مشاهده مطالب کاربر

تعداد مطالب : 1

تعداد نظرات : 16

زمان آخرین مطلب : 6368روز قبل

آموزش و تحقيقات

كاربرد سنگ ها و كانی ها

كانی ها و سنگ ها كاربردهای گوناگونی دارند برای ساختن وسایل زندگی ، زیورآلات، وسایل ساختمانی و در صنعت كاربرد فراوانی دارند.
بطور كلی سنگ ها و كانی ها به سه منظور استخراج می شوند.
الف: تأمین انرژی
ب: تأمین مواد اولیه صنایع
ج: جواهر سازی

تأمین انرژی:
انسان برای گرم كردن مسكن خود و پختن غذاها و راه اندازی وسایل نقلیه خود به انرژی نیاز دارد منبع اصلی تأمین انرژی سنگ ها هستند كه حدود 78 درصد انرژی در بین سنگ های رسوبی یافت می شود.
نفت: مایعی است تیره رنگ با بوی مخصوص كه تركیب شیمیایی ثابتی ندارد اما بیش تر از عناصر هیدروژن و كربن(هیدروكربن) است.
پرسش: نفت چگونه تشكیل می شود؟
موجودات بسیار ریز دریایی بنام پلانكتون ها كه در آب دریا زندگی می كنند و عمر كوتاهی دارند پس از مرك در بین رسوبات قرار گرفته و پس از میلیون ها سال بر اثر فشار و گرمای زیاد به نفت تبدیل می شوند.
پرسش: مخازن نفتی بیش تر دركجا تشكیل می شوند؟
بیش تر در زیر اقیانوس ها تشكیل می شوند و در هر مخزن نفتی بخش های زیر وجود دارند.
الف) سنگ مادر: به سنگ هائی كه نفت در آنها تشكیل می شود.
ب) سنگ پوششی: سنگ هائی هستند كه به صورت یك لایه نفوذ ناپذیر از بالا آمدن نفت جلوگیری می كنند و تقریباً به حالت تاقدیس مانند بوده و جنس آنها بیش تر از سنگ گچ و سنگ رستی می باشد.
ج) سنگ مخزن: سنگ هائی كه شكاف و حفره های زیادی دارند و در زیر سنگ پوششی قرار دارند و درون آنها نفت و گاز و مقداری آب شور جمع می شود.

ترتیب قرار گرفتن مواد در یك مخزن نفتی:
به ترتیب از بالا به پایین گاز- نفت- آب شور
زغال سنگ: یكی از مهمترین منابع انرژی است كه به صورت لایه هایی در بین سنگ های رسوبی یافت می شود. مصرف عمده آن در تولید انرژی الكتریكی- ذوب فلزات و پتروشیمی می باشد.
چگونگی تشكیل ذغال سنگ: گیاهانی كه در مرداب ها و سواحل دریاهای گرم رشد فراوان دراند پس از قرار گرفتن در بین رسوبات به وسیله باكتری ها تجزیه شده اكسیژن و هیدروژن آن ها خارج شده و در صد كربن آن ها زیاد شده و به ذغال سنگ نارس تبدیل می گردد.
زغال سنگ نارس بر اثر فشار و حرارت زیاد به انواع زغال سنگ های دیگر تبدیل می شود.
كُكْ: نوعی زغال سنگ بسیار مرغوب است كه تقریباً كربن خالص است و در صنایع فولاد سازی برای جداكردن آهن از سنگ معدن استفاده می شود.
انرژی گرمایی زمین: خروج آب چشمه های آب گرم نشان دهنده این است كه درون زمین گرم است.
امروزه بسیاری از كشورها توانسته اند از این انرژی استفاده كنند كه به آن زمین گرمایی گویند.
طریقه استفاده از انرژی گرمایی زمین برای تولید جریان برق
ب)كاربرد كانی ها و سنگ ها در مواد اولیه و صنایع
سنگ ها و كانی ها برای تهیه مواد اولیه كاربرد زیادی دارند به عنوان مثال:
1- در صنایع ساختمانی: برای تزئین نمای ساختمان ها- مصالح ساختمانی در نمای ساختمان بیش تر از گرانیت – مرمر- تراورتن و سنگ های چینی در تهیه مصالح بیش تر سنگ گچ – سنگ آهك
نكته: برای تهیه سیمان سنگ آهنك را با رس در كوره حدود 1400 درجه حرارت داده تا پودر سیمان تولید شود.
2- ذوب فلزات: برای ذوب فلزات از زغال سنگ آنتراسیت كك تهیه می كنند.
3- صنایع شیمیایی : ساختن انواع لنت ترمز- لوله فارسیت- انواع ایرانیت-
4- صنایع داروئی: ساختن انواع پودرها سموم شیمیایی - پودر پای بچه (پودر تالك)
5- صنایع غذایی: در كارخانه قند برای تصفیه قند از سنگ آهك استفاده می شود. خاك رس برای جدا كردن ناخالصی ها در صنایع غذایی استفاده می شود.

6- صنایع الكتریكی- الكترونیكی: برای انتقال جرایان برق و ساختن ترانزیستورها
ج) در جواهر سازی:
بعضی از كانی ها به علت رنگ و جلای زیبا ب عنان جواهر از آن ها استفاده می كنند مثل فیروزه- الماس- یاقوت- زمرد
کانی های کربناته شامل كلسیت، آراگونیت و دولومیت می باشند.
سنگ های كربناته 50% مخازن نفت و گاز دنیا و 95% مخازن نفت و گاز ایران را شامل می شوند.
در تشكیل سنگ های كربناته فرآیندهای بیولوژیكی و شیمیایی تأثیر گذار هستند. غالب آهك ها از ته نشست غیر آلی CaCO3 از آب دریا انجام می گیرند . تراورتن و آهك های كالیچی از انواع سنگ های كربناته خشكی می باشند.
سنگ های كربناته در مناطقی كه آب دارای گرمای مناسب و فاقد ذرات ریز تخریبی است، تشكیل می شوند. در یك محیط مساعد ابتدا آراگونیت تشكیل می شود بنابراین غلظت کلسیم پائین آمده و غلظت منیزیم بالا می رود و شرایط برای تشكیل كلسیت پر منیزیم فراهم می شود، سپس كلسیت كم منیزیم و در انتها دولومیت به صورت نادر ایجاد می شود (اولیه). سنگ آهك (Limestone) یا كربنات:
بندرت به صورت آهك خالص در طبیعت پیدا می شود. این سنگ، بیشتر به صورت آهك رسی، آهك ماسه ای و دولومیت یافت می گردد. ناخالصیهای مهم سنگ آهك عبارتند از:
منیزیم، سیلیس، آلومینیوم و منگنز
سنگ آهك خالص در دمای حدود 1000 درجه سانتی گراد كلسینه (Calcination) می شود:
CaCO3: CaO + CO2
چنانچه به آهك زنده (Quick lime) آب افزوده گردد، هیدراته خواهد شد و گرما خواهد داد:
گرما + Ca(OH)2: H2O + CaO
(آهك هیدراته) (آهك زنده)
به آهك هیدراته (Hydrated lime) آهک شكفته نیز می گویند. آهك زنده در برابر هوا و رطوبت ناپایدار است و از این روی نمی توان آن را برای مدتی دراز نگهداری كرد. آهك هیدراته را می توان مدتی طولانی انبار نمود.
كانی های مهم:
اجزاء تشكیل دهنده رسوبات كربناته:
رسوبات كربناته از كلسیت (كم یا پرمنیزیم) یا آراگونیت و مقداری نیز دولومیت، پیریت و كوارتز ، تشكیل شده اند.
كلسیت:.
وزن مخصوص این ماده معدنی حدود 6/2 گرم بر سانتیمترمکعب ، سختی آن 4-5/3 و دارای جلای شیشه ای یا مرواریدی است .
عناصر تشکیل دهنده دولومیت عمدتاً اکسید منیزیم (MgO) و آهک (CaO) می باشد ولی ممکن است عناصر دیگری چون اکسید های آهن ، سدیم و پتاسیم نیز در ساختمان آنها یافت شود. این کانی حاوی
4/30 % اکسید کلسیم، 92/21 % اکسید منیزیم و 7/47 % دی اکسید کربن می باشد.
دولومیت به صورت لایه های عظیم با ضخامت های چند ده فوتی یافت می شود . دولومیتها حدود 15 % پوسته زمین را می سازند و به مقدار زیاد در تمام نقاط دنیا یافت شده و به عنوان یکی از اجزاء رایج سکانسهای رسوبی شناخته می شوند. سنگ های حاوی دولومیت را با همان نام دولومیت یا سنگ آهک دولومیتی می شناسند.
دولومیت شکری، دولومیتی درشت بلور با منشأ دیاژنز مؤخر می باشد.
دولومیت فوق العاده ریزبلور بر اثر دیاژنز بلافاصله بعد از رسوبگذاری ایجاد شده است.

دولومیت یکی از سنگ های کربناتی است که از رسوبات عادی دریایی به شمار می آیند . اختلاف نظر فراوانی بر سر نحوه تشکیل لایه های دولومیتی وجود دارد. به نظر می رسد که دولومیت ها از معدود سنگ های رسوبی هستند که تغییرات مینرالوژیکی مهمی را تحمل کرده اند. دولومیت ها در اصل به صورت سنگ آهک های غنی از کلسیت و یا آراگونیت نهشته می شوند اما طی فرایندی که دیاژنز نامیده می شود کلسیت یا آراگونیت به دولومیت آلتره می شوند. آبهای زیر زمینی غنی از منیزیم که به میزان کافی شور باشند می توانند منابع مهم سازند های دولومیتی باشند.
بخش اعظم دولومیت ها در شرایط بیرونی از طریق رسوب از آب دریا در شرایط آب و هوای گرم و خشک و در وضعیتی که آب دریا حاوی نمک فراوان و هوا حاوی مقادیر زیادی دی اکسید کربن باشد ، به وجود می آید.
دولومیت های دیاژنتیکی در نتیجه جایگزینی متاسوماتیک کلسیت با دولومیت در جریان دیاژنز تشکیل می شوند.دولومیت های مناسب در صنعت در مجموعه های کربناته پلاتفرمی ، نواحی چین خورده و فرورفتگی های بین کوهها یافت می شوند .
رده بندی سنگ های کربناته :
1) رده بندی گرابو :
الف) کلسی رودایت Calcirudite (بیشتر دانه ها بیش از 2 میلی متر) ، آهك های درشت دانه كه اندازه دانه ها در حد گراول است.
ب) كلك آرنیت Calcarenite (بیشتر دانه ها بین 2 میلی متر و 62 میكرون) ، آهك های متوسط دانه كه اندازه دانه ها در حد ماسه است.
ج) کلسی لوتایتCalcilutite (بیشتر دانه ها کمتر از 62 میكرون) ، آهك های ریز دانه كه اندازه دانه ها در حد سیلت و رس است.
2) رده بندی فولك:
عمدتاً بر اساس تركیب بوده و اجزا تشكیل دهنده را به دو دسته آلوكم ها و ارتوكم ها تقسیم كرده است.
اجزاء سنگ های آهكی عبارتند از :
* آلوكم:
آلوكم عبارتند از دانه های تخریبی با منشأ برجا كه شامل دانه های اسكلتی و غیراسكلتی است.
ذرات غیر اسكلتی:
این ذرات شامل اووئیدها، پیزوئیدها، پلت ها، اینتراکلست و اگرگات می باشد.
اووئید ، Ooide:
دانه های كروی یا بیضوی شكل كه اندازه آنها كمتر از 2 میلی متر است و دارای یك هسته از جنس خرده های اسكلتی، پلت یا ذرات آواری از قبیل كوارتز می باشند.
اووئیدها انواع متقارن و نامتقارن دارند. اووئیدی كه دارای یك لایه در اطراف هسته است Surficial نامیده می شود. در اووئیدهای نامتقارن ضخامت لایه ها در بخش زیرین اووئید بیشتر است.
در محیط های رسوبی عهد حاضر اگر محور بلند آراگونیت مماس بر حلقه یا لایه زیرین قرار گیرد، ساختمان متحدالمركز Concentric تشكیل می گردد ولی اگر این محورها به طور عمودی نسبت به سطح زیرین قرار گیرد ، فابریك شعاعی Radial Fabric به وجود می آید.

جمعه 18/11/1387 - 9:42

[ نظر به این مطلب ] - [ نظرات این مطلب : 16 ]