسی در ناحیه میانه باز به معادن بزرگی از پرلیت دسترسی پیدا شد.

سال 1355 در نخستین پژوهش سازمان‏یافته توسط کارشناسان زمین‏شناسی کشور در ناحیه غرب جاده میانه- تبریز، در ناحیه سفیدخانه در 46 کیلومتری شمال‏غربی میانه و نواحی اطراف آبادی طارم و ناحیه آبک در غرب شهرستان میانه به معادن غنی از پرلیت دست پیدا نمودند. همراه‏بودن پرلیت کشف‏شده در ایران با زئولیت و آلونیت و کائولینیت (بویژه در ناحیه آذربایجان) وابستگی پرلیت‏ها را با سنگ‏های آتشفشانی دوره سوم و دگرسانی آنها نشان می‏دهد. میزان ذخیره پرلیت کشف‏شده در مناظق گوناگون ایران به بیش از 250 میلیون تن می‏رسد، که بیشترین حجم انباشتگی‏ها در منطقه میانه جای دارد. در این راستا می‏توان نواحی ساری- قمیش، شیرین‏بولاغ، عجمی، اشلق‏چای، آبک و سفیدخانه را نام برد {19}.

برطبق گزارشی در سال 2000 از معدن پرلیت میانه- تبریز بالغ بر 7000 تن پرلیت استخراج و غالباً صادرشده است. افزایش میزان بهره‏برداری از معادن پرلیت داخلی در طول سال‏های 2000-1990در جدول 3 آورده‏می‏شود {20}.

سال

میزان تولید (هزار تن)

سال

میزان تولید (هزار تن)

1990

3/2

1996

6

1991

3/6

1997

10

1992

5

1998

3/13

1993

6

1999

1/15

1994

6

2000

15

1995

گزارش نشده

 

 

 

جدول3:  میزان بهره‏برداری از معادن پرلیت داخلی در طول سال‏های 2000-1990

كاربردهای پرلیت خام و منبسط:

پرلیت به‏دلیل داشتن خواص منحصر بفرد، كاربردهای متعددی دارد كه می‏توان در سه گروه مختلف مورد ارزیابی قرار داد:

1- كاربردهای ساختمانی:

-تهیه قطعات بتونی سبك و پیش‏ساخته دیرگداز

- عایق‏بندی صدا و حرارت {16}

- تهیه سرامیك كم‏وزن، گچ و نماسازی ساختمان {13، 18 و 16}

- حفاری چاه‏های نفت {16}.

‏‏‏‏‏‏‏2- كاربردهای كشاورزی:

-تأمین‏كننده رطوبت موردنیاز گیاهان و به‏كارگیری در كاشت گیاهان ریشه‏دار

- گل‏كاری و درخت‏كاری در مناطق بیابانی {16}

- تهیه كودهای كشاورزی

- حامل حشره‏كش‏ها و علف‏كش‏ها {15 و 19}.

3- كاربردهای صنعتی:

-كمك‏فیلتر در صنایع غذایی، شیمیایی و دارویی به‏ویژه صنایع آب‏میوه‏گیری، تصفیه شكر و روغن

- جاذب گونه‏های مختلف موجود در پساب صنایع چون یون كادمیم {23}، مس {24}، متیلن‏بلو {25} و a- پینن {26}

- پركننده بی‏اثر در صنایع رنگ، شوینده، لاستیك‏سازی و كاغذسازی {15}

- تهیه بستر كروماتوگرافی لایه نازك (TLC) {27} و كروماتوگرافی فاز معكوس {28}

- كمك غذای حیوانات (دام و طیور)

- منبع تأمین‏كننده سیلیس (و در برخی موارد آلومینیم) مورد نیاز جهت سنتز مواد بلورینی چون سیلیكاژل و زئولیت‏ها




               


نوشته شده توسط :esi s در جمعه 3 اردیبهشت 1389 و در 10:37 قبل از ظهر | [+| نظرات ()  |  
برچسب ها:پرلیت ،  |  
آخرین ویرایش:- -  |  

مطالب بخش زمین شناسی سایت از نظر کیفی در چه حدی هستند؟ 






align="center"> target="_blank" href="http://bahar22.com"> style="text-decoration: none; "> face="Tahoma" color="#99CCFF">كدهای جاوا
وبلاگ
style="font-size: 8pt"
lang="en-us"> align="center"> align="center"> style="text-decoration: none">قالب
وبلاگ