چکیده:
بنتونیت ی سنگ رسی با خاصیت ویژه ای می باشد. رنگ این سنگ در حالت هوازده سبز روشن و سبز مایل به زرد است و ترکهایی مثل ترکهای موم سفت در آن موجود می باشد. وقتیکه یک تکه از این سنگ را خیس کنیم به چند برابر حجم خود افزایش پیدا می کند و در اثر شکسته شدن به یک خمیر صابونی تبدیل می شود.
به طور کلی بنتونیتها به سه دسته تقسیم می شوند:
1- بنتونیت با تورم زیاد یا بنتونیت سدیم
2- بنتونیت با تورم کم یا بنتونیت کلسیم
3- بنتونیت با تورم متوسط یا بنتونیت متوسط
بنتونیت فعال به خاکهایی گفته می شود که با یک ماده شیمیایی تغییراتی در آن بوجود آورند. فعال سازی بنتونیتها بیشتر با استفاده از محلول آب نمک برای تعویض یونهای کلسیم با سدیم است که با این عمل خاصیت تورمی و تعلیق پذیری بنتونیتها افزایش پیدا می کند.
گل سرشور یا رس رنگ زدا یا رس چربی زدا که احتیاج به فعال سازی ندارد و مصرف فعلی آنها برای تهیه گل حفاری، رنگ زدایی، خالص کردن روغنهای معدنی، جذب روغن از کف کارگاهها و غیره می باشد.
در فصل اول بنا به توضیح مختصری که داده شد علاوه بر تعریف و تقسیم بندی بنتونیت، مصارف و کاربرد آن از جمله استفاده بنتونیت در گل حفاری- گندله سازی- بی رنگ کننده- مصارف کشاورزی- مواد سمی- کودها- کاتالیزور- مصارف ساختمانی و سایر مصارف موردبحث و بررسی قرار گرفته است.
کانسارهای بنتونیت در شش منطقه ایران پدید آمده است که بشتر آنها در ارتباط با فعالیتهای ولکانیکی سنوزوئیک است که کلیه خصوصیات و مشخصات به تفصیل در فصل دوم آمده است.
در فصل سوم کلیه آزمایشات مربوط به بنتونیت معادن موجود در ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. در قسمت آزمایشگاه بنتونیت برای پی بردن به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بنتونیتهای ارسالی از معادن فعالیت های گوناگونی و برای تشخیص اینکه بنتونیت های استخراج شده در کدامیک از مصارف صنعتی قابل کاربرد می باشند انجام می گیرد.
مقدمه:
میلیونها سال مواد معدنی در دل خاک مدفون بوده اند و بشر به پیروی از نیازهای تدریجی خود اقدام به کشف و بهره برداری از آنها نموده اند و پس از آن اعمال فرآیندهای مناسب محصولات قابل استفاده در مورد امور مختلف از آنها بدست آورده است. تنوع مواد معدنی و کاربردهای متعدد هریک از آنها سبب شده است که این مواد بطور چشمگیری در زندگی روزمره ایفای نقش کرده و در نتیجه استخراج معادن شاخه ای از فنون و علوم متداول گردید. مسلم است که بخش عمده ای از نیازهای بشر باید از زمین تأمین شود و پتانسیل کشاورزی و ذخایر معدنی از منابع اصلی تأمین این نیازها بوده است. ارتباط کشاورزی، صنعت و معدن با یکدیگر جای هیچ گونه بحثی ندارند. لذا نمی توان هیچ یک را بر دیگری ترجیح داد و در مسیر تمدن بشر هریک جایگاه مخصوص به خود دارند.
بدیهی است که معادن به عنوان تأمین کننده مواد اولیه صنایع موردتوجه قرار می گیرند همیشه سعی بر این بوده که استخراج مواد معدنی به صورت اقتصادی و امن صورت گیرد بدین منظور علاوه بر مطالعه گزارشها و نتیجه کارهای معادن مختلف دنیا تحقیقات پیوسته ای در زمینه چگونه گی اکتشاف، بهبود تکنیک استخراج و کشف و کاربردهای جدید مواد معدنی صورت می گیرد و امروز معدن کاری و صنایع معدنی اقلام بسیار بزرگی از درآمد برخی از کشورها را تشکیل می دهد.
فصل اول
مصارف بنتونیتهای موجود در طبیعت و نحوه پیدایش
1-1- تعریف بنتونیت
بنتونیت یک ماده معدنی از دسته رسها و شبه رسها است که از کانی مونت موریونیت و به مقدار کم بیدلیت (نوع پرمایه تر از بنتونیت آلومینیوم دار) تشکیل شده است.
اصطلاح بنتونیت برای اولین بار در سال 1898 توسط نیت (Knight) به خاک رسی که از شیل بنتون در آن زمان استخراج گردید، اطلاق شد. نام شیل بنتون نیز از کوه فورت بنتون که در 400 مایلی شمالی رودخانه راک (Rock) قرار دارد گرفته شده است.
در اوایل قرن بیستم چندین زمین شناس تشخیص دادند که اصولاً بنتونیت در لایه های سنگهای کرتاسه و ترشیری بوده و از مواد آتشفشانی حمل شده منشأ می گیرد این تشخیص آنها را به خاستگاه بنتونیت که توسط راس و (Roos) شانون (Shannon) عنوان شده بود هدایت کرد. به نظر آنها بنتونیت اساساً سنگی است مرکب از یک شبه رس متبلور که از تغییر حالت شیشه ای به حالت بلوری یک ماده آذری شیشه ای که (معمولاً اغلب توف یا خاکستری آتشفشانی است) در اثر هوازدگی شیمیایی تشکیل شده است و اکثراً دارای مقادیر مختلفی از دانه های دیگری است که به صورت بلور در شیشه آتشفشان وجود داشته اند.
این دانه های بلورین فلدسپات (معمولاً ارتوکلاسز و الیگوکلاز) بنتونیت، کوارتز پیروکسین ها زیرکون و انواع دیگر کانیهای مختلف مخصوص سنگ آذرین است.
موروثی با باقت بی فرنژانس بالا، کیلواژ آسان، مشخصه کانی شبه رس دارابودن شکل میکائی توف یا خاکستر بوده و معمولاً مونت موریونیت و یا مقدار اندکی بیدلیت است.
توصیف فوق برای بنتونیت به عنوان یک کانی سنعتی این مشکل را به وجود می آورد که طبق بنتونیت محدود به خاکستر توف و ماده اولیه شیشه ای، این تعریف و براساس خاستگاه اعلام شده آتشفشانی می گردد و کانسارهای مطبق دارای کانیهای رسی که بر این تعریف انطباق داشته ولی نمی توانند بنتونیت نامیده شوند. خاستگاه نامعلوم دارند و یا فاقد مواد اولیه شیشه ای می باشند از طرف دیگر بسیاری از کانسارها در غرب امریکا و سایر نقاط دنیا که استخراج و بنام بنتونیت بفروش می رسند با تعریف فوق مطابقت ندارد.
شاید مهمترین تعریف برای بنتونیت بعنوان یک کانی صنعتی توصیف ارائه شده توسط گریم (Grim.A.R) در مادرید اسپانیا در سال 1972 است.
طبق این تعریف بنتونیت، خاک بنتونیت خاک رسی است که ذاتاً از کانیهای اسمکتیت بدون توجه به خاستگاه آن تشکیل شده است.
با این تعریف اختلاف بین بنتونیت عنوان شده توسط زمین شناسان و بنتونیت صنعتی از بین رفته و مشکل رسهای اسمکتیتی که از سنگهای آذرین غیر از توف خاکستر یا شیشه تشکیل شده، یا اسمکتیت هایی که رسوبی بوده و منشأ نامعلومی دارند حل می شود. در هر صورت وقتی بنتونیت با این تعریف و معنی بکار می رود جزو سنگهای دارای بیش از یک کانی محسوب و در خیلی از موارد تشخیص آن از کل سر شور (Fullers Earth) ممکن نخواهد بود. بنتونیت ها را به چندین طریق تقسیم بندی می نمایند که یکی از این روشها تقسیم بندی برمبنای ظرفیت تورمی آنها در حالت تر یا مخلوط با آب است. چنانکه بنتونیت هایی که دارای یون سدیم Na+ غالب یا یون سدیم قابل تعویض فراوان می باشند ظرفیت تورمی خیلی زیادی از خود نشان می دهند و وقتی به آنها آب اضافه شود، توده های ژل مانندی را تشکیل می دهند.
ظرفیت تورمی بنتونیت هایی که کلسیم قابل تعویض آنها از سایر یونها بیشتر است (Ca++) کمتر از نوع سدیم دار آن است. بعضی از انواع کلسیم دار کمی بیش از رسهای معمولی متورم می شوند و در آب به صورت گلوله های ریز با دانه های به هم چسبیده در می آیند.
بنتونیتهای دارای کلسیم و سدیم متوسط، بنتونیتهای مخلوط نامیده می شوند. تمایل این نوع به تورم متوسط بوده و ژل کم حجمی را نسبت به نوع سدیم دار (با وزن مساوی) تشکیل می دهند.
بنابراین با توجه به موارد بالا بنتونیتها را به سه دسته زیر تقسیم می کنند:
الف) بتونیت با تورم زیاد یا بنتونیت سدیم
ب) بنتونیت با تورم کم یا بنتونیت کلسیم
ج) بنتونیت با تورم متوسط یا بنتونیت متوسط
در صنعت به بنتونیت ها با تورم کم و متوسط عنوان ساب بنتونیت (Bentonite Sub) اطلاق می گردد.
بنتونیت در امریکا برحسب محل جغرافیایی کانسار و همچنین کاربردهای آن تقسیم بندی می کنند مثلاً:
بنتونیت های جنوبی، به بنتونیت های کلسیم کم تورم واقع در کنار خلیج مکزیک گفته می شود.
بنتونیت وایومینگ یا غربی، به بنتونیت های سدیم با تورم زیاد واقع در وایومینگ و ایالات نزدیک آن گفته می شود.
بنتونیتهای گل حفاری بنتونیتهای چسبیده مصرفی در ماسه ریخته گیری و بنتونیت چسبیده یا کونیتی با توجه به مصرف آنها توسط بازرگانان عنوان می شود.
سایر عناوین مثل بنتونیت ییلد بالا و ییلد پایین، بنتونیت ژل بالا و پایین، بنتونیت با مقاومت زیاد و کم نیز برای تشخیص بنتونیت از نظر کیفی در بازار مصطلح است.
فهرست
چکیده
مقدمه
فصل اول: مصارف بنتونیتهای موجود در طبیعت
1-1- تعریف بنتونیت
2-1- مصرف و کاربرد بنتونیت
3-1- گل حفاری
4-1- گندله سازی
5-1- دانه های جاذب
6-1 مصارف کشاورزی
7-1- بیرنگ کننده (رنگ زدایی یا سفیدکردن)
8-1- گلوله سازی غذای حیوانات
9-1- مواد سمی
10-1- کودها
11-1- نیازهای مهندسی سویل
12-1- مصالح ساختمانی
13-1- کاتالیزور
14-1- سایر مصارف
فصل دوم: زونهای بنتونیتی ایران
1-2- زون سمنان- ترود
1-1-2- کانسار بنتونیتی رشم
2-1-2- کانسار بنتونیتی سوسن دار
3-1-2- نشانه معدنی تمیدان تیر
2-2- زون ایران مرکزی
3-2- زون تفرش تکاب
4-2- ترکیب شیمیایی
1-4-2- درصد سیلیس
2-4-2- عیار اکسید آلومینیوم
3-4-2- عیار اکسید آهن
4-4-2- درصد سدیم و پتاسیم
5-4-2- درصد آب
6-4-2- درصد اکسید منگنز
5-2- سن زمین شناسی
6-2- محیط تشکیل بنتونیت
7-2- خاستگاه بنتونیتهای ایران
8-2- چگونگی تشکیل بنتونیت
9-2- تولید جهانی بنتونیت
10-2- انواع کانیهای موجود در طبیعت
11-2- متالوژی بنتونیت و کانسارهای موجود در جهان
1-11-2- متالوژی
2-11-2- کانسارهای عمده جهان
فصل سوم: آزمایشات مربوط به بنتونیت و معادن موجود در ایران
1-3- آزمایشگاه تعیین کیفیت بنتونیت
2-3- بعضی از مصارف بنتونیت
3-3- آزمایشهای انجام شده در آزمایشگاه
1-3-3- آزمایش فیلتر پرس
2-3-3- آزمایش اندازه گیری جذب آب و رطوبت پذیری بنتونیت
3-3-3- آزمایش ییلد
4-3-3- آزمایش تعیین درصد مونت موریونت
4-3- بعضی از دستگاههای مورد استفاده در آزمایشهای ذکرشده برای بنتونیت
5-3- معدن بنتونیت چاه کشمیر
1-5-3- موقعیت جغرافیایی محل
2-5-3- زمین شناسی منطقه معدن
3-5-3- بخشهای معدن چاه کشمیر
4-5-3- نحوه استخراج معدن
5-5-3- نمونه گیری جهت آزمایش
6-5-3- تجهیزات و ماشین آلات معدن چاه کشمیر
7-5-3- حمل به سوی کارخانه
8-5-3- موارد مصرف بنتونیت چاه کشمیر در صنعت
6-3- معرفی تعدادی از معادن بنتونیت موجود در ایران
7-3- معدن بنتونیت خور و بیابانک
1-7-3- موقعیت جغرافیایی
2-7-3- زمین شناسی کلی منطقه
3-7-3- زمین شناسی معدن
4-7-3- توضیحات کلی راجع به معدن بنتونیت خور و بیابانک
5-7-3- عملیات استخراج
6-7-3- باطله های کنارزده شده
8-7-3- تجهیزات معدن بنتونیت خور
9-7-3- پرسنل شاغل در معدن خور بیابانک
10-7-3- موارد مصرف بنتونیت خور بیابانک
8-3- معدن بنتونیت خور ترود.
9-3- معدن بنتونیت چاه ریسه
1-9-3- موقعیت جغرافیایی
2-9-3- زمین شناسی منطقه
3-9-3- خصوصیات کلی منطقه بنتونیت چاه ریسه
4-9-3- تجهیزات و پرسنل معدن چاه ریسه
10-3- آزمایشات انجام شده جهت کنترل کیفی
بنتونیت برای کاربردهای مشخص
تست فیزیکی
نتیجه گیری
پیشنهادات و انتقادات
مأخذ و منابع
فهرست جداول
جدول شماره 1- صورت تجزیه چند نوع بنتونیت
جدول شماره 2- ترکیب شیمیایی هکتوریت و ساپوریت
جدول شماره 3- مقایسه دو نوع بنتونیت چین و آمریکا
جدول شماره 4- مقدار ذخیره بنتونیت جهان
شامل 186 صفحه word
دانلود تحقیق بنتونیت
