پروژه گــل اُخرا و کاربرد آن در صنعت رنگ سازی

فهرست مطالب

فصل اول : آهن و فازهای کانه زایی آهن
مقدمه
۲
۱-۱ عنصر آهن و آهن در کانسار ۳
۲-۱ کانی های اصلی آهن ۴
۳-۱ کانسارهای آهن در ایران ۵
۴-۱ فازهای کانه زایی آهن در ایران ۶
۵-۱ کانسارهای خاک سرخ و منشاء آنها ۶
فصل دوم : ذخایر خاکهای سرخ ایران و جهان
۱-۲ ذخایر خاک سرخ ۱۲
۲-۲ ذخایر خاک سرخ جهان همراه حدود تولید هر کدام ۱۲
۳-۲فهرست و مشخصات معادن فعال کشور و مناطق شناسایی شده ۱۵
۴-۲ ذخایر خاک سرخ ایران ۱۸
۱ -۴-۲ ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی ۱۸
۲-۴-۲ ذخایر خاک سرخ مناطق جنوبی ایران ۳۱
۵-۲ آمار تولید و استخراج در سال ۱۳۸۲ ۳۷
فصل سوم : ژنز و نحوه تشکیل ذخایر خاک سرخ
۱-۳ ژنز و نحوه تشکیل خاک سرخ و بررسی سری هرمز ۴۳
۲-۳ طرز تشکیل خاک سرخ در سری هرمز ۴۷
۱-۲-۳ بعضی علائم اینفراکامبرین در ایران مرکزی ، جنوب ایران .و عربستان سعودی ۴۷
۲-۲-۳ تشکیل ذخایر آهن نواری در ناحیه بافق و هرمز ۴۹
۳-۲-۳ تشکیل قرمز ایرانی (اخرا) ۵۰
۴-۲-۳سرنوشت سنگهای اینفراکامبرین در سنگهای مدفون ۵۳
فصل چهارم : معدن خاک سرخ هرمز
مقدمه ۵۶
۱-۴ کلیات و سوابق بهره برداری ۵۶
۲-۴ محل و موقعیت جغرافیایی ۵۷
۳-۴ زمین شناسی و مشخصات کانسار ۵۸
۴-۴ کانیهای جزیره هرمز ۶۳
۵-۴ نتیجه گیری کلی ۶۵
۶-۴ فعالیتهای اکتشافی ۶۷
۷-۴ ماده معدنی (کمیت و کیفیت ) ۶۹
۸-۴ روش محاسبه ۷۰
۹-۴ باطله برداری ۷۲
فصل پنجم : مصارف و کاربردهای خاک سرخ
۱-۵ مصارف و کاربردهای خاک سرخ ۷۵
۲-۵ شرح تک تک مصارف اصلی رنگدانه ها ۷۶
۱-۲-۵ نقاشی و کارهای پوششی ۷۶
۲-۲-۵ الکترو نیک ۷۷
۳-۲-۵ ترکیبات رزنی پلاستیکی و ترکیبات وابسته ۷۷
۴-۲-۵ صنعت سرامیک ۷۸
۵-۲-۵ مصالح ساختمانی و تولیدات سیمان ۷۸
۶-۲-۵ صنایع شیشه سا زی ۷۹
۷-۲-۵ مصارف متفرقه ۷۹
۳-۵ بررسی اختصاصی خاک سرخ و ویژگیهای در مورد تهیه رنگ در صنایع رنگ کشور ۸۰
فصل ششم : رنگ و رنگدانه های اکسید آهن
مقدمه ۹۱
۱-۶ عنوان رنگدانه ها ۹۸
۲-۶ رنگدانه های غیر آلی ۹۸
۳-۶ رنگدانه های اکسید آهن ۹۹
۴-۶ مشخصات عمومی خاک سرخ ۹۹
۵-۶ طبقه بندی رنگدانه ها ۱۰۲
۶-۶ مشخصات استاندارد گل اخرا ۱۰۶
۷-۶ جدول رنگدانه های اکسید آهن طبیعی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ۱۰۷
فصل هفتم : کانه آرایی
۱-۷ کانه آرایی خاک سرخ ۱۱۹
۱-۱-۷ هیدرو سیکلون ۱۲۱
۲-۱-۷ فلو تاسیون ۱۲۱
۳-۱-۷ جداکننده های مغناطیسی ۱۲۱
فصل هشتم : بازار مصرف
۱- ۸ بازار مصرف و جنبه های اقتصادی در ایران و جهان ۱۲۷
۲-۸ ساختمان سازی بعنوان کنترل کننده مصرف در بازار ۱۲۹
۳-۸ توسعه محصولات در مصارف ساختمان سازی ۱۲۹

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 ۳۰ 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 ۱ از خاک سرخ هرمز و ضد زنگهای درجه ۲ 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  ۸۰۰ ـ ۶۰۰ 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 ۳۰۰ 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.

مقدمه

خاک سرخ که یکی از رنگدانه های اکسید آهن محسوب می شود از زمانهای قدیم جهت رنگ آمیزی استفاده می شده است و احتمالاً جزء اولین کانیهایی بوده که توسط بشر بکار برده شده است.

حتی نقاشیهای ترسیم شده بروی دیوارهای غارنشینی برجای مانده نیز آثاری از خاک سرخ و یا دیگر رنگدانه های طبیعی اکسید آهن نشان می دهد.

در ایران نیز از دیرباز خاک سرخ به عنوان یک ماده رنگی در تزئین؛ لعاب کاری سرامیکها و کوزه های گلی مصرف می شده است

امروزه کاربردها و نیازهای وسیع صنایع مختلف رنگسازی، شیمایی، سیمان، پلاستیک، کاغذ سازی، شیشه سازی و سرامیک، لوازم آرایشی، حاصلخیز کننده ها و غیره به خاک سرخ سبب شده تا بشر در جهت کشف و بهره برداری از ذخایر جدید خاک سرخ برآید و حتی به علت پایین بودن کیفیت و کمیت خاک سرخ طبیعی، نسبت به تولید خاک سرخ مصنوعی نیز اقدام نماید.

در ایران ذخایر خاک سرخ فراوانی وجود دارد که عمدتاً در دو بخش جزایر جنوبی ایران و مرکز پراکنده اند. تاکنون از بعضی از این ذخایر مثل جزیره هرمز، ونارج و مامونیه و غیره برداشتها و استخراج هایی نیز شده است. ولی تاکنون در جهت تولید خاک سرخ مصنوعی فعالیتی صورت نگرفته است.

با توجه به کمبود مقدار تولید داخلی خاک سرخ جهت مصرف صنایع کشور، ضرورت استخراج و بهره برداری از ذخایر دیگر خاک سرخ داخلی که از نظر کیفیت، مناسب و قابل مصرف در صنایع باشند به خوبی احساس می شود.

اما بدون شک قبل از بهره برداری، بررسی و اکتشاف ذخایر در بقیه نقاط باقیمانده ایران مرکزی و جزایر جنوبی ایران لازم خواهد بود.

از آنجا که خاک سرخ بعضی از جزایر قبلاً توسط انگلیسی ها بهره برداری و احتمالاً بعد از انجام عملیات کانه آرایی بروی آنها به مصرف می رسیده و با توجه به نزدیکی و مشابهت زمین شناسی و معدنی این جزایر با یکدیگر و دارا بودن ذخایر مناسبی از خاک سرخ، بررسی و اکتشاف ذخایر مورد نظر در تمامی این جزایر و شناخت ذخایر آنها امری ضروری و لازم بنظر می رسد.