استاد سفالگر اصفهانی به فناوری "لعاب زرین فام" دست یافت
۱ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
۱ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
۱ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
نبرد سربازان «نانو»
بـا تـوانـايـى مـافـوق بشرى
تبسم پيرزادى / بخش نخست
فناورى نانو يعنى بررسى مواد در ابعاد اتمى يا مولكولى. اين ساده ترين و عاميانه ترين تعريفى است كه مى توان از فناورى نانو ارائه داد. مى دانيم كه يك نانومتر ۱۰ به توان منفى ۹ يا يك ميليارديوم متر است. اين عدد يك هشتاد هزارم قطر موى انسان و يا ۱۰ برابر قطر يك اتم هيدروژن است.
* كاربردهاى نانوفناورى در صنايع بهداشتى و آرايشى
استفاده از مواد غيرآلى به عنوان جاذب اشعه خورشيد براى كاربرد در ضدآفتاب ها، انقلاب بزرگى در صنايع بهداشتى و دارويى به وجود آورده است. استفاده از نانو ذرات اكسيد روى براى كرم هاى ضدآفتاب و نيز به عنوان ضدالتهاب و نانو ذرات اكسيد تيتانيوم براى كاهش صدمات ناشى از آسيب روزافزون اشعه ماوراى بنفش بر روى پوست، گسترش پيدا كرده است. استفاده از نانو ذرات اكسيد تيتانيوم و سيليكون بر روى صورت موجب مى شود پوست صورت، ظاهرى صاف و بدون چروك به خود بگيرد. البته از اين نانو ذرات به عنوان درمان خشكى پوست هم استفاده مى شود. همچنين از نانو ذرات اكسيد تيتانيوم در شامپوهاى محافظ پوست، كرم صورت و پمادهاى بهداشتى ديگر استفاده مى شود. ساخت نانو ماشين هايى كه قادر هستند، فرم موى افراد را به نحو دلخواه آنها تغيير دهند، چين و چروك پوست را صاف كرده و چربى اضافى را جمع آورى كنند، هم قابل توجه است.
* محافظ پوست با قابليت نفوذ عميق
صنايع آرايشى و بهداشتى نقش مهمى در پيشبرد صنعت ذرات دارند. يكى از اهداف اين صنايع، پيدا كردن سيستم رسانش مواد فعال متنوع با قابليت نفوذ عميق است. يكى از بزرگترين شركت هاى توليدكننده مواد آرايشى در جهان، اولين محصول نانوفناورى خود را در سال ۱۹۹۸ معرفى كرد. اين محصول كرم ضدچروك است كه در آن از يك فرايند انحصارى نانوفناورى (تا ۲۰۰ نانومتر) به منظور وارد كردن ويتامين A به درون يك كپسول پليمرى استفاده شده است. به اين صورت كپسول مانند اسفنج، كرم را درون خود جذب و نگهدارى مى كند تا اين كه پوسته بيرونى آن در زير پوست حل شود. بنابراين نانوفناورى مى تواند مسيرى به سمت جوانى طولانى باشد. شركت نانوفيلم با استفاده از نانوفناورى، پوشش هاى پليمرى بسيار نازك ضدانعكاس و حفاظتى براى عينك ها ساخته است، به گونه اى كه شيشه آنها در مقابل خراشيدگى داراى مقاومت و ضدانعكاس است.
اين شركت ابتدا لايه هايى به ترتيب با ضخامت ۱۵۰ نانومتر و ۲۰ ميكرون را بر روى سطح لنزها قرار مى دهد و سپس از فرايند خودسامانى شيميايى براى قرار دادن پوشش پليمرى برروى سطح خارجى عدسى ها استفاده مى كند. ضخامت اين پوشش ۳ تا ۱۰ نانومتر است كه عدسى ها را ضدانعكاس مى كند.
اين پوشش علاوه بر ايجاد خاصيت ضدانعكاسى براى عدسى ها، چربى و لكه ها را از روى آن برطرف و عدسى ها را حساس تر مى كند.
* نانوجوراب
نه تنها ورزشكارها بلكه اغلب مردم از عرق پا رنج مى برند و نمى توانند آن را تحمل كنند.
به طور طبيعى هر پا داراى ۲۵۰ هزار غده عرقى است كه قادرند حدود ۵۰۰ميلى ليتر عرق در روز توليد كند. عرق پاى ورزشكاران ناشى از قارچ هايى است كه بين پنجه پا و چين و چروك پوست جمع مى شوند. به تازگى جوراب هايى از جنس كتان كه با استفاده از نانو ذرات نقره بهبود پيدا مى كنند از سوى شركت «سول فرش» وارد بازار شده است.
نانوذرات نقره از رشد باكترى ها و قارچ ها جلوگيرى كرده و به اين وسيله از چرب شدن و بدبو شدن پا جلوگيرى مى كند. جوراب هاى حاوى نانو ذرات نقره، باعث مهار رشد باكترى و قارچ ها مى شود و از بروز بوى بد پاها، مسائل مربوط به پاى ورزشكاران، عفونت ناخن پا و عفونت كف پا كه بيشتر در افراد ديابتى بروز مى كند، جلوگيرى مى كند.
* پارچه هاى ضدچروك و ضدلكه
شركت آمريكايى نانوتكس با اضافه كردن ساختارهاى مولكولى به الياف كتان، اليافى ساخته است كه مايعات و لكه ها بر روى آنها- حركت نموده و جذب نمى شوند. بنابراين چنانچه قهوه بر روى شلوار سفيد رنگى ريخته شود به طرز شگفت انگيزى بر روى آن حركت كرده و جذب نمى شوند. (مثل حركت قطرات آب بر روى پر)
نانوواكس تيم ملى اسكى كانادا از نوعى واكس نانو استفاده كرده است. البته به زودى هر اسكى بازى مى تواند از آن استفاده كند. نانوواكس سراكس يكى از اولين محصولات جهانى است كه با استفاده از نانوفناورى شيميايى، پوشش هوشمندى با خواص چند عملكردى ايجاد مى كند.ا ين واكس به وسيله شركت آلمانى نانوگيت توليدشده است كه سطحى بسيار ليز و سخت ايجاد مى كند. اين پوشش بسيار نازك، نسبت به پوشش هاى قبلى كه به سرعت خاصيت خود را از دست مى دادند، بسيار بادوام تر است. اين پوشش هوشمند با كاهش دما بسيار سفت مى شود و با كريستال هاى برف و پوست سازگارى بسيار خوبى دارد. محصولات نانواكس با فرمول هاى مختلفى براى انواع ورزش هاى زمستانى كه در شرايط مختلف انجام مى شوند، توليد شده اند.
شركت سوئيسى «نانواسفر» به تازگى در رقابت با شركت آلمانى محصولاتى توليد كرده است كه نه تنها در صنايع پوشاك سازى بلكه در بخش هاى پزشكى و لوازم خانگى مثل مبلمان هم كاربرد دارند. در واقع محصولات اين شركت هم ضدچربى است.
* نانوفناورى در وسايل پزشكى
به طور معمول اعضاى قابل كاشت در بدن، مانند دريچه هاى قلب، ساخت اندام هاى مورد نياز در ترميم هاى ارتوپدى ساخته شده از تيتانيوم و فولادهاى ضدزنگ با ساير اعضاى بدن سازگارى دارند، ولى متأسفانه ممكن است در طول عمر بيماران دچار خوردگى شده و كارآيى خود را از دست بدهند.
استفاده از نانوكريستال هاى اكسيد زيركونيوم، به عنوان يك عنصر بسيار سخت، غيرخورنده و مقاوم در مقابل واكنش هاى بدن جايگزين بسيار خوبى براى روش هاى متداول است. نانوكريستال هاى «سيليكون كربيد» به علت وزن كم، مقاومت بسيار عالى و سازگارى با اعضاى بدن براى ساخت دريچه هاى مصنوعى قلب در آينده به كار خواهد رفت. ساخت ربات هايى با كاربردهاى بسيار متفاوت در بدن در اندازه هاى كوچك بخش مهمى از كاربردهاى وسيع اينگونه مواد را شامل مى شود.
* كاربردهاى نانوفناورى در صنعت
سراميك ها بسيار سخت، شكننده و غيرقابل ماشينكارى بوده و كوچك شدن ذرات آنها در حد نانوكريستال ها باعث شكنندگى بيشتر آن مى شود. امروزه نانوكريستال هاى نيترات و يا كربيد سيليكون در ساخت قطعات ماشين آلات مختلف مانند فنرهاى بسيار مقاوم، بلبرينگ ها، سوپاپ هاى موتور، اجزاى كوره ها و به علت آن كه به آسانى قابل ساخت بوده و مقاوم در مقابل حرارت و واكنش هاى شيميايى مقاوم هستند، كاربرد وسيعى دارند. در صورتى كه اين مواد با استفاده از پرس فشرده شوند، مقاومت حرارتى بسيار زيادى را در مقايسه با ساير سراميك ها به دست مى آورند.
استفاده از پوشش هايى در اندازه نانو و يا چند اتم، امكانات ويژه اى را به وجود آورده است. به تازگى شيشه هايى ساخته شده كه با دى اكسيد تيتانيوم بسيار فعال پوشش داده شده است. اين شيشه ها ضد باكترى، دفع كننده آب و از بين برنده مواد شيميايى بوده و به طور خودكار خود را تميز مى كنند. كاربرد ديگر مواد نانو ساختن پوشش هاى بسيار مقاوم در مقابل خش، به صورت يك يا چند لايه بر روى لايه اصلى است. گروه بى شمارى پارچه هاى قابل تنفس، ضدآب و لكه با كنترل منافذ و ناهموارى هاى سطح آن در حد اندازه هاى نانو از مواد پليمرى و غيرآلى ساخته شده اند. ابزار ساخته شده از كريستال هاى تنگستن، تانتانيم و تيتانيوم در اندازه هاى نانو، منجر به ساخت ابزار برش بسيار سخت تر در مقايسه با همان ماده در اندازه ذرات بزرگتر شده است. كاربرد اين ابزار در سوراخكارى، برش فلزات در ماشين تراش، قالب سازى و سنگ برى بسيار وسيع است.
فناوري نانو
با تحقيقات و آزمايشهاي بسيار، دانشمندان تاکنون 108 نوع اتم و تعداد زيادي ايزوتوپ كشف كردهاند. آنها همچنين پي برده اند كه اتمها از ذرات كوچكتري مانند كواركها و لپتونها تشكيل شدهاند. با اين حال اين كشفها در تاريخ پيدايش اين فناوري پيچيده زياد مهم نيست.
نقطه شروع و توسعه اوليه فناوري نانو به طور دقيق مشخص نيست. شايد بتوان گفت كه اولين نانوتكنولوژيستها شيشهگران قرون وسطايي بودهاند كه از قالبهاي قديمي(Medieal forges) براي شكلدادن شيشههايشان استفاده ميكردهاند. البته اين شيشهگران نميدانستند كه چرا با اضافهكردن طلا به شيشه رنگ آن تغيير ميكند. در آن زمان براي ساخت شيشههاي كليساهاي قرون وسطايي از ذرات نانومتري طلا استفاده ميشده است و با اين كار شيشههاي رنگي بسيار جذابي بدست ميآمده است. اين قبيل شيشهها هماكنون در بين شيشههاي بسيار قديمي يافت ميشوند. رنگ بهوجودآمده در اين شيشهها برپايه اين حقيقت استوار است كه مواد با ابعاد نانو داراي همان خواص مواد با ابعاد ميكرو نميباشند.
در واقع يافتن مثالهايي براي استفاده از نانو ذرات فلزي چندان سخت نيست.رنگدانههاي تزييني جام مشهور ليکرگوس در روم باستان ( قرن چهارم بعد از ميلاد) نمونهاي از آنهاست. اين جام هنوز در موزه بريتانيا قرار دارد و بسته به جهت نور تابيده به آن رنگهاي متفاوتي دارد. نور انعکاس يافته از آن سبز است ولي اگر نوري از درون آن بتابد، به رنگ قرمز ديده ميشود. آناليز اين شيشه حکايت از وجود مقادير بسيار اندکي از بلورهاي فلزي ريز700 (nm) دارد ، که حاوي نقره و طلا با نسبت مولي تقريبا 14 به 1 است حضور اين نانوبلورها باعث رنگ ويژه جام ليکرگوس گشته است.
در سال1959 ريچارد فاينمن مقالهاي را دربارة قابليتهاي فناوري نانو در آينده منتشر ساخت. باوجود موقعيتهايي كه توسط بسياري تا آن زمان كسبشده بود، ريچارد. پي. فاينمن را به عنوان پايه گذار اين علم ميشناسند. فاينمن كه بعدها جايزه نوبل را در فيزيك دريافت كرد درآن سال در يک مهماني شام كه توسط انجمن فيزيک آمريكا برگزار شده بود، سخنراني كرد و ايده فناوري نانو را براي عموم مردم آشكار ساخت.
عنوان سخنراني وي «فضاي زيادي در سطوح پايين وجود دارد» بود.
سخنراني او شامل اين مطلب بود كه ميتوان تمام دايرهالمعارف بريتانيكا را بر روي يك سنجاق نگارش كرد.يعني ابعاد آن به اندازه25000/1ابعاد واقعيش كوچك مي شود. او همچنين از دوتاييكردن اتمها براي كاهش ابعاد كامپيوترها سخن گفت (در آن زمان ابعاد كامپيوترها بسيار بزرگتر از ابعاد كنوني بودند اما او احتمال ميداد كه ابعاد آنها را بتوان حتي از ابعاد كامپيوترهاي كنوني نيز كوچكتر كرد. او همچنين در آن سخنراني توسعه بيشتر فناوري نانو را پيشبيني نمود.
برخي از رويدادهاي مهم تاريخي در شکل گيري فناوري و علوم نانو
مصارف عمده کائولن
کائولن در ايران در صنايع کاشي سازي، کاغذ سازي، لعاب سراميک و کاشي، چيني بهداشتي، ظروف چيني و سراميک صنعتي مورد استفاده دارد. در ميان واحدهاي مصرف كننده، صنايع توليد كاشي ديواري با مصرف 125000 تن در سال 73 درصد كائولن مصرفي در صنايع مصرف كننده را بخود اختصاص داده است و حائز رتبه اول ميباشد. صنعت رنگ و لاستيك و پلاستيك با مصرف 25000 تن در سال، 14 درصد كائولن مصرفي را مصرف نموده وداراي رتبه دوم در اين زمينه ميباشد. صنعت كاغذسازي با ظرفيت توليد 100 هزار تن در سال، تنها حدود 3 درصدكائولن مصرفي بخود اختصاص داده كه اين امر بيانگر ميزان مصرف كم كائولن در اين صنعت ميباشد. ميزان مصرف ظاهري کائولن در ايران در طي اين دوره (1376-1380) با نرخ رشد 23/35%، از 82/1120 هزار تن در سال 1376 به 93/1021 هزار تن در سال 1378 و 61/1518 هزار تن در سال 1380 افزايش يافته است(جدول 22). ![]() جدول22- ميزان مصرف ظاهري كائولن درايران طي سالهاي 1380-1376(هزار تن) ![]() شکل 9- نمودار مصرف ظاهري کائولن در ايران طي سالهاي 1380-1376 با بكارگيري مواد جايگزين و ارزان قيمت تر از كائولن در برخي صنايع مانند كاغذسازي، كاهش تقاضا و همچنين قيمت هاي توليد آن دور از ذهن نيست و چنانچه كشورهاي توليد كننده روش هاي مناسب و ارزان قيمتي در جهت استحصال كائولن ابداع نكنند، با افت قيمت ها بازار اين ماده معدني به مخاطره خواهد افتاد. با توجه به روند صنعتي شدن ايران و توسعه كارخانجات چيني، سراميك، كاغذ و لاستيك سازي مصرف كائولن روز به روز در حال افزايش است و اين روند با رشد قيمت كائولن همراه خواهد بود. جدول شماره 23 مشخصات واحدهاي صنعتي مصرف كننده كائولن در ايران را نشان ميدهد. ![]() جدول شماره 23: مشخصات واحدهاي صنعتي مصرف كننده كائولن در ايران ميزان مصرف كائولن در كشور در طي سالهاي 1374-1368 در جدول شماره 24 آورده شده است. ![]() جدول شماره 24: ميزان مصرف كائولن طي سالهاي 74-1368 در ايران مصرف صنعت چيني سازي ( 5/11 هزار تن در سال )،صنعت كاغذ سازي (5 هزار تن در سال)،صنعت سراميك سازي 5/7هزار تن در سال)، صنعت لعاب فلز 66/0هزار تن در سال)است. لازم به ذكر است كه به غير از صنايع عمده مصرف كننده فوق، صنايع شيميايي، ساختماني، تصفيه نفت،پاك كننده، ريختهگري، داروسازي، غذايي، كفپوش، رنگ و جوهر، مواد نسوز از ديگر مصرف كنندگان كائولن هستند كه درصد كائولن مصرفي در آنها به ترتيب 10، 12، 12، 12، 12، 12، 12،7/0، 7/2 و 16 درصد ميباشد. |
کائولن (انواع کانسارها)
• كانسارهاي كائولن بر جا مانده
• كانسارهاي كائولن رسوبي
• كانسارهاي كائولن گرمابي
براساس تقسيم بندي ديگري ذخاير كائولين به انواع ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده و ذخاير دياژنزي تقسيم مي شوند. كانسارهاي اوليه كائولن:
كانسارهاي كائولن اوليه در جا بوسيله تجزيه و دگرساني برخي كانيها مانند فلدسپات يا سيليكاتهاي آلومينيوم ديگر و تبديل آنها به كائولينيت تشكيل ميشوند. كانسارهاي كائولن اوليه براساس نحوه تشكيل آن به سه نوع زير تقسيم ميشوند:
• كانسارهاي هوازده Weathering
• كانسارهاي گرمابي Hydrothermal
• كانسارهاي سولفاتار Solfatara
كانسارهاي هوازده (كانسارهاي برجاي مانده)
سنگهاي غني از آلومينيوم نظير شيلها، آرکوزهاي غني از الکالي فلدسپات، آذرين فلدسپاتوئيد دار (نفلين سينيت)، بازالت كالك آلكالن و آلكالن، گرانيت هاي فوق آلومينيوم و... در شرايط آب و هوايي گرم و مرطوب در سطح زمين تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و تغييرات زيادي در تركيب شيميايي و كاني شناختي آنها ايجاد مي شود. آب كافي و دماي مناسب موجب رويش گياهان شده و در نتيجه PH آب كاهش مي يابد. پايداري كانيهاي متشكله سنگها متفاوت بوده و نوع تغييرات آنها نيز يكسان نيست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكيل ذخاير كائولين هوازده عبارتند از:
آب و هواي گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غني از آلومينيوم، بالا بودن خلل و فرج و درزه و شكستگي در سنگ، پايين بودن سطح آبهاي زيرزميني، زمان كافي، بالابودن ميزان آبي كه در سنگ جريان داشته است و شست و شو و حمل كاتيون ها.
در شرايط مناسب ياد شده اكثر كانيهاي سنگ به استثناي كوارتز تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و به تركيبات ديگر تغيير مي كنند. پتاسيم فلدسپات با كاهش PH به كائولينيت و يا ايليت تبديل مي شود:
در صورتي كه تمامي KOH شسته شود، كائولينيت تشكيل خواهد شد (پايين بودن سطح آبهاي زير زميني موجب شست و شوي كامل بيشتر كاتيونها مي شود). اگر سطح آب زيرزميني بالا باشد تمامي K، Na، Ca شسته نخواهد شد و در اين حالت ايليت و اسمكتيت تشكيل مي شود.
اين كانسارها مستقيماً بر اثر فرآيندهاي هوازدگي شيميايي سنگهاي حاوي آلومينوسيليكات همزمان با دفع عناصر قليائي تشكيل ميشوند، و به همين دليل كانسارهاي باقيمانده يا بجا مانده به آنها گفته ميشود.
حاصل عمل هوازدگي در شرايط آب و هوائي استوائي قسمتي بصورت محلول از محيط خارج و قسمت ديگر بشكل مواد سخت تهنشين و در جا باقي ميماند. اين مواد به اشكال زير ميتوانند يافت شوند:
ـ خاكهاي معمولي بيارزش از نظر اقتصادي
ـ محلولهاي بجا مانده كه ميتواند با نفوذ به درون زمين، كانسارهاي اكسيدي را تشكيل و با اينكه با مواد ديگر مخلوط و بصورت غني شده در آيد. كانسارهاي حاصل از اين فعل و انفعالات به نام كانسارهاي سولفيدي سوپرژن و اكسيداسيون معروفند.
ـ مواد باقيمانده بصورت مخلوطي از كانيهاي حاصل از هوازدگي با وزن مخصوص معمول و مواد سنگين مقاوم در برابر عوامل هوازدگي بوده كه امكان جدا شدن اين دو گونه مواد به وسيله عوامل محيطي (مانند هوا و آب) وجود دارد و در نتيجه آن نهشتههاي كانيهاي سنگين با ارزش به نام كانسارهاي كنستانتره مكانيكي تشكيل ميگردد.
ـ مواد بجا مانده داراي كانيهاي با ارزش و كنستانتره شده كه به نام كانسارهاي كنسانتره شده بجا مانده معروفند. ذخائر كائولن و بوكسيت معمولاً از اين نوعند. عمق نفوذ پديده هوازدگي و دگرساني از چند متر تا بيش از صد متر متغير است. عموماً فرآيندهاي هوازدگي شيميايي كه نهشتههاي كائولن را بوجود ميآورند مشابه با تشكيل بوكسيت است و به همين دليل اغلب بوكسيتهاي لاتريتي اگر خالص باشند، يك افق كائولن در زير آن تشكيل ميگردد. بعبارت ديگر كائولينيتي شدن عالباً بعنوان يك مرحله حد واسط تشكيل بوكسيتهاي لاتريتي ظاهر ميشوند. وجود سولفيدهاي اكسيدي عمل كائولينيتي شدن را تسريع ميبخشد.
كانسارهاي كائولن در جا مانده معمولاً داراي شكل نامنظم و كم و بيش در سنگ مادر بصورت زون دگرساني و هوازده ساپروليتي گسترش دارند. اين كانسارهاي داراي قلوههاي مدور و نامنظم از سنگهاي دست نخورده و يا فقط بصورت جزئي دگرسان شده در مركز شكاف هاي بلوكها ميباشد. برخي كانسارهاي كائولن كمربند جورجيا در آمريكا، چك و اسلواكي و برزيل اين نوع ذخاير ميباشند.
كانسارهاي گرمابي
از تأثير محلول هاي گرمابي( كه PH آنها اسيدي است) بر سنگهاي حاوي كانيهاي آلومين سيليكات (نظير فلدسپات ها، فلدسپاتوئيدها، ميكاها و...) در شرايط مناسب كائولينيت تشكيل مي شود. ذخاير كائولينيت گرمابي غالباً در زون هاي گسلي قرار دارند، مگر دركانسارهاي پورفيري (نوع قلع- موليبدن و تنگستن) كه منطقه گسترده اي را شامل مي شوند. كائولينيت بخشي از زونهاي آلتراسيون كانسارهاي گرمابي را تشكيل مي دهد.
در اكتشاف كانسارهاي گرمابيAu , Ag , Sb, As , Hg , F ، زون كائولينيت راهنماي مناسبي براي تعيين موقعيت اين ذخاير محسوب مي شود.
پديده دگرساني گرمابي حاصل دگرساني سنگها بوسيله آبهاي گرم است. اين عمل بسيار پيچيده و داراي مراحل متعددي ميباشد. منبع حرارت آبهاي گرم را ميتوان تودههاي نفوذي بزرگ مانند گرانيت و يا از حرارت موجود در اعماق زياد حاصل از تجمع مواد راديواكتيو دانست. تودههاي گرانيتي بيشترين سنگ درونگيز كانسارهاي كائولن اوليه است. بخصوص گرانيتهايي كه بيوتيت و ميكاي آن كم و يا فاقد آنها باشند. در مدت دگرساني گرانيتها مقاديري از آهن خود را آزاد و موجب رنگ آميزي كائولن ميشوند. كانسارهايي از اين قبيل را ميتوان كانسارهاي خاك چيني كورنوال در انگلستان، چك و اسلواكي و فرانسه را نام برد.
پديده كائولينيتي شدن در كانسار كورنوال طي چند مرحله صورت گرفته است. در مرحله اول اين فرآيند كاني سازي موجب ايجاد گرانيتي شدن، تورماليني شدن همراه با كانيهاي قلع، تنگستن و مس ميگردد.
بدنبال آن دو مرحله از دگرساني شامل آرژيلتي شده (حرارت پايين) و همچنين دوره طولاني از گردش آبهاي گرم تازه انجام ميگيرد. محصولات حاصله از تاثيرات مراحل مزبور عموماً مشابه نتايج هوازدگي ميباشد. بعبارت ديگر ميتوان گفت طي اين مراحل، فلدسپات هاي موجود در گرانيت به كائولينيت همراه با ميكا ريزدانه تبديل ميشود كه در نواحي دگرساني شديد، ميكاي اوليه موجود در گرانيت، خود نيز به كائولينيت تبديل ميگردد.
تودههاي نفوذي و باتوليت هاي گرانيتي را ميتوان منبع حرارت مراحل اوليه دگرساني (حرارت بالا) دانست، در حاليكه دماي حاصل از تشعشات راديواكتيو كه مقدار آن بالاتر از حد معمول اورانيوم و توريوم و گرانيت است. منشاءحرارت مراحل بعدي دگرساني آرژيلتي (حرارت كم) ميباشد.
اگر چه كانسارهاي هوازدگي (نظير كانسارههاي كائولن در بوهيميا در چك و اسلواكي سابق) از اهميت بيشتري نسبت به كانسارهاي دگرساني گرمابي برخوردارند ولي كانسارهاي كوچك حاصل از گرانيتهاي كائولينيتي شده (در انگلستان، فرانسه، گاليا در شمال غرب اسپانيا) نيز از اهميت زيادي برخوردار ميباشند. اين كانسارها به نظر ميرسد عمدتاً حاصل از حرارت بالا نيستند. و عمل هوازدگي نقش بيشتري در تشكيل آنها داشته است.
برخي كانسارهاي كائولن مانند بوريلا (شمال اسپانيا) و سوزو نزديك شانگهاي چين حاصل از دگرساني گرمابي تودههاي نفوذي كوچكتر بوسيله مايعاتي كه احتمالاً گرماي آنها از خود توده سرچشمه گرفته است، تشكيل يافتهاند. بنابراين نهشتههاي كه بدين گونه بوجود ميآيند از نهشته حاصل از هوازدگي شيميايي سوپرژن واقع در كلاههاي هوازده محدودترند اما ممكن است در بخشهاي عميقتر توسعه يابد.
كانسارهاي سولفاتار Solfatara
اين كانسارها مربوط به دگرساني سنگها در شكافهاي آتشفشاني يا شكافهاي گوگردزا، مراحل پاياني فعاليتهاي آتشفشاني اسيدي است. بخارات يا آبهاي گرم كه سرشار از سولفور هستند و در سطح بصورت بخار از چشمههاي آبگرم خارج ميشوند در عبور از اعماق سنگهاي آتشفشاني بطرف بالا موجب دگرساني آنها ميشوند. معمولاًبا توجه به وجود سولفور آلونيت تشكيل ميشود.
كائولنهاي نوع سولفاتاز معمولاً غني از سيليس هستند و به همين دليل سخت و خشن ميباشند. نمونههاي بارز اين نوع كانسارها را ميتوان در نواحي مديترانه نظير رم در ايتاليا، جزيره ميلوز در يونان مشاهده نمود. اين نوع كانسارها عموماً داراي شكل نامنظم و در يك جهت كشيده شده مانند لولهاي شكل يا دانههاي لوبيا دراز ميباشند. اين شكل در ارتباط با امتداد و شكل شكاف ها و يا افقهاي باز كه حركت آبهاي گرم در آنها جريان دارد، ميباشد.
بعبارت ديگر شكل كانسارهاي سولفاتار بوسيله شكافها و افقهاي باز كه مجراي حركت آبهاي گرم هستند، كنترل ميشود. برخي از اين نوع كانسارها در توفها قرار دارند. و داراي لايهبندي ميباشند.
سن اين نوع كانسارها مانند كانسارهاي هوازدگي به سن سنگ مادر ارتباط ندارد ولي اغلب آنها قديميتر از زمان ترشير نميباشند. به همين دليل سنگهاي مادر خيلي قديميتر از خود كائولن هستند. معدن فعال موجود در دره كوچك آنتي لوب كاليفرنيا در آمريكا تنها كانسار كائولن از اين نوع گزارش شده است.
{mospagebreak}
ذخاير کائولن ثانويه :
كانسارهاي ثانويه پس از حمل و نقل و رسوب كردن معمولاً در آبهاي دور از محل اصلي خود تشكيل ميشوند. كائولنهاي ثانويه نيز به سه گروه تقسيم ميشوند.
الف ـ كائولنهاي رسوبي
ب ـ ماسههاي كائولينيتي
ج ـ بال كلي، خاك نسوز و رس دير گداز
ارتباط گروههاي فوق بصورت تدريجي بوده و شبيه سه زنجير پيوسته به شرح زير است:
• كائولنهاي رسوبي - رسهاي كائولينيتي
• كائولنهاي رسوبي- بال كلي، خاك نسوز، رس دير گداز
• بال كلي، خاك نسوز و رس دير گداز
كائولنهاي رسوبي :
1. كائولنها در سنگهاي رسوبي كه معمولاًداراي درجه خلوص بالا هستند به يكي از اشكال زير تشكيل ميگردند:
كائولنهاي اوليه كه بطور برجا تشكيل شدهاند بر اثر فرآيندهاي هوازدگي از محل خود حمل شده و به صورت كاني آواري در حوضچهها و گودالها رسوب ميكنند.
2. قطعات و اجزاءسنگها (كه معمولاًبصورت خاك رس هستند) از منطقه اصلي خود حمل شده و در نقاط ديگر تهنشين ميگردند. قطعات مزبور چه در حين حمل و چه در بعد از تهنشيني تحت تاثير پديده دگرساني و تجزيه (بوسيله فرآيندهاي هوازدگي سطحي، دگرساني در محيطهاي آبي كم عمق مانند درياچهها و تالابها و تغييرات دياژنيكي بعدي) قرار ميگيرند و به كائولن تبديل ميشوند. براي مثال هوازدگي در نواحي استوائي مي تواند رسها با كيفيت پايين را به كانسارهاي كائولن قابل بهرهبرداري تبديل نمايد.
شرايط دگرساني و تغييرات ديانيكي بعدي كانيهاي رسي نسبت به ديگر فرآيندهاي مزبور پيچيدگي بيشتري دارد. تغييرات قابل توجه مجموعه كانيهاي رسي در جريان دياژنز وقتي قابل توجه است كه شرايط رسوبگذاري آن آرام و بطئي بوده و عناصر متشكله رسوبي كاملاً ناپايدار باشند و يا هنگامي كه غلظت يوني محيط دريائي و بين ذرهاي در آن خيلي بالا باشد.
در محيطهاي رسوبي عادي كه سرعت رسوبگذاري آن بيش از 1 سانتيمتر در هر هزار سال است،تغييرات دياژنتيك زود هنگام رسوبهاي رسي فقط منجر به مبادله يوني در سطح و در فضاهاي بين لايههاي ورقهها ميشود. بخصوص يون 2+Ca كه روي رس تخريبي تثبيت شده است،غالباً استخلاف شده و به وسيله كاتيونهاي 2+Na+ , K+ , Mg گرفته شده از آب دريا جايگزين ميشود. از همين جابجايي يك نظام بندي جديد و بلورهاي مخفي نيز نتيجه ميگردد.
در بعضي از رسوبهاي احيا كننده مانند ساپروپلهاي دوران چهارم مديترانه شرقي، پديده اضمحلال و فساد رسها نيز ظاهر ميشود. در اين محيطهاي اسيدي و آلي سبب تجزيه انتخابي كانيهايي نظير پلي گورسكيت كه بسيار ظريف ضربهپذير است. بيشتر از كائولينيت كه مقاومترين كانيهاي رسي است، در معرض تجزيه قرار ميگيرند. در مرحله دياژنز تاخيري فشردگي رسوبهاي رسي كه با پيدايش نظام جديدي در ساختمان آنها همراه است، سبب از دست رفتن تخلخل و جذب سريع سطحي و گسترده كاتيونهاي دو ظرفيتي در اولينمرحله دفن شدگي اين كانيها ميشود. اين پديده در اعماق بيشتر دنبال شده و منجر به تشكيل آرژيلت از رسهاي اوليه ميگردد و سپس به تشكيل شيستهاي در هنگام ظهور عوارض ساختماني ختم ميگردد.
رسهاي برجا از نظر رايز (Ries) بشرح زير تقسيم بندي شده است.
كائولن: به رنگ سفيد با سوخت سفيد رنگ
• رگهاي (Vein) كه معمولاً از هوازدگي دايكها تشكيل شده است.
• بالشي (Blanket) كه معمولاً در مناطق سنگهاي آذرين و دگرساني ديده ميشوند.
• جايگزيني (Replacement) نظير اينديانيت
• لايهاي كه از ماسه سنگهاي فلدسپاتدار تشكيل شدهاند.
3. تشكيل كائولن رسوبي نيز ميتواند بصورت تلفيق و تركيبي از روشهاي قبلي انجام ميشود.
در اين صورت كائولنهاي ثانويه داراي خاستگاه متعددي ميباشند. خاستگاه برخي كانسارهاي كائولن نيز ميتواند هم اوليه و ثانويه باشد. نظير رسوبهاي با كيفيت پائين كه در اثر هوازدگي در نواحي استوائي به كائولنهاي قابل بهرهبرداري تبديل ميشوند.
در ذخاير نوع رسوبي، فرآيندهاي جور شدگي رسوبي عاملاصلي و مهم تشكيل نهشتههاي كاملاًمتمركز و با عيار بالا و در نتيجه با ارزش اقتصادي زيادي ميباشند. درجه خلوص كائولن به عوامل زير بستگي دارد:
• خلوص سنگ مادر
• ميزان تجزيه و تخريب
• مقدار ناخالصيهاي افزوده شده از ساير منابع
يكي از مهمترين خصوصيات كائولنهاي رسوبي داشتن حدود 60 درصد كاني كائولينيت بعد از شستشو و رنگ سفيد است. همچنين وجود هماهنگي و يكنواختي شكل و ابعاد آن در سطح نسبتاً گسترده، لايهاي مانند و همراه داشتن كانيهاي مانند موسكوويت، بيوتيت، كوارتز، اكسيدهاي آهن و روتيل از خصوصيات بارز كائولنهاي رسوبي است. مهمترين ذخاير اين تيپ كائولنهاي رسوبي، كانسارهاي كمربند كائولن جورجيا در جنوب كارولينا در ايالات متحده امريكا است. اين نهشتهها در محيط جزر و مدي فلات درياها در زمان كرتاسه پسين و ترشيري آغازين تشكيل يافتهاند كه از فرسايش سنگهاي متبلور كوهپايههاي و حمل قطعات فرسايش يافته در شرايط محيطي و هوازدگي لاتريتي عميق حاصل ميشود. رسهاي تهنشين شده داراي محتويات آهني زيادي بوده كه در مراحل بعدي (هوازدگي و شستشو) مقدار آهن كاهش و مقدار تيتان افزايش مييابد. تغييرات دياژنيكي بعدي روي اين رسوبات منجر به تشكيل كائولن گرديده است.
برخي بوكسيتهاي نيز بر اثر پديده سيليسي شدن دوباره به كائولن و رسهاي بوكسيتي تبديل شدهاند. از ديگر كائولنهاي رسوبي ميتوان كائولنهاي موجود در حوضه آمازون در برزيل را نام برد. اين نهشتههاي را كه متعلق به زمان ترشيري پسين گزارش نمودهاند داراي يك افق بوكسيتي هوازده در قسمتهاي فوقاني ميباشد. اين افق بوكسيتي در بعضي نواحي ارزش اقتصادي خوبي دارند.
ماسههاي كائولينيتي :
در برخي نواحي دنيا نيز كائولن از ماسههاي حاوي كمتر از 20 درصد كائولن در حال استخراج ميباشد. اين ماسههاي كائولينيتي از دگرساني فلدسپات موجود رد آركوز توسط آبهاي سطحي تشكيل شدهاند. نمونه تيپيك اين نهشتهها در غرب آلمان غربي و اسپانيا، لهستان و چك و اسلواكي گزارش شدهاند. متأسفانه بر روي اغلب معادن كائولن ايران عمليات علمي و سيستماتيك انجام نشده و به همين دليل در مورد ژنز كانه در ايران اطلاعات كافي و قابل اعتمادي وجود ندارد. ولي براساس گزارشات و مطالعات پراكندهايي كه انجام گرفته است ژنز ذخاير كائولن ايران بصورت هر دو نوع اصلي اوليه و ثانويه گزارش شده است.
از جمله ذخاير اوليه كائولن ميتوان به كاني سازي فراوان در باتوليت شيركوه در ناحيه يزد و همچنين معادن معروف زنوز، آبگرم هشترود و معادن كائولن بوئين زهرا، ساوه، كمربند آتشفشاني ناحيه البرز- آذربايجان، معادن ايسي سو قرآغاج در تبريز، كوشك نصرت در قم، گرانيت دوران در زنجان، ذخاير رباط ترك اصفهان و ناحيه گناباد، اشاره نمود. عموماًمعادن مزبور در سنگهاي آذرين قرار داشته و از نظر زماني از پركامبرين تا ائوسن و حتي جوانتر تعلق دارند.
ذخاير كائولن ثانويه در ايران نيز وجود دارد. از جمله ميتوان به آبرفتهاي مربوط به گرانوديوريت هاي شيركوه ناحيه تفت در يزد، ذخاير رسوبي قابل توجه ناحيه آباده (در افقهاي دونين و كربونيفر- پرمين)، خاور ايران و البرز مركزي (در افق پرمو- ترياس) و ذخاير كرتاسه بالائي ناحيه زاگرس در ناحيه شهرضا، اشاره نمود.
{mospagebreak}
شرایط تشکیل و ژنز کانسار:چنانچه در طبقهبندي كانسارهاي كائولن خاستگاه آنها منظور باشد، ميتوان آنها را به سه گروه برجاي مانده، رسوبي و گرمابي تقسيم كرد. كانسارهاي اقتصادي كائولن را از زاويه ويژگيهاي كانيشناسي، تركيب شيميايي و چگونگي زايش ميتوان به دو گروه دستهبندي كرد:
1. كانسارهاي نوع رسوبي در پيوند با فرآيندهاي فرسايشي و رسوبگذاري
2. كانسارهاي نوع گرمابي در پيوند با فرآيندهاي ولکانيسم ترسير
عوامل مؤثر و شرايط تشكيل انواع مختلف كاني كائولينيت بشرح زير است:
1. تركيب شيميايي سنگ مادر:
معمولاً سنگهاي آذرين اسيدي كه عمدتاً از كانيهاي آلومينوسيليكات تشكيل شدهاند در اثر تجزيه و دگر ساني به كائولن تبديل ميشوند. در اين ميان كانيهاي فيلوسيليكات ها و فلدسپات ها بويژه پلاژيوكلازها بدليل داشتن انرژي پيوندي ضعيف در بوجود آوردن چنين ذخايري بسيار مناسب هستند. در اثر تجزيه، شبكههاي كانيهاي فلدسپات توسط محلول هاي يوني، هيدراسيون و هيدروليز شكسته شده و يونهاي , Na+, K+ +2Ca آزاد شده وAl واكنش Si با OH باعث تشكيل كائولينيت ميگردد.
2. درجهPH :
عامل PH در تحرك و توان مهاجرت يونها در محيطهايي كه تحت تاثير واكنشهاي دگرساني سوپرژن قرار ميگيرند نقش مهمي دارند. عناصر قليائي خاكي بيش از عناصر قليايي توانائي تحرك دارند، در حاليكه آهن و آلومينيوم از توانائي كمتري برخوردارند. از اين رو يونهاي قليايي از محيطهاي اسيدي به آساني بيرون ميروند و يونهاي آهن و آلومينيوم در محيط بصورت تركيبات سيليكاتي و اكسيدي بر جا ميمانند و تشكيل كانيهاي كائولينيت وبوكسيت را همراه كانيهايي از اكسيد آهن را ميدهد.
در پديده كائولن زائي يونهاي نظير كلسيم، منيزيم، سديم و بخش اعظم پتاسيم موجود در سنگهاي اصلي بايد از محيط خارج گردند و تنها به مقدار بسيار كمي يون پتاسيم نياز دارد.
در محيط اسيدي با 7/5-5/3 = PH به شكل هالوئيزيت و در PH بالاتر از آن به شكل مونتموريونيت ظاهر ميشود.
سيليس نيز داراي تحرك كمي است و در محيط داراي خاصيت قليائي و مقدار كم 2CO، انحلال بيشتر ميشود. لذا در محيطهاي گرم انحلال آن بعلت وجود محلولهاي قليايي بيشتر است.
بنابراين زمان تشكيل كائولينيت هنگامي تسريع ميگردد كه سيليس به ميزان قابل توجهي بصورت محلول از محيط خارج و موجب افزايش آلومينيوم در مواد باقيمانده شود.
3. درجه حرارت:
از ديگر عوامل كنترل كننده و مؤثر در تشكيل كائولينيت دما ميباشد. براساس مطالعاتي كه مكلاگين (1995) در بعضي از نواحي زلاندنو انجام داده، مشاهده نمود كه با بالا رفتن دما، مقدار كائولينيت افزايش مييابد و برعكس در نواحي ديگر، كاهش دما موجب گسترش هيدروميكاها ميشود.
محلولهاي گرمابي يكي از مهمترين عوامل افزايش دما بوده و باعث ايجاد تغييرات شيميايي و كانيشناسي ميشوند. با توجه به نوع سنگهاي در برگيرنده و درجه حرارت محلولهاي گرمابي زونهاي مختلفي كه هر يك با كانيهاي شاخص شناخته ميشوند، تشكيل ميگردد.
پديدة كائولينيتزائي معمولاً بين آلتراسيونهاي نوع سريسيتيك نظير سنگهاي آذرين سرشار از آلومينيم و آرژيليتيك نظير شيلها و مارنها ميباشد. كانيهاي مهم آلتراسيون سريسيتيك عبارت است از سريسيت، كوارتز، پيريت، پيروفيلت، ديکيت، آندالوزيت و كائولينيت كه در آنها مقدار درصد سريسيت از بقيه بيشتر است.
4. عوامل ساختماني (بستر مناسب):
شرايط ژئومورفولوژي، لايهبندي، ضخامت واحدهاي سنگي، شكستگي،خلل و فرج، كارست و موارد ديگر مشابه از مهمترين عوامل كنترل كننده در تشكيل و گسترش كائولن بويژه نوع هوازده آن ميباشند.
5. رايط اقليمي:
بهترين شرايط اقليمي براي تشكيل كانسارهاي پس مانده نظير كانسارهاي رسي و كانسارهاي بوكسيت، مناطق استوائي (كه با دماي زياد و پيوسته در طول سال و دورههاي دراز مدت بارندگي مشخص ميگردند) ميباشد.
در اين مناطق بعلت بارندگيهاي مداوم عمل شستشو بخوبي انجام گرفته و يونهاي قليائي بوسيله عمل هيدروليز و با جريان آب از محيط خارج سبب ايجاد 3O2Al و 2SiO به مقدار لازم جهت تشكيل كائولينيت ميشود.
در مناطق مردابي نيز به دليل تاثير اسيدهاي آلي عمل شستشو تسريع گشته و ميتوان باعث تشكيل كائولينيت گردد.
6. زمان:
طول مدت تاثير عوامل بيروني و دروني تشكيل دهنده كانسار، عامل مهمي در نوع،حجم و مرغوبيت كائولينيت خواهد بود. براي مثال مقدار متوسط دامنه گسترش كائولينيتي شدن بر اثر عوامل بيروني در يك محيط مناسب براي كانسارهاي رسوبي بين 01/0 تا 1/0 ميليمتر در سال، يعني حدود 10 تا 100 متر در يك ميليون سال است.
اگر چه فرآيندهاي كائولينيتي شدن به علت كاهش PH با افزايش عمق كاهش مييابد، اما ضخامت افقهاي دگرساني شده عموماً ارتباط مستقيم بطول زمان دارد.کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
براساس تقسيم بندي ديگري ذخاير كائولين به انواع زير تقسيم مي شوند: ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده، ذخاير دياژنزي.
از كانسارهاي برجا مانده كائولن ميتوان به كانسارهاي كاروليناي شمالي (آمريكا) كه از هوازدگي شيميايي نامنظم استوك پگماتيتي بوجود آمده و همچنين كانسار غرب استراليا در ناحيه Coabbin محدود به يك توده بزرگ گرانيتي اشاره كرد. در ايران نيز كانسار كائولن شابلاق در جنوب زنجان در پيوند با دگرساني سطحي گرانيت شابلاق مشابه كانسار غرب استراليا نمونه بارزي از كانسارهاي نوع بر جا مانده ميباشد.
كانسارهاي رسوبي كائولن فراواني بيشتر و كيفيت بهتري نسبت به نوع در جازا دارند. چنين كانسارهايي در ايران بيشتر در منطقه آباده و طبس تمركز دارند، يك نمونه از اين كانسار، كانسار كائولن كاروليناي جنوبي و جورجيا (آمريكا) ميباشد
تأثيرات زيست محيطي كائولن
ذكر اين نكته ضروري است كه از نقطه نظر كارشناسان مسائل زيست محيطي حتي روشهاي فيزيكي شمال خردايش، دانهبندي، جداكنندههاي ثقلي و مغناطيسي، ميتوانند به نوعي موجب آلودگي محيط زيست شوند. چرا كه مثلاً خردايش سنگها باعث وجود املاح در آبهاي سطحي و نتيجتاً آلودگي آبهاي زيرزميني شود و حتي جداكنندههاي مختلف ثقلي و مغناطيسي به نوعي تعادل اكولوژيك مواد معدني در زمين را بر هم ميزنند. اما در اين ميان از نظر آلودگي محيط زيست، پرعيار سازي به روش فلوتاسيون مقام نخست را به خود اختصاص داده است.
همانطور كه قبلاً گفه شد در پرعيار سازي كائولن به روش فلوتاسيون مواد شيميايي زير استفاده ميشود:
1-سيليكات سديم (به عنوان متفرق ساز) مقدار مصرف 7/2 كيلوگرم بر تن
2- اسيد چرب روغن تال (كلكتور) 8/2 كيلوگرم بر تن
3-هيدروكسيد آمونيوم (عامل تنظيم كننده PH) 4/3 كيلوگرم بر تن
4- پترونات كلسيم (فعال كننده) 4/1 كيلوگرم بر تن
5- سولفات نفت (امولسيون ساز) 4/1 كيلوگرم بر تن
با توجه به داروهاي مورد مصرف و PH پالپ كه تقريباً بايد حدود عدد 10 تنظيم گردد، باطلههاي موجود در سد باطله به همراه خود بخشي از مواد فوق را خواهند داشت. بنابراين به منظور عدم آلودگي محيط زيست بايد تمهيداتي در زمينه خنثي سازي اثر اين مواد شيميايي و تنظيم PH آن انديشيده شود.
برخي روشهاي كاهش آلودگي محيط زيست كه توسط سدهاي باطله موجب ميگردند،بشرح زير آورده شده است:
به استثناي بارندگي و تبخير آب، ساير قسمتها را ميتوان به ميزان زيادي كنترل كرد. تعيين مقدار آبي كه به آبهاي زيرزميني وارد شود،دشوار است. ولي اين مقدار را ميتوان با انتخاب منطقه با بستر غيرقابل نفوذ و يا پيشبيني يك لايه رسي بر روي بستر، به حداقل رساند. همچنين ميتوان با زهكشي مناسب،از نفوذ آب از طريق بستر سد به آبهاي طبيعي جلوگيري كرد. نفوذ آب از قسمت ديواره داخلي سد، معمولاًبه پوشش اين ديواره توسط نرمه مواد ورودي به سد قابل كنترل است،ولي اين روش داراي هزينه زيادي استو لذا در اكثر معادن ترجيح داده ميشود كه با آبكشي از داخل ديواره و در سطحي پائينتر از سطح آبگير، از آلوده شدن محيط جلوگيري كرد. چنانچه ديواره سد از سنگهائي با تركيب فلزي تشكيل شده باشد (مثل پيريت) و يا باطله كارخانه كانهآرائي شامل كانيهاي سولفوره باشد، آب بازيابي شده از سد باطله بشدت آلوده بوده و بايد قبل از استفاده مجدد، به طور جداگانه تصفيه شود.براي خنثي كردن خاصيت اسيدي مواد باطله و رسوب دادن فلزات سنگين موجود در آنها به صورت هيدروكسيد،معمولاً قبل از انتقال به سد،به آنها آهك افزوده ميشود. چنين باطله آرايش يافتهايي را ميتوان غليظ كرد و آب سرريز آن را كه فاقد فلزات سنگين است. براي استفاده مجدد به كارخانه كانهآرائي بازگرداند و بدين ترتيب ميزان آب آلوده ورودي به سد باطله را كاهش داد. عكس اين مطلب نيز صادق است. يعني براي از بين بردن خاصيت بازي مواد باطله با اضافه كردن مواد اسيدي قبل از سد اين عمل ميسر ميگردد.
در صورتي كه كنترل آبهاي ورودي و خروجي در سد باطله به خوبي امكانپذير باشد. مهمترين پارامتر براي دستيابي به كنترل آلودگي،نمونه برداري از آب در قسمت فوقاني سد است. استفاده از موادي (مثل فلوكولانها) براي تسريع در تهنشيني ذرات جامد، به منظور بازيابي بيشتر آب، در تمام سدها ضروري است. عدم پيشبيني مناسب براي تهنشين كردن ذرات ممكن است منجر به ايجاد شكافهايي در ديواره سد شود. به منظور بازيابي آب از سد، معمولاً از پمپهاي متحركي كه در كنار آبگير نصب شدهاند و يا پمپهاي شناور استفاده ميشود.
برگشت دادن آب، با توجه به لزوم رعايت مقررات وضع شده براي حفظ محيط زيست،مسئله مهمي است. لذا حداكثر ميزان آبي كه قابل برداشت از سد ميباشد،بايد به قسمتهاي مختلف كارخانه بازگردانده شود و بدين ترتيب، ميزان آب تازه مورد نياز كارخانه به حداقل برسد. بديهي است كه تفاضل آبهاي ورودي به سد باطله و آبهاي خروجي از آن بايد در داخل سد ذخيره شود. در صورتي كه حجم آب باقيمانده ازحجم حفرههاي موجود در بين ذرات باطله بيشتر باشد. در تمام طول عمر معدن، حجم آب موجود در سد افزايش مييابد.
استفاده از آب بازگشتي در كارخانه نيز ممكن است با اشكالاتي مواجه شود. اين اشكالات مربوط به مسيرهاي پيچيده فلوتاسيون انتخابي است. زيرا در اين نوع مسيرها، مواد شيميايي مختلفي (فعال كنندهها و بازدارندهها...) استفاده ميشود كه هر يك از آنها بايد در مقدار كنترل شده و در مرحلهاي خاص افزوده شود، بنابراين بايد رد صورتي كه در آب بازگشتي مقداري از اين مواد شيميايي وجود داشته باشد. استفاده از آن دچار اشكال ميشود. لذا در اين قبيل موارد تصفيه آب ضروري است. اين عمل معمولاً با هزينه هاي كم امكانپذير است. لازم به تذكر است كه در صورت عدم استفاده مجدد از آب، تصفيه آن براي حفظ محيط زيست ضرروي است.
تركيبات كمپلكس فلزات با سيانو و آمونياك داراي قابليت پايداري و انحلال زيادي در محيط قليايي هستند و ممكن است براي از بين بردن بعضي از مواد شيميايي مورد مصرف در فلوتاسيون مثل سيانو، سولفاتها و آمينها ميتوان از ازن استفاده كرد. اين روش بخصوص در مورد كمپلكسهاي سيانور بسيار مؤثر بوده و از روش كلريناسيون قليايي مناسبتر است،زيرا در روش كلريناسيون، سيانور ابتدا اكسيد شده، سپس تبديل به سيانات ميشود. وجود اين تركيب در آب، استفاده از آب بازيابي شده را با اشكالاتي مواجه ميكند.
در بسياري از موارد، طبيعت مينرالوژيكي باطله، ايجاد محيطي به عنوان كنترل كننده آلودگي محيط ميكند. براي مثال، وجود گانگ قليائي مثل سنگ آهك،ميتواند انحلال فلزات را در محيط كاهش دهد. محصولات اكسيداسيون را خنثي كند. لذت اين قبيل كانهها كمتر ايجاد اشكال ميكنند. برعكس،كانههاي سولفوره با كانگ خنثي،در اثر اكسيداسيون توليد اسيد سولفوريك ميكنند و علاوه بر اسيدي كردن محيط، اكسيژن محلول موجود در آب را نيز كاهش ميدهند. تصفيه شيميايي اين قبيل آبها ضروري است. يكي از روشهاي متداول خنثي كردن با آهك است كه با عث تهنشين شدن فلزات سنگين و كاهش خاصيت اسيدي آب ميشود.
آژانس بينالمللي سلامت جهاني سيليس متبلور را به عنوان مادة سرطانزا معرفي كرده است. براي مثال مواد شيميايي و معدني كه 1/0% يا بيشتر سيليس متبلور داشته باشند، براساس استاندارد مؤسسة سلامت و بهداشت جمعيت براي مقابله با خطرات ناشي از ارتباط با محيط آلوده (Occupational Safety & Health Administration s`Hazard Communication Standard) در آمريكا تحت نظارت قانون قرار گرفتهاند، به طوريكه به صورت قانون كار، آموزش كارگران و برچسب زدن بر چنين محصولاتي مطابق روشهاي اعلام شده براي مواد سرطانزا (Material Safety Data Sheet, MSDS) ميبايست انجام گيرد.
بنابراين تا زماني كه طي فرآوري، درصد سيليس متبلور در كائولن كمتر از 1% شود، كائولن تحت قانون فوق قرار ميگيرد. آژانس حفاظت محيطي آمريكا تحقيقاتي را براي حذف HF از كارخانجات توليد نسوزهاي رسي انجام دادهاست.
روشهاي متداول فرآوري کائولن
در حالت ديگر مايع كائولندار به دو دسته ريز و درشت با استفاده از سانتريفوژ، هيدروسيكلون يا جداسازي با آب بطور ممتد تقسيم شده و بعد تركيبات آهندار رنگزا از آن شسته مي شود. بعد از آبگيري با تبخير، فيلتر مكش چرخان يا فشاري، كيك كائولني را ميتوان خارج كرد و خشك نمود و يا به صورت ماده با 70% جامد براي دادوستد منتقل كرد.
درتورقزدايي، ذرات كائولن به صورت مكانيكي به ذرات روشن و نازكي جدا شده و در دما C °500 تكليس ميشوند تا ساختار بلوري مجزايي در آن بوجود آيد. اين عمل سبب افزايش درخشندگي و كدري كائولن مي شود.
حتي بهترين کائولن هاي دنيا هم در حدود 20 % ناخالصي دارند. بنابراين بايستي آنها را تغليظ کرد و مواد قليايي آن را به کمتر از 5/1 % رساند.
کائولن مصرفي بايد داراي مشخصات ذيل باشد :
1-درصد Al2O3 بايد از 30 % بيشتر باشد.
2-ميزان اکسيدهاي آهن Fe2O3 نبايد از 1 درصد بيشتر شود.
3-ميزان اکسيد تيتانيوم TiO2 بايد به 2/0 درصد کاهش يابد.
4-اکسيدهاي قليايي نبايد از 2 درصد بيشتر شود.
5-حداکثر ميزان CaO، 2/0 درصد و MgO، 3/0 درصد باشد.
6-افزايش ميزان کائولينيت نسبت به ساير کاني هاي موجود باعث مرغوبيت کائولن مي شود.
7-دير گدازي کائولن بايد در حدود 1700 درجه سانتيگراد باشد.
8-مدول گسيختگي آن بايد بيش از 10 کيلوگرم بر سانتي متر مربع باشد.
هدف از آرايش كائولن جدا كردن ناخالصيهاي موجود در آن است. به طور كلي عمل جدا كردن ناخالصيهايي نظير زاج، گچ، پيريت و فلدسپاتها تجزيه نشده از كائولن را كانهآرايي كائولن ميگويند و اصطلاحاً به عمل جدا كردن عناصر مزاحم نظير سديم، پتاسيم و كلسيم توسط آب، كائولنشويي گفته ميشود.
مبناي آرايش كائولن در بيشتر موارد طبقه بندي آن از نظر ابعاد است، زيرا با توجه به قابليت خرد شدن بيشتر كائولن نسبت به ناخالصيهاي همراه آن مثل كوارتز، ميكا و همچنين توجه به اين نكته كه كائولن داراي خاصيت جذب آب شديدي ميباشد و در وقت كم بصورت خميري با شكلپذيري زياد و نيز در وقت زياد بصورت ذرات دانه ريز در آب معلق ميشود، ميتوان آن را از ناخالصي هاي همراه جدا كرد. مراحل آرايش كائولن بسته به كيفيت ماده معدني و مشخصات مورد نظر در محصول آراسته ممكن است بسيار ساده يا پيچيده باشد. در بسياري از موارد بافت كانسنگ به نحوي است كه در تماس با آب در ابعاد طبيعي يا پس از خرد شدن تنها در مرحله سنگشكني، ذرات كائولن از ناخالصي هاي همراه جدا شده بصورت دانه ريز در محيط پراكنده ميشوند. بالطبع آرايش اين نوع مواد سادهتر است، زيرا ناخالصي هاي همراه كائولن بصورت ذرات دانه درشت وجود دارند. برعكس در بعضي موارد ديگر، بافت ماده اوليه كائولن بسيار دانه ريز و متراكم است و تنها در تماس با آب ذرات كائولن نميتوانند از ناخالصي ها جدا شوند در اين موارد گاهي لازم است كه ماده معدني تا ابعاد دانه ريزتري آسيا شود.
آسيا كردن ماده معدني از يك طرف هزينه عمليات را بشدت افزايش ميدهد و از طرف ديگر باعث خرد شدن بخشي از ناخالصي ها تا ابعاد ميكروني ميشود. در نتيجه اين قبيل ناخالصي ها نيز همراه محصول آراسته كائولن باقي مانده و كيفيت آن را كاهش خواهند داد.
ذكر اين نكته ضروريست كه در بسياري از موارد ساختار كانسار وضيعت لايهها و رگهها به نحوي است كه امكان استخراج انتخابي كائولن براي رسيدن به كيفيت بهتر وجود دارد، براي اين منظور لازم است از كانسار بطور منظم نمونه برداري شود و مورد آزمايش قرار گيرد و بر مبناي نتايج حاصله روش استخراج انتخاب شود.
امروزه پيشرفت هاي زيادي كه در زمينه فرآوري كائولن صرت گرفته، كه به اقتضاي خواص مورد نظر صنايع مصرف كننده بوده است. بخصوص صنعت كاغذسازي كه مصرف كننده عمده كائولن بعنوان پوشش دهنده ميباشد.
پيشرفت هاي ويژه در اين زمينه عبارتند از:
1-استفاده از سانتريفوژ پيوسته جهت طبقهبندي مواد از ابعاد ميكروني
2-كاربرد همزههاي قوي و بزرگ جهت تفرق كائولن در كارگاه مستقر در معدن
3-حمل و نقل كائولن بصورت پالپ
4-جايگزيني فيلتر پرسهاي صفحهاي و قابي با صافيهاي خلاءاستوانهاي،دوار و پيوسته.
5-بكارگيري خشك كنهاي افشانگي
6-نصب تكليش كنندهها جهت توليد رنگدانه با درخشندگي زياد
7-گسترش تكنيكهاي فلوتاسيون جهت حذف ناخالصيهاي بسيار ريز آهن و تيتانيم.
8-توسعه تكنيكهاي متورق سازي كه صفحات انباشته شده ذرات را به صفحات مجزا و بزرگ با خواص پر كنندگي و پوششي خوب جدا كنند.
9- توسعه جدا كنندههاي مغناطيسي با شدت زياد.
روش فرآوري سنگ معدني كائولن به نوع مصرف محصول بستگي دارد اساساً دو فرآيند كلي متفاوت در صنايع توليد كائولن بكار ميرود،فرآيند خشك و فرآيند تر.
الف) روش خشك
هر چند امروزه در اكثر معادن،روشهاي خشك بعلت بازدهي و دقت كمتر به تدريج جاي خود را به روشهاي تر دادهاند. با اين وصف ممكن است بعلت كيفيت ماده اوليه، استفاده از روشهاي خشك امكانپذير باشد و با كمبود آب در ناحيه معدني و يا هزينه زياد تهيه آب مورد نياز، استفاده از روش هاي خشك را ضروري ميسازد.
در صورت استفاده از روش هاي خشك رطوبت ماده اوليه بايستي كمتر از 1 تا 2 درصد باشد و در صورتي كه بيشتر از اين مقدار باشد خشك كردن آن در كوره (معمولاً كورههاي دوار) الزاميست. عمليات خشك كردن را مي توان در حين آسيا كردن مواد، با دميدن هواي گرم بداخل آسيا انجام داد. تلاطم هوا و ذرات در داخل آسيا و توجه به اين نكته كه قسمتهاي سطحي قطعات ماده اوليه بلافاصله پس از خشك شدن بصورت ذرات ريز در هوا متفرق ميشوند، باعث ميشود كه قسمت هاي مياني قطعات در تماس با هواي گرم قرار گيرد و با ايجاد سيستم تبادل حرارت بسيار خوب در محيط، عمليات خشك كردن تقريباًفوري انجام گيرد. خرد كردن كائولن به روش خشك را ميتوان با آسياهاي گلولهاي، چكشي و غلطكي انجام داد. طبقهبندي مواد خرد شده توسط كلاسيفايرهاي هوايي انجام ميشود.
كلاسيفاير مناسب براي كائولن با تركيبي از جريان هواي رو به بالا و نيروي گريز از مركز كار ميكند و از دو مخروط، كه يكي در داخل ديگري قرار گرفته است تشكيل شده است. جريان هوا بين اين دو مخروط داخلي را يك و نتيلاتو تامين ميكند. براي آنكه هوا بتواند در مسيري بسته جريان داشته باشد، برشي در جداره مخروط داخلي ايجاد شده است. مواد اوليه از طريق يك محور توخلي وارد كلاسيفاير ميشود و به توسط يك صفحه گردان در داخل كلاسيفاير توزيع ميشوند. اولين طبقهبندي در اثر جريان هواي رو به بالا و طبقهبندي دوم بتوسط پرههاي جرخان كه در بالاي كلاسيفاير نصب شدهاند انجام ميشود. ذرات دانه درشت در اثر نيروي گريز از مركز به بدنه مخروطي داخلي بر ميخورد و در امتداد آن به طرف پايين حركت ميكند و از دهانه مخروط خارج ميشود مخروط خارجي نقش يك سيكلون گردگير را ايفا ميكند. ذرات كائولن در امتداد جدار مخروط خارجي به طرف پايين حركت ميكنند و هواي تميز شده از طريق برش مخروط مياني به مسير برگردانده ميشود. حد جدايش اين وسيله را ميتوان با تنظيم تعداد تيغههاي و انتيلاتور و چرخان و سرعت گردش آن كنترل كرد.
محصول اين روش عموماً بعنوان پر كنندههاي ارزان در لاسيتك، پلاستيك و صنعت كاغذ (در جايگاه درخشندگي حساسيت زيادي ندارد) استفاده ميشود.
ب) روش تر
در اين روش كائولن با افزودن مواد شيميايي متفرق سازي در يك همزن بالنجر به صورت يك پالپ در ميآيد. آنگاه پالپ مزبور توسط كلاسيفايرهاي جامي يا سيكلونها از سن و ماسه عاري شده و سپس به دو بخش دانه درشت و دانه ريز با استفاده از سانتريفوژهاي پيوسته، هيدروسيكلون ها، جداكنندههاي آبي يا سرندهاي لرزان طبقه بندي ميگردد.
بخش دانه ريز از اين كلاسيفايرها در معرض جدا كنندههاي مغناطيسي با شدت زياد جهت حذف اوليه آناتاز قرار داده ميشود. و نيز بار حذف اكسيد آهن مورد فروشوئي قرار ميگيرد. اما وقتي يك رس درخشندگي كافي و خصوصيات پوششي خوبي دارد، ميتواند مستقيماً به مرحله فروشوئي وارد شود، بدون اينكه تحت فرآيند جدايش مغناطيسي و يا متورق سازي قرار گيرد.

شكل شماره 4 : نمودار ساده شده طبقه بندي كائولن بروش تر
فرآيند فروشوئي در 3 تا 4 = PH (با استفاده از محلول اسيد سولفوريك) و در حضور يك عامل احيا كننده نظير هيدروسولفيت سديم يا روي (3O2ZnS يا 3O2S2Na) جهت حفظ انحلال آهن و جلوگيري از تشكيل هيدروكسيد آهن سه ظرفيتي انجام ميشود. زاج نيز جهت لخته شده رس به آن اضافه ميشود تا به آبكشي كمك كند رس شسته شده با استفاده از سانتريفوژ با سرعت زياد،صافيهاي خلاء دوار يا فيلتر پرس آبكشي ميشود.
بدون استفاده از جدا كننده مغناطيسي محصول نهائي ميتوان درخشندگي در حدود 85-75 ISO داشته باشد. رسهائي با درخشندگي بالاي 90ISO از تلفيق جدا كننده مغناطيسي و فلوتاسيونو يا فلوكولاسيون انتخابي در خط توليد بدست ميآيند. هر يك از اين روشها مزايا و محدوديت هاي خاص خود را دارند و بنابراين تركيبي از دو يا سه روش فوق در صنعت جهت رسيدن به بهترين كائولن از ماده خام متداول است.
روشهاي زيادي براي فرآوري كائولن در دنيا به كار ميرود. يكي از روشهاي قديمي روش سنگ جوري دستي است كه شامل انتخاب و جدا كردن قطعات نسبتاًدرشت ناخالصي هاي كائولن (در حد بزرگتر از چند سانتيمتر) روي نوار نقاله توسط تعدادي كارگر است.

شكل شماره 3 : نمودار ساده شده طبقه بندي كائولن بروش تر
با توجه به قابليت خرد شدن بيشتر كائولن نسبت به اكثر ناخالصي هاي همراه آن، درصورتي كه ابعاد ناخالصي ها پس از آزاد شدن كائولن بزرگتر از چند ميليمتر باشد، ميتوان آنها را توسط سرند از ناخالصي ها جدا كرد. سرند كردن ممكن است به طريقه خشك يا تر انجام شود.
روش كانالهاي طويل،روش قديمي است كه در آن از كانال طويلي با شيب كم استفاده ميشود كه در مسير آن حفرههائي پيشبيني شده است. ناخالصيهاي موجود در كائولن با توجه به ابعاد بزرگتري كه دارند و همچنين ناخالصيهايي كه داراي جرم مخصوص بيشتري هستند عمدتاًدر داخل حفرهها سقوط ميكنند. كائولن آراسته پس از عبور از كانال خارج ميشود. اشكال اين روش طولاني بودن مسير و زمان بيشتر مورد نياز براي آرايش و همچنين احتياج داشتن به تعداد زيادي كارگر است.
جدا كردن فازهاي جامد از مايع در روش فرآوري مرطوب
اكثر روشهاي آرايشي معدني، در محيطي كه محتوي مقدار قابل توجهي آب است انجام ميشود. در اينجا محصول پر عيار شده، به صورت گل آبي بوده كه گاهي داراي رقت خيلي زيادي است و بايد با آبكشي كردن آن (جدا كردن فازهاي جامداز مايع) رطوبت آن را تا حدي كاهش داد كه براي حمل يا عمليات صنعتي ديگر مناسب باشد. همچنين در اكثر موارد، قسمت عمده آب همراه باطله خارج ميشود كه به منظور انبار كردن باطله و جلوگيري از آلوده شدن محيط توسط آب همراه آن و سرانجام بازيابي و استفاده مجدد از آب، جدا كردن آب موجود در باطله از ذرات جامد نيز ضروريست. در مراحل مختلف آرايش نيز ممكن است آبگيري جزئي پالپ جهت تنظيم غلظت آن لازم باشد سرانجام در بعضي از روشهاي آرايش، مانند روشن هيدرومتالوژي نيز پس از انحلال كاني يا عنصر مورد نظر در حلال مورد استفاده جدا كردن فازهاي جامد باقيمانده از محلول غني شده ضروريست. روشهاي آبگيري را بطور كلي ميتوان به سه دسته تقسيم كرد:
٭ تهنشين كردن
٭ فيلتر كردن
٭ خشك كردن
1- تهنشين كردن
معمولاً آبكشي كردن تركيبي از دو روش اول و دوم فوقالذكر است. قسمت عمده آب ابتدا به روش تهنشين كردن از بقيه جدا ميشود، در نتيجه توليد پالپ غليظ شدهاي شامل 55 تا 60 درصد وزني جامد ميكند. در اين مرحله ميتوان حدود 80% آب موجود در پالپ را جدا كرد. سپس با فيلتر كردن پالپ غليظ شده، كيكي بدست ميآيد كه شامل 80 نا 90% جامد است و در صورت لزوم ميتوان در يك مرحله ديگر با خشك كردن حرارتي ميزان جامد آن را به 95 تا 99% رساند. كائولن نيز نه تنها از اين قاعده مستثني نيست. بلكه مرحله آبگيري بدليل كائولن در غلظت هاي پايين و دانه ريز بودن آن اهميت ويژهاي دارد. همان طور كه قبلاً اشاره شد، كائولن بروشهاي مختلفي از جمله با استفاده از جدا كننده آبي، جداسازي مغناطيسي، فلوتاسيون و يا فلوكولاسيون انتخابي و بعضاً در حضور اسيد سولفوريك، هيدروسولفيت سديم يا روي و زاج شسته ميشود.
اين مواد افزودني بشدت توسط سانتريفوژ مخلوط شده و پالپ حاصل در مخازن ويژهاي حداقل 6 تا 8 ساعت نگهداري ميشود. PH مخلوط در حدود 3 تا 4 كه نزديك به نقطه تماس صفر (Z.P.C) كائولينيت است، حفظ ميشود. لذا ذرات رس بهم ميچسبند. زاج نيز جهت كمك به چسبيدن ذرات رس به يكديگر تسهيل در امر آبكشي افزوده ميشود. در روش معمولي خشك كردن، ابتدا رس به تيكنرهاي معمولي جهت تهنشيني و افزايش انتفال پيدا ميكند، رس تخليه شده تا 20% جامد تغليظ شده است. سپس به مرحله فيلتراسيون منتقل ميگردد.
2) فيلتراسيون
در اين مرحله آبگير، تجهيزات اصلي مورد استفاده عبارتند از: فيلت پرس ها، سانتريفوژهاي با سرعت زياد، فيلترها خلاء گردان و فيلترهاي لولهاي، فيلتر پرس هاي صفحهاي پالپي را كه درصد جامد كمي دارد، با اعمال فشار تغليظ كرده به حدود 70% جامد ميرسانند. اين عمل در فشاري درحدود 8 تا 9 باز انجام ميشود. كيك فشرده شده رد حاليكه هنوز بخاطر رطوبت خود چسبنده است بايد بطور دستي از دستگاه پرس تخليه شود.
با استفاده از فيلت استوانهاي گردان غلظت پالپ به 65-55 درصد جامد افزايش مييابد. يك فيلتر بزرگ (با حدود 4 متر قطر و 11 متر طول) ميتواند 12 تا 15 تن بر سرعت رس از درجه پوشش و 30 تن بر ساعت رس از درجه پر كننده توليد كند. يكي از وظايف مهم فرآيند فيلتراسيون حذف مواد شيميايي از رس است. جهت تسهيل در اين كار از دوش آب استفاده ميشود.
قابل ذكر است كه انتخب فيلتر تا اندازه زيادي به نوع خشككن مورد استفاده در مرحله بعدي بستگي دارد. فيلترهاي خلاء گردان ميتوانند ظرفيتهاي توليد بالايي داشته باشند (و كاهش درهزينه كارگر)، اما كيكي را شامل 35% رطوبت توليد ميكنند. انواع جديد فيلتر پرس هاي با فشار زياد ميتوانند محصولي شامل 24% رطوبت و فيلترهاي لولهاي نيز محصولي با 18-16% رطوبت ميدهند. در مورد فيلترهاي لولهاي،كيكي حاصل ميشود كه براي بيشتر مشتريان قابل قبول است (بخصوص براي پر كردن كاغذ) و بنابراين مرحله خشك كن حذف ميگردد.
3- عمليات خشك كردن و خشك كنها
انواع تجهيزات متداول جهت خشك كردن كائولن عبارتند از : خشك كنهاي نواري (Converyer Dryers)، خشك كنهاي آپرون (Apron Dryers)،خشك كنهاي گردان،خشك كنهاي استوانهاي و خشك كنهاي با بستر معلق، در سالهاي اير دو نوع جديد خشك كنهاي افشانگي و خشك كنهاي سريع بوئل محبوبيت فراواني كسب كردهاند. خشك كنهاي گردان با حرارت غير مستقيم بطور تيپيك 23 متر طول و 3 متر قطر دارد و، ظرفيت تبخيري آنها در حدود 2 تن بر ساعت و ظرفيت توليدي آنها 10 تن بر ساعت ميباشد. مراحل اساسي كار عبارتند از : پخش كردن پالپ بصورت قطرات كوچك، اختلاط قطرات با گازهاي گرم، خشك كردن قطرات و بازيابي مواد جامد. پخش مواد جامد. براي پخش كردن پالپ ميتوان با هر يك از انواع اين خشك كن، از افشانك ديسكي يا انژكتوري استفاده كرد. گفته ميشود كه خشك كردن بصورت افشانگي احتمال بوجود آمدن ذرات سختي كه ضمن فرآيند خشك كردن شكل ميگيرد را كاهش ميدهد جدول (6) ارقامي را براي مقايسه،چهار نوع خشككن ارائه ميدهد.

شكل شماره 4 : فرآوري كائولن به روش تر همراه با جدا كننده مغناطيسي و فروشويي
مقايسه هزينه در مورد چهار نوع خشككن مذكور در جدول 7 نشان ميدهد كه خشك كردن بصورت افشانكي در امريكا اقتصاديترين روش بوده است. خشك كردن افشانكي روش برتر خشك كردن در سالهاي اخير شناخته شده است.
در صنايع معدني، عمدهترين كاربرد خشككنهاي افشانكي در مورد كائولن است كه معمولاًمتشكل از ذراتي عمدتاًكوچكتر از 2 ميكرون است. كيك فيلتر با افزايش مقدار كمي پلي فسفات سديم (بعنوان عامل متفرق كننده) بصورت پالپ درميآيد و توسط پمپ به خشككن منتقل ميشود خشك كنهاي افشانگي انعطاف پذيري ساير خشككنها را ندارند و براي خشك كردن مواد بصورت كيك فيلتر مناسب نيستند، بلكه بايد مواد را به حالت پالپ به آنها منتقل كرد.
خشككنهاي سريع بوئلي شامل سيستمي از قفسهبندي حلقوي است كه كائولن از قفسهاي به قفسه ديگر توسط بازوهاي اسكرپيري منتقل ميشود. سيستمهاي بوئل كه امروزه معمولاً بكار ميروند متشكل از 30 قفسه خشك كن سريع بوده ظرفيت تبخيري آنها 4 تن بر ساعت آب و ظرفيت توليد آنها 20 تن بر ساعت ميباشد.
جذب آب = 3-7 درصد
مقاومت خمش = 2Kp/cm 300-400
ميزان پلك كدر = خيلي كم
رنگ بعد از پخت = قرمزط نارنجي
درصد تجزيه شيميايي: (اعداد به درصد)

جدول شماره 6 : مقايسه چهار نوع خشك كن


جدول شماره 7 : مقايسه هزينههاي چهار نوع خشككن
نوع ديگر تجهيزات خشك كردن كه در صنعت استفاده ميشود، خشك كنهاي «بابستر سيال» هستند كه مخصوصاً براي خشك كردن محصول بصورت پلت مناسبند و نيز آسياي ساينده هربرتؤ كه در آن ذرات رس بوسيله تيغههاي گردان درون اتاقكي كه چرخه هواي گرم در آن وجود دارد به پودر دانهريزي تبديل ميشود.
اگر يك مشتري رس پودر شده لازم داشته باشد، محصول خشك كن ميتواند به داخل آسيا كه با هواي گرم جاروب ميشود وارد گشته كه در آنجا هم آسيا شده و هم رطوبت آن به 1% تقليل مييابد. محصولي با 1% رطوبت كاملاًبصورت گرد و غبار قابل پراكنده شدن است و لذا بايد بستهبندي شود. در مورد خشك كردن نكات زير قابل اشاره است:
٭ رس خشك با كيك فشرده شده،جهت دستيابي به محصولي با 25% رطوبت و يا با پالپ براي افزايش غلظت آن از 65-55% به 80-70% جهت كاربرد در صنعت كاغذ مخلوط ميگردد.
٭ كيك فيلتر همچنين ميتواند به شكل نودول بيرون داده شود، سپس خشك شده آن آسيا ميگردد تا محصولي كه رس اسيدي ناميده ميشود بدست آيد.
٭ اكثر كاخانجات بزرگ، بيشتر از يك روش خشك كردن در اختيار دارند و ميتوانند خط توليد را به تناسب نياز مشتري به نوع خاصي از محصول تمام شده تنظيم كنند.
تجهيزات عمده مورد استفاده در فرآوري كائولن به روش تر
1) كالاسيفايرهاي جامي
2) روشي كه براي آرايش كائولن در غرب كاروليناي شمالي، جورجيا و فلوريدا بيشتر بكار رفته است استفاده از كلاسيفاير جامي است. اين كلاسيفاير از طرفي به شكل جام تشكيل شده است. كائولن به حالت پالپ از قسمت مركزي جام وارد ميشود و در اين قسمت ذرات درشت تهنشين ميشوند و كائولن آرايش يافته به آرامي از پيرامون جام سرازي ميشود.
ابعاد جام بستگي به حجم پالپ اوليه و ابعاد كوچكترين ذراتي كه بايد تهنشين شوند دارد. ذرات تهنشين شده توسط تيغههايي كه به كمك تعدادي بازو به آرامي دوران ميكنند. به طرف مركز جام هدايت شده و از دريچه ته ريز خارج ميشوند. سپس براي بازيابي كائولن باقيمانده در بين اين ذرات،آنها را با آب صافي شستشو ميدهند و با عبور مواد از زير تعدادي دوش آب عمليات شستشو را كامل ميكنند، بدين ترتيب ميتوان به دو محصول قابل استفاده،يكي كائولن عاري از ماسه و ديگري ماسه عاري از كائولن دست يافت.
2)هيدروسيکلون ها
چنانچه آزاد كردن كائولن از ناخالصي هاي همراه، مستلزم خرد كردن ماده اوليه تا ابعاد كوچكتر باشد، به منظور تسريع در جدا شدن ابعادي ذرات، از وسايلي استفاده ميشود كه براساس نيروي گريز از مركز كار ميكنند. رايجترين وسيله از اين نوع هيدروسيكلون است. اين وسيله از ظرفي استوانهاي - مخروطي تشكيل شده است كه مواد به حالت پالپ به طور مماسي از قسمت استوانه وارد آن ميشوند و در نتيجه حركت استوانهاي درشتترين ذرات كه معمولاً ناخالصي هاي همراه كائولن هستند، به جداره مخروطي شكل ظرف چسبيده و خروج آنها از دهانه زيرين ظرف كه در رأس مخروط قرار گرفته است (ته ريز هيدروسيكلون) خارج ميشوند. بسته به نوع ماده اوليه و مشخصات مورد نظر در محلول آراسته نهائي ميتوان سرريز هيدروسيكلون رابراي بهتر كردن كيفيت آن طي يك يا چند مرحله ديگر توسط هيدروسيكلون آرايش داد و يا براي بازيابي كائولن باقيمانده در ته ريز هيدروسيكلون، اين بخش را در هيدروسيكلون ديگر آرايش داد. كوچكترين حد جدايش قابل دستيابي در هيدروسيكلونها در حدود 5 ميكرون است.
3) دستگاه گريز از مركز (سانتريفوژ)
دستگاههاي گريز از مركز به عكس هيدروسيكلون ها كه دستگاه هايي ساكن هستند، از ظرفي به شكل جام، استوانه و يا مخلوط كه با سرعتي زياد (در حدود rpm 3500) حول محور خود گردش ميكند. تشكيل شدهاند. در دستگاه گريز از مركز، به علت نيروي گريز از مركز شديدي كه بر ذرات وارد ميشود، سرعت تهنشين شدن ذرات افزايش پيدا ميكند و ميتوان ضمن صرفهجويي قابل توجه در فضا و دستمزد، كائولن را در ابعاد خيلي كوچك طبقهبندي كرد. رايجترين نوع اين وسيله از ظرفي لولهاي شكل تشكيل شده است كه در داخل آن مارپيچي با سرعت كمي متفاوت با مخروط دوران ميكند.
ماده اوليه به حالت پالپ از قسمت مركزي وارد ميشود. ذرات دانه درشت تحت نيروي گريز از مركز به طرف جدار داخلي ظرف هرايت و توسط مارپيچ از قسمت رأس مخروط خارج ميشوند ذرات دانه ريز هم كه عمدتاًمتشكل از كائولن هستند از قسمت قاعده مخروط بيرون ميآيند. كوچكترين حد جدايش قابل دستيابي در دستگاههاي گريز از مركز در حدود چند ميكرون است. اين وسيله كم حجم و با ظرفيت زياد است. انواع بزرگ آن كه تنها سطحي معادل 14 متر مربع را اشغال ميكنند، ميتوانند 100 تن ماده اوليه در ساعت آرايش دهند.
هدف از روشهاي فوقالذكر در حقيقت طبقه بندي مواد خصوصاً در دانهبندي خيلي كوچك است. با توجه به طبيعت كائولن و خاكهاي رسي كه بسيار ريزدانهاند، ميتوان با جدا كردن ذرات درشت كيفيت كائولن را افزايش داد.
4) جدا كننده مغناطيسي با شدت زياد
ناخالصيهاي رنگي در كائولن نظير آناتاز، روتيل، گوتيت،هماتيت، ميكا و پيريت خاصيت مغناطيسي ضعيفي دارند، لذا اين ناخالصي ها را بايد توسط جدا كنندههاي مغناطيسي با شدت زياد حذف كرد. جدا كنندهاي كه براي آرايش مواردي با ابعاد در حد ميكرون (مشابه كائولن) قابل استفاده است،جدا كننده مغناطيسي با گراديان زياد است كه فيلتر مغناطيسي نام گرفته است. در اين جدا كننده در يك ميدان مغناطيسي يكنواخت مقداري رشتههاي باريك فرو مغناطيسي كه حدود 5 تا 10 درصد فضا را اشغال ميكنند، قرار داده شده است.
رشتههاي مورد نظر در محفظهاي كه بطور تيپيك 211 سانتيمتر قطر و 50 سانتيمتر عمق دارند تعبيه شدهاند. در اطراف لبههاي تيز اين رشتههاي بسيار طريف ميدان مغناطيسي شديدي در حدود يك كيلو گوس را ميتوان بدست آورد، محفظه مذكور توسط 16 سيم پيچهاي توخالي كه هر يك شامل يك تن مس ميباشند، احاطه شده است. و ميداني مغناطيسي باشدت 15 تا 20 كيلو گوس را ايجاد مينمايد. توان الكتريكي مصرفي 270 تا 500 كيلو وات ميباشد. واحدبزرگتر آن با قطر 301 سانتيمتر قابليت فرآوري 130 تن بر ساعت كائولن را با 30 ثانيه زمان توقف دارد و 400 كيلو وات توان مصرفي آن است.
هنگام عبور ماده اوليه كائولن به حالت پالپ از فضاي موجود در بين اين رشتهها ذرات پارامغناطيسي فوقالذكر جذب آنها ميشوند و محصول خارج شده عاري از آهن خواهد بود،كار اين وسيله متناوب است،زيرا به تدريج سطح رشتهها از ذرات جذب شده پوشيده ميشود، لذا بايستي پالپ ورودي و همچنين ميدان مغناطيسي را قطع و با عبور آب صاف از داخل دستگاه، ذرات پارامغناطيسي را خارج كرد. اين عمليات طي يك سيكل تقريباً20 دقيقهاي انجام ميشود. تكنيك جدايش مغناطيسي پيشرفت قابل ملاحظهاي در صنعت كائولن بوجو آورده و فرآوري كائولنهايي با عيارهاي پايينتر را ممكن ساخته است. در نتيجه اين عمليات ذخاير اقتصادي كائولن رد جنوب شرقي ايالات متحده به بيش از دو برابر افزايش يافته است.
عوامل موثر روي بازدهي اين عملي
شدت ميدان، تراكم با رشتهاي ماتريكس، سرعت جريان سيكل عمليات و غيره، تكنيك جدايش مغناطيسي در مورد ذرات خيلي ريز ميتواند مشكل باشد مگر اينكه گراديان ميدان بطور اصولي با كاهش قطر الياف افزايش يابد. ليكن محدوديتهاي فني در ساخت الياف ظريفتر وجود دارد. هنگامي كه قطر الياف كوچكتر از 50 ميكرون ميشود، سقوط ذرات و جذب آنها با اشكال مواجه است. ذرات بسيار ريز بدون به خدمت گرفتن ديگر فرآيندها نظير فلوتاسيون و فلوكولاسيون انتخابي درخط توليد مشكل ايجاد ميكنند. جدول شماره 8 تاثير جدا كننده مغناطيسي با شدت زياد بر روي سه نمونه كائولن را نشان ميدهد

جدول شماره 8 : تاثير جدا كننده مغناطيسي با شدت زياد بر روي سه نمونه كائولن
مقاومت فلزات و اغلب آلياژها با كاهش درجه حرارت كاهش مييابد. ليكن همين كه درجه حرارت به نزديك صفر مطلق ميرسد مقاومت بطور ناگهاني به صفر تنزل ميكند اين دماي بحراين از يك ماده به ماده ديگر متفاوت است اما عموماً در محدوده 15/0 تا 25 درجه كلوين است.
مشخص شده است كه انواع آلياژهايي نظير Sn 3Nb Al , 3Nb Si ,3V خاصيت فوق هادي را دارند. اين امر صنعت را به سوي گسترش مغناطيسيهاي فوق هادي رهنمون نموده است. اولين مغناطيس فوق هادي برودتي در«ورنزجورجيا» قبل از پايان سال 1985 نصب شد. اين واحد مغناطيسي ساخت «شركت ارايز» است.
جدا كنندههاي مغناطيسي فوق هادي طي يك سيكل 20 تا 30 دقيقهاي شبيه جدا كننده مغناطيسي معمولي كار ميكنند. اين سيستم هاي به گونهاي طراحي شدهاند كه به سرعت و ظرف 60 ثانيه به حداكثر شدت ميدان مغناطيسي خود (بالاي 50 كيلوگوس) رسيده و حتي در كمتر از اين زمان خاصيت خود را از دست ميدهند، به همين افت زماني دستگاه جهت خارج كردن ناخالصي هاي مغناطيسي به حداقل ميرسد.
مزيت بزرگ جدا كنندههاي مغناطيسي برودتي اين است كه توان مصرفي آنها كمتر از جدا كنندههاي مغناطيسي معمولي است براي مثال در 20 كيلوگوس دستگاه انواع ارايز، ميزان KW007/0 جهت مغناطيس نمودن بعلاوه KW 20 براي سرد كردن هليم و ازت نياز دارد كه جمعاً 80% كاهش در توان مصرفي نسبت به نوع معمولي را نشان ميدهد. بعلاوه با راندمان جدب بيشتر بخاطر ميدان مغناطيسي 5/2 برابر قويتر و حداقل افت زماني ميتواند ظرفيت كاري بيشتر داشته باشد.
مشاورين «سي سي ال» بريتانيا و كارخانجات رس انگليسي « لاورينگ پاچين» يك مغناطيسي فوق هادي سولنوئيدي متقابل را بمورد آزمايش گذاشتهاند. طرح مزبور شبيه فيلترهاي مغناطيسي معمولي است اما عملكرد ويژهاي دارد كه به مغناطيس فوق هادي امكان ميدهد كه انرژي بيشتري موقع قطع و وصل شدن مغناطيس حين عمليات دورهاي داشته باشد. اين امر بوسيله دو محفظه صورت ميگيرد، كه توسط محفظه متحرك ديگري مجزا شدهاند. محفظه اخير سوار بر ريلي است كه از ميان فضاي خالي بين دو دستگاه جدا كننده كشيده شده است.
5) فلوتاسيون
ذف ناخالصيهاي تيتانيم- آهن از رس بوسيله فرآيند فلوتاسيون معمولي كاري مشكل است. قطر اين ناخالصيها معمولاً كوچكتر از 2 ميكرون بوده و مقادير كمي از آنها در رس وجود دارند. در صنعت مدت زيادي است كه دشوار فلوتاسيون ذرات كمتر از 10-5 ميكرون توسط سلولهاي فلوتاسيون مشخص شده است و يك دليل ارائه شده براي اين امر است كه حباب هاي توليد شده در سلولهاي فلوتاسيون معمولي براي جذب ذرات ريز، بسيار بزرگ هستند و بنابراين سرعت فلوتاسيون پايين است. غيرعادي نيست. هر آزمايش كامل فلوتاسيون در آزمايشگاه 45 تا 200 دقيقه جهت حذف ناخالصي هاي تيتانيم - آهن از رس طول طول بكشد، فرآيند فلوتاسيون حامل تكنيكي است كه براي شناور كردن ذرات ريز آناتاز از رس با استفاده از يك سلول فلوتاسيون معمولي طراحي شده است، در اين تكنيك ذرات حامل كه قبلاً آماده شدهاند، در اندازههاي بهينه (نظير كلسيت زير 325 مش) به خط فلوتاسيون اضافه ميشوند و بدين ترتيب آنها ميتوانند ذرات آناتاز حامل بوسيله يك كلكتور مناسب نظير اسيدهاي چرب، روغن تال (Tail oil) آماده شده و در يك مخرن جداگانه با گل آب رس مخلوط ميگردند. بدين ترتيب ذرات آناتاز آبران (هيدورفوب) طي يك مكانيزم جذب هيدروفوبيكي به ذرات كلسيت ميچسبند و مزيت ديگر اين فرآيند (بهبود سينيتيك فلوتاسيون) را نشان ميدهد. به اين دليل است كه درخشندگي كائولن مورد عمل را در بازيابي بالاتر بهبود ميبخشد.

جدول شماره 9- مواد مورد استفاده جهت آماده سازي گل آب رس
پترونات كلسيم نيز در اين فرآيند استفاده ميشود كه نقش اول آن ممكن است فعال كردن آناتاز باشد اين ماده شامل 41% كمپلكس سولفونات كلسيم و 59% نفت است و همچنين بعنوان يك امولسيون ساز براي كلكتور نفتي انجام وظيفه ميكند. مقدار زيادي نيز سولفات آمونيوم (Kg/ton 27/2) بكار ميرود اما نقش آن در اين فرآيند مشخص نيست. اضافه كردن كفساز نيز لازم نيست زيرا هم اسيد چرب و هم سولفونات نفت كف كافي را توليد ميكنند.
آمادهسازي حامل كلسيتي كلكتور بسيار سادهتر است. كاني كلسيت (325 مش) با روغن تال (Kg/ton 8/1) در حضور سرد سوز آور (Kg/ton 113/0) آماده ميشود. مقدار كاني حاصل مورد استفاده از30 تا 200 درصد وزني رس متغير است. قسمتي از اين كاني حامل بازيابي شده دوباره وارد خط ميشود. كانيهاي ديگري مثل كوارتز. باريت، سيليس، گوگرد، فلوريت و... نيز ممكن است بعنوان كاني حامل مورد استفاده قرار گيرند، اما كلسيت به علت ارزانتر بودن و وفور بيشتر مورد استفاده قرار ميگيرد.
پالپ آماده شده وارد سلولهاي فلوتاسيون اوليه ميشود و بخش شناور شده طي سه مرحله ديگر شسته ميشود كه محصول شناور شده نهايي عمدتاً آناتاز است. نمودار ساده نشدهاي از فرايند فلوتاسيون كائولن با استفاده ازكلكتور كلسيتي در شكل آورده شده است.

شكل شماره5 : نمودار ساده شده فلوتاسيون كائولن با استفاده از كلكتور كلسيتي حامل
همانطور كه در دياگرام نشان داده شده است،بخشهاي شناور شده سلولهاي اوليه و شستشو مجموعاً به سلولهاي فلوتاسيون ثانفويه منتقل ميشوند. بخش شناور نشده در اين سلول ها، محصول نهائي كائولن است.
فلوتاسيون حامل بطور موفقيت آميزي بوسيله شركت معدني و شيميايي « انگلهارد» از سال 1961 جهت توليد كائولن مورد استفاده در پوشش كاغذ با درخشندگي 90 + بكار گرفته شده است. ليكن اين فرآيند معايب زير را نيز دارد:
1- مصرف مواد زيادي براي آماده سازي كاني حامل مورد نياز است.
2-فرآيند فلوتاسيون در غلظت هاي پائيني از پالپ (كمتر از 20% جامد) موثر است كه طبعاً هزينه آبكشي را افزايش ميدهد.
3- كاني حامل اضافه شده بايد اساساً از محصول رس حذف شده و جهت برگشتن به خط بازيابي گردد.
4- حضور كاني حامل و مواد شيميايي باقيمانده در رس اثرات زيان آوري روي محصول نهائي دارد.
جهت مطالعه مكانيزم فلوتاسيون حامل،پتانسيلهاي سطحي آناتاز، كائولينيت كلسيت در 1/10 = PH اندازهگيري شد. محققين دريافتند كه آنها همه منفي و داراي مقادير تقريباً مشابه هستند به همين دليل امكان جاذبه الكتروستاتيكي بين آناتاز و كلسيت رد شد. نتيجه اينكه چسبندگي مزبور بوسيله واكنش هيدروفوبيك بين كانيهاي موجود در كلكتور فراهم ميشود. از آنجايي كه كلكتور روي هر سه كاني جذب سطحي دارد، هيچ دليل مشخصي براي فرآيند چسبندگي انتخابي بين آناتاز و كلسيت وجود ندارد. ولي محققين نشان دادهاند كه پتانسيلهاي سطحي كائولينيت پس از يك همزدن شديد كاهش مي يابند. در حاليكه در مورد آناتاز تغييري در پتانسيلهاي سطحي صورت نميگيرد. لذا پژوهشگران حدس زدند كه جذب كلكتور بر روي كائولينيت در مقايسه با آناتاز ضعيف ميباشد. همان گونه كه عنوان شده است،همزدن شديد ممكن است نقش مهم ديگري در فلوتاسيون حامل داشته باشد. ممكن است كه همزدن شديد توسط فلوكولاسيون برشي را براي ذراتي كه توسط كلكتور پوشانده شدهاند فراهم كند. اين اثر اولين بار در سال 1975 توسط «وارن» مشاهده شد. بطور ساده فلوكولاسين مزبور موقعي رخ ميدهد كه انرژي همزدن شديد بر انرژي مانع چسبندگي غلبه كند.
«كاندي» (1969) فرآيندهاي فلوتاسيوني را كه گسترش داد كه نياز به كاني حامل ندارند. روال ساده اين فرآيند دو قسمتي است، ابتدا گل آب كائولن توسط همزدنشديد با حداقل HP/ton 25 انرژي لازم آماده ميشود، «كاندي» فهميد كه اين بهم ردنباعث از بين رفتن آلودگي سطحي كه اختلاف اثر كلكتور بر روي ذرات متفاوت دو كاني را كاهش ميدهد، موثر است. در بخش دوم خمير رس درحضور فعال كنندهاي كه محلول در آب يك فلز قليايي خاكي يا يك فلز سنگين است، آماده ميشود.
«يانگ و ديگران» (1985)، فرآيند فلوتاسيوني را توسعه دادهاند كه براي پرعيار سازي رس در غلظت هاي بالا طراحي شده است. مزيت هاي اين فرآيند عبارتند از: هزينه آبكشي كمتر و بازدهي بيشتر. اصول اصلي اين فرآيند شبيه به فرآيند فعالسازي «كاندي» است،جز آنكه گل آب رسي قبل از آمادهسازي در معرض يك رنگزدائي اكسيداسيون قرار ميگيرند و يك پلي اكريلات محلول در آب قبل از فلوتاسيون بعنوان متفرق ساز به رس اضافه ميشود.
فرآيند فلوتاسيون ديگري كه بايد در اينجا به آن اشاره شود فلوتاسيون روغني است اين فرآيند شبيه فلوتاسيون معمولي است فقط در يك موردتفاوت دارند و آن اين است كه در فلوتاسيون معمولي، بجاي جمعآوري ناخالصيهاي رنگي (آناتاژ) با استفاده از حباب هوا، از مايعات غير محلول در آب استفاده ميشود،بعد از آماده سازي و افزودن شيميايي به رس مقداري نفتا يا مايعات غيرقابل حل در آب به پالپ افزوده ميشود و با همزدن زياد آن يك امولسيوني روغني در آب بوجود ميآيد. وقتي همزدن متوقف ميشود قطرات روغنهاي آناتاز بر روي سطح ميآيند كه ميتوان آنها را جمعاوري نمود. در مرحله بعد مايع روغني يا ميع نامحلول در آب براي استفاده مجدد بازيابي ميشود. نمودار ساده شده اين فرآيند در شكل نمايش داده شده است. از فرآيند فلوتاسيون روغني براي ذرات خيلي ريز رس كه فلوتاسيون معمولي عملكرد خوبي روي آنها ندارند، استفاده ميشود ميزان درخشندگي 92 تا 93 شامل رسهايي است كه 95% آنها كمتر از 2 ميكرون هستند. مهمترين عيب فلوتاسيون روغني كنترل دقيقي است كه بايد روي آن انجام شود تا بازيابي خوب محلول حفظ شود، در ضمن بايستي مايع غير محلول بخوبي بازيابي شده بطور كه به اقتصادي بودن پروژه لطمه نزند.

شكل شماره 6 : فرآيند فلوتاسيون روغني كائولن با استفاده از نفتا
7)كواگولاسيون ـ فلوكولاسيون انتخابي
اگر چه فرآيندهاي فلوتاسيون مختلف در حذف ناخالصي تيتانيم- آهن از رسهي نسبتاً درشت دانه موفق بودهاند،ليكن توفيق كمي در مورد درسهاي دانه ريز داشتهاند. بعنوان مثال فرآيندهاي مختلف فلوتاسيون در مورد رس هاي نسبتاً درشت دانه جورجيا مركزي موفق و در مورد رس هاي بسيار دانه ريز جورجياي شرقي تقريباً ناموفق بودهاند. كائولن جورجياي شرقي معمولاً بطور تقريبي به ميزان 90% ازذرات كمتر از 2 ميكرون و در حدود 50% كمتر از 25/0 ميكرون در حالت خام تشكيل يافته است. فرآيندهايي از كواگولاسيون و فلوكولاسيون انتخابي وجود دارند، كه از اواخر دهه 60 گسترش يافتهاند. شكرت «جي. ام. ام هابر» با استفاده از اين روشها، رسي با درخشندگي 90 + از ماده خام جورجياي شرقي از اوايل دهه 70 توليد ميكرده است.
با كنترل دقيقي محيط يوني در يك سوسپانسيون كائولن اين مكان وجود دارد كه كائولن را در حالت پراكنده نگهداشته و اجازه دهيم كه ناخالصي هاي رنگي لخته شوند (فلوكولاسيون).
محيط مناسب يوني براي فلوكولاسيون آناتاز ممكن است از راههاي مختلف مهيا شده باشد. شايد سادهترين حالت، ايجاد تفرق بيش از حد ذرات كائولن باشد كه اين عمل توسط متفلق سازهاي شيميايي ميتواند انجام شود از جمله اين متفرق سازها ميتوان به پلي فسفات تتراسديم و هگزامتافسفات سديم اشاره كرد. وقتي مقدار مناسبي مواد شيميايي وارد محلول شوند. ذرات ريز كائولن كاملاً متفرق شده و در اين حالت ذرات آناتاز بهم چسبيده و لخته ميشوند، ذرات لخته شده رش ميكنند تا جائي كه اندازه آنها نسبت به ذرات كائولن قابل توجه ميشود. در اين حالت لختههاي آناتاز در ميان سوسپانسيون قابل تميز است. لايه بالايي كه كائولن خالص شده را در بر ميگيرد و لايه پائيني كه شامل آناتاز لخته شده است. شمايي از تغليظ كائولن بوسيله روش فلوكولاسيون انتخابي (Selection Flaccmlation) درشكل آورده شده است.
به وضوح مشخص شده است كه با اضافه كردن مقادير زيادي متفرق ساز به يك پالپ رس، ويسكوزيته بطور فزايندهاي به سمت حداقل مقدار كاهش يافته و از آن طرف افزودن بيش از حد معيني ماده متفرق ساز سبب افزايش دوباره گرانروي ميگردد. «مينارد و ديگران»(1969 و 1968) كشف كردند كه وقتي يك گل آب رس به حالت تفرق بيش از حد ميرسد، ذراتي نظير آناتاز بهتر از وقتي كه ويسكوزيته گرانروي حداقل باشد، آزاد ميشوند و ذرات آناتاز آزاد شده به يكديگر ميچسبند. دليل اين امر احتمالاً بخاطر قدرت يوني بالاي متفرق ساز افزوده شده براي به تفرق بيش از حد است و هنگامي كه سوسپانسيون رس سفيد ميشود، تهنشيني صورت ميگيرد.سرعت تهنشيني پايين است اما ميتوان آن را در حضور يك نمك طبيعي (الكتروليت مشابه) مثل نمك طعام تسهيل كرد (مينارد و ديگران 1978) دريافته است كه سرعت تهنشيني با افزودن يك پليمر آنيوني پس از استفاده از محلول نمك طعام، ميتواند باز هم بهبوديابد.
كواگولاسيون انتخابي ناخالصيهاي تيتانيم- آهن در صورتي كه هيدروكسيدهاي نمك هاي فلزات قليائي خاكي نظير Mg, Ba, Ca و Sr بداخل گل آب كائولن در 11 تا 8 = PH افزوده شوند نيز ديده شده است (اوليور، سنت،1969). «مركاد»(1975 و 1972) فرآيندي را توسعه داد كه در آن آناتاز بوسيله كاتيون هاي چند ظرفيتي (نظير 2CaCl) فعال شده است. با بكارگيري پلي الكتروليت آنيوني ضعيف (نظير پلي هال 59M) بطور انتخابي لخته ميشود. اين فرآيند در 5/9 – 8 = PH انجام شده و غلظت يون كلسيم از 10 تا 200 ppm تغيير ميكند.
در فرآيندهاي مختلفي كه در بالا شرح داده شده، مقدار كمي از ناخالصيهاي موجود در رس بطور انتخابي بهم چسبيده و لخته ميشوند.
«مينارد» (1979) فرآيندي را گزارش كرد كه در آن كائولينيت توسط يك پليمر آنيوني با مولكول سنگين و پايدار، لخته ميشود و ناخالصي هاي آهن و تيتانيم در سوسپانسيون باقي ميمانند. ليكن مقاديري از ناخالصي هاي در رس گير كرده، به همراه آن تهنشين ميشوند. لذا بايد اين لختهها را با مخلوطكن قوي دوباره متفرق كرده، چند بار شست.
اگر چه فرآيندهاي كواگولاسيون- فلوكولاسيون موفقيت خود را در حذف ناخالصي ها از رس هاي جورجياي شرقي كه شامل ذرات بسيار ريز هستند ثابت كردهاند، ولي معايبي بشرح زير از اين روش گزارش شده است:
1- عموماًبراي اين فرآيند نياز است كه غلظت پالپ كمتر از 20% باشد، لذا مقادير قابل ملاحظهاي آب بايد جدا گردد.
2- بازيابي محصول معمولاً بخاطر درگير شدن رس در لختههاي تهنشين شده، پايين است.
3- پليمر لخته ساز باقيمانده در محصول نهائي تاثيرات زيان آوري دارد.
4- از آنجايي كه رسها داراي منشاءهاي گوناگوني هستند، لذا بايد آزمايشات زيادي براي ايجاد محيط يوني مناسب جهت فلوكولاسيون انتخابي انجام داد.
7) روشهاي بيولوژيكي
ميكروارگانيسمها ميتوانند با تاثير بيولوژيكي كه منجر به ايجاد محيطي اكسيد كننده يا احيا كننده ميشود، مواد خالصي را به حالت محلول در آورند. لازم به تذكر است كه در نتيجه عوامل بيولوژيكي، عملي عكس نيز ممكن است انجام شود، يعني ممكن است عناصر محلول تبديل به تركيبات غير محلول شده تهنشين شوند. كمتر مادهاي ميتواند تحت تاثير عوامل بيولوژيكي قرار نگيرد. تاثير اين عوامل بر روي ذخاير ذغالسنگ، گوگرد و فسفات از دير زمان شناخته شده است، در سالهاي اخير نيز بررسي هاي انجام شده نشان داده است كه سيليكات ها نيز تحت تاثير عوامل بيولوژيكي به حالت محلول در ميآيند حتي كانيهايي كه به عنوان غير محلول شناخته شده بودند نميتوانند در مقابل اين عوامل مقاومت كنند.
ميكروارگانيسمهاي هتروتروپيك مختلفي قادر به انحلال آهن از كانيهاي اكسيده آهن (ليمونيت،گوتيت و هماتيت) هستند. انحلال با تشكيل اسيدهاي آلي و ساير متابوليتها به صورت عوامل كمپلكس و همچنين احياي آهن به طريقه آنزيمي و غير آنزيمي است.با پرورش نوعي قارچ در 30 درجه سانتيگراد در محيطي مغذي حاوي ملاس چغندر به عنوان منبع كربن و انرژي و استفاده از آن ميتوان آهن موجود در كائولن را كاهش داد.
8) الكترواسمز
يكي از روشهايي كه در دهه دوم و سوم قرن حاضر در اروپاي غربي بكار ميرفت، روش الكترواسمز است. اين روش با توجه به هزينههاي زيادي كه دارد (معادل Kwh 88 به ازاي هر تن ماده اوليه)، تنها در صورت در اختيار داشتن انرژي ارزان قابل استفاده است.
در اين روش از باردار شدن مواد جامد در آب و جذب آنها روي الكترودهايي با بار مخالف استفاده ميشود. نخست تصور ميشد كه در شرايطي از محيط كه ذرات كائولن با منفي دارند، ناخالصي هاي همراه آن مثل كوارتز، ميكا و كانيهاي آهن بار مثبت دارند، بنابراين ذرات كائولن روي كاتد جمع ميشوند. حال آنكه چنين نيست بنابراين اين روش ميتواند براي فيلتراسيون الكتريكي ذرات خيلي دانه ريز بكار رود.
بر مبناي اين روش، واحدهايي هنوز در انگلستان در حال كار هستند در اين واحدها ماده اوليه كائولن، پس از به تعليق در آمدن در آب، ابتدا از حوضچههايي عبور داده ميشود و بدين ترتيب ذرات دانه درشت آن جدا ميشودن و بدين ترتيب ذرات دانه درشت آن جدا مي شوند سپس به داخل كانالهاي طويلي بطور 160 متر، عرض 3/1 متر و عمق 5/0 متر هدايت ميشود. در اين كانال ها كه مدت توقف مواد در آنها 70 دقيقه است، بخشي از كائولن با غلظت وزني 31% تهنشين ميشود كه پس از خشك شدن به عنوان محصول درجه 2 در صنايع كاغذسازي مصرف ميشود. سرريز كانال ها كه داراي محصول دانه ريز و با عيار بسيار زياد است، به دستگاه الكترواسمز هدايت ميشود. اين وسيله تشكيل شده است از بدنهاي از جنس شبكهاي فلزي به شكل نيم استوانه در نقش كاتد و محوري گردان در داخل آن بطول 5/1 متر و قطر 6/0 متر در نقش آند.
اين وسيله با جرياني يك سو بشدت 70 آمپر و ولتاژ 10 ولت تغذيه ميشود. ذرات كائولن روي آند ميچسبند و لايهاي به ضخامت 3 ميليمتر تشكيل ميدهند كه از روي آند تراشيده ميشود. در اين روش تنها 9% كائولن در آب خروجي باقي ميماند.
روش هاي افزايش درخشندگي كائولن
روش هايي جهت كمبود كيفيت نوري كائولن خصوصاً در دو دهه گذشته براي افزايش درخشندگي كائولن گسترش يافتهاند. نظر به اين كه روش هاي فوق (روش هاي افزايش درخشندگي خود نيز نوعي از متدهاي فرآوري كائولن ميباشد لذا ميتوان روش هاي افزايش درخشندگي را در زمره روش هاي فرآوري آورد). بطور طبيعي و بدون فرآوري،رسي با كيفيت خوب ميتواند درخشندگي در دود 75 تا 85 ISO داشته باشد. مقادير درخشندگي 90 و بالاتر از آن با استفاده از چند تكنيك پر عيار سازي ويژه قابل دسترسي است. اين تكنيك ها بقرار زيرند:
1- آسانترين اين روش ها رنگ زدايي است. فرايند شستشويي كه در آن كانيهاي آهندار بوسيله افزودن يك ماده احيا كننده (معمولاًهيدروسولفيت سديم) در PH پايين (كه ميتوان با افزودن اسيد سولفوريك و يا سولفات آمونيوم به آن رسيد) حذف ميشوند.
2- از طريق توسعه اولترا فلوتاسيون، جداسازي كانيهاي فوقالعاده ريز امكان پذير شده است. در اين روش، يك كاني حامل را براي حمل ذرات بسيار دانه ريز كانههاي آهن و تيتانيم بكار ميبرند كه با فلوته شدن آنها درخشندگي محصول به حدود 90 ميرسد.
3- متورق سازي فرآيند ديگري است كه طي آن ذرات بزرگ كائولن (كه شامل تودههايي انباشته از صفحات شش گوش هستند) به ذرات نازك اما با صفحات مجزاي عريض ميشكنند. اين ذرات با ايجاد صفحات جديد تمايل به سفيدي بيشتري نسبت به يك رس طبيعي پيدا ميكنند. صفحات نازك بدست آمده از متورق سازي، يك پوشش عالي را براي كاغذ با وزن كمتر فراهم ميكنند.
4- تكليس: اگر چه تكليس كائولنهاي درشت و رس هاي كائولينيتي عمل متداول براي توليد شاموتها و كلوخههاي نسوز (براي مثال بعنوان فرايندي جهت افزايش خواص نسوزندگي) ميباشد، ولي اين فرايند ميتواند همچنين بر روي ذرات ريز و سفيدتر كائولن جهت بهبود و افزايش درخشندگي و نيز بهبود سختي، ماتي و... اعمال گردد. اين كائولن جهت بهبود و افزايش درخشندگي و نيز بهبود سختي، ماتي و... اعمال گردد. اين كائولنها بطور فزايندهاي در لاستيك، رنگ هاي كائوچويي و پلاستيك ها مورد استفاده قرار گرفتهاند.
دو نوع كائولن كه اعمال حرارتي بر روي آنها انجام كه است براي دستيابي به خواص پوشش ويژه گسترش يافتهاند. اين دو نع كائولنها عبارتند از :
1- كائولن هايي كه بطور ناقص تكليس شدهاند.
2- كائولن هايي كه بطور كامل تكليس شدهاند.
دسته اول تا جايي حرارت داده ميشوند كه گروههاي هيدروكسيلي كه در ساختمان بلور كائولينيت وجود دارند، بصورت بخار آب خارج شوند. درجه حرارت مزبور عموماً در حدود 650 تا 700 درجه سيليس (بسته به ميزان مادهاي كه مورد تكليس قرار ميگيرد) ميباشد. اين فرايند حرارتي رنگدانه را توليد ميكند، كه هنگام مخلوط شدن با پوشش دهندهها وزن مخصوص موثر كمتري دارد. بعلاوه، قدرت پراكندگي نور اين محصول نسبت به رسهاي پوششي عادي بيشتر است. هنگاميكه اين كائولن بعنوان مادهاي افزودني به پوشش دهنده، كاغذ بكار ميروند تا كشساني و ماتي را در برگههايي كه وزن اوليه كمي دارند افزايش دهند،حجيم بودن آنها يك مزيت بشمار ميرود. اين محصول گرانروي بالائي داشته و لذا نميتواند به تنهايي بعنوان پوشش دهنده در ماشينهاي چاپ باعث سرعت بالا استفاده شود، ولي ميتواند تا حد 40% كل رنگدانه را در تركيب با ديگر انواع كائولنها تشكيل دهد. افزودن اين كائولن هاي ناقص تكليس شده به تركيب پوشش دهنده سبب افزايش ضخامت پوشش، افزايش ماتي، كاهش عمدهاي درافت درخشندگي و ماتي هنگام نورد كردن، بهبود پذيرش جوهر و يكنواختتر شدن چاپ هاي چهار رنگ ميشود. كائولن ها كاملاً تكليس شده، تا دمايي بين 1000 تا 1050 درجه سانتيگراد حرارت ديدهاند. تلفيق دانهبندي ريز و فرآوري هاي خاص به كاهش سايندگي آنها تا حدي قابل قبول كمك ميكنند. اگر چه خواص فيزيكي محصول تكليس شده ظاهراًتغيير عمدهاي نميكنند، اما تكليس و فرآوري، درخشندگي و مشخصات پراكندگي نور را افزايش ميدهند.
5- فيلتراسيون مغناطيسي با نوع جديد جدا كنندههاي مغناطيسي، بحث هاي زيادي را در سالهاي اخير برانگيخته است و اين فرآيند بخصوص در حذف ذرات ريز آهن، تيتانيم و ميكا و... موثر است و ميتواند هم براي توليد رس هاي فوقالعاده سفيد از ماده خام معمولي و هم براي افزايش عيار رس هاي حاشيهاي كم عيار معدني استفاده شود. با اين روش مقدار مواد شيميايي بكار رفته جهت درخشان كردن محصور ميتواند بطور عمدهاي كاهش يابد.
6- فرآيندهاي آينده: پيشبيني در مورد فرآيندهايي كه ممكن است امروز فقط در مرحله ترسيم بر روي كاغذ باشند، مشكل است. وليكن جستجو و پژوهش براي يافتن فرآيندهاي موثر جهت افزايش درخشندگي و ديگر مشخصات رس ادامه خواهد داشت.
تكنيك هاي فعلي بهبودخواهند يافت (براي مثال فيلتراسيون مغناطيسي بعنوان يك فرآيند تجارتي هنوز در مرحله، رشد خود بسر ميبرد و براي توسعه فلوتاسيون نيز جاي بيشتري وجود دارد). فرآيند درو مايعي در حال توسعه بوسيله «شركت اقتصادي Ecc» يكي از فرآيندهاي بالقوه است كه ميتواند در آينده بكار گرفته شود.

جدول شماره 10 : دانهبندي و درخشندگي رسهاي پوششي

جدول شماره 10 :

جدول شماره 10
روش هاي كاهش هزينه انرژي در فرآوري كائولن
در روش هاي آماده سازي رس انرژي زيادي مصرف ميشود، لذا در سال هاي اخير تحقيقات قابل ملاحظهاي جهت يافتن روش هايي كه هزينههاي انرژي را كاهش دهد، انجام شده است. برخي از آنها به قرار زيرند:
1-اولين و آسانترين روش، فروش رس بصورت پالپ ميباشد كه در نتيجه مرحله خشك كردن محصول ضروري نخواهد بود. اين كار بايد باري مشترياني انجام گيرد كه آمادگي پذيرش پالپ را دارند البته در اين صورت اگر چه ميزان هزينه به لحاظ عدم صرف انرژي جهت خشك كردن كاهش مييابد، وليكن هزينه حمل آب اضافي را بايد در قيمت تمام شده منظور كرد.
در اينجا مسيري كه پالپ طي ميكند شبيه مسير خشك كردن است و شامل آسيا كردن نيز ميباشد. مقدار كمي متفرق ساز به رس افزوده ميشود كه در ادامه كار در يك مخلوطكن با سرعت زياد مخلوط ميگردد. سپس كمي آب افزوده شده و نتيجتاً پالپي با 70 – 65% جامد ساخته ميشود. پالپ حاصل به محل مورد نظر خريدار از طريق جاده يا راه آهن با توسط كشتي حمل ميگردد.
2- روش دوم كاهش هزينههاي خشك كردن استفاده از تكنيك هاي فشرده كردن با فشار بالا ميباشد كه در نتيجه نيازي به خشك كردن متداول نخواهد بود.
اساس كار فشرده كردن با فشار بالا شبيه پرس معمولي است با اين تفاوت كه فشار در حدود70 باز است و توسط پرس هاي پيستوني سريع به اجرا در ميآيد. كيك ها سخت بوده به سهولت تخليه ميشوند و لذا سيستم ميتواند خود كار عمل كند. رطوبت كيك 25% (قابل مقايسه با 35 – 30% براي پرس هاي با فشار معمولي) است و بنابراين ميتوان بعنوان خوراك مستقيماً به خشك كن منتقل شود.
خط توليد بدون بار برگشتي سادهتر بوده و نيز گرد و غبار محصول داخل واحد خشك كننده را كاهش ميدهند. يك مقايسه انرژي با مراحل فيلتراسيون، مخلوط كردن و خشك كردن معمولي نشان ميدهد كه سيستم فشار بالا در حدود 53 درصد انرژي براي سيستم فشار پايين را بكار ميبرد.
3- سومين پيشرفت در شركت اقتصادي Ecc كاربرد پرس لولهاي است. همانطور كه از نامش پيدا است اين پرس شامل يك لوله بيروني است كه با يك لايه لاستيكي قابل انعطاف در سطح داخلي آن جفت شده است. لولهاي با قطر كوچكتر بصورت هم محور با لوله بيروني سوار شده است. بر روي لوله اخير روزنههائي فيلتر دار تعبيه شده و توسط نگهدارندهها و پارچه، فيلتر روي سطح خارجي ثابت شده است. لوله داخلي يا شمع قادر است درون لوله بيروني بطور قائم حركت كند.پالپ رس با حدود 25 درصدجامد بداخل فضاي حلقوي بين پارچه، فيلتر و جدار لاستيكي هدايت ميشود. وقي چرخه پرس كردن تمام ميشود يك انفجار هوا در پشت پارچه فيلتر رخ ميدهد. كيك فيلتر كه در حدود 18 درصد رطوبت دارد و متورم شده بطرف خارج حركت ميكند، رس در اينحالت سخت، قابل حمل و عاري از گرد و غبار است زمان پرس كردن بسته به دانهبندي رس متفاوت است اما اگر فرايندتمام اتوماتيك باشد تغييرات مناسب در زمان چرخه به راحتي ميتواند اعمال گردد.
4- فكري نو در مورد فيلتراسيون با استفاده ازاصل الكتروفورزي (مهاجرت بارهاي الكتريكي) در يك محيط الكتريكي ارائه شده است (چاپك و ديگران 1974) ذرات كائولينيت كه در PH بالاتر از 3 داراي بار منفي هستند توسط فضاي يوني بارهاي مخالف احاطه شده يك دو لايهاي اكتريكي تشكيل ميشود. در يك محيط الكتريكي، ذرات رس بسمت آند حركت ميكنند در حاليكه يونهاي با بار مخالف در اين فضاي يوني بطرف كاتد ميرود. وقتي ذرات به آند ميرسند روي سطح جدار آند كه براي محافظت از آند نصب شده يك كيك فيلتر شكل ميگيرد. كيك آندي مزبور مجدداً بوسيله، فشار الكترواسمز آبكشي ميشود اين عمل طي مكانيزمي رخ ميدهد كه در آن آب اضافي از طريق لولههاي موئين كيك با بار منفي به بيرون پمپاژ ميشود. طبق نظر «بولينگر» فشار الكترواسمزي توليد شده در كيك فيلتر ممكن است بسيار بالا باشد، طوري كه ميتواند به فشار موثري در حدود 70 بار برسد. اتاقك كاتد كه با پارچه،فيلتر پوشيده شده جهت كمك به فيلتراسيون تحت خلاء قرار دارد.
ناخالصيهاي کائولن و ضرورت فرآوري آن
مرغوبترين كائولن، نوعي است كه حداكثر داراي 20 درصد ناخالصي باشد، به همين جهت بايد به منظور استفاده در صنايع مصرف كننده، كائولن بطور معمول داراي 48 درصد سيليس و 37 درصد آلومين و حدود 46/0 درصد اكسيد آهن، 06/0 درصد اكسيد كلسيم و 5/1 درصد اكسيد سديم و پتاسيم است. وجود لنزهاي آهن دار و سنگهاي ولكانيكي آندزيتي تا بازالتي فلدسپات تجزيه نشده سبب كاهش كيفيت كائولن ميگردد.
از آنجايي كه كائولن موارد مصرف متعددي دارد و صنايع مختلف براي توليد محصولات خود نياز به كائولنهايي با مشخصات متفاوت دارند،لذا اين كانه بايد در طي مراحل مختلف و در جهت اهداف و تأمين خوراك مورد نياز صنعت فرآوري گردد.
فرآوري يا كيفيت كائولن، بستگي مستقيم به ميزان درصد آلومين دارد. يعني هر چه آلومين آن بالاتر باشد. كائولين مرغوبتر و برعكس هر اندازه سيليس آن بيشتر باشد، از اهميت كمتري برخوردار است. بطور كلي در تغليظ كائولن توجه به نكات زير حائز اهميت است.
٭ ناخالصيهايي كه مقادير آنها نبايد از حد معيني كمتر يا بيشتر باشد. بطور مثال حد قليايي كائولن در حالت عمومي نبايد بيشتر از 5/1 درصد باشد.
٭ ناخالصي هايي كه مصرف آنها در بعضي از صنايع مضر و در صنايع ديگر چندان اهميتي ندارند نظير ناخالصيهايي رنگ و ميكا كه در مصارف نسوز اهميت ندارند.
٭ اندازه ذرات و دانهبندي آنها، شفافيت،مقدار انقباض، ميزان نسوزي و مقاومت گسيختگي ويسكوزيته، مقاومت الكتريكي، ميزان شكلپذيري، مقدار آلومينيوم، كوارتز، اكسيد آهن و تيتان از موارد قابل توجه در مصرف كائولن در صنايع مختلف هستند.
بديهي است ميزان ناخالصي در معادن مختلف متفاوت ميباشند، لذا نحوه فرآوري و حذف اين ناخالصيها نيز متفاوت خواهد بود.
تغليظ كائولن عبارتست از جدا كردن ناخالصيها از قبيل زاج، گچ، پيريت و فلدسپات هاي تخريب نشده و... كه اين ناخالصي را اصولاًبه دو روش خشك و مرطوب ميتوان خارج نمود.
بعضي از عناصر مزاحم بصورت ناخالصي همراه كائولن براي صنايع مختلف بشرح زير هستند:
٭ صنعت لاستيكسازي: زاج، هوموس به عنوان ماده همراه
٭ صنعت كاغذسازي: هوموس و كوارتز، زاج به عنوان ماده همراه
٭ صنعت سراميك و چيني سازي: زاج و اكسيد آهن
٭ صنعت پلاستيك سازي: ساير اكسيد آهن و دانههاي كائوليني غيرفلسي
همچنين وجود پيريت اضافي در كائولن مضر بوده كه از طريق اضافه كردن اسيد سولفوريك PH محيط را به حدود 3 رسانده و آن را جدا ميكنند.
عمل جدا كردن مواد مزاحم (مثل سديم، پتاسيم، آهك) را كائولنشوئي گويند. كائولني كه خوب شسته شده باشد تنها 49/0-32/0% = 3O2Fe و 08/0-05/0% = 2TiO دارد.
تغليظ كائولن در جدا كردن ناخالصي هايي مانند زاج، آلونيت،گچ، پيريت، فلدسپات هاي دگرسان نشده تجلي مييابد. كل ناخالصيها را ميتوان به دو روش خشك و مرطوب از كائولن جدا كرد. در تصفيه كائولن همه ناخالصيها از جمله ريگ و ميكا بايد حذف شوند. مگر در مواردي كه كائولن براي مواد نسوز بكار ميرود.
سلسله جبال بلند كائولينگ
واژه كائولن از سلسله جبال بلند كائولينگ به معني قله مرتفع در ناحيه جيان كسي در كشور چين گرفته شده است كه از خاك چيني سفيد رنگ تشكيل شده است.
در اواسط دوران تانگ، قبل از ميلاد مسيح، صنعتگران چيني قدمهاي نخستين را در تصفيه و پاك نمودن مواد اوليه جهت توليد كالاهايي برتر و عاري از نقص برداشته بودند. اين تحولات ابتدا منجر به ساخت برخي ظروف سفالين با سنگنما به رنگ سفيد شد كه در تهيه آنها از خاك كائولن استفاده ميگرديد. آميختن فلاسپاتها با كائولن منجر به تهيه ظروف مزبور گرديد. كه نوع بدنه آنها از استحكام، سفيدي متمايل به زرد و شفافيت متوسطي برخوردار بوده است.
بعلت استقبال فراوان از اين ظروف، عرضه آنها در بازارهاي جهاني افزايش پيدا كرد. اولين كارخانجات صنعتي ظروف پرسيلن يا چيني در چينگ ـ ته ـ چن تأسيس شد كه صدها سال در اين زمينه فعاليت ميكردند. يكي از كشفيات قابل توجهي كه در آن زمان حاصل گرديد و بعدها مورد تقليد و دوباره سازي ساير صنعتگران قرار گرفت. استفاده از كبالت بخاطر رنگ آبي حاصل از آن در ترسيم نقوش بر روي ظروف مزبور بود. كبالت قبلاً بوسيله ايرانيان بر روي ظروف سفالين مورد استفاده قرار گرفته و از طريق آنها نيز به صنعتگران چين منتقل شده بود. بطور كلي تمام مراحل ساخت، اصول اوليه و فرمول چگونگي تهيه چيني آلات هميشه نزد چينيان مخفي نگهداشته ميشد و آنها همواره اين اسرار را بصورت گنجي پاسداري ميكردند.
كشور ژاپن را نيز از دير زمان ميتوان جزء يكي از اولين و بزرگترين توليد كنندگان كالاهاي پرسيلن
(چينيآلات) محسوب نمود. محصولات اين كشور هميشه به تعداد فراوان و با مرغوبيتي متوسط در سطح جهان عرضه ميشده است. فرآوردههاي ژاپن اغلب از نقوش و فرمهاي تقليدي برخوردار بودند و گرچه از جهات تكنيكي در سطح عالي قرار داشتند ولي به لحاظ عدم ابتكار توليدات نامحدود، محصولات چيني اين كشور به لحاظ اهميت در دوره دوم جهاني قرار دارد.
در چين سفرهاي ماركوپلوو ديگران قطعاتي از چينيهاي ساخت وارد اروپا گرديد. در آن زمان اروپائيان ظروفي خشن و ابتدائي توليد ميكردند كه پس از مشاهده قطعات چيني كوشش فراواني در ساختن ظروف چيني بكار بردند. صنعتگران اروپائي با اضافه كردن گرد شيشه به خاكهاي سفيد رنگ سعي نمودند كه محصولات چيني مشابه محصولات كشور چين را توليد نمايند ولي اين كشف تا سال 1709 كه مقارن با شروع تحولات صنعتي در اروپا ميباشد، بوقوع نپيوست.
در آن زمان يعني اواخر قرن 18 ميلادي سفالگران با تجربه پي ميبردند كه تمام رازها در تركيب كائولن، سيليس و فلدسپات نهفته است و گفته ميشود كه اين كشف براي اولين بار توسط بانگر كه شاگرد يك دوافروش آلماني بود انجام گرفته است، ولي امروزه اين كشف را به گرافونت شرينهاس نسبت ميدهند. در برخي نوشتهها به چگونگي روش ساخت چيني و ورود آن بصورت مخفيانه به اروپا توسط ميسيونرهاي مذهبي اروپائي اشاره شده است. اين كشف به سرعت در تمام اروپا اشاعه پيدا كرد و كارخانجات چيني سازي در سرتاسر اين قاره احداث گرديد.
در انگلستان خاك سفيدي كه از منطقه كورنوال استخراج ميشود پرسيلن ادت به معني خاك چيني مينامند. در طي سالهاي اخير همراه با گسترش دانش و كشف خواص گوناگون كائولن، اين ماده جايگاه خاصي در صنعت كسب كرده و امروزه بعنوان ماده اوليه اصلي يا جنبي و كاتاليزور در بسياري از صنايع استفاده ميگردد.
كائولن در ايران نيز از دير باز مورد توجه بوده و آثار حفريات قديمي از قبيل تونل و گودالهاي متعدد، حكايت بر شناخت آن نزد پيشينيان ايران زمين دارد. تاريخ معدنكاري بر روي كائولن در ايران به درستي معلوم نيست. در قرن نهم اين اشياء در بين ايرانيان بسيار رايج بوده و سفالگران سلاجقه و صفويه سعي فراوان در بازسازي آنها كردند. در عصر صفويان تعدادي از صنعتگران چيني نيز جهت تعليم و آموزش به ايران آمدند ولي از اين آموزش نتايج مطلوبي حاصل نشد. بجز آنكه ايرانيان بشدت تحت تأثير نقوش و رنگهاي هنرمندان چيني قرار گرفتند. از آن به بعد بتدريج پي به اهميت و خواص كائولن بردند و در صنايع مختلف از آن استفاده كردند.
مشخصات کائولن:
كائولن يك اصطلاح اقتصادي است كه براي كانسارهاي رسي تقريباً سفيد به كار مي رود و از نظر صنعتي به رسي هايي كه داراي مقدار قابل توجهي كائولينيت باشند،اطلاق ميشود.
اين كانسارها اغلب شامل كاني كائولينيت و يا فرآورده هاي بدست آمده از آن مي باشند. در گذشته اصطلاح خاك چيني به عنوان مترادف كائولن استفاده مي شد. نام كائولن از كلمه كائولينگ چيني به معناي تپه سفيد مشتق شده است که از آن خاك كائولن استخراج مي شده است.
كائولن از مجموعة كانيهاي رسي بوده و فرمول شيميايي آن H4Al2Si2O9 مي باشد.كاني هاي كائولن شامل كائولينيت، ديكيت، ناكريت و هالوزيت مي باشد. فراوان ترين كاني اين گروه كائولينيت مي باشد. همه اين كاني ها جزء كاني هاي آلومينو- سيليكات مي باشند كه در سيستم مونوكلينيك و يا تري كلينيك متبلور مي شوند. از مهم ترين خصوصيات كاني شناسي رس هاي كائولن نرمي و عدم سايندگي آنها مي باشد. سختي كائولن در مقياس موهر در حدود 2-5/2 مي باشد. اين نرمي در كاربردهاي صنعتي آن يك مزيت محسوب مي شود.
رس هاي كائولن اكثراً از آلتراسيون كاني هاي آلومينيوم سيليكات در نواحي گرم و مرطوب بوجود مي آيند. فلدسپات ها از جمله كاني هاي عمومي منشاء پيدايش آنها مي باشد. پلاژيوكلاز فلدسپارها (سديم يا پتاسيم) معمولاً در ابتدا كائولينه مي شوند. فلدسپارهاي پتاسيك به كندي آلتره شده و توليد كائولن هاي مخلوط با سريسيت دانه ريز، ايليت يا هيدروموسكويت مي كند.
كائولن يا خاك چيني به رنگ سفيد بيشترين كاربرد را در توليد چيني و سراميك دارد.
آمريكا، روسيه، جمهوري چك و برزيل بزرگ ترين توليد كنندگان كائولن مي باشند.
به طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي توان به صورت زير نام برد:
1. از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي ماند.
2. داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي سازد.
3. دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
4. نرمي و غير سايشي بودن آن
5. قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
6. قيمت ارزان
کانی های کائولن:
• کائولينيت Kaolinit :
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول شيميايي (OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم تري کلينيک و سختي حدود 5/2-1، داراي 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب داراي پلاستيسيته بوده و عملاً در آب، اسيدهاي سرد و رقيق، اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپات ها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمت هاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت- ديكيت از نظم کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزيت در مقايسه با بقيه کوچکتر است. کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
• رس توپي:
رس توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و مقدار جزئي ايليت، كلريت، كوارتز و مونتموريونيت است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ايليت و كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي، مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمك هاي محلول از جمله ناخالصي هاي رس توپي هستند. رس توپي بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن جا كه ذرات ريز كاني هاي رسي را به همراه دارد، خاصيت شكل پذيري آن بسيار خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از : سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع كاشي ها، ظروف غذاخوري، صنايع دستي و ديرگدازها.
• هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو حالت آب دار و بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه بقيه است و تنها دو مولکول اضافي آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير است. هالوزيت بيشتر در زون هاي آلتراسيون و بندرت در زون هاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده مصارف آن در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و سراميك است.
• ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• ناكريت :
ناکريت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود. نحوه قرار گيري ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم است و بر همين اساس بلورهاي آنها بزرگترند و به سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت- ديكيت- كائولينيت- هالوزيت). ناکريت کمياب بوده و در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
• خاك رس آتشخوار :
بيشتر خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده، كائولين در آن به خوبي متبلور مي شد و نظم مطلوبي در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار، علاوه بر كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز هست. هر نوع خاكي كه دماي بيش از 1500 درجه سانتي گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذير، نيمه شكل پذير و بي شكل تقسيم مي گردد. خاك رس آتشخوار، بيشتر در افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه به شاموت معروفند. ديگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است
کاني هاي کائولن
کائولن با نام کاني شناسي کائولينيت با فرمول شيميايي (OH)8 (Si4O10) Al4 در سيستم تري کلينيک و سختي حدود 5/2-1، داراي 5/39 درصد Al2O3،5/46 درصد SiO2 و 14 درصد آب بوده و وزن مخصوص 6/2 – 1/2 گرم بر سانتي مترمکعبو نقطه ذوب آن °C 1785 است. رنگ آن سفيد مايل به زرد و گاهي هم کمي سبز يا آبي رنگ بوده وطعم خاک دارد و به صورت مرطوب، بوي شديد خاک مي دهد. اين کاني اغلب داراي پلاستيسيته بوده و عملاً در آب، اسيدهاي سرد و رقيق، اسيد کلريدريک و اسيد سولفوريک گرم و غليظ و ئيدروکسيدهاي قليايي نامحلول حل مي شود.
اغلب ذخاير کائوليني در اثر هوازدگي و تجزيه سنگهاي ولکانيکي حاوي سيلکات آلومينيوم بوجود مي آيند. سنگهاي گرانيتي، گنايس ها، کوارتز، پورفيري ها و همچنين رسوبات حاوي فلدسپات ها، ميکا و زئوليت جهت ايجاد کائولينيت مناسب مي باشند که در اثر هوازدگي و تجزيه شيميائي مواد قليائي و مقداري از SO2 خارج شده و کوارتز و ساير کاني هاي همراه بصورت ترکيب باقي مي مانند.
کائولن ممکن است نتيجه آلتراسيون هيدروترمال باشد. در اين صورت، محلول هيدروترمال سردتر از 300 درجه سانتي گراد در داخل سنگهاي با فلدسپات بالا، سبب شستن يونهاي Ca++,K+, Na+ و ساير کاتيون ها و رسوب آنها با H+ بيشتر مي شود. اغلب اين گونه ذخاير در ارتباط با سيستم متئوريک هيدروترمال، که حرارت از سنگهاي ولکانيکي مشتق مي شود، مي باشند.
ذخاير بزرگي از کائولينيت در منطقه CORNWALL انگلستان در خارجي ترين قسمت هاي سيستم هيدروترمالي، مرتبط با باتوليت هاي گرانيتي وجود دارند که به عمق چندين کيلومتر تشکيل شده اند.
کائولينيت در مقايسه با ناكريت- ديكيت از نظم کمتري برخوردار است و به همين دليل اندازه بلور و ذرات اندازه بلور و ذرات هالوزيت در مقايسه با بقيه کوچکتر است. کائولينيت در زون هاي هوازده و آلتراسيون سنگ هاي آذرين و دگرگوني به ويژه فلدسپارها تشکيل مي شود.
•رس توپي:
رس توپي يك نوع سنگ رسوبي است كه حاوي كائولينيت و مقدار جزئي ايليت، كلريت، كوارتز و مونتموريونيت است. ذرات كائولينيت در رس توپي در مقايسه با ساير منابع رس دار كوچكتر است. مقدار كائولينيت رس توپي 20 تا 95 درصد، كوارتز آن 10 تا 70 درصد و ايليت و كلريت آن 5 تا 45 درصد است. مواد آلي، مونتموريونيت، تركيبات اهن، اكسيد تيتان و نمك هاي محلول از جمله ناخالصي هاي رس توپي هستند. رس توپي بيشتر همراه با لايه هاي زغال دار است و از آن جا كه ذرات ريز كاني هاي رسي را به همراه دارد، خاصيت شكل پذيري آن بسيار خوب است. رنگ رس توپي قهوه اي مايل به سياه است و مصارف آن عبارتند از : سراميكهاي بهداشتي، چيني هاي الكتريكي، انواع كاشي ها، ظروف غذاخوري، صنايع دستي و ديرگدازها.
•هالوزيت:
هالوزيت نوعي كائولين است که به دو حالت آب دار و بدون آب يافت مي شود و ترکيب نوع آب دار آن مشابه بقيه است و تنها دو مولکول اضافي آب دارد (2SiO2.Al2O3.4H2O ).
تشخيص هالوزيت به كمك پراش اشعه ايكس امكان پذير است. هالوزيت بيشتر در زون هاي آلتراسيون و بندرت در زون هاي هوازده ساپروليت يافت مي گردد. عمده مصارف آن در تهيه سيمان پورتلند و تهيه نسوزها و سراميك است.
•ديکيت:
ديكيت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود و عمدتاً در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
•ناكريت :
ناکريت نوعي كائولين است که در سيستم مونوکلينيک متبلور مي شود. نحوه قرار گيري ورقه هاي کائولينيت در ناکريت منظم است و بر همين اساس بلورهاي آنها بزرگترند و به سمت هالوزيت کاملاً بي نظم است (ناكريت- ديكيت- كائولينيت- هالوزيت). ناکريت کمياب بوده و در زون هاي آلتراسيون تشکيل مي شود.
•خاك رس آتشخوار :
بيشتر خاك رس آتشخوار از كائولينيت تشكيل گرديده، كائولين در آن به خوبي متبلور مي شد و نظم مطلوبي در شبكه آن وجود دارد. خاك رس آتشخوار، علاوه بر كائولين حاوي اكسيد و هيدروكسيدهاي آلومينيوم نيز هست. هر نوع خاكي كه دماي بيش از 1500 درجه سانتي گراد را تحمل کند و ميزان AL2O3 موجود در آن قابل توجه باشد، به خاك رس آتشخوار معروف است. خاك رس آتشخوار به انواع شكل پذير، نيمه شكل پذير و بي شكل تقسيم مي گردد. خاك رس آتشخوار، بيشتر در افقهاي پايين لايه هاي زغال دار پيدا مي شود.
مصرف عمده اين خاك در تهيه آجرهاي آتشخوار است كه به شاموت معروفند. ديگر مصارف آن در ساخت قطعات كوره ها، ديگهاي گرمابي و كاشي هاي نسوز است.
مشخصات بلورشناسي کائولن
اجتماع بلوري آن غالباً پودري تا پولكي است و يا متراكم ريزدانه و در حالت خلوص سفيد ولي اغلب خاكستري و متمايل به زرد تا بيرنگ با علامت نوري دو محوره منفي ميباشد. كليواژ آن در سطح (001) كامل است و در يك جهت رخ كامل دارد و رليف آن كم و بيرفرنژانس آن ضعيف ميباشد. سطح كليواژ آن داراي علامت مثبت ميباشد.
واحد ساختاري گروه كائولن از انطباق صفحه وجهي بر روي صفحه هشت وجهي بوجود ميآيد. به چنين كانيهايي سيليكات هاي I : I لايه نام نهادهاند. اكسيژن رأس صفحه چهار وجهي با صفحه هشت وجهي مشاركت ميكند و در داخل واحد ساختاري تشكيل صفحه مشتركي از يونهاي اكسيژن ميدهد و در صفحه مشترك دو سوم يونهاي اكسيژن بين Si و Al شركت كردهاند و يك سوم بقيه يونهاي اكسژن بارهاي الكتريكي خود را به وسيله H+ در جهت تشكيل H خنثي و آن را تكميل ميكنند.
سطح فوقاني كائولن يك ورقه از گروههاي OH- نزديك بهم است، اما سطح زيرين از اكسيژنهاي دو از هم و گروههاي OH- تشكيل شده است.
كائولينيت]8(OH)10O4Si4[Al يك كاني سيليكاته ورقهاي و معرفي از كائولنهاست. ظاهراًسيلسيوم تنها كاتيون موجود در صفحه چهار وجهي كائولينيت است. اما ممكن است +3Al و يا +2Mg مكان هاي هشت وجهي را اشغال كنند هنگامي كه +3Al در هم آرايي هشت وجهي باشد، آنگاه نوع كاني، كائولينيت يا يكي از پلي مورف هاي با درجه پايين تبلوري نظير ويكيت يا ناكريت است. اما اگر +2Mg درهم آرايي هشت وجهي باشد، كاني آنتي گوريت 2]4(HO)5O2Si3[Mg است.
هالويزيت نوعي كائولينيت است كه بين واحدهاي ساختماني پايهاي آن آب قرار دارد و هنگامي كه كاملاً هيدراته شده باشد، اندازه فضاي C برابر 10 است. اغلب واحدهاي ساختاري كائولن، درصفحه پايهاي و توسط پيوند ئيدوژني بين يونهاي اكسيژن صفحات چهار وجهي و بين يونهاي هيدوركسيد صفحات هشت وجهي به يكديگر متصل شدهاند.
خصوصيات نوري كائولن بسيار حائز اهميت هستند كه از جمله آنها سفيدي رنگ و اپسيتي مي باشد که مقداري از انعكاس دهندگي كائولن مي باشد و 6 اسپيتي از خصوصيات مهم كاني هاي رنگدانه است و بر اساس توانايي پنهان سازي الگوها و مرزهاي انعكاس دهنده پشت آن از ديد تعريف مي شود. شكل ذرات نيز يكي ديگر از خصوصيات مهم كائولن بوده و تعيين كننده ويسكوزيته و اپسيتي آن مي باشد.
صفحات بلوري نازك قدرت پوشش دهي خوبي را فراهم مي آورد و براي پوشش روي كاغذ و رنگ بهتر است. كائولن اغلب در فرآينده هاي صنعتي به عنوان سوسپانسيون پليمر مايع يا آب به كار مي رود. ويسكوزيته يا گرانروي اين اسلاري هاي مايع نكته اي مهم مي باشد. اساساً ارزش كائولن به علت گرانروي خيلي كم آن در درصدهاي جامد بالا مي باشد. اين خصوصيت بر خلاف ويژگي بنتونيت است.
ذخاير و پتانسيلهاي عمده کائولن در ايران
در حال حاضر ذخاير احتمالي کائولن در کشور بيش از 230 ميليون تن تخمين زده شده است و در سنگ هاي آذرين اسيدي از پرکامبرين تا ميوسن كه ميتواند ذخائر بالقوهاي از كائولن را در خود جاي دهد و جزو مناطق اميد بخشي در كشور باشند. كانسارهاي كائولن بيشتر در استانهاي فارس، اصفهان آذربايجان، زنجان، خراسان، مركزي، قزوين و تهران پراكنده است.
مصرف عمده ايران در آجرهاي شاموتي، پوشش داخلي كوره ها، ديگ هاي گرمايي و كاشي مي باشد.
کانسارهاي کائولن و رس هاي کائوليني در 4 گروه زير براساس موقعيت جغرافيايي تقسيم بندي مي شوند :
الف ) ذخاير رس هاي کائوليني در بخش هاي مرکزي ايران
ب ) ذخاير رس هاي کائوليني در بخش هاي خاور ايران
ج ) رس هاي کائوليني در بخش هاي شمال و شمال باختر ايران
د) ذخاير کائوليني در بخش هاي جنوب و جنوب باختر ايران
از نظر ذخاير شناخته شده ايران در ردههاي نسبتاً پايين در مقايسه با كشورهاي عمده دارنده كائولن درجهان قرار دارد. مجموع ذخاير كائولن موجود در ايران در جدول شماره 4 درج شده است.

جدول شماره 4 : مجموع ذخاير كائولن در ايران
برآورد انجام شده، مربوط به ذخاير كائولن ايران است و رسها نسوز مانند مونتموريونيت كه معمولاً همراه اين ذخاير هستند و همچنين در معادني كه كائولن از نظر اهميت استخراجي در رتبه دوم و سوم هستند را شامل نميشود. چنانچه ميزان آنها نيز به ذخاير كائولن كشور افزوده شده است. برآورد اعلام شده از ميزان ذخاير اعلام شده بيشتر خواهد بود. مقدار ذخيره كائولن اعلام شده در طرح تدوين براي قطعي 37 ميليون و براي احتمالي 200 ميليون تن گزارش شده است.
ذخاير كائولينيتي بگونهاي مستقيم يا غيرمستقيم از دگرساني سنگهاي آذرين اسيدي پديد ميآيند. اين كانسارها بيشتر با سنگهاي ماگمائي پالئوزوئيك بالائي و پرموترياس و ترشير ارتباط دارند، هرچند كانسارهاي ديگري در ارتباط با ديگر زمانهاي زمينشناسي يافت شده (ازجمله كانسارهاي كنتركوه، سنگرود و باغ سياه «ژوراسيك»، كانسار سميرم «كرتاسه بالائي») را ميتوان نام برد. ولي بطور كلي اينگونه كانسارها بصورت يك افق مشخص در ايران قابل پيگيري نيستند.
كانسارهاي كائولينيتي تشكيل شده در مناطق اميدبخش يا منشاء رسوبي دارند يا دگرساني.
در ناحيه آباده بيشترين شمار و توان انباشتگي كائولن را درخود جاي داده است. كانيسازي كائولن دراين ناحيه درسه افق رخ داده است.
٭ افق دونين بالائي: نظير كانسار كوير 5 و كانسار استقلال
٭ افق كربونيفر ـ ترياس نظير كانسارهاي كوير
٭ افق ترياس وابسته به سازند شورجستان
در نواحي خاوري ايران شامل رباطخان طبس، ناحيه گناباد، شمال باختري كشور (منطقه شاهين دژ)، البرز مركزي (جنوب امين آباد درخاور تهران) و درمجموع افق ايران مركزي و البرز كه جزء مستعدترين مناطق دربرگيرنده كائولن و نسوز دركشور هستند.
كانسارهاي دگرساني كائولن درمناطق اميدبخش كشور عبارتند از كانسار كفتر در پيوند با سنگهاي ترشير در شمال و شمال خاوركشور، مناطق گناباد، كاشمر و ساوه. البته موارد جزئي نيز در شرق كشور وجود دارند كه داراي سن ژوراسيك هستند
كانيهاي عمده كائولن زنوز
تجزيه كلي (رساله دكتر ارزاني) برحسب درصد وزني:
كائولينيت: 89/37 كوارتز: 22/53 ايليت: 3/5
ايليت + مونت موريونيت: 5/3

جدول 91- پراكندگي كميدانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 45/8
شكلپذيري = متوسط
مايع كردن (روان كردن) = غيرقابل ريختهگري (حتي بعد از كار روي آن)
مقاومت خمشي = 07/2 ؟ درصد
نقطه ذوب = بيشتر از 1650 درجه سانتيگراد
افت خشكشدن = 8/5 درصد
آب موردنياز ورآمدن = 28 درصد

جدول شماره 92: ميزان افت در درجه حرارتهاي متفاوت
بهرهبرداري
فرآورده معدني اين معدن بعنوان ماده اوليه كارخانههاي كاشي و سراميك و چيني بكار ميرود. اصولاً كانسنگ از نظر كيفيت درجه 3 است.
•كانسار كائولن بلوتوك در حوالي زنوز
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در خاور كانسار زنوز و در بالاي كوه جاي دارد. براي دستيابي به آن هيچ گونه جادهاي وجود ندارد. زمستان بسيار سرد و پربرف است. راه زنوز به بلوتلوك رودخانه قزل چاي را قطع ميكند. دريك كيلومتري كوهي كه ماده معدني روي آن واقع است، در دو طرف رودخانه قزل چاي، صخرههاي ريوليتي، كائولينيتي شده ديده ميشوند.
زمينشناسي
ويژگيهاي زمينشناسي اين منطقه تفاوت چنداني با زمينشناسي زنوز ندارد. كائولن اين ناحيه بدليل فعاليت آبهاي زيرزميني در ارتباط با عوارض طبيعي در درزهها و شكستگي هاي جوان تشكيل شده است. گاهي اوقات آبهاي سطحي ذرات كائولن را ميشويد و در گوديهاي مجاور بشكل عدسي رسوب ميدهد. در بلوتاك چند برجستگي كائولن دركنار آندزيت و سنگهاي رسوبي كربناتي بچشم ميخورد.
كائولن در اين ناحيه از نظر كيفيت بر دو گونه است:
٭ لايه بالايي كه يك رس نرم تا سخت و سفيد است.
٭ لايه زيرين كه يك توده خمير مانند آبدار و شكلپذير است ولي چنانچه خشك شود شكننده ميشود. قطعات شكسته شده بسيار سختاند.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه XRF بيانگر متغيربودن مقدار CaO است كه بوسيله تجزيههاي EDS نيز تأييد شده است.
ميانگين تجزيه شيميايي (درصد)
SiO2 : 78.8 Al2¬O3 : 17.3 Fe2O3 : 0.21
TiO2 : 0.07 CaO : 0.35 MgO : 0.81
قليائيها : 2.35 L.O.I : 3.44
كانيهاي اصلي: كوارتز، كائولينيت، ايليت، مونت موريونيت
كانيهاي فرعي: مواد آلي
تركيب ميانگين برحسب درصد وزني:
كائولينيت = 52/29 مونت موريونيت = 2 كوارتز = 5/40
ايليت = 05/26 بقيه = 93/0

جدول93 - ميانگين باقيمانده در الك برحسب درصد وزني

جدول 94- پراکندگي کمي دانه ها برحسب درصد وزني
PH = 1/9
شكلپذيري = متوسط تا خوب
مايع شده (جاري شدن) = Na2CO3 متوسط
آب موردنياز ورآمدن = 18 درصد
افت خشككن = 1/5 درصد
رنگ پخت = سفيد
درجه پخت = C ° 1200- C ° 1000
افت پخت = 27/3 ـ 31/0 درصد
افت كلي = 37/8 درصد، 41/5 درصد
نقطة ذوب = حدود C ° 1550
دربارة مقدار ذخيره آن در شرايط كنوني نميتوان اظهارنظر كرد. گمان ميرود كه مقدار ذخيره اين محل بيش از يك ميليون تن كائولن باشد.
بهرهبرداري و استخراج
درحال حاضر از اين كائولن بهرهبرداري نميشود ولي بطور پراكنده برخي از كارخانجات سراميكي نزديك آن را بكار ميگيرند. محل بهرهبرداري فعلي داراي 6 متر درازا و 4 متر پهنا و 2 متر ژرفا است، كه در آن يك رگه كلريتي سبز تيره نيز يافت ميشود.
ب ـ كانسارهاي كائولن در منطقه هشترود
دراين ناحيه 3 كانسار كائولن يافت ميشود. ايستي سو - منشكه - آذر گويوني. بدليل سرما فقط 7 ماه از سال از اين معادن بهرهبرداري ميشود.
•كانسار ايستي سوک
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در استان آذربايجان خاوري و حومه شهرستان ميانه بخش قره آغاج واقع است.
زمينشناسي منطقه
در منطقه كانسار سنگهاي باسن اليگوسن تا كوارترنر بشرح زير وجود دارد:
اليگوسن: پيرامون منطقه معدني را سنگهاي آتشفشاني مانند توف و آگلومرا و ايگنمبريت فراگرفته است. سنگهاي مارني، ماسه سنگ قرمز، ماسه سنگ، ماسه سنگ آهكي و مارن ژيپسدار در جنوب و بر روي آنها توف هاي ريوليتي و لاواهاي متوسط تا اسيدي نشستهاند. دادههاي آندزيتي در شمال و شمال باختر و جنوب ماده معدني گسترش دارند.
ميوسن: سازندهاي ميوسن درجنوب خاور منطقه با مارن ماسهاي قرمز رنگ، ماسه سنگ، آهك ژيپسدار و با كمي توف آغاز ميشود و گسترش آن بطرف شمال دركنار رودخانه آيد. رسوبات كواترنر درمنطقه كانسار ايستيسو گسترش دارد و گسترهاي بزرگ را در بخش خاوري و شمال خاوري پوشانيده است. سنگهاي تراورتن بطور معمول پيرامون چشمههاي فعال و غيرفعال ديده ميشوند. درمورد كائولنسازي و ايجاد مناطق معدني اقتصادي درمنطقه ايستيسو شواهد عيني زير قابل ذكر است:
ـ تكتونيك منطقه و وابستگي مستقيم آن با كائولينيتي شدن.
ـ كم شدن درجه دگرساني با دورشدن از محدوده گسلهها شكستگيهاي موجود در مناطق دگرسان شده.
ـ وجود كارهاي قبلي استخراج كه بيشتر در امتداد گسلها و شكستگي بوده است.
گمان ميرود در كائولنسازي اين كانسار دو عامل نقش اساسي دارد. نخست محلولهاي گرمابي و دوم هوازدگي سطحي، نفوذ محلولهاي گرمابي و كمك آبهاي سطحي باعث از هم پاشيدن شبكه ساختماني سيليكات هاي آلومينيوم، بويژه فلدسپاتهاشده است.
دربخشي از كانسار كائولن ايستيسو نيز نقش آبهاي سطحي در ايجاد كائولن سطحي مورد بررسي قرار گرفته است و طبق مشاهدات بعمل آمده از اين مناطق آبهاي جوي در شرايطي ويژه تأثيري عمده بر سطح كانسار و تشكيل كائولن داشتهاند. اين تأثير 5/0 تا 1 متر در ژرفاي زمين بوده است. تركيبات آهن، مثل پيريت FeS2 در اين مكانيسم نقشي برجسته دارد. آبهاي سطحي با FeS2 موجود توليد اسيدسولفوريك كردهاند. اين اسيد در كائولينيتراسيون سطحي مؤثر بوده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني آن
آنچه در كائولن سازي معدن ايستيسو قابل بررسي است همان وجود محلولهاي گرمابي در محل گسلهها و شكستگيها است، كه در پيدايش معدن كائولن ايستيسو توانسته نقش اساسي را داشته باشد.
ذخيره قطعي اين كانسار 400 هزار تن است (فهرست معادن فعال كشور سال 64). در پرونده معدني اين كانسار و بررسي كائولن و رساله دكتر ارزاني ذخيره قطعي بيش از اين مقدار گزارش شده است.
تركيب كانيشناسي به روش X.R.D نمونههايي از ماده معدني بشرح زير است:
كائولينيت: 94 درصد كوارتز: 5 درصد
آناتاز: 1 درصد
ميانگين تجزيه شيميايي (درصد) ماده معدني به شكل زير است (از بررسي كائولن).
SiO2 : 51 Al2O3 : 32 Fe2O3 : 1.2
TiO2 : 1.1 Na2O : 0.15 CaO : 0.28
MgO : 0.15 L.O.I : 14.3
•كانسار كائولن ـ ايليت منشكه
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 8 كيلومتري روستاي ايستيسو و نزديك به منشكه قرار دارد. شرايط آب و هوايي و زمينشناسي منطقهاي اين كانسار بطور كامل شبيه كانسار ايستيسو است.
مشخصات كانسار
اين كانسار با ذخيرهاي بيش از 3 ميليون تن رس سفيد در سال 1366 شروع به بهرهبرداري كرد. راستاي لايه شمال باختري- جنوب خاوري است و شيب آن 25 درجه است. بطور عمده از كائولينيت. ايليت، سريسيت، آلونيت و فلدسپات، موسكووت، ماركاسيت و پيريت تشكيل شده است.
وجود مقدار زياد آلونيت و پيريت، ارزش مصرفي ماده معدني اين كانسار را پائين آورده است.
•كانسار كائولن آذرگويوني پايين
اين كانسار درمنطقه آبگرم هشترود قرار دارد. كه به تازگي كشف شده و هنوز در دست مطالعه است. زمينشناسي و چگونگي زايش آن شبيه به ديگر كانسارهاي كائولن در منطقه است. ذخيره آن يك ميليون تن برآورد شده است.
ج) كانسارهاي كائولن درمنطقه تاكستان
•كانسار كائولن آبك
اين كانسار در 30 كيلومتري جنوب باختري ميانه قرار دارد و بتازگي كشف شده است. گدازههاي اسيدي و رسوبات آتشفشانهاي سهند و سبلان سنگ مادر آن است. اين معدن هنوز در دست بررسي است.
•كانسار كائولن گوزن
اين كانسار در 85 كيلومتري ميانه و نزديك خلخال واقع است. اين كانسار به تازگي كشف شده و هم اكنون مراحل مطالعاتي را ميگذارند. كانسنگ دربين سنگهاي رسوبي آهكدار جاي دارد كه داراي 18 تا 20 درصد Al2O3 است و ميزان ذخيره زمينشناسي آن 2 ميليون تن برآورد شده است.
SiO2 : 69.73 Al2O3 : 18.98 Fe2O3 : 0.05
CaO : 0.4 L.O.I : 8.19
•كانسار كائولن زاجگان قزوين
موقعيت جغرافيايي
زاجكان سفلي درمنطقه طارم سفلي در 19 كيلومتري شمال باختري آب ترش و 12 كيلومتري باختر پوزباشي چاي در استان زنجان واقع است. اين منطقه در ارتفاعات شمالي تاكستان جاي دارد. نزديكترين شهر به اين معدن قزوين است كه از سرگردنه كوهين و آبترش حدود 55 كيلومتر فاصله دارد.
زمينشناسي
پوشش سنگهاي منطقه را، بيشتر، سنگهاي همارز سازند كرج تشكيل ميدهد كه شامل رديفهايي از گدازهها، توفها و مقادير كمتر كنگلومرا - ماسه سنگ - سنگهاي رسي +- سنگ آهك و توفهاي آهكي و گچي است. سنگهاي پالئوژن با يك ناهمسازي كاملاً آشكار روي سنگهاي كهنتر نشستهاند. لايههاي اصلي توف و گدازه دراين منطقه به سه فاز مشخص تقسيم شدهاند كه هر يك از آنها مجموعهاي از سنگهاي شاخص يك فاز فعاليت ولكانيكي است. درفاز نخست بيشتر، توفهاي زيردريايي همارز با سازند كرج در منطقه نمود دارند. در فاز دوم كه به گمان در اليگوسن رخ داده است. آميزهاي از گدازههاي باريك با زايش در محيط خشكي گسترش دارند. فاز سوم تكاپوي آتشفشاني، گدازههاي آندزيتي - شيشهاي - داسيت و ريوليت را گسترش دادهاند. بيشتر سنگهاي اين فاز نيز داراي تركيب بازالتي - آندزيتي است كه به گونهاي فزاينده ضخيمتر است و مواد شيشهاي فراوانتري دارد. ماده معدني بيشتر در راستاي خطوط شكستگي كه در آنها محلول هاي گرمابي جريان يافته انباشته شده است. دربيشتر موارد پيريت و فرآوردههاي دگرساني آن همراه مواد معدني سبب ميشود، برخي كاربردهاي صنعتی خاك موردنظر با دشواري روبرو گردد. ماده معدني را ميتوان بشكل رگهاي به نسبت درازا و بسيار نامنظم انگاشت كه درون تودههاي دگرسان شده سنگ مادر جاي گرفته و توسط درهها بريده شده است. وضع عمومي تودهها نيز از ويژگيها توپوگرافي پيروي ميكند. روند و ستبراي رگه، بويژه با توجه به وضعيت پلاستيك آن موضعي پايدار ندارد و درفواصل گوناگون تغييراتي شديد را نشان ميدهد.مواد معدني در قسمتهايي محدود به فشردگي انباشته شدهاند و درمجموع همراه با باطلهها به صورت تودههاي معدني خود را نشان ميدهند.مهمترين توده كشف شده از اين نوع داراي 70 متر درازا و 15 متر پهنا است. كارگاههاي بهرهبرداري در اين تودهها احداث شده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني آن
ذخيره قطعي قابل استخراج 75 هزار تن و ميزان استخراج سالانه معدن 2 هزار تن كائولن است. ذخيره احتمالي آن نزديك به 255 هزار تن برآورد شده است. فزون بر باطلهاي كه بصورت خاك سطحي و يا سنگهاي فاقد ماده معدني روي ماده معدني را ميپوشاند، بهمان مقدار نيز باطله و فرآوردههاي دگرساني معدني، سنگهاي مادر همبر با ماده معدني در اين تودهها وجود دارد. تجزيه شيميايي ماده معدني كانسار زاجكان در جدول شماره 95 نشان داده شده است.

جدول شماره 95 - تجزيه شيميايي ماده معدني كانسار زاجگان
همراه با ماده معدني اكسيدآهن به مقدار زيادي يافت ميشود. اين ماده معدني ميتواند ماده اوليه صنايع نسوز را تأمين كند. ولي بعلت داشتن اكسيدآهن زياد در صنايع كاشي و سراميك مورد استفاده قرار نميگيرد. درمجموع بدليل كيفيت ماده معدني با كيفيت بالايشي بالا، اين كانسار در گروه كائولن هاي خوب طبقهبندي ميشود.
همچنين درگوشهاي از محدوده معدن رگه سيليسي ديده ميشود كه مشخصات آن از نظر خلوص و درصد تركيبات عناصر بشرح زير است:

.
ذخيره اين رگه با عيار 61/96 دررصد سيليس 80 هزار تن برآورد شده است.
بهرهبرداري
ميزان استخراج سيليس اين كانسار در كنار خاك صنعتي 2 هزار تن درسال است. بهرهبرداري از اين معدن به روش روباز و بدون استفاده از مواد انفجاري انجام ميگيرد. مواد استخراج شده ناخالصيهايي دارد و بايد در آن جدايش انجام گيرد. مواد استخراج شده توسط كارگران سنگجوري ميشود و بطور ميانگين حدود 20ـ25 درصد موادي كه به محوطه سنگجوري وارد ميشود كانسنگ و بقيه باطله است.
•كانسار كائولن نقشه قزوين
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در فاصله 44 كيلومتري جنوب باختر قزوين جاي دارد. آب و هواي منطقه معتدل و خنك و زمستانهايي به نسبت سرد دارد، بطوري كه حدود 10 ماه از سال امكان فعاليت و بهرهبرداري از معدن مقدور است. بلندترين نقطه 1915 متر و پستترين آن 1480 متر از سطح دريا ارتفاع دارد.
زمينشناسي منطقه
منطقه از سنگهاي آذرين بيروني اسيدي از نوع آندزيت پورفيري موبوط به ترسير پوشيده شده است. كائولن همانند ديگر معادن منطقه تاكستان فرآورده دگرساني پيشرفته فلدسپاتهاي موجود در اين سنگها است.
قابل ذكر است بر روي سنگهاي آذرين اسيدي كه در ارتفاعات قرار دارد لايه نازكي از اكسيدهاي آهن بصورت ورني و برنگ تيره پوشيده شده است و پس از شكستن اين نوع سنگ در مقطع مقدار زيادي فلدسپات صدف مانند برنگ سفيد ديده ميشود. به نظر ميرسد در اين منطقه در زير اين نوع سنگها، كائولن وجود دارد. دربعضي از نواحي همراه با كائولن گاهي گوگرد و يون سولفات همراه با سنگ گچ گزارش شده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كانسار درحال حاضر در دو قسمت ديده ميشود كه عبارتند از:
1ـ سينه كار در حال بهرهبرداري با ذخيره 945000 تن
2ـ سينه كار در جنوب خاوري با ذخيره 1672000 تن
تجزيه شيميايي كانسار (درصد):
Fe2O3 : 3.8 Al¬2O3 : 26.9 SiO2 : 55.9
Na2O : 0.56 K2O : 1.84 CaO : 0.46
TiO2 : 0.7 MgO : 0.81 L.O.I : 8.4
•كانسار كائولن عبدلآباد
موقعيت جغرافياي
اين كانسار در دامنههاي رشتهكوه طالقاني و تقريباً در 23 كيلومتري شمال خاور قزوين واقع است.
زمينشناسي
اين معدن داراي دو سينه كار است و در راستاي يك سري از سنگهاي آندزيتي كائولينيتي شده قرار دارد كه بر روي يك تپه واقع شدهاند. اين دو بوسيله يك دره كوچك از هم جدا شدهاند. اين دره با ناحيه كائولينيتي شده يك زاويه 90 درجه ميسازد. پهناي ناحيه كائولينيتي شده بعلت عملكرد گسلهاي با شيب 50 درجه بطرف شمال، متغير است و تا 15 متر هم ميرسد. ادامه گسله ياد شده تا قسمت زيرين كوه مجاور كشيده شده است.
گستره ناحيه كائولينيتي شده بر پايه حفاري چاههاي اكتشافي خاور و باختر اين دو معدن 300 در 100 متر است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ضخامت لايه كائوليني در اين كانسار 10 تا 30 متر است. طول سينه كار خاوري تقريباً 250 متر و عرض آن 20 متر است و ضخامت ماده معدني 15 متر است. تقريباً 15 درصد از مواد استخراج شده آلوده به اكسيد آهن و غيرقابل استفاده است. موقعيت سينه كار باختري همسان بخش خاوري است و در دو پله بهرهبرداري انجام ميگيرد. مواد بهرهبرداري شده پس از سنگجوري بارگيري ميشود. نتايج تجزيه شيميايي كانسار عبدلآباد در جدول شماره 96 و 97 نشان داده شده است.

جدول شماره 96: نتايج تجزيه شيميايي كانسار عبدلآباد

جدول شماره 97-نتايج تجزيه شيميايي كانسار عبدلآبادX.R.D
•كانسار كائولن ـ ايليتي آب ترش
موقعيت جغرافيايي
اين معدن در 43 كيلومتري شمال باختري قزوين واقع شده است. بدليل وجود زمستانهاي سرد درمنطقه، امكان كار در طول اين فصل وجود ندارد.
زمينشناسي
سنگهاي اين منطقه از ولكانيكهاي اسيدي، بازي و توفهاي هم ارز سازند كرج پديد آمده است و در خاور كنگلومراي نئوژن گسترده شده است. درمنطقه چندين سيستم گسله و شكاف وجود دارد. تجزيه سنگهاي ريوليتي و سرانجام ساخت كائولن، حاصل عملكرد محلولهاي گرمايي در راستاي شكافها بوده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ماده معدني اين كانسار داراي رنگ سفيد است ولي پس از پخت قرمز ميشود. تجزيه شيميايي آن اكسيدهاي زير را برحسب درصد نشان ميدهد.

جدول شماره 98- تجزيه شيميايي اكسيدهاي كانسار
كانيها: كوارتز، ايليت، فلدسپات پتاسيك، ورميكوليت، كائولينيت، كلسيت و تجزيه ميانگين كلي آنها به شرح زير است (درصد).

جدول99 – ميانگين تجزيه كلي برحسب درصد وزني

جدول100 – پراکندگي دانه ها بر حسب درصد وزني
نقطه ذوب = حدود 1200 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = كرم ـ زرد
بهرهبرداري
در اين كانسار كائولن به كمك مواد منفجره بصورت روباز بهرهبرداري ميشود. آن 200000 تن است. محل جديد بهرهبرداري آب لرزان ناميده ميشود. كه 60 متر درازا و 18 متر پهنا و 30 متر ژرفا دارد.
•كانسار كائولن آلانقيه
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 15 كيلومتري شمال ـ شمال باختر تاكستان و 3 كيلومتري شمال باختري آلانقيه واقع شده است. بلنداي آن از سطح دريا 2000 متر است. زمستانهاي بسيار سرد دارد بطوري كه كار در معدن غيرممكن است.
زمينشناسي
درمنطقه كانسار سنگهاي ريوليتي فراوان متعلق به پالئوژن نمود دارند. گسلههاي اصلي در اين منطقه روند شمالي ـ جنوبي و شمال باختري- جنوب خاوري دارند. كائولن اين كانسار در اثر فرسايش ريوليت، تحت تأثير محلولهاي گرمابي است كه درون شكافهاي ريوليت ها جريان داشتهاند. چشمههاي آب گرم در محدوده معدن يافت ميشوند كه دركار بهرهبرداري دشواري پديد ميآورند.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه شيميايي اين كائولن نشان ميدهد كه دربرگيرنده اكسيدهاي زير است:

جدول شماره 101- تجزيه شيميايي كائولن كانسار كائولن آلانقيه
تجزيه RBA وجود تركيبات كائولينيت، كوارتز، ايليت، اسمكتيت و آلونيت را تأييد ميكند.
آزمايشات REM كانيهاي كوارتزانشان ميدهد. تجزيه EDS نيز آزمايشات بالا تأييد ميكند.
•كانسار كائولن نيكوئيه
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار درجنوب آبادي نيكوئيه در منطقه تاكستان و 55 كيلومتري جنوب باختري قزوين و در ارتفاع 2000 متري جاي دارد. در اينجا بدليل شرايط آب و هوايي تنها 9 ماه از سال معدن قابل بهرهبرداري است.
زمينشناسي
دراين منطقه سنگهاي ولكانيك اسيدي تا متوسط، گسترش دارد كه بشدت خرد شدهاند. رگههاي ريوليتي در تمام منطقه معدني برونزد دارند. درشمال خاور سنگهاي ولكانيك توسط كنگلومراي نئوژن پوشيده شدهاند.
كائولن اين كانسار دراثر فعاليت محلولهاي گرمابي پديد آمده است، اين محلولها گوگرد نداشته و درنتيجه آهن با اكسيژن آزاد تركيب و هماتيت را برجاي گذاشته است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA كانيهاي كوارتز، كائولينيت (با دانههاي كوچكتر از 63 ميكرون) و نشانههايي از اسمكتيت و ايليت را نشان ميدهد. ميانگين تجزيه شيميايي ماده معدني به قرار زير است:

جدول شماره 102- ميانگين تجزيه شيميايي ماده معدني
كانيهاي اصلي اين كانسار كوارتز، كائولينيت و كانيهاي فرعي آن اسمكتيت و ايليت است.
ميانگين تجزيه كلي شامل كوارتز 1/60 درصد، كائولينيت 56/39 درصد و بقيه 46/0 درصد است.

جدول103 - پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 35/4
ميزان رطوبت = 4/0 درصد
حرارت ذوب (نقطه ذوب) = 600 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = سفيد
بهرهبرداري
بهرهبرداري در اين كانسار به كمك مواد منفجره انجام ميگيرد. قلوههاي هماتيت موجود در كائولن سنگجوري ميشود. ذخيره قطعي 000،300 تن برآورد شده و ذخيره احتمالي آن 100000 تن است.
•كانسار كائولن قزانداغي
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 8 كيلومتري شمال باختر تاكستان جاي دارد در شمال باختري آن كانسار آلانقيه است.
زمينشناسي منطقه
كانسار كائولن قزنداغي در پيوند با ريوليت هاي پالئوژن است. بخشهاي شمالي و جنوبي آن توسط رسوبهاي كواترنر پوشيده شده است.
خاستگاه اين كانسار با خاستگاه كانسار آلانقيه يكسان است. پيدايش كائولن در اينجا نيز مانند آلانقيه است. با اين ويژگي كه در اين منطقه محلولهاي جوي و گرمابي دگرساني بيشتري داشتهاند.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ذخيره قطعي اين كانسار 1 ميليون تن و ذخيره احتمالي 5/2 ميليون تن است
تجزيه RFA از سنگ اين معدن نشاندهنده اكسيدهاي زير است:

جدول شماره 104- تجزيه RFA از سنگ معدن
تجزيه RBA، مؤيد كوارتز، كائولينيت، ايليت، آلونيت و فلدسپات است.
آزمايشهاي REM، پوسته ظريف زنومورفيك كائولينيت، كوارتز و ايليت را تأييد ميكند. قابل ذكر است كه تجزيه EDS نشاندهنده وجود كلر در ملات كائولن است. آزمايشهاي ديگر EDS وجود سديم، گوگرد، كلر و كلسيم كه بصورت ناخالصيها ديده ميشوند را نشان ميدهد. يونهاي سديم و كلر وجود NaCl و KCl در اين خاك را اثبات ميكند. گوگرد منجر به تشكيل آلونيت شده و كلسيم هم در كلسيت ظاهر ميشود.
كانيهاي اصلي: كائولينيت، كوارتز، ايليت، فلدسپات
كانيهاي فرعي: آلونيت، اكسيد آهن، تركيبات اورگانيك

جدول 105- ميانگين تجزيه كلي

جدول 106- پراكندگي كمي دانهها برحسب درصد وزني:
PH = 42/4
شاخص خميري = 5/38 درصد
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 49
افت خشك = 19/5 درصد
افت پخت در C ° 1280 = 94/6 درصد
افت كلي = 13/12 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 60/10 درصد
رنگ پخت براساس C.B.C = 2E (سفيد)
حرارت ذوب = بيشتر از C ° 1600
•كانسار كائولن شابلاغ
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 42 كيلومتري باختر زنجان واقع است و با بخش جنوبي باتوليت بزرگ شابلاق با گسترهاي نزديك به 15 كيلومتر مربع از تيپ گرانيت دوران، درتماس است.
زمينشناسي
كانسار كائولن شابلاغ بصورت ذخيرهاي مستقل از گرانيت شابلاغ مطرح نيست. بنابراين بجاي اين بحث از كائولن شابلاق به بحث درباره گرانيت شابلاغ بايد پرداخت. گرانيت دانههاي فراوان كوارتز و پراكنده دارد كه بسختي توسط هوازدگي و جريانات رودخانهاي خرد شده است. اين گرانيت بدنبال دگرساني در برش رودخانهاي كه ستبراي آن به 50 متر ميرسد، شديداً دگرسان شده و كائولن شابلاق نتيجه اين دگرساني است.
مشخصات كانسار
ماده معدني اين كانسار درحقيقت كائولن نيست بلكه يك گرانيت لوكوكرات خرد شده است، كه مقداري از فلدسپاتهاي آن به كائولن دگرسان شده است. ماده معدني اين كانسار در صنعت سراميكسازي كاربرد دارد.
نتيجه نمونههاي برداشت شده از برش رودخانهاي كه در 500 متري باختر دهكده مارس قرار دارد به قرار زير است.

جدول 107– تجزيه شيميايي نمونههاي برداشت شده از برش رودخانهاي در 500 متري باختر دهكده مارس

جدول 108- تجزيه شيميايي اکسيدها
نمونه A از عمق 1 متري و نمونه B از عمق 5/1 متري كه به فاصله 150 متري از هم قرار دارند برداشت شده است.
•كانسار رس سوروجين
موقعيت جغرافيايي
معدن رس سوروجين در ناحيه بوئينزهراي قزوين در منطقه مسكوني سوروجين در 41 كيلومتري جنوب قزوين و در 38 كيلومتري باختر بوئينزهرا قرار دارد. بلندترين ارتفاع منطقه معدني 2000 متر از سطح دريا است. در اين ناحيه كشاورزي و دامپروري رونق دارد. در زمستان بعلت سرماي زياد امكان بهرهبرداري از كانسار نيست.
زمينشناسي
اين منطقه كلاً توسط سنگهاي ولكانيك از قبيل تراكيت، آندزيت، ريوليت و توفهاي ايگنمبريتي سبز پوشيده شده است. در روي آنها آبرفتهاي كواترنر جاي دارند. كانسار از يك توده به درازاي 920 متر و پهناي 670 متر و ستبراي 50 متر پديد آمده است. منطقه معدني تكتونيزه است و پيدايش اين كانسار با ميتوان پيآمد محلولهاي گرمايي بر روي توفهاي ايگنمبريت كه از شكافها راه گشوده و به بالا صعود كردهاند، دانست.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA كانيهاي كوارتز، ايليت، (سريست)، پلاژيوكلاز، كائولينيت، اسمكتيت، دولوميت، كلسيت، كلريت، ليمونيت و هماتيت را نشان داده است. بررسيهاي انجام شده بر روي ماده معدني نشان داده كه اين رس در صنايع سراميك كاربرد ندارند. ذخيره قطعي كانسار 1/5 ميليون تن گزارش نمودهاند.
ميانگين تجزيه شيميايي به روش RFA بصورت زير ميباشد (برحسب درصد).

جدول 109- ميانگين تجزيه شيميايي اکسيدها کانسار به روش RFA
كانيهاي اصلي: كوارتز، ايليت، پلاژيوكلاز، دسته كائولن، اسمكتيت، دولوميت و كلسيت.
كانيهاي فرعي: كلريت، هماتيت، ليمونيت و مواد آلي

جدول 110- پراكندگي كمي دانهها برحسب درصد وزني:
PH = 95/7
رطوبت هوا = 32/1
نقطه گداز = 1150 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = متمايل به قهوهاي
آزمايشهاي REM وجود كانيهاي گوناگون را در اين رس نشان ميدهد و گمان ميرود بشرط فراهم آمدن امكانات با روشهاي نوين بتوان آنها را از هم جدا كرد. از اين معدن ميتوان به آساني بصورت روباز بهرهبرداري كرد.
•كانسار رس خاكستري ايستيسو
اين رس در استان آذربايجان خاوري و در حومه شهرستان هشترود (سراسكند) نزديكي بخش قرهآغاج واقع است. اين رس داراي بلورهاي پيريت به بزرگي 18 ميكرون است كه در تماس با آب به ماركاسيت تبديل شده و درصد بالايي از تركيبات آلي درخود دارد. تجزيه با اشعه X نشان ميدهد كه داراي مقدار زيادي Al,Fe,S,P و مقدار كمي Ca,K است. اين چنين تركيب درجه ذوب را پائين آورد و كيفيت را كاهش ميدهد.
ميانگين تجزيه شيميايي اين رس چنين است:

جدول 111- ميانگين تجزيه شيميايي کانسار
كانسار كائولن در ایران
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 159 كيلومتري جنوب خاوري سمنان (در سر كوير) شمال سطوه قرار دارد.
زمينشناسي
اين منطقه، بيشتر از سنگهاي ولكانيك پوشيده شده و بسيار تكتونيزه است. راستاي طبقات سنگي جنوب باختر تا شمال خاوري است و شيب آن بسوي شمال باختري است. دربخش خاوري اين منطقه برخلاف قسمت باختري آن شكافها كمتر است و كائولن نيز كمتر ديده ميشود. ازنظر ريختشناسي ذخاير كائولن، سه تپه را پديد آوردهاند كه از ميان رسوبهاي كواترنر سر برآوردهاند.
نام اين سه تپه، تپه هس (HOSS)، تپه ميانه و تپه بدآب است. تپه هس، كمتر متحمل دگرساني شده و به همين دليل ميزان Al آن كمتر است. تپه مياني بشدت تكتونيزه است به همين دليل بشدن آلتره است، كه خود از نظر ميزان آلومينيوم آن مشخص است. تپه بدآب بزرگترين آنهاست كه در عين حال شديدتر تكتونيزه شده است. سن سنگهاي ولكانيك گندي ائوسن تا اليگوسن تشخيص داده شده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA از كائولن كندي كوارتز، كائولينيت، ايليت را نشان ميدهد. تجزيه RFA ميانگين اكسيدهاي سازنده ماده معدني را در زير نشان ميدهد.

جدول 66- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني:
تجزيههاي REM و EDS نشان ميدهند كه Tio2 خارج از كانيهاي كائولينيت در محدوده تقريبي 15 ميكرون قرار دارد.

جدول شماره 67: ميزان اكسيدهاي سازنده ماده معدني (برحسب درصد)
كانيهاي اصلي: كائولينيت، كوارتز، ايليت، آلونيت
كانيهاي فرعي: بايدليت (آثاري)

جدول شماره 68- ميانگين تجزيه شيميايي:

جدول 69- ميانگين باقيمانده در الك برحسب درصد وزني
PH = 55/4
شكلپذيري (شاخص خميري) = 6/27
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 21
افت خشك = 45/2 درصد
افت پخت = 10/5 درصد
افت كلي = 55/7 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 70/12 درصد
رنگ پخت سفيد C2
حرارت ذوب = 1700 درجه
بهرهبرداري و استخراج
درحال حاضر ماده معدني در روي زمين است و بصورت روباز قابل بهرهبرداري است.
ذخيره قطعي = 250 هزار تن ذخيره احتمالي = 2 ميليون تن
•كانسار خاكنسوز كمبولو
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 99 كيلومتري شمال خاوري سمنان جاي دارد. براي رسيدن به اين كانسار بايد نخست 79 كيلومتر از جاده اصلي سمنان- دامغان را پيمود و از آنجا 13 كيلومتر تا دروار بايد طي شود و سرانجام از دروار تا كانسار 6 كيلومتر ديگر راه باقي است.
زمينشناسي كانسار
بخش جنوبي منطقه از آهكهاي ترسير و مزوزوئيك، رسوبهاي آواري و دولوميت تشكيل شده كه بوسيله رسوبهاي كواترنر پوشيده شدهاند. بخش شمالي را توفهاي ائوسن و آهكهاي ژوراسيك تشكيل دادهاند. سلسله جبال داراي روند خاوري- باختري است و شيب طبقات سنگي آنها بسوي جنوب است. دربخش جنوبي كانسار گسلههايي با روند خاوري - باختري ديده ميشوند. وجود گسلهها موجب تشديد فعاليت هاي آبهاي سطحي و تحتالارضي گرديده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA مؤيد وجود كائولينيت، دياسپور، كوارتز و آناتاز است. تجزيه EDS وجود Al, Si, Ti,Fe را تأييد ميكند.
ميانگين شيميائي:
كانيهاي اصلي: كائولينيت، كوارتز، دياسپور
كانيهاي فرعي: آناتاز، كانيهاي آهن، ساپونيت + ايلمنيت
ميانگين تجزيه كلي كانيهاي برحسب درصد وزني:
5/1: كانيهاي آهن 2/7: دياسپور 2/1: آناتاز
0/15: كوارتز 1/75: كائولينيت

جدول شماره 70- پراکندگي کمي دانه ها برحسب درصد وزني
PH = 4/6
افت پخت = 55/6 درصد
افت كلي = 06/6 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 56/12 درصد
شاخص خميري = 5/17
رنگ پخت براساس C.B.C = كرم C3
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 3
حرارت ذوب = بيشتر از 1600 درجه سانتيگراد
افت خشك = 45/2 درصد
بهرهبرداري و استخراج
درتمام سال از اين كانسار بصورت روباز ميتوان بهرهبرداري نمود، ذخيره كانسار 500000 تن برآورده شده است.
•كانسار كائولن در جزين
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 11 كيلومتري شمال باختري سمنان- سنگسر واقع است. كانسار در جزين در منطقه سنگسر واقع است.
زمينشناسي منطقه
منطقه درجزين در حاشيه شمال شهرستان سمنان واقع شده است. درجنوب خاوري اين منطقه همانند شمال خاوري آن رسوبهاي كواترنر بر روي سنگهاي ولكانيك ائوسن- اليگوسن نشستهاند شمال منطقه را رسوبات ائوسن ميپوشانند.
تكتونيك تمامي ناحيه را تحت تأثير قرار داده است. روند شكاف ها شمال باختري- جنوب باختري است. وضعيت ايجاد شده كه ناشي از فعاليت هاي تكتونيكي بوده است به يقين در دگرساني سنگهاي اسيدي و ولكانيك نقش بسزايي داشته و تشكيل كائولن را سبب شده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA ردس در جزين، وجود كائولينيت، آلبيت، ايليت، ايلمنيت را تأييد ميكند.
ميانگين تجزيه شيميائي:

جدول 71- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني:
كانيهاي اصلي: كوارتز، آلبيت، كائولينت
كانيهاي فرعي: ايلمينيت (آثار)، ايليت + اسمكتيت

جدول72 - پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 55/4
نقطه ذوب = 1350 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = سفيد ـ كرم
استخراج و بهرهبرداري
از اين كانسار بصورت روباز ميتوان بهرهبرداري كرد.
ذخيره قطعي = نامشخص
ذخيره احتمالي = 5/1/ ميليون تن
•كانسار رس دشت كلات
موقعيت جغرافيايي
در كنار جاده كلات به سمنان (ده كيلومتري باختر سمنان) نهشتههاي كواترنر گسترش يافته اندك در آجرپزي و سفال بكار گرفته ميشوند.
خصوصيات و ويژگيهاي تكنولوژيكي
تجزيه RFA رس كلات اكسيدهاي زير را نشان ميدهد.
Fe2O3 : 4.27 Al¬2O3 : 11.40 SiO2 : 57.15
MgO : 3.36 CaO : 17.53 MnO : 0.1
P2O5 : 0.16 K2O : 2.31 Na2 O: 1.67
SO3 : 0.7 V2O5 : 0.019 Cr2O3:0.015
L.O.I : 14.22
تجزيه RBA وجود كوارتز، كلسيت، ايليت، كانيهاي گروه كائولن، فلدسپات و اكسيدهاي آهن و همچنين آلونيت را تأييد ميكند.
كانيهاي اصلي: كوارتز، كلسيت، ايليت، كائولينيت، فلدسپات، هماتيت.
كانيهاي فرعي: آلونيت، كلريت منيزيمدارد، كلريت آهندار، ايلمنيت
ميانگين تجزيه كلي برحسب درصد وزني:
46/15 : ايليت 91/2 : هماتيت 61/0 : كلريت – Fe
3/29 : كلسيت 39/7 : فلدسپات 8/0 : كلريت – Mg
84/30 : كوارتز 4/10 : كائولينيت 81/1 : آلونيت
48/0 : ايلمنيت

جدول 73- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 55/4
نقطه ذوب = 1150 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = كرم متمايل به قرمز
استخراج و بهرهبرداري
استخراج از اين كانسار بصورت كامل انجام نشده و نحوه استخراج از آن درحال مطالعه ميباشد.
ذخيره احتمالي: 1 ميليون تن
ذخاير رسهاي كائولينيتي در خاورايران
الف) كانسارهاي كائولينيتي استان خراسان
در استان خراسان كانسارهاي كائولينيتي و رسهاينسوز با خاستگاه گوناگون يافت ميشود.
I ـ كانسارهاي نوع رسوبي متعلق به پرموترياس شامل كانسارهاي چشمه شتران، رباطخان، چاه كولار، بال كلي رباطخان و چاه بيد.
II ـ كانسارهاي دگرساني متعلق به ژوراسيك: شامل كانسارهاي بايدليت ـ كائوليت باغ سياه گناباد ـ كبوتر كوه گناباد.
III ـ كانسارهاي دگرساني متعلق به ترسيري نظير: مكي كاشمر و قاسمآباد.
I ـ كانسار پرموترياس
درمنطقه رباطخان چند كانسار كائولن از جمله چشمه شتران و چاه كولار وجود دارد كه همگي ويژگي هاي سنگ شناختي و رسوب شناختي همسان دارند. افق لاتريتي نسوز در مرز ميان پرمين و ترياس خوابيده است و بنام نسوز رباطخان معروف است. سازندهاي تشكيل دهنده اين منطقه بشرح زير ميباشد.
ـ گروه طبس
شامل سازندهاي جمال وابسته به پرمين و سازند سرخ شيل كه مربوط به ترياس زيرين است.
ـ سازند جمال
برش الگوي اين سازند در دامنه جنوبي كوهمهدي (جنوب كوه جمال) واقع است و شامل آهكهاي تودهاي تا ستبر لايه تيره كه بطور محلي ريف ميباشند، اما بخشهاي بالايي مقطع را دولوميت هاي زرد رنگ تشكيل ميدهد. سازند جمال بطور همشيب روي سازند سردر نشسته است كه مرز آن با 2 متر شيلهاي سبز رنگ ذغالدار و حدود 30 متر ماسه سنگ كوارتزيتي كه روي آنها آهك هاي پي سازند جمال قرار دارد، مشخص ميشود. سازند جمال را سازند سرخ شيل ميپوشاند. از نظر سني اين كانسارها متعلق به پرمين پسين است و بصورت عدسي هاي لاتريتي در بخش آهك و ماسه سنگي يال باختري تاقديس كلمرد قرار ميگيرند. بخشهاي نسوزدار پرمين از سه واحد بدين شرح پديد آمده است:
1ـ آهك فوزوليندار پرمين زيرين
2ـ آهك براكيوپوددار پرمين بالائي
3ـ آهك و ماسه سنگ همراه با لاتريت پرمين بالائي
ازنظر سني اين كانسارها به پرمين پسين تعلق دارند و از دو عدسي با درازاي نزديك به 150 متر و ستبراي از صفر تا 4 متر درميان لايههاي آهكي پرمين قرار گرفته است. خاكنسوز اين ناحيه به دليل آغشتگي به مواد آهني و خردشدگي و آميختگي با سنگهاي ديگر، چندان مرغوب نيست. درجدول شماره 26، كيفيت نمونههايي كه از گمانههاي اكتشافي گرفته شده نشان داده شده است.
در مرزسازند سرخ شيل با سازنده جمال درمنطقه رباطخان چند رگهنسوز وجود دارد كه تجزيه شيميايي يك نمونه از اين رگهها به شرح ذيل است.

جدول74 - تجزيه شيميايي يك نمونه از رگههاي نسوز درمنطقه رباطخان
رسوبات ژوراسيك منطقه رباطخان با ستبرايي نزديك به 4000 متر نيز داراي لايههائي از رسنسوز است.

جدول شماره 75: كيفيت نمونههاي گرفته شده از گمانههاي اكتشافي
•كانسار كائولن چشمه شتران رباطخان
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 124 كيلومتري باختر شهرستان طبس و در فاصله 13 كيلومتري جنوب تا جنوب باختري رباطخان واقع شده است. منطقه داراي آب و هواي خشك و بارش سالانه كم است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
از نظر كانيشناسي كائولينيت و كوارتز كانيهاي اصلي و آناتاز، پيروفيليت و ميكا نيز كانيهاي فرعي آن است. مقدار آلومين اين كانسار از 24 تا 22 درصد متغير است.
از آنجا كه كاني كائولن در اين كانسار غالب است، ماده معدني ميتواند بعنوان رس پلاستيك تا نيمهپلاستيك درنظر گرفته شود.
درجدول شماره 76 تجزيه شيميايي و مشخصات برخي از نمونههاي رسي پلاستيك جنوب رباطخان آمده است.

جدول شماره 76: تجزيه شيميايي و مشخصات برخي از نمونههاي رسي پلاستيك جنوب رباطخان
در مقادير شمال رباطخان نيز ذخاير رسينسوز با خاصيت پلاستيسته ديده ميشود كه گسترش آن قابل توجه است. درباسكو، چاه بيد، رودني نيز عمليات اكتشافي انجام شده كه به كشف اين گونه ذخاير انجاميده است.

جدول شماره 77- ميانگين تركيب شيميائي رباطخان
بررسيهاي REM و EDS اندازه دانههاي اغلب كانيهاي اين رسها درمحدوده 2 ميكرون را نشان داده است.
كانيهاي اصلي: گروه كائولن، كوارتز. ايليت
كانيهاي فرعي: اكسيدهاي آهن، آناتاز، تركيبات اورگانيك
تركيب ميانگين كلي برحسب درصد وزني:
اكسيد آهن: 5/1 دسته كائولن: 97/68 آناتاز: 4/1
بقيه سازندهها: 31/1 كوارتز: 27/19 ايليت: 55/7
PH = 9/5
شكلپذيري (شاخص خميري) = 7/20
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 37
افت خشك = 61/3 درصد
افت پخت در C ° 1280 = 07/6 درصد
افت كلي = 68/9 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 91/4
رنگ پخت براساس نقشه رنگي C.B.C = سفيد، كرم C6
نقطهذوب = بيشتر از 1600 درجه سانتيگراد
بهرهبرداري و ذخيره
دراين كانسار تنها، به روش زيرزميني ميتوان بهرهبرداري كرد. درحال حاضر از يك عدسي به درازاي 200 متر كه در ژرفاي 20 تا 35 متري واقع است، بهرهبرداري ميشود.
ميزان ذخيره قطعي كائولن چشمه شتران رباطخان 38 هزار تن و ذخيره احتمالي آن تا 50 هزار تن با ميانگين استخراج ساليانه 3000 تن است، كه ميتوان تا 75 درصد به روش زيرزميني و 25 درصد بقيه را با برداشت سطحي و برش ترانشهاي استخراج كرد. كاوه ارزاني، ذخيره قطعي اين كانسار را يكصد هزار تن و ذخيره احتمالي آن را 500000 تن گزارش كرده است.
•كانسار كائولن چاه كولار رباطخان
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در استان خراسان در 115 كيلومتري جنوب باختر طبس و در 10 كيلومتري شمال تا شمال خاوري رباطخان طبس واقع شده است.
زمينشناسي منطقه
از نظر موقعيت زمينشناسي به نهشتهاي پرموترياس تعلق دارد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كانسار از عدسيهاي بهم پيوسته در درون يك لايه رسي تشكيل ميشود كه شيب آن 45 تا 50 درجه به سمت باختر است. بهترين نوع اين ماده معدني از نظر كيفي در ناحيهاي بنام گچ سوخته و دره نيمروز يافت ميشود. برخي جاها عيار آلومين ماده معدني به 40 تا 57 درصد ميرسد. مقدار اكسيدآهن آن كم است.
درجدول 78: تركيب شيميايي، كانيشناسي، عدد آذرسنجي و ضخامت عدسي كائولن آورده شده است.

جدول شماره 78: تركيب شيميايي، كاني شناسي، آذرسنجي و ضخامت عدسي كائولن كانسار چاه كولا رباطخان
از نظر فراواني درصد كانيها از راست به چپ كم ميشود:
دياسپور = D بوهميت = B آناتاز = A روتيل = R كائولينيت = K
كانيهاي اصلي: گروه كائولن، آناتاز، روتيل. آراگونيت
كانيهاي فرعي: اكسيد آهن بيشكل، ايليت (آثار)، سريسيت
تجزيه كلي ميانگين كانيهاي سازنده برحسب درصد وزني:
6 = آناتاز + روتيل 2/89 = گروه كائولن 9/1 آراگونيت
2/1 = سريسيت 7/1 = اكسيد آهن

جدول 79- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
تجزيه R.B.A كانيها، گروه كائولن، آناتاز، روتيل، آراكونيت و آثاري از سريسيت را نشان ميدهد. در اين آزمايش بوهميت و دياسپور ديده نشدهاند.
آزمايشهاي REM و تجزيه EDS مبين وجود روتيل آزاد، آناتاز و دانههايي از اكسيد آهن آمورف است كه با آماده سازي ميتوان آنها را از يكديگر جدا ساخت.
بهرهبرداري
اين كانسار به روش روباز استخراج ميشود و چسبندگي ماده معدني بسيار خوب است و پلاستيك نيست. بهرهبرداري بيشتر در ژرفاها امكانپذير است. ذخيره قطعي تا ژرفاي 400 متري 5 ميليون تن برآورده شده است.
•كانسار رس توپي (Ball Clay) رباطخان
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 124 كيلومتري جنوب باختر طبس، درست در سمت خاوري روستاي كويري رباطخان واقع شده است.
زمينشناسي
كانسار از رس سياهرنگي تشكيل ميشود كه از نظر سني نهشته پرمين ـ ترياس تعلق دارد و ويژگيهاي يك شبه رس توپي را داراست.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
اين ماده معدني داراي توان شكلپذيري متوسط و قابليت ريختهگري سختي است.

جدول شماره 80- ميانگين تجزيه شيميائي
كانيهاي اصلي: گروه كائولن، كوارتز، ايليت
كانيهاي فرعي: پيروفيليت، آناتاز، تركيبات اورگانيك

جدول 81- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 9/5
شاخص خميري = 8/38 درصد
افت خمشي خشك = 62/6 درصد
افت پخت در C ° 1280 = 23/8 درصد
افت كلي = 85/14 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 26/0 درصد
رنگ پخت براساس نقشه = A5 (سفيد ـ زرد)
حرارت ذوب = بيشتر از 1600 درجه سانتيگراد
افت پخت = 55/6 درصد
ذخيره احتمالي اين كانسار بيش از يك ميليون تن برآورد شده است.
خاك رس شبه توپ (Semi Ball Caly) ـ چاه بيد
اين كانسار در 15 كيلومتري شمال خاوري رباطخان و در 112 كيلومتري جنوب باختر طبس واقع شده است.
II ـ كانسارهاي ژوراسيك
•كانسار بايدليت ـ كائولن باغ سياه گناباد
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 11 كيلومتري شمال باختري گناباد و در 260 كيلومتري جنوب مشهد قرار گرفته است.
راههاي ارتباطي به اين كانسار عبارتند از: جاده گناباد- تربت حيدريه و گناباد- بجستان. در 2 كيلومتري شمال منطقه كانسار، كوه اتابك با بلنداي 1332 متر بلندترين كوه اين ناحيه است. آب و هواي اين منطقه كويري است. درتابستان بعلت گرماي هوا بهرهبرداري از كانسار در شب انجام ميگيرد.
زمينشناسي كانسار
محدوده معدني از سنگهاي ولكانيك با تركيب آندزيت تا ريوليت خرد شده تشكيل شده است كه درزه و شكافهاي فراوان دارند. پوشش كوارترنر در اين منطقه كم است. ماده معدني بصورت رگ و رگچههايي ديده ميشود كه درنتيجه نفوذ محلولهاي گرمايي و دگرساني سنگها درمسير خود بوجود آمده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
مطالعات RBA وجود كائولن (ديكيت)، آلومينيم- مونت موريونيت (بايدليت)و كوارتز را بصورت كانيهاي اصلي كانسار نشان ميدهد.
كانيهاي فرعي عبارتند از: هماتيت، پيريت

جدول شماره 82- ميانگين تركيب شيميايي كانسار بايدليت ـ كائولن باغ سياه گناباد
ميانگين تركيب كلي كانيها برحسب درصد وزني بشرح زير است.
كوارتز: 87/17 بايدليت: 04/29 گروه كائولن: 09/53

جدول 83- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني:
PH = 36/7
شكلپذيري (شاخص خميري) = 35
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 113
افت خشك = 06/6 درصد
افت پخت در C ° 1280 = 53/4 درصد
افت كلي = 59/10 درصد
افت پخت در C ° 1280 = 09/9 درصد
رنگ پخت براساس C.E.C = E1 (سفيد)
حرارت ذوب = بيشتر از C °1600
بهرهبرداري و استخراج
درحال حاضر از اين كانسار با روشهاي ابتدائي بهرهبرداري ميشود. مكانيزه كردن اين كانسار بدليل ذخيره بزرگ آن نيز امكانپذير است. ذخيره احتمالي آن يك ميليون تن برآورد شده است.
•كانسار كائولن كبوتر كوه گناباد
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 50 كيلومتري جنوب خاوري شهرستان گناباد در استان خراسان واقع شده است.
زمينشناسي
درمحدوده كانسار سنگ آهك، شيل و ماسه سنگهاي دوره ژوراسيك، سنگهاي ولكانيك از نوع لاتيت، آندزيت گسترده شده است. اين سنگها بشدت خرد و شكسته شده و كم و بيش دگرسانند. دگرساني دربرخي از بخشهاي ناحيه بسيار پيشرفته است. اين سنگها داراي بافتي ريز و فشردهاند و گاهي نيز بافت پورفيري دارند. رنگ ولكانيتهاي تازهتر خاكستري سبزرنگ تا خاكستري تيره است.
سنگهاي ولكانيك درامتداد گسلههايي با روند NW.SE ° 45 تا EW و شيب SE 60 تا 90 درجه بشدت دگرسان شده، رنگ و سختي و كانيهاي آن دستخوش تغييراتي شده است.
مشخصات و كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
بطور كلي ميتوان كانيهاي موجود در ذخيره كبوتر كوه را به دو گروه اساسي بخش كرد.
1ـ مواد سفيدرنگ با بافت مطبق ظريف، همواره مواج و جلايي درخشان، كانيهاي كائولينيت، پيروفيليت و كوارتز بعنوان كانيهاي اصلي تشكيل دهنده شناخته شدهاند.
2ـ كانيهاي سفيدرنگ مايل به سبز كمرنگ با بافت همگن و يكنواخت و جلاي شفاف چرب. اين نمونهها بيشتر از كائولينيت، آلونيت، كوارتز تشكيل شدهاند. بطور كلي در تمام قسمتهاي دگرسان شده تركيب از اين چهاركاني با نسبتهاي ناهمسان مشاهده ميشود و كمپلكسهاي گوناگوني را تشكيل دادهاند مانند كمپلكس كائولينيت، پيروفيليت، كوارتز يا كمپلكس كائولينيت ـ آلونيت ـ كوارتز.
جدول 84 نتيجه آناليز شيميايي 6 نمونه مواد مربوط به بخشهاي دگرسان شده كبوتر كوه را نمايش ميدهد.

جدول 84-آناليز شيميايي نمونههاي مربوط به بخشهاي دگرسان شده كبوتر كوه.
كانيهاي اصلي: كوارتز، ايليت، كائولينيت و همچنين قدري مونت موريونيت و پيريت
ستبراي ماده معدني از 1 تا 5 متر در گسترهاي برابر با 2/1 كيلومتر مربع پراكنده است. ذخيره اين كانسار نزديك به 300000 تن برآورد شده است.
III ـ كانسارهاي دگرساني متعلق به ترسيري
•كانسار كائولن مكي كاشمر
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 41 كيلومتري شمال كاشمر قرار گرفته است و از طريق جاده كاشمر نيشابور در فاصله 6 كيلومتري از اين جاده قابل دسترسي است.
زمينشناسي كانسار
درمنطقه كانسار سنگهاي ريوليتي، آندزيتي و توفهاي ائوسن رخنمون دارد و بخشهاي شمالي ـ خاوري و باختري منطقه معدني را رسوبهاي كواترنر پوشانده است.
درسنگهاي اين منطقه درزها و شكافهايي پديد آمده كه گذر محلول هاي گرمابي را ممكن ساخته است. سنگهاي ولكانيك درمسير اين محلولها دگرسان شده و در آنها ايليت و كائولن پديد آمده است. كيفيت كائولن بستگي به دوري و نزديكي از گسلهها دارد.
سنگ مادر اين كانسار ريوداسيت است كه تحت تأثير دگرساني اوليه قرار گرفته است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA كانيهاي اصلي ايليت، كائولينيت، كوارتز و كانيهاي فرعي، پيروفيليت و هالويزيت (جزئي) را نشان ميدهد.
ميانگين تركيب شيميائي:
SiO2 : 62.80 Al2O3 : 28.83 Fe2O3 : 0.51
K2O : 5.72 MgO : 0.25 CaO : 0.42
P2O5 : 0.24 SO3 : 0.08 TiO2 : 0.8
Na2O : 0.11 MnO : 0.01 V2O5 : 0.03
L.O.I : 4.88
ميانگين تجزيه كلي كانيها برحسب درصد وزني:
ايليت: 82/34 كائولينيت + هالوئيزيت: 77/28
كوارتز: 11/28 پيروفيليت: 3/8

جدول شماره 85- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 23/7
رنگ پخت براساس C.E.C = E1 (سفيد)
حرارت ذوب = بيشتر از C °1320
بهرهبرداري و استخراج
بهرهبرداري از اين كانسار با دست انجام ميپذيرد و ذخيره احتمالي آن 100 هزار تن است.
ب ـ رسهاي كائوليني استان سيستان و بلوچستان
در اين استان تاكنون كانسارهاي كائولن و رسنسوز شناخته نشده است. تنها شماري كانسار رس معمولي شناخته و مطالعه شده است.
•كانسار رس آجرپزي شيله
موقعيت جغرافيائي
جغرافيايي اين كانسار در 15 كيلومتري شمال زاهدان و 5 كيلومتري خاوري، انشعاب جاده زابل- بيرجند واقع است و بلنداي آن از سطح دريا 300 تا 900 متر ميباشد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ميانگين تجزيه شيميائي اين رس به قرار زير است:
SiO2 : 48.83 Al2O3 : 11.48 Fe2O3 : 4.56
K2O : 1.98 MgO : 4.29 CaO : 10.36
Na2O : 2.16 SO3 : 1.26 TiO2 : 0.52
L.O.I : 14.40
كانيهاي اين رس عباتند از: كوارتز، كائولينيت، ايليت و مقدار كمي مونت موريونيت، فلدسپات ها، پيريت و هماتيت
رنگ پخت در C °1050 = قرمز روشن
افت خشك = 7/7 درصد
افت پخت = 44/9 درصد
افت كلي = 14/16 درصد
تخلخل بعد از پختC ° 1050 در جاق هوفن = 30 درصد
ذخيره تا چند ميليون تن تخمين زده ميشود و آن را ميتوان بطريق روباز بهرهبرداري كرد.
•كانسار رس آجرپزي شهرسوخته
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 159 كيلومتري شمال خاوري زاهدان و 53 كيلومتري جنوب زابل واقع است. اين منطقه از رس پوشيده شده است. ضمناً بدليل گرما و كمبودن آب فاقد هرگونه پوشش گياهي است.
مشخصات كانسار ويژگيهاي ماده معدني
ذخيره رس آجرپزي اين منطقه چند ميليون تن حدس زده ميشود. كانيهاي اين رس عبارتند از كوارتيز، كائولينيت، ايليت و مقدار كمي مونت موريونيت، كلسيت، فلدسپاتها و هماتيت. اين رس بي گمان فراوان ترين فرآورده تكاپوهاي درياچه هامون در كواترنر است.
ميانگين تجزيه شيميائي رس اين كانسار به شرح زير است:
SiO2 : 45.10 Al2O¬3 : 14.05 Fe2O3 : 5.98
K2O : 2.50 MgO : 4.89 CaO : 9.60
Na2O : 1.87 SO3 : 1.26 TiO2 : 0.33
L.O.I : 14.73
افت خشك = 6/9 درصد
افت پخت = 4/5 درصد
افت كلي = 14 درصد
تخلخل بعد از پختC ° 1050 = 24 درصد
رنگ پخت در C °1050 = زرد ليمويي ـ نارنجي
•كانسار رس و رمال
اين منطقه در 22 كيلومتري جنوب باختري شهر زابل، دربخش خاوري درياچه هامون در بلنداي 300 تا 900 متري قرار گرفته است. بخش عمدهاي از رس مونت موريونيتي اين منطقه براي آجرپزي مناسب نيست.
كانيهاي اصلي اين رس عبارتند از: مونت موريونيت، كوارتز، كلسيت، كائولينيت، ايليت و هماتيت
ذخاير رسهاي كائولينيتي شمال و شمال باختر ايران
كانسارهاي كائولينيتي و نسوز معمولي در استان گيلان
•كانسار كائولن نسوز سنگرود
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 25 كيلومتري خاور لوشان و 8 كيلومتري جاده قزوين - رشت در كنار معدن ذغال سنگ سنگرود جاي دارد و از سه بخش سنگرود، پاكده و كيبين تشكيل شده است.
زمينشناسي
ماده معدني كه بيشتر كائولينيت و آرژيليت است بصورت لايههايي با ضخامت 5/1 تا 5/2 متر بين طبقات ماسه سنگ و سنگ آهك ژوراسيك قرار گرفته است كه از 1 تا 7 كيلومتر امتداد دارد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني

جدول 86- ابعاد و شيب لايههاي كائولن در سه بخش سنگرود، پاكده و كيبين
بطور كلي ميانگين ستبراي لايههاي كائولندار را ميتوان حدود 3 متر به حساب آورد كه معمولاً از دو قسمت تشكيل ميشود. قسمت بالايي آن داراي ستبراي ميانگين يك متر، با كيفيت عالي و ميانگين Al2O3 آن 6/48 درصد است و ميتوان آن را جداگانه استخراج نمود. از لحاظ شيميايي كائولن سنگرود داراي درصد بالائي از TiO2 تا حدود 8 درصد و اكسيد آهن (هماتيت) تا حدود 12 درصد است.
تركيب شيميايي نمونه تكليس شده اين كانسار چنين است (نقل از پرونده معدني كانسار)

جدول 87- تركيب شيميايي نمونه تكليس شده كانسار سنگرود
ذخيره احتمالي آن مقدار از اين كانسار را كه ميتوان بطور روباز استخراج كرده نزديك به 400000 تن برآورد كردهاند.
•كانسار رس بيبي جانلو
موقعيت جغرافيائي
رس بيبي جانلو در 9 كيلومتري باختر آستارا در سمت چپ جاده جديد آستارا به اردبيل در ارتفاع 49 متري از سطح دريا قرار گرفته است.
در اين منطقه كشاورزي، دامپروري و همچنين ماهيگيري رونق دارد. تابستان آن معتدل و زمستان سرد است. درسال ده ماه امكان بهرهبرداري از كانسار وجود دارد.
زمينشناسي
تمامي منطقه را نهشتههاي كواترنر پوشانده است. درباختر منطقه، سنگهاي بازالتي و آهكهاي ترسير برونزد دارند. شمال منطقه مرز ايران و جمهوري آذربايجان است.
رس قرمز مايل به زرد دراثر فرسايش فلدسپات ها و سنگهاي رسي به صورت خاكهاي كپه شده در پاي كوهها در رسوبات كواترنر انباشته شده است. از اين رو ميتوان گمان برد كه انباشتههاي رسي در اين سازند به انباشته مذكور محدود نشده باشد.
رس زردرنگ بيبي خانلو كائولينيت، كوارتز، كلسيت، فلدسپات هاي سديم و پتاسيم، ليمونيت آمورف و تركيبات آلي است. در رس خاكستري، پيريت و ماركاسيت ديده ميشود.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
افت خشك = 1 درصد
كاهش حجمي پخت = 4 درصد
كاهش حجمي كلي = 5 درصد
درجه حرارت مناسب پخت = C ° 1050 تا 1100
استعداد جذب آب = 4/10 درصد
مقاومت آجري = 220 كيلوگرم بر سانتيمتر مربع
شكلپذيري = 15ـ25 (قابل تغيير)

جدول 88: تجزيه نمونههايي از رس بيبي خانلو به روش RFA (برحسب درصد وزني)
ذخاير رسهاي كائولينيتي در استان تهران
كانسار كائولينيتي، نسوز و معمولي استان تهران به شرح زير است:
ـ رسهاي كائولينيتي و نسوز از نوع رسوبي متعلق به پرموترياس درجنوب خاور تهران منطقه امينآباد
ـ كانسارهاي كائولينيتي از نوع دگرساني متعلق به ترسير، اين گونه ذخاير در استان تهران به نسبت كميابند و بيشتربا رسهاي اسمكتيتي (بنتونيت) همراه بوده و تحت عنوان خاكهاي صنعتي استخراج ميشوند.
•كانسار رس كريتونه دماوند
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 57 كيلومتري خاور تهران و يك كيلومتري جنوب جاده تهران- آبعلي و در بلنداي 2200 متري از سطح دريا واقع و در تمامي سال قابل بهرهبرداري است.
زمينشناسي كانسار
رسهاي اين كانسار بر روي سنگهاي ولكانيك ائوسن جاي گرفتهاند. دربخش شمالي محدوده معدني سنگ آهك و بخش جنوب آن ولكانيكهاي ائوسن نمود دارند. يك سيستم گسلي با جهت خاوري - باختري در محدوده معدني ديده ميشود. شيب لايههاي توفي در محل گسلهها نزديك به قائم است. وجود سيستم گسلي در اين منطقه از يك سو باعث نفوذ آبهاي گازكربنيكدار در سنگهاي ولكانيك شده و از طرف ديگر صعود محلولهاي گرمابي را ممكن ساخته است. بر روي هم فرآيندهاي ياد شده به پيدايش رس اين كانسار از سنگهاي ولكانيك منطقه انجاميده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA ميانگين اكسيدهاي عناصر زير را نشان داده است (برحسب درصد وزني)
SiO2 : 76.49 Al2O3 : 12.03 Fe2O3 : 0.19
MgO : 0.06 CaO : 1.89 TiO2 : 0.23
V2O5 : 0.002 K2O : 4.34 Na2O : 3.60
SrO : 0.01 SO3 : 0.4 L.O.I:13.98
تجزيه RBA وجود كوارتز، فلدسپاتهاي قليايي و آثاري از كانيهاي اكسيدي تيتان را نشان ميدهد. تجزيه EDS نيز نتيجه تجزيه RBA را تأييد ميكند.
كانيهاي اصلي: كوارتز، فلدسپهاتهاي قليايي، كائولينيت.
كانيهاي فرعي: آناتاز
ميانگين تجزيه كلي برحسب درصد وزني:
كوارتز = 3/50 فلدسپاتهاي قليائي = 5/38
كائولينيت = 2/10 بقيه = 0/1

جدول 89- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 1/8
نقطه ذوب = 1350 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = سفيد
ذخاير رسهاي كائولنيتي در استانهاي آذربايجان خاوري و زنجان
در اين استانها شمار قابل ملاحظهاي از كانسارهاي كائولينيتي و رسهاي معمولي وجود دارد. كانسارهاي اين استانها منحصراً از نوع دگرساني بوده و عمدتاً در مناطق زير مشاهده ميگردند.
الف ـ منطقه زنوز ب ـ منطقه هشترود
ج ـ منطقه تاكستان
رسهاي معمولي بيشترين تمركزشان در منطقه اهر است، هرچند كه در مناطق كائولندار بالا نيز يافت ميشوند.
الف) كانسارهاي منطقه زنوز
•كانسار كائولن زنوز
موقعيت جغرافيايي
كانسار زنوز در استان آذربايجان خاوري. در 88 كيلومتري شمال باختر تبريز، 18 كيلومتري شمال خاوري شهرستان مرند و 4 كيلومتري جنوب دهكده زنوز قرار دارد و فاصله آن از ايستگاه راهآهن مرند 20 كيلومتر است. آب و هواي منطقه سرد تا معتدل، دماي آن در تابستان تا 37 درجه بالاي صفر و در زمستان تا 20 درجه زيرصفر ميرسد. ميانگين بارش سالانه نزديك به 400 ميليمتر است. در فصلهاي خشك تنها روستاي زنوز داراي آب كافي است. درنواحي پيرامون كمآبي حاكم است.
زمينشناسي
ناحيه معدني زنوز بطور عمده بوسيله سنگهاي هم ارز سازند كرج، از نظر سني و يكسري سنگهاي رسوبي از نوع آهكهاي پر روزنه، شيل، ماسه سنگ پوشيده شده است. درمنطقه بيشتر، گدازه تراكيتي (سخت دگرسان شده) - آندزيتي و آذر آواري (پيروكلاستيك) با بلورهاي پلازيوكلاز ايديومورف ديده ميشود. هورنبلندها كه به كلريت - كلسيت و ليمونيت تبديل شدهاند نيز بندرت وجود دارد.
بدليل موقعيت چينه شناسي ميتوان آندزيت را جوانتر از ريوليتي دانست كه به كائولن تبديل شده است. ريوليتي كه در ناحيه كانسار كائولن زنوز برونزد دارد بشدت دگرسان شده است. اين سنگ داراي بلورهاي كوارتز بيوتيت ايديومورف است كه از سنگ اصلي بر جاي مانده است. آگلومرا و توف با تركيب ميانه تا اسيدي نيز در اين مجموعه به چشم ميخورد، كه سن آنها از ائوسن تا اليگوميوسن برآورد ميشود.
اين مجموعه بوسيله رسوبات آواري نئوژن با يك ناهمسازي پوشيده شده است. گمان ميرود كه اين مجموعه نتيجه چند مرحله از تكاپوهاي آتشفشاني در منطقه باشد كه بصورت سنگهايي با تركيب آندزيت تا تراكيت با ستبراي ميانگين 300 متر است و همزمان با آنها، طبقاتي كه ستبراي آنها تا چند صدمتر نيز ميرسد، در منطقه ديده ميشود.
در سنگهاي آذر آواري مرحله نخست كه لايهبندي مشخص دارند، تناوبي از ماسههاي توفي و توفهاي ماسهاي ديده ميشود. گمان ميرود رسوبگذاري در دريا در شرايطي ويژه انجام گرفته باشد. در اين مجموعه فسيل يافت نميشود. دو سري گسله با روند شمال باختري- جنوب خاوري و خاوري- باختري در سازندهاي منطقه، جابجا شدگي پديد آورده كه درزهايي نيز در سنگهاي ناحيه به جاي گذاشته است.
سنگ زاينده كائولن اين كانسار توف با تركيبي درحد داسيت تا ريوليت است و ماده معدني درنتيجه دگرساني اين گونه سنگها پديد آمده است. گسترش تراورتنها و ساير شواهد موجود در منطقه از جمله دگرساني در ناحيه شكستگي ها و گسلهها، گوياي تأثير تكاپوی محلول هاي گرمابي بر روي اين سنگها است. درنتيجه فرسايش سنگهاي منطقه، كانيهاي پيريت به هماتيت و سرانجام به ليمونيت تبديل شدهاند. فلدسپاتها نيز دگرسان و به كائولن تبديل شدهاند. آبهاي نفوذي گازكربنيكدار با حل كردن مواد محلول سنگها در پيدايش كائولن مؤثر بودهاند. كانيهاي غيرمحلول مانند سيليس و ميكا بصورت دانههاي آزاد در دو سطح سنگ ديده ميشود. عمل شستشو و دگرساني كه كائولن را برجاي گذاشته است آهن را بصورت كلوئيد تا فاصلهاي برده و درون رگهها برجاي گذاشته است. در راستاي گسلهها، شكافها و درزهاي آنها عمل شستشو بصورت كامل تري انجام شده و سبب بالارفتن كيفيت ماده معدني شده است. نفوذ آبهاي جوي و آميزش آنها با محلولهاي گرمابي نيز باعث تشديد دگرساني و درنتيجه تشكيل كائولن خالص شده است.
منطقهبندي، پيامد فرسايش در سنگهاي منطقه و نيز كانيسازي و پيدايش پيريت، بی گمان، دراليگوميوسن انجام گرفته است. اين نتيجهگيري از بررسي هاي كه درباره تشكيل كائولن و آلونيت در آذربايجان ايران و آذربايجان شوروي انجام شده منطقي به نظر ميرسد. دربرخي نقاط درنزديكي گسلهها، كانيهاي هماتيت و ليمونيت بصورت رگههايي به ستبراي 15 سانتيمتر ديده ميشوند (اين كانيها بدون شك حاصل شستشو است).
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
درمورد ذخيرههاي قطعي، احتمالي و ممكن كانسار ارقام متفاوتي گزارش شده است:
ـ گزارش پرونده معدني زنوز موجود در مركز دادههاي سازمان زمينشناسي
ذخيره (ميليون تن) 23 قطعي احتمالي 26 ممكن 48
ـ بر پايه رساله دكتري كاوه ارزاني:
ذخيره قطعي: 50 ميليون تن ذخيره احتمالي: 100 ميليون تن
ـ درفهرست معادن فعال كشور (1364):
ـ ذخيره قطعي: 6/1 ميليون تن ذخيره احتمالي: 5 ميليون تن
كه از ميان آنها ارقام اخير پذيرفتنيتر به نظر ميرسد. هرچند ميزان استخراج معدن با امكانات كنوني حدود 450 تن در روز برآورد ميگردد ولي درعمل روزانه بيش از حد 250 تن استخراج و حمل نميشود.
ماده معدني بصورت يك عدسي ناقص با محور طولي خاوري - باختري به درازاي نزديك به 700 متر است. كيفيت كائولن در جهان مختلف و نيز از سطح به ژرفا تغيير مييابد و بعلت سهولت بيشتر جريان محلولهاي گرمابي در شكافها و درزهاي گسله، كيفيت ماده معدني در اين نواحي بهتر شده است. وجود اكسيدهاي آهن، در سطح و پيريت در ژرفا، باعث كاهش كيفيت كائولن شده و سيليس آزاد موجود درمتن ماده معدني نيز به سختي آن ميافزايد. كانيهاي مانند كلسيت و مقدار خيلي كم دولوميت نيز در كائولن زنوز ديده ميشود.
ميانگين تجزيه شيميايي 54 نمونه سنگ كائولن برداشته شده بشرح زير ميباشد:

.

جدول 90 - ميانگين تجزيه شيميايي به روش X.R.D
معادن عمده کائولن
كانسارهاي كائولن و رس هاي كائوليني در 4 گروه زير بر اساس موقعيت جغرافيايي تقسيم بندي ميشوند.
الف) ذخاير رس هاي كائوليني، در بخشهاي مركزي ايران
ب) ذخاير رس هاي كائوليني، در بخشهاي خاور ايران
ج) رس هاي كائوليني، در شمال و شمال باختري كشور
د) ذخائر كائوليني، در جنوب و جنوب باختر كشور
بزرگترين معادن كائولن فعال در كشور در اين فهرست معادن كائولن استقال آباد با 11 ميليون تن ذخيره احتمالي كائولن زنوز با 5 ميليون تن، خاك نسوز دوپلان (شهيد نيلچيان) با 4 ميليون تن، خاك نسوز سميرم با 3 ميليون تن، خاك نسوز و كائولن سيميرم با 4/2 ميليون تن و خاك نسوز كوير آباد با 30 ميليون تن از بزرگترين معادن فعال كائولن و خاك نسوز در كشور ميباشند. توضيح اينكه در فهرست جدول 42، معادن كائولن همراه با معادن خاك نسوز آورده شدهاند.

جدول شماره 42-1: فهرست معادن فعال كشور ـ معادن كائولن در ايران

جدول شماره 42-2:

جدول شماره 42-3:

جدول شماره 42-4:

جدول شماره 42-5:

جدول شماره 42-6:

جدول شماره 42-7:

جدول شماره 42-8:

جدول شماره 42-9:

جدول شماره 42-10:

جدول شماره 42-11:

جدول شماره 42-12:

جدول شماره 42-13:

جدول شماره 42-14:

جدول شماره 42-15:

جدول شماره 42-16:

جدول شماره 42-17:

جدول شماره 42-18:

جدول شماره 42-19:
معادن رها شده و غيرفعال كائولن
جدول شماره 43 ليست آمار معادن غيرفعال كائولن در كشور در سال 1378 را نشان ميدهد.

جدول شماره 43: آمار معادن غيرفعال در سال 1378
در سال 1378 تعداد هشت معدن غيرفعال در كشور وجود داشته است. موارد 6 الي 8 جدول فوق در آمار معادن فعال سال 1378 فاقد استخراج بوده است كه يا در حال تجهيز بوده و يا مقدار استخراج آنها جزئي بوده است. از ميان اين معادن غيرفعال دو فقره در استان خراسان يك مورد در استان قزوين،يك مورد در استان سمنان، يك مورد در استان مركزي، سه مورد در استان تهران واقع گرديدهاند.
كانسارها و انديسهاي شناخته شده كائولن
به منظور بررسي ويژگي هاي زمينشناسي اقتصادي كانسارهاي كائولن در ايران، تقسيمبندي كانسارها براساس موقعيت جغرافيائي آنها صورت گرفته است. براين اساس كانسارهاي كائولن و رسهاي كائولينيتي در 4 گروه زير مورد بررسي قرار گرفتهاند:
الف ـ ذخاير رس هاي كائوليني، در بخشهاي مركزي ايران
ب ـ ذخاير رس هاي كائوليني، در بخشهاي خاور ايران
ج ـ رس هاي كائوليني، در شمال و شمال باختري كشور
د ـ ذخاير كائوليني، در جنوب و جنوب باختر كشور (زاگرس)
لازم به يادآوري است كه براي تهيه قسمت هايي از مطالب اين فصل از گزارشات موجود در سازمان زمينشناسي كشور كه بطور وسيع در زمينه زمينشناسي كائولنهاي ايران فعاليت نمودهاند استفاده گرديده و قسمت هايي از گزارشات فوقالذكر عينا در متن گزارش آورده شده است
وضعيت توليد و فرآوري کائولن در ايران
رنگ اين رس در پيوند با آبهاي گرم آهندار، زرد است. ذخيره نسبتاً بالايي براي رس حدس زده ميشود ولي بدليل آلومينيوم بالاي آن تا به حال كاربردي براي آن پيدا نشده است. اين رس در اثر دگرساني اوليه سنگ داسيت - توف حاصل شده است.

جدول 114- ميانگين تجزيه شيميايي (برحسب درصد)
كانيهاي اصلي: كوارتز، كائولينيت، ليمونيت
كانيهاي فرعي: ايليت، پيريت + بقيه كانيها

جدول 115- پراكندگي كمي دانهها برحسب درصد وزني:
PH = 58/7
شكلپذيري = 4/41 درصد
مقاومت خمشي خشك = kp/cm2 36
افت خشك = 25/4 درصد
افت پخت = 29/3 درصد
افت كلي = 54/7 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 99/27 درصد
رنگ پخت = 7 A
درجه ذوب = C ° 1600
ذخيره احتمالي = بيش از 10 ميليون تن
كانسار رس مخلوط زرد - سفيد اهر
رس اين ناحيه را بدون آمادهسازي نميتوان مورد استفاده قرار داد. تجزيه EDS نشان ميدهد كه بطور عمده ماده معدني اين كانسار از كوارتز، ايليت، كائولينيت، كارفوسيدريت و آلونيت پديد آمده است. سنگ مادر اين رس از دگرساني لاتيت و آندزيت است.
ميانگين تجزيه شيميايي اين رس چنين است.

جدول 116- ميانگين تجزيه شيميايي
كانيهاي اصلي: ايليت، كوارتز، كارفوسيدريت (سولفات آهندار)، كائولينيت.
كانيهاي فرعي: آلبيت (فلدسپات)، آلونيت، ژيپس.

جدول 117- ميانگين تجزيه كلي بر حسب درصد وزني:

جدول 118- پراكندگي كمي دانهها (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
ذخيره احتمالي اين كانسار بيش از 25 ميليون تن برآورد شده است.
•كانسار رس سفيد اهر
اين رس فرآورده دگرساني سنگهاي لاتيت و آندزيت منطقه است. تركيب كانيشناسي آن ايليت. كوارتز، كائولينيت، آلبيت و تا اندازهاي آلونيت است و ويژگيهاي يك رس به نسبت خوب را دارد. كوارتز و كريستوباليت، اغلب بزرگتر از 20 ميكرون است.
ميانگين تجزيه كلي كانيها برحسب درصد وزني:

جدول 119- ميانگين تجزيه كلي كانيها برحسب درصد وزني
كانيهاي اصلي: ايليت، كوارتز، كائولينيت، آلبيت (فلدسپات)
كانيهاي فرعي، آلونيت، انيدريد

جدول 120- ميانگين تجزيه كلي برحسب درصد وزني:

جدول 121- ميانگين كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني:
PH = 9/3
رنگ پخت = سفيد
نقطه ذوب = C ° 1350
ذخيره احتمالي = حدود 25 ميليون تن
كانسارهاي كائولن در استان آذربايجان باختري
در آذربايجان باختري كانسارهاي كائولن و رسهاي نسوزي وجود دارند كه همگي از نوع رسوبي و متعلق به پرموترياس ميباشد.
•كانسار كائولن چيوي شاهين دژ
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 28 كيلومتري شمال خاور شهرستان شاهين دژ و در حدود 3 كيلومتري جنوب خاور روستاي چيو واقع است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ماده معدني به رنگ خاكستري كمرنگ و دربرخي نمونهها كرم رنگ است كه با افزايش مقدار آهن موجود در آن به رنگ قرمز ميگرايد. كانسار كائولينيت و دياسپور در راستاي خاوري- باختري با شيب 30 درجه و ستبراي 3 تا 5/1 متر در ميان چينههاي دولوميت و شيل هاي قرمز رنگ ترياس جاي گرفته است. بافت آن فشرده و بسيار ريز دانه است. كانيهاي تشكيل دهنده آن عبارتند از: كائولينيت، بوهميت، دياسپور و آناتاز
ماده معدني اين كانسار بصورت لايهاي است و دراثر عملكرد تكتونيك، شيب و راستاي لايهها تا اندازهاي بهم ريخته است.

جدول 122- تجزيه شيميايي نمونههايي از اين كانسار
با توجه به ميانگين درصد آلومين بالاي اين كانسار و كانيهاي تشكيل دهنده آن (دياسپور، بوهميت و كائولينيت) شايد بهتر باشد اين ماده معدني بوكسيت ناميده شود.
ذخيره معدني برابر 54000 تن و ميزان استخراج پيشنهادي سالانه 3000 تن است.
•كانسار كائولن شاهين دژ (عليبالتالو ـ گدلر)
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در استان آذربايجان باختري و حومه شهرستان شاهين دژ واقع شده است. بخشي از اين كانسار در 15 كيلومتري شاهين دژ نزديك آبادي عليبالتالو و بخشي نيز نزديك روستاي گدلر شاهين دژ است. بلنداي منطقه كانسار از سطح درياي آزاد نزديك 2000 متر است. اين ناحيه داراي زمستان سرد و مقدار بارش سالانه در آن نزديك به 1200 ميليمتر است.
زمينشناسي كانسار
كانسار كائولن شاهين دژ از دو افق بشرح زير تشكيل شده است.
1ـ افق زيرين: اين افق بر روي آهكهاي تيره رنگ پرمين واقع است و بوسيله دولوميت هايي كه رنگ روشن دارند و احتمالاً مربوط به ترياساند پوشيده شده است.
2ـ افق بالائي: اين افق بر روي دولوميتهاي ترياس جاي گرفته و بوسيله نهشتههاي شيلي و ماسه سنگي ژوراسيك (سازند شمشك) پوشيده شده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني ايران
ميزان ذخيره قطعي كه رخنمون دارد 100000 تن با عيار 38 درصد آلومين و ميزان ذخيره احتمالي 250000 تن برآورد شده است. از نظر كانيشناسي عمدتاً از كانيهاي گروه كائولن، كوارتز، مقداري آناتاز و اكسيدهاي آهن تشكيل شده است. تركيب عمده درصد شيميايي آن بدين قرار است:
SiO2 : 36 Al2O3 : 55 TiO2 : 7.3
•كانسار كائولن و نسوز نوروزآباد
اين كانسار در استان آذربايجان باختري و 33 كيلومتري شهرستان شاهين دژ و در يك كيلومتري روستاي نوروزآباد قرار گرفته است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني آن
اين كانسار را افقي لاتريتي بين سنگهاي پرمين و ترياس تشكيل ميدهد كه از نظر اقتصادي حائز اهميت است. افق ياد شده با راستاي كلي خاوري- باختري و شيب ميانگين 35 درجه به سمت جنوب گسترش دارد. از نظر آلومين غني است و درصد اكسيدآهن آن درحد قابل قبولي است، ولي از نظر اكسيد تيتان مقداري از حد استاندارد بيشتر است. كانيهاي تشكيل دهنده افق لاتريتي بيشتر كائولينيت، بوهميت، دياسپور، آناتاز و روتيل است. ضخامت لايهاي كه ارزش اقتصادي آن 5/2 متر است در عمق 20 متري قرار گرفته است. ذخيره قطعي آن 100000 تن و ذخيره احتمالي آن 250000 تن برآورد شده است.
ذخاير كائولينيتي جنوب و جنوب باختر كشور (زاگرس)
الف ـ ذخاير كائولينيتي، در استانهاي اصفهان وچهارمحال و بختياري
•كانسار كائولن پشته سميرم
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 180 كيلومتري جنوب اصفهان و در 110 كيلومتري جنوب باختري شهرضا و در 29 كيلومتري جنوب باختري سميرم در منطقهاي بنام پشته جاي دارد.
زمينشناسي كانسار
درمنطقه معدني سميرم سنگهاي كرتاسه بالائي- پالئوژن و كواترنر رخنمون دارد. كائولن سميرم بصورت پاكت هايي بزرگ در سازند كرتاسه بالايي (كوههاي زاگرس)، بين سازندهاي ايلام و سروك جاي گرفته است. رسوبات دربرگيرنده كانسار كائولن سميرم كه متعلق به كرتاسه بالايي است از پائين به بالا چنين است:
عدسي هايي از آرژيليت خاكستري روشن به ستبراي 8/2 تا 5 متر
لايه خاكنسوز با تركيب شيميايي كائولن به رنگ سفيد تا خاكستري روشن همراه با عدسي هاي آرژيليت قرمز مايل به قهوهاي و كلاپيزوليتي است. اين لايه كه دراصل كانسنگ است، بطور ميانگين 5 متر ضخامت دارد. در روي اين چينهها يك لايه آرژيليتي كربناتي، رس خاكستري تا سبز خاكستري جاي دارد.
لايه آهك و مارن خاكستري به ضخامت ميانگين 7/3 متر
سرانجام لايههاي سنگ آهك بالايي به رنگ خاكستري و درسطوح بالا همراه با چرت كه ضخامت آن تا 24 متر ميرسد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كائولن سميرم بر روي هم داراي پلاستيسيتهاي بالاست و همراه با آن مقاديري از كانيهاي آلوميندار (بوهيت، گيبسيت، دياسپور) نيز وجود دارد. از نظر ديرگدازي داراي خواص جامعي است و قدرت تحمل حرارتي آن حدود 1700 درجه سانتيگراد است و داراي كيفيتي شايسته براي فرآوري آجرنسوز شاموتي و ملات براي صنايع فولاد است. ماده معدني اين كانسار براي تهيه سراميك مرغوب و مناسب نيست. بررسي لايه كائولن نشان ميدهد كه دركل رگه مقدار اكسيد آهن حدود 16 تا 18 درصد است و بغير از ناخالصي هاي جزئي باقي آن از كائولن و ساير كانيهاي آلوميندار فراهم آمده است. كائولن سميرم از چند لايه كم و بيش مشخص تشكيل ميشود كه آنها را به نام لايههاي a,b,c از يكديگر متمايز كردهاند.
لايه a: داراي ستبراي متفاوت دربخشهاي مختلف كانسار (از صفر تا يك متر) است. مشخصه عمده اين لايه محتواي اكسيدهاي آهن بشكل قلوهاي است.

جدول 123- تركيب ميانگين نمونههاي سنگجوري شده از لايه a
اين لايه داراي مقاومت كم است و به آساني خرد ميشود و درنتيجه جداكردن آن بصورت سنگجوري دستي دشوار است.
لايه b: اين لايه در همه گسترده كانسار وجود ندارد ستبراي آن از 50 تا 20 سانتيمتر تغيير ميكند. بر روي هم مقدار آهن اين لايه بالاست و بيشتر يك لايه آهن پيزوليتي است تا لايه كائولينيتي، بدين جهت بنام لايه آهن آليتي ـ پيزوليتي مشهور شده است. تركيب شيميائي زير مربوط به يك نمونه از اين لايه ميباشد.

جدول124 - تركيب ميانگين نمونههاي سنگجوري شده از لايه b
لايه c: اين لايه كه لايه اصلي كانسار است، ستبراي آن از 3 تا 7 متر تغيير ميكند و همه آن قابل بهرهبرداري است. در اين لايه 3 نوع ماده معدني قابل تشخيص است.
1ـ نوارهاي قائم كرم مايل به سفيد كه ماده اصلي كانسار سميرم را تشكيل ميدهد درحال حاضر به صورت سنگجوري با بازدهي كم (بطور ميانگين تا حدود 10 درصد) جدا ميشود. لازم به ذكر است كه ذخيره معدني بر پايه بازيابي حدود 20 درصد محاسبه شده است.
2ـ ماده معدني پرآهن- اين ماده معدني به شكل نوارهاي قرمز قهوهاي و قرمز تيره و قهوهاي ديده ميشود. اين نوار سختتر از ساير قسمتهاي لايه نسوز است و داراي چگالي بيشتري است.

جدول 125- تركيب ميانگين نمونههاي سنگجوري شده از لايه c
3ـ ماده معدني كم آهن- اين ماده معدني نيز بصورت نوارهايي برنگ قرمز صورتي، قرمز ارغواني و كبود گرائيده به ارغواني و كبود سبز گرائيده به قرمز وجود دارد.
پائينترين لايه اين كانسار به لايه d شهرت يافته كه فاقد كائولن است.
بطوركلي خاكهاي نسوز سميرم را به دونوع درجه 1 و 2 تقسيم كردهاند كه ميانگين تركيب شيميايي (درصد) هركدام چنين است.

جدول 126- تركيب ميانگين نمونههاي سنگجوري شده از لايه d
كانيهاي اصلي: كائولين (گروه كائولن)، كوارتز
كانيهاي فرعي: بوهميت، اكسيدهاي آهن
تركيب ميانگين برحسب درصد وزني:
كائولينيت = 6/74 بوهميت = 75/2 كوارتز = 75/13
اكسيدهاي آهن = 9/1 روتيل = 0/2

جدول 127 - پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني:
PH = 3/6
شكلپذيري = 1/17 درصد
استحكام خمشي خشك = kp/cm2 6
افت خشك = 48/2 درصد
افت كلي = 51/11 درصد
تحليل پخت در C ° 1280 = 03/9 درصد
تخلخل بعد از پخت در C ° 1280 = 97/6 درصد
رنگ بعد از پخت با نقشه رنگي C.E.C = B1
حرارت ذوب = بيشتر از 1720 درجه سانتيگراد
ميزان ذخيره نوع درجه 1 حدود 4/2 و ذخيره نوع درجه 2 حدود 5/6 ميليون تن برآورد شده است. البته دراين محاسبه ستبراي ميانگين 2 متر و بازيابي كائولن بين 20 تا 30 درصد فرض شده است.
مقدار كائولني كه از سنگجوري دستي حاصل ميشود بين 15 تا 25 درصد از نظر وزني است. مجموع ذخيره قطعي و احتمالي اين كانسار را شركت تهيه و توليد مواد سابق تابع شركت ملي فولاد ايران، 2/9 ميليون تن گزارش شده است.
•كانسار خاك نسوز دوپلان
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار درجنوب باختري اصفهان و جنوب شهركرد واقع است. بلنداي كانسار از سطح دريا 2300 متر است.
زمينشناسي
اين كانسار درميان سنگهاي پرمين و ترياس واقع است و يك كانسار بوكسيتي از نوع كارستي بنظر ميآيد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
لايه نسوز دارايي درازاي حدود 600 متر و پهناي 160 متر با ستبراي 6 متر است. كيفيت بخش شمالي بهتر از بخش جنوبي آن ميباشد. تركيب اجمالي آن بقرار زير است:
Fe2O3 : 2.4 Al¬2O3 : 60 SiO2 : 20
TiO2 : 2.7 L.I.O : 14
تركيب كانيشناسي سه نوع از خاك نسوز دوپلان در جدول شماره 124 نشان داده شده است.

جدول شماره 128: تركيب كانيشناسي سه نوع از خاك نسوز
ب ـ كانسارهاي كائولينيتي در كهکيلويه و بويراحمد
تا بحال در اين استان كائولن و خاك نسوز كشف نشده و رس آجرپزي به مقدار ناچيز يافت ميشود. ولي كوره آجرپزي وجود ندارد. بنابر گزارش كارشناسان اداره معادن در اين منطقه هيچ كانسار كائولن- خاك نسوز آجرپزي و سراميكي وجود ندارد. بنا به نظر روانشاد ع. م زهره بخش (1365) كارگاههاي سفالي كوچك زيادي در اين منطقه است و پتانسيل هاي رسي براي آجرپزي يافت ميشود.
ج ـ كانسارهاي كائولينيتي در استان بوشهر
دراين استان تا بحال هيچ كانسار كائولن و رسنسوز گزارش نشده است. ولي كارگاههاي سفالي زيادي در شهرهاي برازجان، كنگان، شرينو و اهرم قرار دارند كه نشانه وجود رس معمولي در اين استان است.
رس های آجرپزي درمناطق زير پيدا شده است:
آبمخك (20 كيلومتري شمال برازجان).
دالكي (2 كيلومتري برازجان به جهت شيراز، جاده قديم).
گل قلجاياني (4 كيلومتري شرق برازجان - رس مارني).
ميرازك (رس مارني سبز رنگ).
اهرم (6 كيلومتري شرق اهرم بين راه اهرم- كلامه، سازند ميشان).
كنگان (5 كيلومتري خاور بندر كنگان در باريكهاي كه «سيليه» ناميده ميشود. رس كنگان).
شرينلو (13 كيلومتري شرق بندر طاهري بين ساحل و كوهها).
كلات اصلويه (11 كيلومتري شرق اصلويه در شيب كوه كلات، 5/2 كيلومتري شمال شرقي كلات).
ديلم (شمال، شرق و جنوب بندر ديلم، رسهاي مختلف).
ريگ (اطراف بندر، بخصوص رس، رس قرمز مخصوص آجر).
برازجان (2 كيلومتري باختر راه كمربندي).
فزون بر رسهاي ياد شده هنوز درخاور بوشهر به طرف برازجان تا اطراف چق دك و از آنجا بطرف جنوب رسهاي زيادي گسترده شده است. در پايان به منظور دستيابي سريع به اطلاعات موجود درخصوص كانسارهاي كائولن سعي شده كه اين اطلاعات درجدول شماره 129 و نقشه پراكندگي كانسارهاي آن خلاصه گردد. اين جدول اطلاعاتي از قبيل نام كانسار، موقعيت جغرافيايي، سازندههاي اصلي، نوع كانسار، سن، ميزان ذخيره را نشان ميدهد.

جدول شماره 1 -129: كانسارهاي كائوليني در ايران

جدول شماره2- 129

جدول شماره 3 -129

جدول شماره4 - 129

جدول شماره 5- 129

جدول شماره 6- 129

جدول شماره 7-129

جدول شماره 8-129

جدول شماره 9 -129

جدول شماره 10 -129

جدول شماره 11 -129

جدول شماره 12-129

جدول شماره 13-129

جدول شماره 14- 129

جدول شماره 15 -129

جدول شماره 16 -129

شكل شماره 22: نقشه پراكندگي كانسارها و نشانههاي كائولن در ايران

شكل شماره 2 -22 :
ذخاير رس هاي كائوليني در بخشهاي مركزي ايران
الف ـ رس هاي كائوليني در استان فارس (منطقه آباده)
بيشترين انباشته شناخته شده كائولن ايران در منطقه آباده از نوع رسوبي است. بخش بزرگ از مواد بهرهبرداري شده كانسارهاي اين ناحيه، بعنوان نسوز در مجتمعهاي فولادسازي اصفهان مصرف ميشود كه تحت عنوان كانسارهاي نسوز كوير آباده شناخته شدهاند.
از پركامبرين در منطقه آباده سري فرازمين- فروزميني (هورست- گرابن) پديد آمده كه هنوز پوياست. در اين سيستم گسلههاي گوناگون، حوضههاي مختلفي را با ويژگيهاي چينه شناسي ناهمسان با يكديگر پديد آوردند. سازندهاي جاي گرفته در اين سيستم گاهي كائولين دارند.
1)سازندهاي كائولندار (نسوزدار) منطقه آباده
در منطقه آباده در سه دوره از زمانهاي زمينشناسي كائولن (نسوز) پديد آمده است كه به ترتيب قدمت چنين است:
ـ مناطق نسوز دار دونين بالائي شامل كانسار كوير 5 و استقلال
ـ مناطق نسوزدار كربونيفر و پرمين شامل معادن كوير
ـ مناطق نسوزدار ترياس بالائي كه بنام سازند شورجستان (شورگستان) ناميده شده است.
سازندهاي نسوزدار دونين بالايي
اين سازندها خاستگاهي قارهاي دارد و فرآيند دگرساني هوازدگي در آنها كائولن زا بوده است. دونين بالائي،در منطقه آباده از سريهاي شيست، شيلي، ماسهاي و كربنات همراه با شيلهاي خرده ميكاي پروفيليتي كائولن دار و گاه بدون كائولن تشكيل شدهاند. در اين سريها دايكهاي ديابازي سيلي شكل و پورفيريهاي ديابازي نفوذ كردهاند. آبرفتهاي با ستبراي فزآيده از شمال باختري تا جنوب خاوري منطقه را پوشاندهاند. هوازدگي نهشتههاي دونين بالائي تا ژرفاي 40 متري ديده شده است. كه فرجام آن پيدايش كانسنگهاي هيدروميكاي پروفيليتي كائولن دار ديرگداز است. اينواحد بنام سازند رسوبي هوازده مشهور گشته است. نمونههاي از اين گونه زايش كائولن، كانسارهاي كوير 5 و استقلال است. گمان ميرود كه اين سازند مهمترين سازندهاي كائولن دار باشد. شرح برش الگوي آنها در كانسار كوير 5، ميتواند بازگو كننده داستان پيدايش كائولن در اين سازند باشد كه از پايين به بالا چنين است:
1- ماسه سنگ و كوارتزيت دانه درشت و به ستبراي 5 متر با جورشدگي كم و سيمان كربناتي آهندار، ستبراي لايهها تا 5/0 متر و گذر آنها به لايههاي بالا تدريجي ااست.
2- ماسه سنگ كوراتزيتي ميكادار دانه ريز خاكستري با گذر تدريجي به لايههاي بالائي،ستبراي لايهها تا 3/0 متر
3- شيل هيدروميكادار پروفيليتي، به رنگ خاكستري متمايل به سبز با شيستوارگي خوب كه گذرآن به لايههاي بالائي تدريجي است و ستبراي لايههاي آن تا 7/0 متر است.
4- سنگهاي همسان لايه دوم كه بشدت آهن دار و به رنگ قرمز با سايههاي زرد و سبز است. ستبراي لايهها تا 2/0 متر و گذر آنها به لايههاي بالائي تدريجي است.
5- سنگ آهك آواري (كلاستيك)، بشدت تبلور دوباره يافته،برنگ خاكستري تيره در شكست تازه و زرد متمايل به سبز در سطح هوازده،كه ستبراي لايهها تا 5/0 متر و گذر آنها به لايه بالاتر تدريجي است.
6- سنگهاي همسان لايه چهار است و بخشهاي بالائي برش بتدريج به نوارهاي شيلي پوستي (دونين بالائي) تبديل ميشود. ضخامت آن تا 10 سانتيمتر ميرسد. بدينسان ديده ميشود كه گذر واحد رسوبي دونين زيرين به رسوبهاي دونين بالائي تدريجي است.
دونين بالائي از سريهاي شيلي ماسهاي كائولن دار و بدون كائولن تشكيل ميشود.
سازند نسوز دار رسوبي خشكي زاد (تريژني) كربونيفر و پرمين
گسترهاي برابر با 1500 كيلومتر مربع شمال آباده تا ناحيه شهرضا،نسوزدار است كه كانسارهاي 1 تا 17 را در بر ميگيرد. از آباده تا خانخوره نيز نرديك به 25 نشانه ديگر از كائولن ديده شده است. ولي تنها كانسارهاي 1، 2، 4، 16 و 17 است كه اقتصادي هستند. نمونههايي از اين كانسارها را ميتوان از كوير 2، در 27 كيلومتري شمال باختري آباده برگزيد.
برش الگوي سازند كوير آباده از پايين به بالا چنين است:
چينههاي آهك خاكستري سياهرنگ،نازك تا ستبر و شكافدار و پس از آن ماسه سنگي كوراتزيت مانند، برنگ قهوهاي متمايل به قرمز آهندار با ستبراي تا 30 متر وشيب بسيار متغير بسوي شمال خاوري كه سن همگي كربونيفر است.
ـ نهشتههاي رسي- ماسهاي گوياي آغاز زون كوير، مرز پائيني اين زون گسليده است. اين چينهها از كربونيفر تا پرمين هستند و شرح آنها چنين است:
1-بخش رسدار قهوهاي تا قرمز با ستبراي 10 تا 30 متر، با ميان لايههاي نازك ماسه سنگ كوارتزي و نسوز آهندار
2-بخش ماسه سنگي كوارتزي دانه ريز قهوهاي رنگ و رس هاي زرد، بيشتر عدسي شكل با ستبراي حداكثر تا 15 متر.
3-بخش نسوزدار در برگيرنده لايهها و عدسي هاي نسوز پلاستيك و ديرگداز، كه تناوبي از لايههاي خاك نسوز پلاستيك، رس و ماسه سنگ است. هر تناول با لايههاي خاك نسوز با ستبراي از 2/0 تا 4 متر آغاز ميشود.
همراه با لايههاي خاك نسوز ميان لايههاي 1تا 5 سانتيمتري رسي و ماسه سنگهاي دانه ريز كوارتز -فلدسپاتي ديده ميشود. بستر اين لايه با تناول ماسه سنگ كوارتزي پايان مييابد كه ستبراي آن متغير و از 2/0 تا 3 متر است. كانيهاي هماتيت و ليمونيت در ميان اين سنگها فراوان است و از شكاف ماسه سنگ ها در ابعاد و اشكال مختلف به درون خاك نسوز نفوذ كرده است. بيشتر اوقات اين رگهها دركنتاكت خاك نسوز قطع ميشود. دورهاي تناوب شامل 2 تا 7 لايه نسوز ديرگداز است كه ستبراي آنها بر روي هم از 2/1 تا 5/9 متر ميرسد.
سنگهاي باطله در زون نسوزدار ستبراي متغيراز 3/0 تا 5/3 متر دارند و ستبراي كل آنها 15 متر است. ستبراي لايههاي نسوزدار كه بيشتر حالت عدسي دارد بسيار متغير است و در ژرفاي كم به رس و ماسه سنگ بسيار ريز دانه تبديل ميشود و تغييرات تركيب شيميائي آنها چنين گزارش شده است.
SiO2 از 4/34 درصد تا 3/76 درصد
Al2O¬3 از 18 درصد تا 32 درصد
TiO2 از 52/0 درصد تا 64/3 درصد
Fe2O3 از 82/0 درصد تا 15/20 درصد
CaO از 1/0 درصد تا 83/1 درصد
MgO از 03/0 درصد تا 47/0 درصد
Na2O از 2 درصد تا 64/0 درصد
K2O از 15/0 درصد تا07/1 درصد
P2O5 از 2/0 درصد تا 19/0 درصد
SO¬3 از 2/0 درصد تا 76/1 درصد
L.O.I از 8/4 درصد تا65/13 درصد
بطور كلي راستاي لايههاي اين بخش جنوب خاوري- شمال باختري و شيب آنها بين 15 تا 45 درجه به سمت شمال خاور است. ستبراي اين بخش از 2 تا 20 متر است.
4- اين بخش رس و ماسه سنگ كوارتزي است كه درقسمت پائيني آن رس هاي زرد رنگ با لايههاي نازك 5 تا 20 سانتيمتري ماسه سنگ كوارتزي ريزدانه در تناوب است. ستبراي اين بخش از 3 تا 10 متر است. بخش بالائي آن را ماسه سنگهاي كوارتزي قهوهاي تا زرد، دانه ريز تا متوسط با ميان لايههاي نازك رسي تشكيل ميدهد. ستبراي اين لايه ماسه سنگي از 2 تا 25 متر در متغير است و كل ستبراي آن به 5 تا 35 متر بالغ ميشود.
5- اين بخش شامل رس هاي زرد متمايل به خاكستري فشرده و بندرت ميان لايههاي بسيار نازك نسوز آهندار دارد. اين بخش در همه جا ديده نميشود و حداكثر ستبراي آن به حدود 20 متر ميرسد.
6- تناوبي است از رس،ماسه سنگ كوارتزي و نسوز كه در بالاي آن سري كويري قرار دارد. آغشتگي نسوزهاي اين بخش به اكسيدهاي آهن زياد است ولي در برخي نقاط به حد استاندارد ميرسد. ستبراي اين بخش از 2 تا 20 متر است. مرز بالاي آن گسله سن آن پرمين پسين است.
سنگهاي كربناتي پرمين بالائي تا ترياس بامارهاي خاكستري تيره آغاز و سپس با آهكهاي خاكستر متمايل به زرد تا آهكهاي خاكستري تيره سخت، شكاف دار و در برخي نقاط آهندار پايان ميپذيرد.
•سازند شورجستان
نام اين سازند از دهكده شورجستان واقع در 25 كيلومتري شمال باختر آباده گرفته شده است. سن اين سازند ترياس بالائي است و برش الگوي آن رد 33 كيلومتري شمال باختري آباده قرار دارد. سازند شورجستان تناوبي است از طبقات آهكي خاكستري،ماسه سنگ و شيل كه ستبراي لايههاي آهك در آن از 2 تا 35 متر در تغيير است.
شيل هاي خاكستري اندك متورق و آهندار با لايههاي بسيار نازك ژيپس در برخي نقاط هماره است. ستبراي شيل ها از 33 تا 58 متر و ميانگين 3/41 متر و ستبراي رس (شيل) نسوزدار سياهزغالي 7/4 متر است. در قسمت بالا آهكهاي خاكستري تيره داراي لايهبندي خوبي است كه توسط طبقات ستبر كرتاسه پوشانده ميشود.
تركيب شيميايي رسهاي نسوز آباده چنين است:
Al2O3 + TiO2 از 66/25 درصد تا31/30 درصد
Fe2O3 از 6/5 درصد تا 75/0 درصد
Mgo+CaO از 75/0 درصد تا41/0 درصد
Na2O از 70/0 درصد تا 36/0 درصد
L.O.I از 36/9 درصد تا 75/13 درصد
از نظر كانيشناسي مواد نسوز اين معادن از گروه كائولينيت وبا ناخالصي از كوارتز، هماتيت، ليمونيت و زيركن همراه است. رسهاي نسوز كوير آباده از نوع بهترين نسوزهاي ايران براي استفاده در كارخانههاي فولادسازي است. پلاستيسير خاكهاي نسوز كوير از 7 تا 32 واحد (با روش اتربرگ) تغيير ميكند. آميزهاي از نسوزهاي كوير و دوپلان براي فرآوردههاي شاموتي وآجر نسوز بكار ميآيد.
درناحيه آباده بر روي هم18 منطقه نسوزدار كشف شده كه مهمترين آنها عبارتند از: استقلال، كوير5، كوير 1، كوير2، كوير16 و كوير 17.
•كانسار استقلال
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در جنوب خاوري اصفهان و 10 كيلومتري شمال خاوري آباده واقع شده است و يكي از بزرگترين كانسارهاي رسوبي هوازده است كه تاكنون در ايران شناخته شده است. گستره محدوده كانسار نزديك 11 كيلومتر مربع است كه بلوك شماره يك آن 2/2 كيلومتر مربع است و اكتشافات تفضيلي بر روي آن انجام گرفته است.
زمين شناسي منطقه
در منطقه كانسار استقلال، سنگهاي دونين، كربنيفر پائين،پرمين، ترياس و سرانجام كواترنر گسترش دارند. نهشتههاي دونين، بيشتر از شيل، فورش سنگ، ماسه سنگ، كوارتزيت و آهك ماسه سنگي پديد آمده است. ميدانمعدني نيز به همين سنگها پيوند خورده است. بر روي اين سنگها نهشتههاي كربونيفر با ستبراي نزديك به 300 متر (سنگ آهك و ماس سنگ) قرار دارد كه خود سنگ بوسيله آهك ودولوميت هاي پرمين پوشيده ميشود. نهشتههاي ترياس شامل سنگ آهك خاكستري تيره و دانه ريز،عمدتاً در قسمت جنوب و خاوري كانسار گسترش دارد. بخشي بزرگ از منطقه كانسار را نهشتههاي كواترنر ميپوشاند. دايكهاي ديابازي و تودههاي ديوريتي و گرانوديوريتي به سن تقريبي پرمين تا اوايل ترياس سنگهاي ديگر منطقه را تشكيل ميدهد.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كانسنگ استقلال، از نوع خاك نسوز و با توجه به تركيب شيميايي و كانيشناسي و ساير ويژگي هاي بنام شيل هيدروميكاي پروفيليتي ناميده شده است. گستره ماده مفيدمعدني نزديك به 1000 متر درازا و 800 متر پهنا و ستبراي آن متغير است و در زير باطلهاي به ستبراي از 3/0 تا 9/8 متر قرار گرفته است. روند گسترش كلي ماده معدني از 140 تا 150 متر و آنجا كهزير تاثير عوامل تكتونيكي شيد بودهاند از 60 تا 150 متر و شيب آن 5 تا 90 درجه به سمت شمال است.
ماده معدني كانسار استقلال از نظر سني به نهشتههاي دونين بالائي وابسته است. اين نهشتهها كه در اصل تركيب شيل هيدوميكاي زغالي نسوز است در اثر تغييرات بعدي زير تاثير عوامل ديناموترمال بشكل هيدروميكاي پروفيليتي نسوز تبديل شده است. البته وجود آبهاي نفوذي و اكسيژن در بخشهاي نزديك به سطح زمين اين رسوبات و قبل از آن حضور يونهاي +3, Al +4Si تاثير بسزائي در تشكيل ايننوع خاكها داشته است. از نظر كانيشناسي، ماده معدني كانسار استقلال داراي كاني هاي كائولينيت، پيروفيليت، ميكا و كوارتز است. ميزان آهن در ماده معدني نسوز بشدت متغير است. اين عيار از 4/0 تا 10 و در برخي نمونهها حتي بالاتر است. رنگ آن نيز با توجه به درصد آهن و كائولينيت از سفيد تا خاكستري تيره و قرمز متغير است. درصد اكسيدهاي موجود در خاك چنين است:
Al2O3 32-33 درصد
SiO2 53-60 درصد
TiO2 1-8/1 درصد
CaO 87/0-84/1 درصد
K¬2O 1-2 درصد
در شيل هاي سفيدرنگ و روشن مقدار پروفيليت و كائولينيت، در شيل های تيره و سياه رنگ ميزان كائولينيت و ميكا و سرانجام در بخش هاي تيره رنگ مقدار آهن (هيدوركسيد، اكسيد پيريت) به گونهاي چشمگير بالا است.
نماد ماده معدني داراي لمس چرب و متورق و نرم است. درصد 2TiO + 3O2Al در شيل هاي سياه و تيره رنگي از 20 تا 35 و در نمونههاي سفيد و يا با رنگ روشن از 25 تا 37 درصد است. پلاستيسيته خاك نسوز اين كانسار برابر 15 واحد و نسوزگي بيش ازC 1680 است. ذخيره كل كانسار بيش از 100 ميليون تن است.
خاك نسوز استقلال بطور كلي در صنايعي مانند: لعاب سازي، سراميك و كاشي سازي مصرف دارد. ويژگيهاي شيميايي نمونههاي مختلف آن در جدول شماره 44 آمده است.

جدول شماره44: ويژگيهاي شيميايي نمونههاي مختلف خاك نسوز استقلال
خاك نسوز درجه دو ان كانسار داراي 2TiO + 3O2Al بيشتر از 30 درصد، اكسيد آهن كمتر از 5/1 درصد و پلاستيسيته آن 12 است.

جدول45 - پراكندگي كمي دانهها بر حسب درصد وزني
گرماي ذوب = بيشتر از 1600 درجه سانتيگراد
PH = 88/3
شاخص خميري = 7/29
چگالي خشك = 97/1 گرم بر سانتيمتر مكعب
افت خشك = 65/3 درصد
مقاومت خمشي خشك = 2KP/CM 31
افت پخت = 04/7
افت كلي = 65/10 درصد
تخلخل بعد از پخت تا C 1280 – 52/0 درصد
رنگ پخت براساس نقشه C.E.C = 3B
ميانگين تركيب شيميايي:
Al2O3: 32.58 Fe2O3 : 0.37 SiO2 : 59.81
Na2O : 0.81 MgO : 0.24 CaO : 0.50
P2O5 : 0.21 TiO2 : 1.39 K2O : 2.19
V2O5 : 0.03 Cr2O3 : 0.02
SO3 : 0.26 L.O.I : 7.02
ميانگين تركيب كلي كانيها بر حسب درصد وزني
22/43 : پروفيليت 67/31 : كائولينيت
8/16 :ايليت + ميكا 91/6 : كوارتز 4/1 : آناتاز
كانيهاي فرعي : مواد اورگانيك و آناتاز
•كانسار خاك نسوز آزادي آباده (كوير 16)
موقعيت جغرافيايي
كانسار خاك نسوز (چسبنده) آزادي در 180 كيلومتري جنوب خاوري اصفهان و 25 كيلومتري شمال باختري آباده و در 20 كيلومتري جاده اصلي اصفهان- آباده -شيراز واقع شده است.
نزديكترين آبادي به معدن، روستاي شورجستان است كه فاصله آن تا معدن 15 كيلومتر است.
حجم عمليات اكتشافي انجام شده
1- نقشههاي تهيه شده عبارتند از:
- نقشه توپوگرافي با مقياس 1:1000 4/0 كيلومتر مربع
- تهيه نقشه زمين شناسي با مقياس 1:1000 35/0 كيلومتر مربع
- نقشه هيپومتري براي تعيين ذخيره 1:1000 23/12 هكتار
- مقاطع زمين شناسي (نتايج حفاري) 13 مقطع
2- عمليات اكتشافي و حجم آنها شامل:
- حفر ترانشه 11 عدد بطول 913 متر
- حفاري عميق 18 حلقه بطول 1632 متر
3- نمونه برداري و آزمايش
بر روي هم 672 نمونه برداشته شده و آزماييش كامل روي آنها انجام شده است.
زمينشناسي كانسار آزادي
در ناحيه كانساز آزادي، سنگهاي مشخص پرمين،سنگهاي مربوط به پرمين تا ترياس و سرانجام سنگهاي ترياس برونزد دارد. سنگهاي پرمين را چينههايي از آهكهاي خاكستري زرد رنگ تشكيل ميدهد كه ستبراي نزديك به 700 متر دارد. بر روي اين چينهها سنگهاي رسي، ماسه سنگي و رسهاي آهندار مينشيند كه در گذر ميان پرمين و ترياس است و سنگهاي نسوز در ميان همين طبقات است. از آن پس آهكهاي خاكستري تيره در تناوب با مارنهاي تيره رنگ ميآيد كه متعلق به ترياس است. دايكهاي ديابازي چندي اين سنگها را قطع ميكند. ساختار منطقه را تاقديسي تشكيل ميدهد. كه جهت شمال باختري-2جنوب خاوري دارد. گسلههايي با اين روند نيز در بخش جنوبي نظم اوليه را بهم ريخته است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كانساز نسوز آزادي از 6 لايه خاك نسوز چسبنده با ستبراي از 5/0 تا 5/4 متر تشكيل شده است. سع لايه از اين 6 لايه، از نقطه نظر تركيبات محتوي آنها استاندارد تشخيص داده شده است. لايههاي نسوز چسبنده اين معدن همانند ساير فرآوردههاي كوير آباده داراي رنگ سفيد تا خاكستري و نرم است و هنگام لمس،چرب به نظر ميرسد.
از نقطه نظر كانيشناسي شامل كائولينيت،كوارتز، كمي فلدسپات، هماتيت، روتيل، پيريت است. اهم اكسيدهاي تشكيل دهنده نمونه متوسط اين كانسار چنين است:
SiO2 از 45 درصد تا 68 درصد
Al2O3 از 5/11 درصد تا 27 درصد
TiO2 از 1/1 درصد تا 15/4 درصد
Fe2O3 از 6/0 درصد تا 19 درصد
مواد فرار از 5/3 درصد تا 14 درصد
درجه نسوزندگي بين 1585 تا 1710 درجه سانتيگراد متغير و ضريب پلاستيسيته از صفر تا 27 اتربرگ اندازهگيري شده است. اين كانسار نيز مانند تمام كانسارهاي نسوز كوير رسوبي است و در يك محيط كم ژرفاي نهشته شده است.
ذخيره كانسار
بطور كلي مواد معدني اين كانسار به دو گونه بخش شده است. گونه اول عيار آهن آن تا 3 درصد است و داراي ذخيره رسي قطعي 710080 تن است و گونه دوم كه عيار آهن از 3 درصد بيشتر است داراي ذخيره قطعي 1262841 تن گزارش شده است. بطور كلي مجموع ذخاير قطعي در تمام انواع نسوزهاي استاندارد و غير استاندارد اين كانسار كه ميتواند مورد استفاده قرار بگيرد برابر 2927520 تن برآورد شده است.
كانهآرايي
در اين معدن نسبت حجم لايه مفيد استخراجي به كل حجم عمليات توليد حتي كمتر از يك درصد است. بدين جهت هزينه استخراج بالاست و كانهآرايي به شيوه ديرينه سنگ جوري انجام ميگيرد.
ـ مشخصات يك نمونه اين كانسار به قرار زير است:

كانيهاي اصلي: گروه كائولن، كوارتز، ايليت
كانيهاي فرعي: تركيبات اورگانيك،آناتاز،هماتيك

جدول شماره46- ميانگين تركيب شيميائي

جدول شماره 47- ميانگين تركيب كلي دانهها بر حسب درصد وزني
نقطه ذوب = بالاتر از 1600 درجه سانتيگراد
رنگ پخت = سفيد ـ كرم
•كانسار كوير 17 آباده
كانسار كوير 17 آباده در 16 كيلومتري شمال خاوري شهرستان آباده در كنارجاده در محلي بنام گردنه آب شتر قرار گرفته،از همين رو بنام معدن آبشتر نيز معروف است. كوير 17 ادامه جنوب خاوري لايههاي نسوز كويرهاي 1 و 2 و 4 كوير 16 است. كوير 17 (آبشتر) طي ساليان متمادي بصورت پراكنده و بيرويه مورد بهرهبرداري قرارگرفته است. تا اينكه در سال 1359 در اختياز شوراي وقت شهرستان آباده و متعاقب آن و رد همان سال بمنظور اكتشاف و تامين قسمتي از احتياجات كارخانه ذوب آهن اصفهان به مواد اوليه فرآوردههاي نسوز در اختياز شركت ملي فولاد ايران قرار گرفت.
انباشتههاي موجود در محدوده اكتشاف شده معدن كوير 17 از لحاظ كيفيت به دو نوع استاندارد و غير استاندارد تقسيم و از يكديگر تفكيك شده است كه ميزان آن برقرار زير است.

جدول شماره 48- پراکندگي کمي دانهها بر حسب درصد وزني
•كانسار ويجه
موقعيت جغرافيايي
كانسار ويجه در 24 كيلومتري شمال خاوري آباده قرار گرفته و در تمامي طول سال قابل بهرهبرداري است.
زمينشناسي و مشخصات تكنولوژيك
بر روي سنگ آهك كارستي متعلق به پرمين، تناوبي از طبقات رسي و ماسه سنگي مينشيند كه داراي دو لايه خاك نسوز با ذخيره احتمالي 4 ميليون تن است.
سازندهاي اصلي اين رسهاي نسوز، گروه كائولن و هيدروميكا هستند كه دانههاي آن كوچكتر از 20 ميكرون است. ناخالصيهاي اين خاك نسوز را اكسيدهاي كلسيم، تيتان آهن تشكيل ميدهد. ميانگين تركيب شيميايي آن چنين است:

جدول 49- انباشتههاي موجود در محدوده اكتشاف شده معدن كوير 17
كانيهاي اصلي: كائولينيت، كوارتز، ايليت
كانيهاي فرعي: مواد اورگانيك،آناتاز، هماتيت

جدول شماره 50- ميانگين تركيب شيميايي خاك نسوز

جدول51- ميانگين باقيمانده در الك بر حسب درصد وزني

جدول شماره 52- پراکندگي کمي دانه ها بر حسب درصد وزني
ميانگين تركيب كلي بر حسب درصد وزني:
PH: 99/3
شكلپذيري (شاخص خميري) 7/25
چگالي خام = 89/1 گرم بر سانتيمتر مكعب
مقاومت خمشي خشك = 2kp/cm 28
انقباض خشك = 39/3 درصد
انقباض پخت در C 1280 = 74/6 درصد
انقباض كلي = 135/10 درصد
تخلخل بعد از پختن از C 1280 = 35/1 درصد
رنگ پخت بر اساس نقشه رنگي C.B.C :6A
نقطه ذوب C 1710 ذخيره قطعي اين كانسار برآورد نشده است.
ب ـ رسهاي كائوليني در استان يزد
در استان يزد دو كانسار كائولن از نوع دگرساني متعلق به ترسير وجود دارد. اين دو كانسار عبارتند از :
•كانسار كائولن عبدالله
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 87 كيلومتري جنوب باختري يزد نزديك جاده تفت ـ آباده رد 6 كيلومتري شمالي روستاي كوير عبدالله در بلنداي 2000 تا 2100 متري از سطح دريا قرار گرفته است.
از ديدگاه زمينشناسي منطقه كانسار كائولن عبدالله در منطقه زون گسله توارن پشت شمسآباد و درون زون گسله ده شير قرار گرفته است.
فعاليت گسلههاي نامبرده سنگهاي كرتاسه را بر روي مجموعهاي آتشفشاني رسوبي ترسير- كواترنر رانده است و سيستم شكستگي بسيار پيچيدهاي را در منطقه كانسار پديد آورده است.
عمدهترين ساختمانهاي منطقه توسط سيستم گسلهاي ساخته شدهاند كه شماري از آنها موازي گسله دهشير و گسله توران پشت- شمسآباد است. اين گسلهها روند شمال باختري- جنوب خاوري و شمال خاوري ـ جنوب باختري دارند و بيشتر آنها ميگردند. اين دو دسته گسله اهميت بسزايي در زمينشناسي اين منطقه دارند. ساختار كلي منطقه موازي گسلههاي دسته اول است و رخدادهايي مانند آتشفشاني، دگرگوني، دگر شكلي، دگرساني،همگي از اين روند (شمال باختري و جنوب خاوري) پيروي ميكنند. در جنوب باختري زون گسلي توران پشت- شمسآباد عمده ترين مجموعه از سنگهاي آتشفشاني (گدازه، برش، توف، لاپيلي) ائوسن (ائوسن پائيني، گنبدها، توف ها، ايگنمبريت هاي پليوستوسن تشكيل ميشود. در اين محدوده دگرساني گرمابي از بارزترين پديدهها است كه كائولن عبدالله نمونه آن است. اين تودههاي دگرسان شده از نقطه نظر سنگهاي نخستين در رديف هاي گوناگون قرار گرفتهاند. ولي از نظر روندساختاري همگي از روند شكستگيهاي اصلي پيروي ميكنند. از ويژگيهاي بسيار بارز دگرساني منطقه كانسار عبدالله صخرههايي از آهكهاي رانده شده كرتاسه است كه بر روي مجموعه سنگهاي ائوسن بر جاي مانده است.سنگهاي دگرسان شده مذكور از دور بصورت تپههاي با رويهاي نسبتاً صاف و پوشش قرمز رنگ به نظر ميرسد. آنجا كه فرسايش بخش رويي را از ميان برداشته است، زون دگرساني بصورت مجموعه سفيد تا كرم رنگ نمايان شده است. در اين دگرساني به روشني ديده ميشود كه پديده تكتونيك همانند يك كاتاليزور براي گسترش دگرساني عمل كرده است. در همه بخشهاي اين دگرساني آهن و سيليس در قسمت هاي نامنظم بودن پراكندگي كانيهاي حاصل از دگرساني است. در اين رابطه پراكندگي كاني كائولينيت بهترين نمونه است.
علت پراكندگي نايكنواخت كائولينيت به احتمال بسيار قوي ناهمساني برش تكتونيكي ناهماهنگي سنگهاي منطقه و در هم شدني آنها است. عامل ديگر وجود تلهها يا سرپوش هاي غير قابل نفوذ براي محلولهاي هيدروترمال و حبس شدن محلولها در زير اين سرپوشهاست. كوارتز + جاروسيت + آلونيت + ژيپس + باريت + ناترولونيت + ميكا +كلسيت + آناتاز + كريستوباليت + هاليت + كائولينيت + ايليت + فلدسپات پتاسيم + آدولاريا
مشخصات كانسار و ويژكيهاي ماده معدني

جدول شماره 53- ميانگين ترکيب کلي بر حسب درصد وزني
كانيهاي اصلي: كائولينيت، كوارتز، ايليت
كانيهاي فرعي: اورتوكلاز، كلسيت، جاروسيت، كانيهاي تيتان و آهن، ژيپس، ميانگين تجزيه كلي كانيها بر حسب درصد وزني
60=كائولينيت 26=كوارتز 8=ايليت 3=ارتوكلاز 1=ساير

جدول شماره 54- ميانگين تجزيه كانسار(بر حسب درصد)
PH = 3/8
رنگ پخت = سفيد
نقطه ذوب = C 1300
ذخيره احتمالي = 106*1 تن
بهرهبرداري از اين كانسار بصورت روباز انجام ميگيرد و ماده معدني سنگجوري ميشود.
•كانسار هامانه
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در منطقه خزانق يزد رد 15 كيلومتري دهستان ماهانه قرار دارد. ماهانه خود در كيلومتر 70 جاده يزد ـ طبس واقع شده است.
زمينشناسي كانسار
كانسار هامانه در همبري نهشتههاي نئوژن با سنگهاي مزوزوئيك كه بطو رخفيف متامورف شدهاند، قرار دارد. با نگرش به تركيب كانيشناسي ماده معدني،گمان ميرود كه ماده معدني بدنبال دگرساني پديد آمده باشد.
مشخصات و ويژگيهاي ماده معدني كانسار
ذخيره اين كانسار بيش از يك ميليون تن است كه با روش روباز قابل بهرهبرداري است.
تركيب كانيشناسي آن چنين است:
ايليت، مونتموريونيت، كلريت و كمي كلسيت
آزمايشات فيزيكي:
فشار پرس = 5 تا 6 درصد
انبساط پرس = 6/0 – 8/0 درصد
مقاومت خشك = 2kp/cm 20 – 30
مقاومت خيس = 2kp/cm 16/8
شير بكيج خشك = 0-2.0 درصد
دماي پخت توسط كوره رولري = 1180 درجه سانتيگراد
زمان پخت = 60دقيقه
شير بكيج پخت = 3-6 درصد
جذب آب = 3-7 درصد
مقاومت خمش = 2kp/cm 300-400
ميزان پلك كدر = خيلي كم
رنگ بعد از پخت = قرمز نارنجي
TiO2 : 0.5-1.5 Al2¬O3 : 22-27 SiO2 : 58-64
MgO : 0.2-1 CaO:0.2-1.5 Fe2O3 : 0.7-1.5
CaCO3 : 0.4-1 Na2O : 0.5-1.5 K2O: 1-5
L.O.I : 7.25
ج ـ كانسارهاي كائوليني نسوز و معمولي در استان مركزي
•كانسار كائولن كوشك ـ نصرت
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در فاصله 50 كيلومتري شمال- شمال باختر شهرستان قم و در يك كيلومتري باختر پاسگاه ژاندارمري كوشك ـ نصرت جاي گرفته است.
آب و هواي اين منطقه نيمه كويري است. تابستان آن گرم و خشك و زمستان سرد با بارش كم است. بهرهبرداري در تمام طول سال از اين كانسار امكانپذيراست.
زمينشناسي منطقه
منطقه معدني بطور كلي توسط يك سري سنگهاي آذرين خروجي از نوع اسيدي پوشيده شده است. در اين ميان سنگهاي ريوليت- ريوداسيت و توفهاي ريوليتي گسترش بيشتر دارد. روند دايك ها بيشتر شمال خاوري- جنوب باختري است و شيب آنها از 30 درجه به سمت جنوب باختري تا نزديك عمود تغيير ميكند. فزون براين در پارهاي نقاط آندزيت ها بصورت تودههاي كوچك نفوذي ديده ميشوند كه روند پيشين خويش را دنبال نميكنند. آندزيتها در اين ناحيه به گستردگي يافت ميشوند. روند آنها شمال خاوري- جنوب باختري است و داراي شيب 20 درجه بطرف جنوب است. اين سنگها كمي دگرسانند و همراه آنها كلسيت و كلريتي سبز رنگ (ثاني) يافت ميشود. آندزيت هاي دگرسان شده بيش از 6 درصدكوارتز و بيش از 2/6 درصد اورتوكلاز و سانيدين دارند. اين سنگها را بطور كلي به ائوست نسبت دادهاند.
ريوليتها در اين منطقه گسترش زيادي داشته و عمدتاً دگرسان و به سه دسته زير تقسيم شدهاند:
ـ ريوليت هاي دگرسان نشده داراي كوارتز، فلدسپات هاي قليايي، پلاژيوكلاز و ديگر فرعياند و گاه دگرساني خفيفي از خود نشان ميدهند.
ـ ريوليت هاي كم دگرسان شده كه پلاژيوكلاز به سريسيت و كربنات تبديل شدهاند، در حالي كه فلدسپات هاي قليايي كمتر دگرساني يافتهاند. اين ريوليت ها داراي كائولينيت، هماتيت،ليمونيت و مقدار كمي كلريتاند.
ـ ريوليتهاي با دگرساني پيشرفته كه از نظر تكتونيكي، ناحيه فاز كوهزائي نسبتاً آرامي را گذرانده و بجز شماري گسله و درزه كه در راستاي دايكهاي آندزيتي رخ داده است، فعاليت ديگر بچشم نميخورد. مطالعه مقطع نازك شماري از نمونهها نشان ميدهد كه بطور كلي دگرساني باعث تبديل ارتوز موجود در زمينه سنگ به كاني هاي رسي از جمله كائولينيت شده است. بعلاوه رد پارهاي از نمونهها آثاري از مونت موريونيت و همچنين آلونيت ديده شده است. وجود كانيهاي اخير با توجه به بالا بودن يون 3SO در آزمايش شيميايي شماري از نمونهها تقريباً محرز است. افزون بر اين اكسيدهاي آهن در بيشتر نمونهها ديده ميشود، كه حاصل اكسيده شدن پيريت 2FeS در بخشهاي سطحي و در برابر هواست. بررسي انجام شده روي كانهها نشان ميدهد كه در ژرفاي بيشتر، پيريت بميزان بسيار كمتري اكسيده شده وبصورت بلورهاي درشت اوليه در بافت سنگها قابل تشخيص است. فرآيند دگر ساني در همبري گسلهها و درزهها كه امكان عبور محلولهاي گرمابي بيشتر بوده بصورت كامل تر انجام شده و در نتيجه عمل تشكيل كائولن خالصتر و مرغوبتر است. در اين گونه موارد فزون بر تبديل ارتوز به كائولن،كانيهاي مزاحم از جمله اكسيدهاي آهن نيز شسته و از محيط خارج شده و مقدار كوارتز موجود در سنگ نيز به ميزان قابل توجهي كاهش مييابد. ماده معدني در اين نقاط سفيد رنگ وكاملاًنرم و جاذب رطوبت است در حالي كه در ساير مناطق آهن بالاست و وجود مقدار زيادي كوارتز و فلدسپات هاي تجزيه نشده فزون بر تغيير رنگ بر سختي نيز افزوده است. در محدوده پروانه اين كانسار تودههاي كائولن در هفت نقطه ديده ميشود كه در دو نقطه از آن عمليات اكتشافي براي تعيين ذخيره انجام گرفته است.
منطقه شماره 1
در اين منطقه توده اكتشاف شده كائولن در زير رسوبهاي كنگلومرايي رودخانهاي به ستبراي ميانگين حدود 5 متر قرار گرفته است. با توجه به نمونه برداري انجام شده ستبراي توده اكتشافي طبق نقشه 500:1، بطور ميانگين، 4 متر است و در سطحي معادل 70*30 مترمربع توده كائولن ديده ميشود. اين توده مورد اكتشاف شيبي بسيار كم دارد و زير رسوبات كواترنر واقع شده است.
منطقه شماره 2
در اين منطقه كه در دامنه تپهاي با بلنداي نزديك به 50 متر قرار گرفته است، توده ماده معدني با ابعاد بزرگتر و با ستبراي بيشتر اكتشاف شده است. در اين ناحيه ستبراي توده بررسي شده نزديك به 50 متر و در ازاي آن بيشتر از 120 متر است كه در بلندايي نزديك به 20 متر قابل مشاهده است. اثر و نشان توده كائولن در اين ناحيه در گستره خيلي بيشتري تخمين زده ميشود و طول توده را ميتوان تا حدود 200 متر برآورد كرد ولي قسمتي از آن توسط آبرفت و همچنين واريزه پوشيده شده و اكنون ديده نميشود. توده كائولن بطور حتم در ژرفاي بيشتري نيز دنباله دارد ولي در حال حاضر بيشتر ژرفاي اكتشافي در حدود بلنداي قابل مشاهده منظور شده است. گفتني است براي تعيين ذخيره گمانهزني انجام نشده است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
كائولن بهرهبردار يشده سفيد تا صورتي رنگ نسبتاً سخت و متراكم و داراي چگالي 5/2 تن بر مترمكعب است و در صدر 3O¬2Al آن همانطوريكه در جدول تجزيه كامل آمده است، در حدود 25 درصد است. بررسيهاي انجام شده در اين زمينه نشان ميدهد كه كائولن بهرهبرداري شده براي تهيه سراميك بسيار مناسب و داراي ويژگي هاي شايسته و مورد نياز ميباشد.

جدول 55- پراكندگي كمي دانهها بر حسب درصد وزني

جدول شماره 56- تجزيه شيميايي (درصد) چند نمونه از ماده معدني استخراجي كانسار كوشك ـ نصرت
كانيهاي اصلي: كوارتز، كائولينيت، ايليت
كانيهاي فرعي: اكسيدهاي آهن
ميانگين تجزيه كلي كانيهاي اصلي:
كوارتز: 8/59 درصد كائولينيت: 97/24 درصد
ايليت: 23/15 درصد

جدول شماره 57- درصد ميانگين تجزيه شيميايي براي كل ماده معدني
حرارت ذوب = 1500 درجه سانتيگراد
PH = 94/4
شاخص خميري = 1/24
چگالي = 3gm/cm 85/1
استحكام خمشي خشك = 2Kp/cm 28
افت خشك = 78/2 درصد
افت پخت در C 1280 = 96/3 درصد
افت كلي = 64/7 درصد
افت بعد از پخت در C 1280 = 03/7 درصد
رنگ پخت براساس Al = C.B.C (سفيد
ذخيره
همانطوري كه اشاره شده در دو منطقه عمليات اكتشافي براي تعيين ذخيره انجام شده كه ميزان هر يك در جدول شماره 59 آمده است.

جدول58 - پراكندگي كمي دانهها بر حسب درصد وزني
اين معدن در سال 1347 كشف شده و بروش روباز از آن بهرهبرداي ميشود. در رساله ك.ارزاني ذخيره قطعي اين كانسار 106-3916;2/2 تن و دخيره احتمالي آن 106-3916;8/6 تن آمده است.
•كانسار كائولن ـ ايليتي پرندك
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 58 كيلومتري شمال خاوري ساوه و در كنار كائولن توكل آباد واقع است. اين كانسار در بلنداي 1000 متري از سطح دريا است.
زمينشناسي منطقه
منطقه معدني پرندك، بيشتر از سنگهاي اسيدي و ولكانيك ائوسن و رسوبات كواترنر پوشيده شده است. ريوليت ها، ريوداسيت ها و ايگنمبريت ها تحت تأثير آب به كائولن داراي ايليت تبديل شدهاند.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ذخيره احتمالي اين كانسار 5/2 ميليون تن تخمين زده شده است. لايه اقتصادي آن با 30 متر ضخامت، 1200 متر پهنا دارد و درازاي آن حدود 500 متر است. شيب اين لايه 65 درجه است و در راستاي شيب، كيفيت ماده معدني بهتر ميشود.
تجزيه RBA نمايانگر كوارتز، ايليت، كائولينيت و آلونيت در اين كانسار است.

جدول شماره 59: ميزان ذخيره تعيين شده مناطق 1 و 2 كائولن كوشك نصرت
كانيهاي اصلي: كوارتز، كائولينيت، ايليت
كانيهاي فرعي: آلونيت، پيريت، ليمونيت، هماتيت
ميانگين تجزيه كلي كانيها بر حسب درصد وزني
1/1 = كانيهاي آهن 16/16 = كائولينيت 24/6 = كوارتز
73/1 = آلونيت 77/19 = ايليت

جدول شماره 60- ميانگين تجزيه شيميايي ماده معدني كانسار(تجزيه REM)
PH = 77/4
رنگ پخت براساس C.B.C: سفيد
حرارت ذوب: 1500 درجه سانتيگراد
•كانسار ايليت ـ كائولن توكلآباد
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 65 كيلومتري شمال خاوري ساوه در منطقه زاويه در كنار معادن شيرين گو و پرندك جاي گرفته است.
زمينشناسي كانسار
وضعيت زمينشناسي، آب و هوا و زيربناي اقتصادي اين كانسار مانند شيرينگو و پرندك است. با اين تفاوت كه پيرامون توكلآباد گسلههاي بيشتري نسبت به نواحي ديگر بافت ميشوند كه نشانه فعاليت بيشتر تكتونيكي در اين منطقه است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
ذخيره قطعي 600 هزار تن و ذخيره احتمالي 1 ميليون تن ذكر شده است. ماده معدني اين كانسار بصورت عدسي است. بهرهبرداري از آن با روش روباز انجام ميگيرد.
پايداري خام خمشي كائولن با چگالي خام 65/1 گرم بر سانتيمتر مكعب برابر با 30 كيلو پوند بر سانتيمتر مربع است. شكلپذيري آن (شاخص خميري) 2/92 را نشان ميدهد كه شايسته ريختهگري است.
ميانگين تجزيه شيميايي (درصد):
Al2O3 : 15.46 Fe2O3 : 1.0 TiO2 : 0.2
MgO : 0.7 SrO : 0.011 SiO2 : 78.7
MnO : 2.5 Na2O : 1.3 L.O.I : 3.54
كانيهاي اصلي: كوارتز، كائولينيت، ايليت
كانيهاي فرعي: اكسيدهاي آهن و تيتان
ميانگين تجزيه كلي كانيهاي برحسب درصد وزني:
0/1 = اكسيدهاي آهن و تيتان 53/23 = كائولينيت
78/19 = ايليت
69/55 = كوارتز

جدول شماره61- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
PH = 67/5
افت خشك = 93/2 درصد
افت پخت در C ° 1250= 96/3 درصد
شكلپذيري (شاخص خميري) =2 /29 درصد
افت كلي = 89/6 درصد
استحكام خمشي خشك = 30 kp/cm2
تخلخل بعد از پخت در C °1250 = 62/0 درصد
رنگ پخت براساس C.B.C = 6 A(سفيد)
حرارت ذوب = 1450 درجه سانتيگراد
•كانسار كائولن حجيب
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 55 كيلومتري شمال و شمال باختري ساوه قرار گرفته است و بلنداي منطقه حجيب از سطح دريا 1360 متر است.
زمينشناسي منطقه
منطقه فراگير كانسار را سنگهاي آتشفشاني متعلق به ائوسن از نوع ايگنمبريت، آندزيت، داسيت، توف، ويوليت و بازالت ميپوشاند. منطقه معدني شديداً تكتونيكي و گسلههاي زيادي در آن رخ نمودهاند. راستاي چينهها شمال باختري- جنوب خاوري است. كائولن اين كانسار درنتيجه دگرساني ريوليت پديد آمده است. كانسار كائولن حجيب بدليل داشتن آهن به دو بخش تقسيم شده است:
(A كائولن كمآهن كه كيفيت بهتري دارد و از كوارتز، كائولينيت و آلونيت پديد آمده است.
(B كائولن پرآهن كه از كوارتز، كائولينيت، آلونيت و هماتيت فراهم آمده است. ذخيره كل معدن 500000 تن برآورده شده است.
•كانسار كائولن شيرينگو
در 50 كيلومتري شمال خاوري ساوه و درمنطقه زاويه همچون كانسار كائولن پرندك و توكلآباد واقع شده است. شرايط زمينشناسي اين كانسار مشابه كانسارهاي نامبرده است.
ذخيره اين كانسار لايهاي شكل 100000 تن است و بصورت روباز بهرهبرداري ميشود.
•كانسار كائولن شورجه بولاغ ـ بيدلو
اين كانسار در 83 كيلومتري شمال باختري ساوه در منطقه زاويه واقع است. منطقه شورجه بولاغ ـ بيدلو از نظر زمينشناسي، آب و هوا، زيربناي اقتصادي، مانند منطقه كانسارهاي توكلآباد، پرندك و شيرينگو است. ذخيره كائولن اين كانسار عدسي شكل بر روي هم 450000 تن است.
•كانسار كائولن قزل قشلاق
موقعيت جغرافيائي
اين كانسار در 40 كيلومتري باختر تفرش قرار دارد.
زمينشناسي
كهنترين سنگهاي محدوده قزل- قش را سنگهاي ائوسن پديد ميآورند. سنگهاي ائوسن بطور عمده ريوليتها و توفهاي سبز رنگ بوده كه توسط رسوبها كواترنر پوشيده شدهاند. لايههاي اين سنگها روند شمال باختري تا جنوب خاوري دارند. زاويه شيب آنها 20 درجه به سمت شمال خاوري است. درمنطقه گسلههاي فراوان يافت ميشد كه در دگرساني سنگها و تشكيل كائولن نقشي بسزا داشتهاند.
بهترين و مهمترين كائولن منطقه در جنوب قزل قش واقع است. تجزيه شيميايي نمونههايي از ماده معدني بقرار زير است:
CaC : 5.71 Na2O : 0.16 K2O : 0.16
Al2O3 : 20.7 Fe2O3 : 0.51 TiO2 : 0.21
SiO2 : 66.9 L.O.I : 5.2
•كانسار كائولن ـ رس كندج
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 30 كيلومتري شمال تفرش واقع شده است.
زمينشناسي
اين منطقه از سنگ آهكهاي نوموليتدار با رنگ هاي گوناگون تشكيل يافته است. فورش ماسهاي و گدازه ريوليتي در منطقه نمود دارند. درجنوب باختري در دشت خشك مقدار زيادي توف هاي اسيدي كائولينيتي شده ديده ميشوند. ميانگين تجزيه شيميايي كائولن كندج بشرح زير است.
SiO2 : 69 Al2O3 : 18 Fe2O3 : 0.59
K2O : 0.13 CaO : 0.07 MgO : -
Na2O : 5.33 TiO2 : 0.23 L.O.I : 5.11
د ـ رس هاي كائولينيتي، در استان همدان
كائولن يا خاكنسوز اقتصادي در اين استان گزارش نشده است. ولي سفالهاي مشهور سنتي لالجين نشان از آن دارد كه يك رس شايسته در اين ناحيه هست. قزوين بر آن كورههاي آجرپزي فراواني در اين استان وجود دارد.
•رس لالجين
موقعيت جغرافيايي
لالجين در 20 كيلومتري شمال باختري همدان و در بلنداي 1000 متري از سطح دريا قرار گرفته است. تابستان آن معتدل و زمستان سرد است. سفالهاي اين ناحيه سالهاست كه شهرت دارند و هنوز هم با روشهاي سنتي كاسه، بشقاب و ديگر ظروف سفالين ساخته ميشود.
زمينشناسي منطقه
حد فاصل همدان و لالجين را رسوبهاي كواترنر پوشاندهاند. درشمال خاوري سنگ آهكهاي سازند قم (ميوسن- اليگوسن) جاي دارند و كوههاي الوند در جنوب از فيليت و در شمال باختري از گرانوديوريت و گرانيتها پديد آمدهاند كه اين رسها در اثر فرآيندهاي فرسايشي و رسوبگذاري آنها بوجود آمده است. براي نواحي اطراف همدان ميتوان شرايطي يخچالي معمولي در اوايل كواترنر را پذيرفت.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيه RBA نشان ميدهد كه بيشترين پراكندگي را دانههاي زير 3/6 ميكرون دارند. بوسيله آمادهسازي ميتوان ذرات كوارتز، كلسيت ناخواسته كه بالاي 20 ميكرون هستند را جدا ساخت.
كانيهاي اصلي: كوارتز، ايليت، كلسيت، كائولينيت، كلريت
كانيهاي فرعي: اوليگوكلاز، آلونيت، هماتيت، تركيبات اورگانيك

جدول62- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) بر حسب درصد وزني

جدول شماره 63- ميانگين تجزيه شيميايي

جدول شماره 64- تركيب ميانگين كلي كانيهاي برحسب درصد وزني
PH = 95/7
تخلخل بعد از پخت در C ° 1000 = 4/17 درصد
رنگ پخت براساس نقشه رنگي C.B.C = 8 E (سفيد)
شكلپذيري (شاخص خميري) = 28 درصد
حرارت ذوب = 1150 درجه سانتيگراد
افت خشك = 44/4 درصد
افت پخت = 19/1 درصد در 1000 درجه سانتيگراد
افت كلي = 63/6 درصد
ذخيره احتمالي = 10 ميليون تن
ه ـ رسهاي كائولينيتي ـ در استان سمنان
در استان سمنان تعداد زيادي كانسارهاي كائوليتي و رسهاي معمولي يافت ميشود كه همگي آنها از نوع دگرساناند و از نظر زماني متعلق به ترسير هستند.
•كانسار كائولن ـ آلونيت قوشه
موقعيت جغرافيايي
اين كانسار در 26 كيلومتري دامغان و 11 كيلومتري جنوب خاوري قوشه در استان سمنان واقع شده است در تمام طول سال از اين كانسار ميتوان بهرهبرداري كرد.
زمينشناسي
تمامي محدوده معدني قوشه را رسوبهاي كواترنر ميپوشاند. هرچند كه چگونگي پيدايش ماده معدني در اين كانسار بدرستي معلوم نيست. ولي لايه كائولن به ستبراي گوناگون خود را نشان ميدهد. راستاي لايهبندي شمال خاوري- جنوب باختري است كه 36 درجه بسوي جنوب شيب دارد. كائولن دركنار لايههاي سنگهاي آهكي آهندار قرار گرفته است.
مشخصات كانسار و ويژگيهاي ماده معدني
تجزيههاي RFA اكسيدهاي زير را نشان داده است. (برحسب درصد وزني)
Fe2O3 : 1.20 Al¬2O3 : 34.38 SiO2 : 49.61
Na2O : 2.71 MgO : 0.6 CaO : 0.19
TiO2 : 0.67 P2O5 : 0.28 K2O : 6.23
SO3 : 1.3 V2O5 : 0.024 Cr2O3 : 0.14
L.O.I : 23.79
از تجزيه RBA وجود كائولينيت، سرسيت، ايليت، ناتر و آلونيت و كوارتز (بزرگتر از 20 ميكرون) گزارش شده است. آزمايش REM در محدوده دانههاي كوچكتر از 20 ميكرون وجود مكعب مانندهايي از آلونيت را نشان ميدهد و تجزيه EDS نيز تركيب آلونيتي را تأييد ميكند. در آزمايشهاي انجام گرفته شده براي آمادهسازي، تركيب كوارتز كوچكتر از 20 ميكرون از رس جدا شده است. وجود آلونيت در كانسار قوشه نشانه دگرساني گرمابي فلدسپاتهاي قليايي يا فلدسپاتوئيد در ولكانيكهاي اسيدي تا متوسط است. آزمايشهاي پلاتومتري منحني مطابق با تركيبات ناتر و آلونيتي و كائولينيتي ـ سريسيتي را نشان ميدهد.
كانيهاي اصلي: كائولينيت، ايليت، كوارتز، آلونيت
كانيهاي فرعي: كانيهاي آهندار، كلسيت
ميانگين تجزيه كلي كانيها برحسب درصد وزني:
كائولينيت: 2/46 ايليت: 7/23
كوارتز: ـ/19 آلونيت: 73/15

جدول 65- پراكندگي كمي دانه (خاكشوئي) برحسب درصد وزني
توليدكنندگان کائولن در ايران
تنها كارخانه كانهآرائي كائولن در ايران متعلق به شركت خاك چيني ايران است. اين كارخانه در بخش زنوز از شهرستان مرند آذربايجان شرقي واقع است.
در تاريخ 30/5/72 اين كارخانه شروع به فعاليت نموده است، ظرفيت توليد در سال 72 برابر با 75 هزار تن در سال بوده است كه از سال 74 به بعد به 150 هزار تن افزايش يافته است.
دراين كارخانه كائولن در دو خط توليد (روش خشك- روش مرطوب) تغليظ ميگردد. محصول خط توليد با روش مرطوب، كائولن رشتهاي با مقدار 25 درصد 3O2Al و با روش خشك براساس سفارش مشتري توليد ميگردد كه در آن ميزان 3O2Al حدود 20 درصد است، اين كارخانه ميتواند انواع كائولن براي مصارف مختلف عمدتاً نظير مصارف پوششي و پركننده و همچنين ظروف سراميك و چيني را توليد نمايد.
تجهيزات خط توليد كارخانه از شركتهاي آلماني خريداري شده است. طراحي و ساخت توسط شركت PSP از كشور چك صورت گرفته است. ميزان سرمايهگذاري ارزي اين كارخانه 12 ميليون دلار بوده كه در سال 1364 اولين گشايش آن انجام گرفته است. كل ميزان سرمايهگذاري (ريالي و ارزي) انجام شده 120000 ميليون ريال برآورد و ذكر شده است كه توسط سازمان صنايع ملي و شركتهاي تابعه،شركت سرمايهگذاري تامين اجتماعي و اهالي مرند تامين شده است.
براساس مطالعات صورت گرفته بر روي نمونههاي مختلف كانسار، مشخص شده كه ناخالصي عمدهاي كه خواص تكنولوژيكي اين كانسار را خدشه دار نموده، كوارتز ميباشد. گرچه كوارتز كانيه همراه اكثر كائولن هاي موجود در طبيعت ميباشد، اما بخاطر طبيعت سخت آن در مقايسه با رسها، در بخشهاي دانه درشت كائولنها تجمع دارند و در بخشهاي ريز دانه يعني كمتر از 5 ميكرون بندرت يافت ميشود. بطور مثال نتايج كاني شناسي كائولن كورن وال در انگلستان نشان ميدهد كه كوارتز در ذرات درشتتر از 20 ميكرون يافت ميشود و در بخش ريزتر در قسمت عمدهاي از آن وجود ندارد. بهمين جهت با يك جدايش فيزيكي در دانهبندي آن، كوارتز را از كائولن جدا مينمايند. اين امر در خصوص كائولن زنوز صادق نيست و ذرات كوارتز تا دانهبنديهاي ريز حتي زير 20 ميكرون همراه كائولينيت يافت ميشوند.
براساس مطالعاتي كه بر روي كائولن زنوز ورت گرفته، مشخص شده كه امكان جدايش كوارتز كه به علت خاصيت سايندگي سبب محدوديت مصرف آن در صنايع كاغذسازي ميگردد از طريق فلوكولاسيون انتخابي وجود دارد.
1)كارخانه كائولن شويي زنوز
عمليات اكتشافي معدن زنوز كه در شهريور ماه سال 1364 آغاز شده بود در خرداد ماه سال 1364 با 1606 متر حفاري اكتشافي بكار خود خاتمه داد. بنا به گزارش «شركت صنايع خاك چيني» عمق ماده معدني 220 متر و تعداد 7 پله باز شده اعلام شده است. شروع عمليات استخراج در اين مرحله و حمل به كارخانه در نيمه دوم 1369 صورت گرفته است.
ماشينآلات نصب شده براي احداث كارخانه 1676 تن وزن داشت كه 1312 تن آن ساخت چكسلواكي (PSP) و 116 تن آن ساخت آلمان غربي و 248 تن ساخت داخل است.
براي كارخانه سه خط توليد رد نظر گرفته شده است كه عبارت از خطوط تر و خشك و درجه كاشي ميباشد خطوط تر و خشك هر يك دو محصول تر و خشك دارند. ميزان توليد هر يك از سه خط توليد آنها در سال بشرح زير است:
خطتر درجه يك : 33000 تن، خط خشك درجه يك، 16000 تن
خطتر درجه دو : 12000 تن، خط خشك درجه دو، 29000 تن
ميزان توليد كائولن درجه كاشي: 76000 تن
الف ـ فرآيند توليد
جهت شستشو و تغليظ كائولن، سنگهاي معدني بايد از مراحل مختلفي بگذرند تا خواص شيميايي و فيزيكي مورد نظر را پيدا كنند. اين مراحل بطور پيوسته انجام گرفته و هر مرحله مكمل مرحله قبلي ميباشد. مراحل گوناگون فرآيند تغليظ سنگ معدن زنوز عبارتند از:
1- استخراج مواد خام از معدن
2- ذخيره سازي مواد خام
3- خرد كردن سنگ توسط سنگ شكنهاي اوليه و ثانويه
4- همگن سازي
5- خرد كردن ثانويه توسط آسياها
6- تغليظ
ب ـ مراحل شستشو كائولن درخط توليد
شكل 19 فلوشيت خط توليد كارخانه كائولن شويي زنوز را نشان ميدهد.

شكل شماره 19: فلوشيت خط توليد كارخانه كائولن شوئي زنوز
ج ـ مراحل مختلف توليد كائولن تغليظ نشده معدن زنوز
مراحل مختلف توليد كائولن دركارخانه زنوز به صورت فهرست وار عبارتند از:
1- استخراج و محل از معدن
2- سنگ شكن فكي
3- سنگ شكن مخروطي
4- خط توليد كائولنهاي 2ZK – 1ZK – 1ZHK
5- گالري ارسال كائولن به بخش هموژنيزاسيون
6- بخش هموژنيزاسيون (دستگاههاي انباشد و برداشت).
7- سيلوي ذخيره خط خشك
8- آسيای غلطكي خط خشك
9- سيستم توليد هواي گرم براي آسيا غلطكي
10- سيكلون اوليه
11- فيلتر
12- سيكلون ثانويه
13- كلاسيفاير
14- فيلتر جدا كننده
15- سيلوي ذخيره كائولن زير 20 ميكرون خط خشك
16- سيلوي ذخيره كائولن زير 50 ميكرون خط خشك
17- سيلوي ذخيره كائولن زير 100 ميكرون خط خشك
18- سيلوی ذخيره خط تر
19- آسياي چكشي خط تر (دو عدد)
20- سرند
21- بلانجز استوانهاي
22- سرند حلزوني
23- محل جدايش اولين باطله
24- تانك ذخيره دو غالب كائولن
25- مرحله اول هيدروسيكلون ها به قطر 350 ميليمتر
26- مرحله دوم هيدروسيكلون ها به قطر 150 ميليمتر
27- مرحله سوم هيدروسيكلون ها به قطر 10/50 ميليمتر
28- مرحله چهارم هيدروسيكلون ها به قطر 5/50 ميليمتر
29- تانك جمع آوري ته ريز هيدروسيكلون ها
30- هيدروسيكلون هاي بازيافت به قطر 150 ميليمتر
31- مرحله دوم جدايش باطلهها (2ZS)
32- تانك لاملايري (lamlayers) بازيافت كائولن درجه دو
33- استخر تهنشيني و تزريق پلي الكتروليت و بازيافت آب
34- تانك همگن كننده (سه عدد)
35- فيلتر پرس (دو عدد)
36- توليد كيك از ته ريز هيدروسيكلون هاي مرحله اول
37- دستگاه رشته ساز
38- خشك كن مرحله اول
39- سيستم توليد هواي گرم براي خشك كنها
40- خشك كن مرحله دوم
41- آسيا و جدا كننده براي كائولن ميكرونيزه تر
(Zonoz Wet Micronized Kaolin) (ZWMK)
42- تهيه كائولن رشتهاي
43- سيلوي ذخيره كائولن
44- سيلوي ذخيره كائولن رشتهاي
45- گالري و محل انبار كائولن كيك درجه دو
46-ارسال براي واحد توزيع و بسته بندي
47- خط بستهبندي در كيسههاي يك تني
48- خط كيسه پركني 30 كيلوگرم ZWMK – 2ZMK – 1ZMK
49- خط بستهبندي پالت هاي يك تني
50- بارگيري به تريلر
51- بارگيري به بونگر
52- بارگيري فله به كمپرسي اتاق دار سر پوشيده
د- مصارف گوناگون كائولن فرآوري شده كارخانه زنوز
مصارف گوناگون كائولن فرآوري شده در جدول 41 درج گرديده است. همانطور كه ملاحظه ميگردد اين كارخانه 10 نوع كائولن توليد ميكند كه در كارخانجات بيشماري قابل مصرف ميباشد.

جدول شماره 41: موارد مصرف و كاربرد كائولنهاي توليدي شركت خاك چيني ايران
2- كارخانه كائولن شويي گناباد
جهت شستشوي كائولن گناباد شركت كائولينيت با شركت آلماني AKW قرار داد ساخت يك كارخانه كائولن شوئي را منعقد كرده است ظرفيت كارخانه براي محصول اصل و در جه يك 15000 تن در سال است كه جهت پركننده9 كاغذ درنظر گرفته شده است. كارخانه داراي دو خط تر و خشك ميباشد. مراحل خطوط توليد درنمودار شماره 20 آمده است. محصولات درجه دوم اين كارخانه براي بدنه و بيسكويت كاشي و نيز كاستهاي نسوز مناسب است.

شكل شماره 21: نمودار ساده شده فرآوري كائولن در كارخانه كائولن شوئي گناباد.
3- كارخانه معدن فرآور
كارخانه نسبتاً كوچكي در مشهد به فرآوري كائولن مشغول است كه در سال 1371 راه اندازي شده است. ظرفيت اسمي آن 20000 تن در سال است كه فعلاًميزان توليد آن 10000 تن در سال است و محصول توليدي خود را با اختلاط با كائولن شركت WBB جهت لعاب به فروش ميرساند.

شكل شماره 22: نمودار ساده شده فرآوري كائولن در كارخانه معدن فرآور
مشخصات شيميايي کائولن
كائولينيت اصطلاحاً به رسهايي كه از نظر فيزيكي و شيميايي داراي اكتيويته كم باشند، اطلاق ميگردد. از نظر شيميايي يك نوع سيليكات آبدار آلومينيوم است كه ميزان آلوميناي آن (3O2Al) 5/39 درصد، سيليس (2SiO) 46/5 درصد، و آب 14 درصد ميباشد. معمولاًهمراه با CaO، O2Na، MgO، 3O2Fe، O2K، 2TiO، ميكا، بعلاوه فلدسپات هاي تخريب نشده و تركيبات محتوي كربناتها و يا مواد آلي ميباشد. اكسيد آهن، رنگ كائولن را قرمز يا زرد آجري ميكند و اكسيد منگنز سبب سياه شدن آن ميشود. كائولن در اثر هوازدگي رنگ اصلي خود را از دست داده و رفته رفته قهوهاي ميگردد.
از خصوصيات شيميائي ديگر كائولينيت آن است كه در گستره وسيعي از تغييرات PH تغيير نميكند ولي در اسيد سولفوريك غليظ حل شده، ژل سيليسي از خود بجا ميگذارد. گداخته آن در اسيد كلريدريك نيز حل ميشود.
يكي از مهم ترين خصوصيات صنعتي كائولن ماهيت شيميايي خنثي آن مي باشد. كائولن تحت شرايط شيميايي صنعتي و در محدوده PH بين 3 تا 9 پايدار مي باشد. بنابراين مي تواند به راحتي به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با ساير تركيبات استفاده شود.
كائولينيت در دماي 300-253 درجه سانتيگراد بخش زيادي از آب خود را از دست ميدهد و در دماي 650 درجه سانتيگراد تمامي ملكولهاي آب موجود در شبكه ساختماني آن بخار ميشود. در دماي 800 درجه سانتيگراد اين عمل پايان مييابد و يك كاني بشكل نيمه بلورين بنام متاكائولن به فرمول 2SiO4,3O2Al2 پديد ميآيد. مجموعه واكنش هاي فوق تا پايان اين مرحله از نوع حرارتگير است. چنانچه دما از 800 درجه سانتيگراد بالاتر رود، ساختمان لايهاي كانه شكسته شد و ديگر توان جذب آب دوباره را ندارد. در دماي 925 درجه سانتيگراد واكنش حرارت زايي آن آغاز ميشود و در اين مرحله با خارج شدن سيليس از متاكائولينيت مازاد، تركيب بصورت يك فاز شبكه اسپينل (2SiO3 ,3O2Al2) درميآيد. سيليس آزاد شده بصورت بيشكل (آمورف) و يا نيمه بلورين پديدار ميشود. به گونهاي كه شناسايي آن با آزمايش ديفراكسيون اشعه ايكس امكانپذير نميباشد. در دماي حدود 1100-950 درجه سانتيگراد اين فاز شبه اسپينل شروع به شكسته شدن كرده و بخش زيادتري از سيليس خود را آزاد ميكند.
فرآورده پاياني اين مرحله موليتي است كه احتمالاً مقدار سيليسي آن از تركيب طبيعي موليت بيشتر و سيليس پديد آمده بصورت كريستوباليت ميباشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد.
كانيهاي بدست آمده بصورت كريستوباليت ميباشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد.
كانيهاي بدست آمده از واكنشهاي ياد شده با بالا رفتن دما ناپايدار ميشوند و در اين راستا همواره بسوي نوعي ناپايداري بيشتر ميروند. از اين رو در دماهاي بالاتر از 1300 درجه سانتيگراد يا بيشتر از اين مسير تعادلي كانيهاي كامل شده و به مرحله پايداري ميرسند. در اين مرحلكه كاني موليت بدون سيليس مازاد پديد ميآيد. بنابر اين فاز پاياني اين فرآيندهاي حرارتي شيميايي، موليت و كريستوباليت ميباشد كه مقدار كمي كوارتز و بندرت تريديميت آنها را همراهي ميكنند.
سنگ کائولين برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و سخت تقسيم ميشوند:
1- كائولن داراي پيوندهاي نرم كه عمدتاً در صنايع كاشيسازي و چينيسازي و سراميكسازي و مجمسهسازي مورد استفاده قرار ميگيرند. پيوند در اين كائولن فقط با هيدرات ميسر است.
2- كائولن داراي پيوندهاي سخت كه عمدتاً در صنايع لاستيكسازي و كاغذسازي مصرف دارند. پيوند در اين نوع فقط با كلسيم امكانپذير است و اصطلاحاً در چنين حالتي شبكه پر ميباشد
خصوصيات مهم كائولن
كائولينيت اصطلاحاً به رسهايي كه از نظر فيزيكي و شيميايي داراي اكتيويته كم باشند، اطلاق ميگردد. از نظر شيميايي يك نوع سيليكات آبدار آلومينيوم است كه ميزان آلوميناي آن (3O2Al) 5/39 درصد، سيليس (2SiO) 46/5 درصد، و آب 14 درصد ميباشد. معمولاًهمراه با CaO، O2Na، MgO، 3O2Fe، O2K، 2TiO، ميكا، بعلاوه فلدسپات هاي تخريب نشده و تركيبات محتوي كربناتها و يا مواد آلي ميباشد. اكسيد آهن، رنگ كائولن را قرمز يا زرد آجري ميكند و اكسيد منگنز سبب سياه شدن آن ميشود. كائولن در اثر هوازدگي رنگ اصلي خود را از دست داده و رفته رفته قهوهاي ميگردد.
از خصوصيات شيميائي ديگر كائولينيت آن است كه در گستره وسيعي از تغييرات PH تغيير نميكند ولي در اسيد سولفوريك غليظ حل شده، ژل سيليسي از خود بجا ميگذارد. گداخته آن در اسيد كلريدريك نيز حل ميشود.
يكي از مهم ترين خصوصيات صنعتي كائولن ماهيت شيميايي خنثي آن مي باشد. كائولن تحت شرايط شيميايي صنعتي و در محدوده PH بين 3 تا 9 پايدار مي باشد. بنابراين مي تواند به راحتي به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با ساير تركيبات استفاده شود.
كائولينيت در دماي 300-253 درجه سانتيگراد بخش زيادي از آب خود را از دست ميدهد و در دماي 650 درجه سانتيگراد تمامي ملكولهاي آب موجود در شبكه ساختماني آن بخار ميشود. در دماي 800 درجه سانتيگراد اين عمل پايان مييابد و يك كاني بشكل نيمه بلورين بنام متاكائولن به فرمول 2SiO4,3O2Al2 پديد ميآيد. مجموعه واكنش هاي فوق تا پايان اين مرحله از نوع حرارتگير است. چنانچه دما از 800 درجه سانتيگراد بالاتر رود، ساختمان لايهاي كانه شكسته شد و ديگر توان جذب آب دوباره را ندارد. در دماي 925 درجه سانتيگراد واكنش حرارت زايي آن آغاز ميشود و در اين مرحله با خارج شدن سيليس از متاكائولينيت مازاد، تركيب بصورت يك فاز شبكه اسپينل (2SiO3 ,3O2Al2) درميآيد. سيليس آزاد شده بصورت بيشكل (آمورف) و يا نيمه بلورين پديدار ميشود. به گونهاي كه شناسايي آن با آزمايش ديفراكسيون اشعه ايكس امكانپذير نميباشد. در دماي حدود 1100-950 درجه سانتيگراد اين فاز شبه اسپينل شروع به شكسته شدن كرده و بخش زيادتري از سيليس خود را آزاد ميكند.
فرآورده پاياني اين مرحله موليتي است كه احتمالاً مقدار سيليسي آن از تركيب طبيعي موليت بيشتر و سيليس پديد آمده بصورت كريستوباليت ميباشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد.
كانيهاي بدست آمده بصورت كريستوباليت ميباشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد.
كانيهاي بدست آمده از واكنشهاي ياد شده با بالا رفتن دما ناپايدار ميشوند و در اين راستا همواره بسوي نوعي ناپايداري بيشتر ميروند. از اين رو در دماهاي بالاتر از 1300 درجه سانتيگراد يا بيشتر از اين مسير تعادلي كانيهاي كامل شده و به مرحله پايداري ميرسند. در اين مرحلكه كاني موليت بدون سيليس مازاد پديد ميآيد. بنابر اين فاز پاياني اين فرآيندهاي حرارتي شيميايي، موليت و كريستوباليت ميباشد كه مقدار كمي كوارتز و بندرت تريديميت آنها را همراهي ميكنند.
سنگ کائولين برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و سخت تقسيم ميشوند:
1- كائولن داراي پيوندهاي نرم كه عمدتاً در صنايع كاشيسازي و چينيسازي و سراميكسازي و مجمسهسازي مورد استفاده قرار ميگيرند. پيوند در اين كائولن فقط با هيدرات ميسر است.
2- كائولن داراي پيوندهاي سخت كه عمدتاً در صنايع لاستيكسازي و كاغذسازي مصرف دارند. پيوند در اين نوع فقط با كلسيم امكانپذير است و اصطلاحاً در چنين حالتي شبكه پر ميباشد
كانسارهاي ثانويه كائولن
الف ـ كائولنهاي رسوبي
ب ـ ماسههاي كائولينيتي
ج ـ بال كلي ، خاك نسوز و رس دير گداز
ارتباط گروههاي فوق بصورت تدريجي بوده و شبيه سه زنجير پيوسته به شرح زير است:
ـ كائولنهاي رسوبي ـ رسهاي كائولينيتي
ـ كائولنهاي رسوبي ـ بال كلي ، خاك نسوز، رس دير گداز
ـ بال كلي ، خاك نسوز و رس دير گداز
كائولنهاي رسوبي :
كائولنها در سنگهاي رسولي كه معمولاًداراي درجه خلوص بالا هستند به يكي از اشكال زير تشكيل ميگردند:
1- كائولنهاي اوليه كه بطور برجا تشكيل شدهاند بر اثر فرآيندهاي هوازدگي از محل خود حمل شده و به صورت كاني آواري در حوضچهها و گودالها رسوب ميكنند.
2- قطعات و اجزاءسنگها (كه معمولاًبصورت خاك رس هستند) از منطقه اصلي خود حمل شده و در نقاط ديگر تهنشين ميگردند. قطعات مزبور چه در حين حمل و چه در بعد از تهنشيني تحت تاثير پديده دگرساني و تجزيه (بوسيله فرآيندهاي هوازدگي سطحي،دگرساني در محيطهاي آبي كم عمق مانند درياچهها و تالابها و تغييرات دياژنيكي بعدي) قرار ميگيرند و به كائولن تبديل ميشوند. براي مثال هوازدگي در نواحي استوائي مي تواند رسها با كيفيت پايين را به كانسارهاي كائولن قابل بهرهبرداري تبديل نمايد.
شرايط دگرساني و تغييرات ديانيكي بعدي كانيهاي رسي نسبت به ديگر فرآيندهاي مزبور پيچيدگي بيشتري دارد. تغييرات قابل توجه مجموعه كانيهاي رسي در جريان دياژنز وقتي قابل توجه است كه شرايط رسوبگذاري آن آرام و بطي بوده و عناصر متشكله رسوبي كاملاً ناپايدار باشند و يا هنگاميكه غلظت يوني محيط دريائي و بين ذرهاي در آن خيلي بالا باشد.
در محيطهاي رسوبي عادي كه سرعت رسوبگذاري آن بيش از 1 سانتيمتر در هر هزار سال است،تغييرات دياژنتيك زود هنگام رسوبهاي رسي فقط منجر به مبادله يوني در سطح و در فضاهاي بين لايههاي ورقهها ميشود. بخصوص يون 2+Ca كه روي رس تخريبي تثبيت شده است،غالباً استخلاف شده و به وسيله كاتيونهاي 2+Na+ , K+ , Mg گرفته شده از آب دريا جايگزين ميشود. از همين جابجائي يك نظام بندي جديد و بلورهاي مخفي نيز نتيجه ميگردد.
در بعضي از رسوبهاي احيا كننده مانند ساپروپلهاي دوران چهارم مديترانه شرقي، پديده اضمحلال و فساد رسها نيز ظاهر ميشود. در اين محيطهاي اسيدي و آلي سبب تجزيه انتخابي كانيهايي نظير پلي گورسكيت كه بسيار ظريف ضربهپذير است. بيشتر از كائولينيت كه مقاومترين كانيهاي رسي است، در معرض تجزيه قرار ميگيرند. در مرحله دياژنز تاخيري فشردگي رسوبهاي رسي كه با پيدايش نظام جديدي در ساختمان آنها همراه است، سبب از دست رفتن تخلخل و جذب سريع سطحي و گسترده كاتيونهاي دو ظرفيتي در اولينمرحله دفن شدگي اين كانيها ميشود. اين پديده در اعماق بيشتر دنبال شده و منجر به تشكيل آرژيلت از رسهاي اوليه ميگردد و سپس به تشكيل شيستهاي در هنگام ظهور عوارض ساختماني ختم ميگردد.
رسهاي برجا از نظر رايز (Ries) بشرح زير تقسيم بندي شده است.
1- كائولن: به رنگ سفيد با سوخت سفيد رنگ
رگهاي (Vein) كه معمولاً از هوازدگي دايكها تشكيل شده است.
بالشي (Blanket) كه معمولاً در مناطق سنگهاي آذرين و دگرساني ديده ميشوند.
جايگزيني (Replacement) نظير اينديانيت
2- لايهاي كه از ماسه سنگهاي فلدسپاتدار تشكيل شدهاند.
3- تشكيل كائولن رسوبي نيز ميتواند بصورت تلفيق و تركيبي از روشهاي قبلي انجام ميشود:در اينصورت كائولنهاي ثانويه داراي خاستگاه متعددي ميباشند. خاستگاه برخي كانسارهاي كائولن نيز ميتواند هم اوليه و ثانويه باشد. نظير رسوبهاي با كيفيت پائين كه در اثر هوازدگي در نواحي استوائي به كائولنهاي قابل بهرهبرداري تبديل ميشوند.
در ذخاير نوع رسوبي،فرآيندهاي جور شدگي رسوبي عاملاصلي و مهم تشكيل نهشتههاي كاملاًمتمركز و با عيار بالا و در نتيجه با ارزش اقتصادي زيادي ميباشند. درجه خلوص كائولن به عوامل زير بستگي دارد:
ـ خلوص سنگ مادر
ـ ميزان تجزيه و تخريب
ـ مقدار ناخالصيهاي افزوده شده از ساير منابع
يكي از مهمترين خصوصيات كائولنهاي رسوبي داشتن حدود 60 درصد كاني كائولينيت بعد از شستشو و رنگ سفيد است. همچنين وجود هماهنگي و يكنواختي شكل و ابعاد آن در سطح نسبتاً گسترده، لايهاي مانند و همراه داشتن كانيهاي مانند موسكويت،بيوتيت، كوارتز،اكسيدهاي آهن و روتيل از خصوصيات بارز كائولنهاي رسوبي است. مهمترين ذخاير اين تيپ كائولنهاي رسوبي، كانسارهاي كمربند كائولن جورجيا در جنوب كارولينا در ايالات متحده امريكا است. اين نهشتهها در محيط جزر و مدي فلات درياها در زمان كرتاسه پسين و ترشيري آغازين تشكيل يافتهاند كه از فرسايش سنگهاي متبلور كوهپايههاي و حمل قطعات فرسايش يافته در شرايط محيطي و هوازدگي لاتريتي عميق حاصل ميشود. رسهاي تهنشين شده داراي محتويات آهني زيادي بوده كه در مراحل بعدي (هوازدگي و شستشو) مقدار آهن كاهش و مقدار تيتان افزايش مييابد. تغييرات دياژنيكي بعدي روي اين رسوبات منجر به تشكيل كائولن گرديده است.
برخي بوكسيتهاي نيز بر اثر پديده سيليسي شدن دوباره به كائولن و رسهاي بوكسيتي تبديل شدهاند. از ديگر كائولنهاي رسوبي ميتوان كائولنهاي موجود در حوضه آمازون در برزيل را نام بد. اين نهشتههاي را كه متعلق به زمان ترشيري پسين گزارش نمودهاند داراي يك افق بوكسيتي هوازده در قسمتهاي فوقاني ميباشد. اين افق بوكسيتي در بعضي نواحي ارزش اقتصادي خوبي دارند.
ماسههاي كائولينيتي :
در برخي نواحي دنيا نيز كائولن از ماسههاي حاوي كمتر از 20 درصد كائولن در حال استخراج ميباشد. اين ماسههاي كائولينيتي از دگرساني فلدسپات موجود رد آركوز توسط آبهاي سطحي تشكيل شدهاند. نمونه تيپيك اين نهشتهها در غرب آلمان غربي و اسپانيا، لهستان و چك و اسلواكي گزارش شدهاند. متأسفانه بر روي اغلب معادن كائولن ايران عمليات علمي و سيستماتيك انجام نشده و به همين دليل در مورد ژنز كانه در ايران اطلاعات كافي و قابل اعتمادي وجود ندارد. ولي براساس گزارشات و مطالعات پراكندهايي كه انجام گرفته است ژنز ذخاير كائولن ايران بصورت هر دو نوع اصلي اوليه و ثانويه گزارش شده است.
از جمله ذخاير اوليه كائولن ميتوان به كاني سازي فراوان در باتوليت شيركوه در ناحيه يزد و همچنين معادن معروف زنوز، آبگرم هشترود، و معادن كائولن بوئين زهرا، ساوه،كمربند آتشفشاني ناحيه البرز ـ آذربايجان ، معادن ايسي سو قرآغاج در تبريز، كوشك نصرت در قم، گرانيت دوران در زنجان، ذخاير رباط ترك اصفهان و ناحيه گناباد، اشاره نمود. عموماًمعادن مزبور در سنگهاي آذرين قرار داشته و از نظر زماني از پركامبري تا ائوسن و حتي جوانتر تعلق دارند.
ذخاير كائولن ثانويه در ايران نيز وجود دارد. از جمله ميتوانبه آبرفتهاي مربوط به گرانوديوتهاي شيركوه ناحيه تفت در يزد، ذخاير رسوبي قابل توجه ناحيه آباده (در افقهاي دونين و كربونيفر ـ پرمين) ، خاور ايران و البرز مركزي (در افق پرمو ـ ترياس) و ذخاير كرتاسه بالائي ناحيه زاگرس در ناحيه شهرضا، اشاره نمود.
كانسارهاي اوليه كائولن
كانسارهاي هوازده Weathering
كانسارهاي گرمابي Hydrothermal
كانسارهاي سولفاتار Solfatara
كانسارهاي هوازده (كانسارهاي برجاي مانده)
سنگهاي غني از آلومينيوم نظير شيلها، آرکوزهاي غني از الکالي فلدسپات ، آذرين فلدسپاتوئيد دار ( نفلين سينيت ) ، بازالت كالك آلكالن و آلكالن، گرانيتهاي فوق آلومينيوم و . . . در شرايط آب و هوايي گرم و مرطوب در سطح زمين تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و تغييرات زيادي در تركيب شيميايي و كاني شناختي آنها ايجاد مي شود. آب كافي و دماي مناسب موجب رويش گياهان شده و در نتيجه PH آب كاهش مي يابد. پايداري كانيهاي متشكله سنگها متفاوت بوده و نوع تغييرات آنها نيز يكسان نيست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكيل ذخاير كائولين هوازده عبارتند از:
آب و هواي گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غني از آلومينيوم ، بالا بودن خلل و فرج و درزه و شكستگي در سنگ، پايين بودن سطح آبهاي زيرزميني ، زمان كافي، بالابودن ميزان آبي كه در سنگ جريان داشته است و شست و شو و حمل كاتيونها.
در شرايط مناسب ياد شده اكثر كانيهاي سنگ به استثناي كوارتز تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و به تركيبات ديگر تغيير مي كنند. پتاسيم فلدسپات با كاهش PH به كائولينيت و يا ايليت تبديل مي شود:
پتاسيم فلدسپات + كاهش PH آب كائولينيت + SiO2+KOH
در صورتي كه تمامي KOH شسته شود ، كائولينيت تشكيل خواهد شد (پايين بودن سطح آبهاي زير زميني موجب شست و شوي كامل بيشتر كاتيونها مي شود). اگر سطح آب زيرزميني بالا باشد تمامي K، Na، Ca شسته نخواهد شد و در اين حالت ايليت و اسمكتيت تشكيل مي شود.
اين كانسارها مستقيماً بر اثر فرآيندهاي هوازدگي شيميايي سنگهاي حاوي آلومينوسيليكات همزمان با دفع عناصر قليائي تشكيل ميشوند، و به همين دليل كانسارهاي باقيمانده يا بجا مانده به آنها گفته ميشود.
حاصل عمل هوازدگي در شرايط آب و هوائي استوائي قسمتي بصورت محلول از محيط خارج و قسمت ديگر بشكل مواد سخت تهنشين و در جا باقي ميماند. اين مواد به اشكال زير ميتوانند يافت شوند.
ـ خاكهاي معمولي بيارزش از نظر اقتصادي
ـ محلولهاي بجا مانده كه ميتواند با نفوذ به درون زمين، كانسارهاي اكسيدي را تشكيل و با اينكه با مواد ديگر مخلوط و بصورت غني شده در آيد. كانسارهاي حاصل از اين فعل و انفعالات به نام كانسارهاي سولفيدي سوپرژن و اكسيداسيون معروفند.
ـ مواد باقيمانده بصورت مخلوطي از كانيهاي حاصل از هوازدگي با وزن مخصوص معمول و مواد سنگين مقاوم در برابر عوامل هوازدگي بوده كه امكان جدا شدن اين دو گونه مواد به وسيله عوامل محيطي (مانند هوا و آب) وجود دارد و در نتيجه آن نهشتههاي كانيهاي سنگين با ارزش به نام كانسارهاي كنستانتره مكانيكي تشكيل ميگردد.
ـ مواد بجا مانده داراي كانيهاي با ارزش و كنستانتره شده كه به نام كانسارهاي كنستانتره شده بجا مانده معروفند. ذخائر كائولن و بوكسيت معمولاً از اين نوعند. عمق نفوذ پديده هوازدگي و دگرساني از چند متر تا بيش از صد متر متغيير است. عموماً فرآيندهاي هوازدگي شيميايي كه نهشتههاي كائولن را بوجود ميآورند مشابه با تشكيل بوكسيت است و به همين دليل اغلب بوكسيتهاي لاتريتي اگر خالص باشند، يك افق كائولن در زير آن تشكيل ميگردد. بعبارت ديگر كائولينيتي شدن عالباً بعنوان يك مرحله حد واسط تشكيل بوكسيتهاي لاتريتي ظاهر ميشوند. وجود سولفيدهاي اكسيدي عمل كائولينيتي شدن را تسريع ميبخشد.
كانسارهاي كائولن در جا مانده معمولاً داراي شكل نامنظم و كم و بيش در سنگ مادر بصورت زون دگرساني و هوازده ساپروليتي گسترش دارند. اين كانسارهاي داراي قلوههاي مدور و نامنظم از سنگهاي دست نخورده و يا فقط بصورت جزئي دگرسان شده در مركز شكافهاي بلوكها ميباشد. برخي كانسارهاي كائولن كمربند جورجيا در آمريكا، چك و اسلواكي و برزيل اين نوع ذخاير ميباشند.
كانسارهاي گرمابي
از تأثير محلولهاي گرمابي( كه PH آنها اسيدي است) بر سنگهاي حاوي كانيهاي آلومين سيليكات (نظير فلدسپاتها، فلدسپاتوئيدها، ميكاها و . . .) در شرايط مناسب كائولينيت تشكيل مي شود. ذخاير كائولينيت گرمابي غالباً در زون هاي گسلي قرار دارند، مگر دركانسارهاي پورفيري (نوع قلع- موليبدن و تنگستن) كه منطقه گسترده اي را شامل مي شوند. كائولينيت بخشي از زونهاي آلتراسيون كانسارهاي گرمابي را تشكيل مي دهد .
در اكتشاف كانسارهاي گرمابيAu , Ag , Sb, As , Hg , F ، زون كائولينيت راهنماي مناسبي براي تعيين موقعيت اين ذخاير محسوب مي شود.
پديده دگرساني گرمابي حاصل دگرساني سنگها بوسيله آبهاي گرم است. اين عمل بسيار پيچيده و داراي مراحل متعددي ميباشد. منبع حرارت آبهاي گرم را ميتوان تودههاي نفوذي بزرگ مانند گرانيت و يا از حرارت موجود در اعماق زياد حاصل از تجمع مواد راديواكتيو دانست. تودههاي گرانيتي بيشترين سنگ درونگيز كانسارهاي كائولن اوليه است. بخصوص گرانيتهايي كه بيوتيت و ميكاي آن كم و يا فاقد آنها باشند. در مدت دگرساني گرانيتها مقاديري از آهن خود را آزاد و موجب رنگ آميزي كائولن ميشوند. كانسارهايي از اين قبيل را ميتوان كانسارهاي خاك چيني كورنوال در انگلستان، چك و اسلواكي و فرانسه را نام برد.
پديده كائولينيتي شدن در كانسار كورنوال طي چند مرحله صورت گرفته است. در مرحله اول اين فرآيند كاني سازي موجب ايجاد گرانيتي شدن، تورماليني شدن همراه با كانيهاي قلع، تنگستن و مس ميگردد.
بدنبال آن دو مرحله از دگرساني شامل آرژيلتي شده (حرارت پايين) و همچنين دوره طولاني از گردش آبهاي گرم تازه انجام ميگيرد. محصولات حاصله از تاثيرات مراحل مزبور عموماً مشابه نتايج هوازدگي ميباشد. بعبارت ديگر ميتوان گفت طي اين مراحل، فلدسپاتهاي موجود در گرانيت به كائولينيت همراه با ميكا ريزدانه تبديل ميشود كه در نواحي دگرساني شديد، ميكاي اوليه موجود در گرانيت، خود نيز به كائولينيت تبديل ميگردد.
تودههاي نفوذي و باتوليتهاي گرانيتي را ميتوان منبع حرارت مراحل اوليه دگرساني (حرارت بالا) دانست، در حاليكه دماي حاصل از تشعشات راديواكتيو كه مقدار آن بالاتر از حد معمول اورانيوم و توريوم و گرانيت است. منشاءحرارت مراحل بعدي دگرساني آرژيلتي (حرارت كم) ميباشد.
اگر چه كانسارهاي هوازدگي (نظير كانسارههاي كائولن در بوهيميا در چك و اسلواكي سابق) از اهميت بيشتري نسبت به كانسارهاي دگرساني گرمابي برخوردارند ولي كانسارهاي كوچك حاصل از گرانيتهاي كائولينيتي شده (در انگلستان، فرانسه، گاليا در شمال غرب اسپانيا) نيز از اهميت زيادي برخوردار ميباشند. اين كانسارها به نظر ميرسد عمدتاً حاصل از حرارت بالا نيستند. و عمل هوازدگي نقش بيشتري در تشكيل آنها داشته است.
برخي كانسارهاي كائولن مانند بوريلا (شمال اسپانيا) و سوزو نزديك شانگهاي چين حاصل از دگرساني گرمابي تودههاي نفوذي كوچكتر بوسيله مايعاتي كه احتمالاً گرماي آنها از خود توده سرچشمه گرفته است، تشكيل يافتهاند. بنابراين نهشتههاي كه بدين گونه بوجود ميآيند از نهشته حاصل از هوازدگي شيميايي سوپرژن واقع در كلاههاي هوازده محدودترند اما ممكن است در بخشهاي عميقتر توسعه يابد.
كانسارهاي سولفاتار Solfatara
اين كانسارها مربوط به دگرساني سنگها در شكافهاي آتشفشاني يا شكافهاي گوگردزا، مراحل پاياني فعاليتهاي آتشفشاني اسيدي است. بخارات يا آبهاي گرم كه سرشار از سولفور هستند و در سطح بصورت بخار از چشمههاي آبگرم خارج ميشوند در عبور از اعماق سنگهاي آتشفشاني بطرف بالا موجب دگرساني آنها ميشوند. معمولاًبا توجه به وجود سولفور آلونيت تشكيل ميشود.
كائولنهاي نوع سولفاتاز معمولاً غني از سيليس هستند و به همين دليل سخت و خشن ميباشند. نمونههاي بارز اين نوع كانسارها را ميتوان در نواحي مديترانه نظير رم در ايتاليا، جزيره ميلوز در يونان مشاهده نمود. اين نوع كانسارها عموماً داراي شكل نامنظم و در يك جهت كشيده شده مانند لولهاي شكل يا دانههاي لوبيا دراز ميباشند. اين شكل در ارتباط با امتداد و شكل شكافها و يا افقهاي باز كه حركت آبهاي گرم در آنها جريان دارد، ميباشد.
بعبارت ديگر شكل كانسارهاي سولفاتار بوسيله شكافها و افقهاي باز كه مجراي حركت آبهاي گرم هستند، كنترل ميشود. برخي از اين نوع كانسارها در توفها قرار دارند. و داراي لايهبندي ميباشند.
سن اين نوع كانسارها مانند كانسارهاي هوازدگي به سن سنگ مادر ارتباط ندارد ولي اغلب آنها قديميتر از زمان ترشير نميباشند. به همين دليل سنگهاي مادر خيلي قديميتر از خود كائولن هستند. معدن فعال موجود در دره كوچك آنتي لوب كاليفرنيا در آمريكا تنها كانسار كائولن از اين نوع گزارش شده است.
زمين شناسي کائولن
كانسارهاي كائولن بر جا مانده
كانسارهاي كائولن رسوبي
كانسارهاي كائولن گرمابي
براساس تقسيم بندي ديگري ذخاير كائولين به انواع ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده و ذخاير دياژنزي تقسيم مي شوند.
كانسارهاي اوليه كائولن:
كانسارهاي كائولن اوليه در جا بوسيله تجزيه و دگرساني برخي كانيها مانند فلدسپات يا سيليكاتهاي آلومينيوم ديگر و تبديل آنها به كائولينيت تشكيل ميشوند. كانسارهاي كائولن اوليه براساس نحوه تشكيل آن به سه نوع زير تقسيم ميشوند:
٭ كانسارهاي هوازده Weathering
٭ كانسارهاي گرمابي Hydrothermal
٭ كانسارهاي سولفاتار Solfatara
كانسارهاي هوازده (كانسارهاي برجاي مانده)
سنگهاي غني از آلومينيوم نظير شيلها، آرکوزهاي غني از الکالي فلدسپات، آذرين فلدسپاتوئيد دار (نفلين سينيت)، بازالت كالك آلكالن و آلكالن، گرانيت هاي فوق آلومينيوم و... در شرايط آب و هوايي گرم و مرطوب در سطح زمين تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و تغييرات زيادي در تركيب شيميايي و كاني شناختي آنها ايجاد مي شود. آب كافي و دماي مناسب موجب رويش گياهان شده و در نتيجه PH آب كاهش مي يابد. پايداري كانيهاي متشكله سنگها متفاوت بوده و نوع تغييرات آنها نيز يكسان نيست.
عوامل مهم و مؤثر در تشكيل ذخاير كائولين هوازده عبارتند از:
آب و هواي گرم و مرطوب، كاهش PH آب، سنگ مادر غني از آلومينيوم، بالا بودن خلل و فرج و درزه و شكستگي در سنگ، پايين بودن سطح آبهاي زيرزميني، زمان كافي، بالابودن ميزان آبي كه در سنگ جريان داشته است و شست و شو و حمل كاتيون ها.
در شرايط مناسب ياد شده اكثر كانيهاي سنگ به استثناي كوارتز تحت تأثير هوازدگي شيميايي واقع شده و به تركيبات ديگر تغيير مي كنند. پتاسيم فلدسپات با كاهش PH به كائولينيت و يا ايليت تبديل مي شود:

در صورتي كه تمامي KOH شسته شود، كائولينيت تشكيل خواهد شد (پايين بودن سطح آبهاي زير زميني موجب شست و شوي كامل بيشتر كاتيونها مي شود). اگر سطح آب زيرزميني بالا باشد تمامي K، Na، Ca شسته نخواهد شد و در اين حالت ايليت و اسمكتيت تشكيل مي شود.
اين كانسارها مستقيماً بر اثر فرآيندهاي هوازدگي شيميايي سنگهاي حاوي آلومينوسيليكات همزمان با دفع عناصر قليائي تشكيل ميشوند، و به همين دليل كانسارهاي باقيمانده يا بجا مانده به آنها گفته ميشود.
حاصل عمل هوازدگي در شرايط آب و هوائي استوائي قسمتي بصورت محلول از محيط خارج و قسمت ديگر بشكل مواد سخت تهنشين و در جا باقي ميماند. اين مواد به اشكال زير ميتوانند يافت شوند:
ـ خاكهاي معمولي بيارزش از نظر اقتصادي
ـ محلولهاي بجا مانده كه ميتواند با نفوذ به درون زمين، كانسارهاي اكسيدي را تشكيل و با اينكه با مواد ديگر مخلوط و بصورت غني شده در آيد. كانسارهاي حاصل از اين فعل و انفعالات به نام كانسارهاي سولفيدي سوپرژن و اكسيداسيون معروفند.
ـ مواد باقيمانده بصورت مخلوطي از كانيهاي حاصل از هوازدگي با وزن مخصوص معمول و مواد سنگين مقاوم در برابر عوامل هوازدگي بوده كه امكان جدا شدن اين دو گونه مواد به وسيله عوامل محيطي (مانند هوا و آب) وجود دارد و در نتيجه آن نهشتههاي كانيهاي سنگين با ارزش به نام كانسارهاي كنستانتره مكانيكي تشكيل ميگردد.
ـ مواد بجا مانده داراي كانيهاي با ارزش و كنستانتره شده كه به نام كانسارهاي كنسانتره شده بجا مانده معروفند. ذخائر كائولن و بوكسيت معمولاً از اين نوعند. عمق نفوذ پديده هوازدگي و دگرساني از چند متر تا بيش از صد متر متغير است. عموماً فرآيندهاي هوازدگي شيميايي كه نهشتههاي كائولن را بوجود ميآورند مشابه با تشكيل بوكسيت است و به همين دليل اغلب بوكسيتهاي لاتريتي اگر خالص باشند، يك افق كائولن در زير آن تشكيل ميگردد. بعبارت ديگر كائولينيتي شدن عالباً بعنوان يك مرحله حد واسط تشكيل بوكسيتهاي لاتريتي ظاهر ميشوند. وجود سولفيدهاي اكسيدي عمل كائولينيتي شدن را تسريع ميبخشد.
كانسارهاي كائولن در جا مانده معمولاً داراي شكل نامنظم و كم و بيش در سنگ مادر بصورت زون دگرساني و هوازده ساپروليتي گسترش دارند. اين كانسارهاي داراي قلوههاي مدور و نامنظم از سنگهاي دست نخورده و يا فقط بصورت جزئي دگرسان شده در مركز شكاف هاي بلوكها ميباشد. برخي كانسارهاي كائولن كمربند جورجيا در آمريكا، چك و اسلواكي و برزيل اين نوع ذخاير ميباشند.
كانسارهاي گرمابي
از تأثير محلول هاي گرمابي( كه PH آنها اسيدي است) بر سنگهاي حاوي كانيهاي آلومين سيليكات (نظير فلدسپات ها، فلدسپاتوئيدها، ميكاها و...) در شرايط مناسب كائولينيت تشكيل مي شود. ذخاير كائولينيت گرمابي غالباً در زون هاي گسلي قرار دارند، مگر دركانسارهاي پورفيري (نوع قلع- موليبدن و تنگستن) كه منطقه گسترده اي را شامل مي شوند. كائولينيت بخشي از زونهاي آلتراسيون كانسارهاي گرمابي را تشكيل مي دهد.
در اكتشاف كانسارهاي گرمابيAu , Ag , Sb, As , Hg , F ، زون كائولينيت راهنماي مناسبي براي تعيين موقعيت اين ذخاير محسوب مي شود.
پديده دگرساني گرمابي حاصل دگرساني سنگها بوسيله آبهاي گرم است. اين عمل بسيار پيچيده و داراي مراحل متعددي ميباشد. منبع حرارت آبهاي گرم را ميتوان تودههاي نفوذي بزرگ مانند گرانيت و يا از حرارت موجود در اعماق زياد حاصل از تجمع مواد راديواكتيو دانست. تودههاي گرانيتي بيشترين سنگ درونگيز كانسارهاي كائولن اوليه است. بخصوص گرانيتهايي كه بيوتيت و ميكاي آن كم و يا فاقد آنها باشند. در مدت دگرساني گرانيتها مقاديري از آهن خود را آزاد و موجب رنگ آميزي كائولن ميشوند. كانسارهايي از اين قبيل را ميتوان كانسارهاي خاك چيني كورنوال در انگلستان، چك و اسلواكي و فرانسه را نام برد.
پديده كائولينيتي شدن در كانسار كورنوال طي چند مرحله صورت گرفته است. در مرحله اول اين فرآيند كاني سازي موجب ايجاد گرانيتي شدن، تورماليني شدن همراه با كانيهاي قلع، تنگستن و مس ميگردد.
بدنبال آن دو مرحله از دگرساني شامل آرژيلتي شده (حرارت پايين) و همچنين دوره طولاني از گردش آبهاي گرم تازه انجام ميگيرد. محصولات حاصله از تاثيرات مراحل مزبور عموماً مشابه نتايج هوازدگي ميباشد. بعبارت ديگر ميتوان گفت طي اين مراحل، فلدسپات هاي موجود در گرانيت به كائولينيت همراه با ميكا ريزدانه تبديل ميشود كه در نواحي دگرساني شديد، ميكاي اوليه موجود در گرانيت، خود نيز به كائولينيت تبديل ميگردد.
تودههاي نفوذي و باتوليت هاي گرانيتي را ميتوان منبع حرارت مراحل اوليه دگرساني (حرارت بالا) دانست، در حاليكه دماي حاصل از تشعشات راديواكتيو كه مقدار آن بالاتر از حد معمول اورانيوم و توريوم و گرانيت است. منشاءحرارت مراحل بعدي دگرساني آرژيلتي (حرارت كم) ميباشد.
اگر چه كانسارهاي هوازدگي (نظير كانسارههاي كائولن در بوهيميا در چك و اسلواكي سابق) از اهميت بيشتري نسبت به كانسارهاي دگرساني گرمابي برخوردارند ولي كانسارهاي كوچك حاصل از گرانيتهاي كائولينيتي شده (در انگلستان، فرانسه، گاليا در شمال غرب اسپانيا) نيز از اهميت زيادي برخوردار ميباشند. اين كانسارها به نظر ميرسد عمدتاً حاصل از حرارت بالا نيستند. و عمل هوازدگي نقش بيشتري در تشكيل آنها داشته است.
برخي كانسارهاي كائولن مانند بوريلا (شمال اسپانيا) و سوزو نزديك شانگهاي چين حاصل از دگرساني گرمابي تودههاي نفوذي كوچكتر بوسيله مايعاتي كه احتمالاً گرماي آنها از خود توده سرچشمه گرفته است، تشكيل يافتهاند. بنابراين نهشتههاي كه بدين گونه بوجود ميآيند از نهشته حاصل از هوازدگي شيميايي سوپرژن واقع در كلاههاي هوازده محدودترند اما ممكن است در بخشهاي عميقتر توسعه يابد.
-كانسارهاي سولفاتار Solfatara
اين كانسارها مربوط به دگرساني سنگها در شكافهاي آتشفشاني يا شكافهاي گوگردزا، مراحل پاياني فعاليتهاي آتشفشاني اسيدي است. بخارات يا آبهاي گرم كه سرشار از سولفور هستند و در سطح بصورت بخار از چشمههاي آبگرم خارج ميشوند در عبور از اعماق سنگهاي آتشفشاني بطرف بالا موجب دگرساني آنها ميشوند. معمولاًبا توجه به وجود سولفور آلونيت تشكيل ميشود.
كائولنهاي نوع سولفاتاز معمولاً غني از سيليس هستند و به همين دليل سخت و خشن ميباشند. نمونههاي بارز اين نوع كانسارها را ميتوان در نواحي مديترانه نظير رم در ايتاليا، جزيره ميلوز در يونان مشاهده نمود. اين نوع كانسارها عموماً داراي شكل نامنظم و در يك جهت كشيده شده مانند لولهاي شكل يا دانههاي لوبيا دراز ميباشند. اين شكل در ارتباط با امتداد و شكل شكاف ها و يا افقهاي باز كه حركت آبهاي گرم در آنها جريان دارد، ميباشد.
بعبارت ديگر شكل كانسارهاي سولفاتار بوسيله شكافها و افقهاي باز كه مجراي حركت آبهاي گرم هستند، كنترل ميشود. برخي از اين نوع كانسارها در توفها قرار دارند. و داراي لايهبندي ميباشند.
سن اين نوع كانسارها مانند كانسارهاي هوازدگي به سن سنگ مادر ارتباط ندارد ولي اغلب آنها قديميتر از زمان ترشير نميباشند. به همين دليل سنگهاي مادر خيلي قديميتر از خود كائولن هستند. معدن فعال موجود در دره كوچك آنتي لوب كاليفرنيا در آمريكا تنها كانسار كائولن از اين نوع گزارش شده است.
ذخاير کائولن ثانويه :
كانسارهاي ثانويه پس از حمل و نقل و رسوب كردن معمولاً در آبهاي دور از محل اصلي خود تشكيل ميشوند. كائولنهاي ثانويه نيز به سه گروه تقسيم ميشوند.
الف ـ كائولنهاي رسوبي
ب ـ ماسههاي كائولينيتي
ج ـ بال كلي، خاك نسوز و رس دير گداز
ارتباط گروههاي فوق بصورت تدريجي بوده و شبيه سه زنجير پيوسته به شرح زير است:
٭ كائولنهاي رسوبي - رسهاي كائولينيتي
٭ كائولنهاي رسوبي- بال كلي، خاك نسوز، رس دير گداز
٭ بال كلي، خاك نسوز و رس دير گداز
كائولنهاي رسوبي :
كائولنها در سنگهاي رسوبي كه معمولاًداراي درجه خلوص بالا هستند به يكي از اشكال زير تشكيل ميگردند:
1- كائولنهاي اوليه كه بطور برجا تشكيل شدهاند بر اثر فرآيندهاي هوازدگي از محل خود حمل شده و به صورت كاني آواري در حوضچهها و گودالها رسوب ميكنند.
2- قطعات و اجزاءسنگها (كه معمولاًبصورت خاك رس هستند) از منطقه اصلي خود حمل شده و در نقاط ديگر تهنشين ميگردند. قطعات مزبور چه در حين حمل و چه در بعد از تهنشيني تحت تاثير پديده دگرساني و تجزيه (بوسيله فرآيندهاي هوازدگي سطحي، دگرساني در محيطهاي آبي كم عمق مانند درياچهها و تالابها و تغييرات دياژنيكي بعدي) قرار ميگيرند و به كائولن تبديل ميشوند. براي مثال هوازدگي در نواحي استوائي مي تواند رسها با كيفيت پايين را به كانسارهاي كائولن قابل بهرهبرداري تبديل نمايد.
شرايط دگرساني و تغييرات ديانيكي بعدي كانيهاي رسي نسبت به ديگر فرآيندهاي مزبور پيچيدگي بيشتري دارد. تغييرات قابل توجه مجموعه كانيهاي رسي در جريان دياژنز وقتي قابل توجه است كه شرايط رسوبگذاري آن آرام و بطئي بوده و عناصر متشكله رسوبي كاملاً ناپايدار باشند و يا هنگامي كه غلظت يوني محيط دريائي و بين ذرهاي در آن خيلي بالا باشد.
در محيطهاي رسوبي عادي كه سرعت رسوبگذاري آن بيش از 1 سانتيمتر در هر هزار سال است،تغييرات دياژنتيك زود هنگام رسوبهاي رسي فقط منجر به مبادله يوني در سطح و در فضاهاي بين لايههاي ورقهها ميشود. بخصوص يون 2+Ca كه روي رس تخريبي تثبيت شده است،غالباً استخلاف شده و به وسيله كاتيونهاي 2+Na+ , K+ , Mg گرفته شده از آب دريا جايگزين ميشود. از همين جابجايي يك نظام بندي جديد و بلورهاي مخفي نيز نتيجه ميگردد.
در بعضي از رسوبهاي احيا كننده مانند ساپروپلهاي دوران چهارم مديترانه شرقي، پديده اضمحلال و فساد رسها نيز ظاهر ميشود. در اين محيطهاي اسيدي و آلي سبب تجزيه انتخابي كانيهايي نظير پلي گورسكيت كه بسيار ظريف ضربهپذير است. بيشتر از كائولينيت كه مقاومترين كانيهاي رسي است، در معرض تجزيه قرار ميگيرند. در مرحله دياژنز تاخيري فشردگي رسوبهاي رسي كه با پيدايش نظام جديدي در ساختمان آنها همراه است، سبب از دست رفتن تخلخل و جذب سريع سطحي و گسترده كاتيونهاي دو ظرفيتي در اولينمرحله دفن شدگي اين كانيها ميشود. اين پديده در اعماق بيشتر دنبال شده و منجر به تشكيل آرژيلت از رسهاي اوليه ميگردد و سپس به تشكيل شيستهاي در هنگام ظهور عوارض ساختماني ختم ميگردد.
رسهاي برجا از نظر رايز (Ries) بشرح زير تقسيم بندي شده است.
1- كائولن: به رنگ سفيد با سوخت سفيد رنگ
٭ رگهاي (Vein) كه معمولاً از هوازدگي دايكها تشكيل شده است.
٭ بالشي (Blanket) كه معمولاً در مناطق سنگهاي آذرين و دگرساني ديده ميشوند.
٭ جايگزيني (Replacement) نظير اينديانيت
2- لايهاي كه از ماسه سنگهاي فلدسپاتدار تشكيل شدهاند.
3- تشكيل كائولن رسوبي نيز ميتواند بصورت تلفيق و تركيبي از روشهاي قبلي انجام ميشود.
در اين صورت كائولنهاي ثانويه داراي خاستگاه متعددي ميباشند. خاستگاه برخي كانسارهاي كائولن نيز ميتواند هم اوليه و ثانويه باشد. نظير رسوبهاي با كيفيت پائين كه در اثر هوازدگي در نواحي استوائي به كائولنهاي قابل بهرهبرداري تبديل ميشوند.
در ذخاير نوع رسوبي، فرآيندهاي جور شدگي رسوبي عاملاصلي و مهم تشكيل نهشتههاي كاملاًمتمركز و با عيار بالا و در نتيجه با ارزش اقتصادي زيادي ميباشند. درجه خلوص كائولن به عوامل زير بستگي دارد:
٭ خلوص سنگ مادر
٭ ميزان تجزيه و تخريب
٭ مقدار ناخالصيهاي افزوده شده از ساير منابع
يكي از مهمترين خصوصيات كائولنهاي رسوبي داشتن حدود 60 درصد كاني كائولينيت بعد از شستشو و رنگ سفيد است. همچنين وجود هماهنگي و يكنواختي شكل و ابعاد آن در سطح نسبتاً گسترده، لايهاي مانند و همراه داشتن كانيهاي مانند موسكوويت، بيوتيت، كوارتز، اكسيدهاي آهن و روتيل از خصوصيات بارز كائولنهاي رسوبي است. مهمترين ذخاير اين تيپ كائولنهاي رسوبي، كانسارهاي كمربند كائولن جورجيا در جنوب كارولينا در ايالات متحده امريكا است. اين نهشتهها در محيط جزر و مدي فلات درياها در زمان كرتاسه پسين و ترشيري آغازين تشكيل يافتهاند كه از فرسايش سنگهاي متبلور كوهپايههاي و حمل قطعات فرسايش يافته در شرايط محيطي و هوازدگي لاتريتي عميق حاصل ميشود. رسهاي تهنشين شده داراي محتويات آهني زيادي بوده كه در مراحل بعدي (هوازدگي و شستشو) مقدار آهن كاهش و مقدار تيتان افزايش مييابد. تغييرات دياژنيكي بعدي روي اين رسوبات منجر به تشكيل كائولن گرديده است.
برخي بوكسيتهاي نيز بر اثر پديده سيليسي شدن دوباره به كائولن و رسهاي بوكسيتي تبديل شدهاند. از ديگر كائولنهاي رسوبي ميتوان كائولنهاي موجود در حوضه آمازون در برزيل را نام برد. اين نهشتههاي را كه متعلق به زمان ترشيري پسين گزارش نمودهاند داراي يك افق بوكسيتي هوازده در قسمتهاي فوقاني ميباشد. اين افق بوكسيتي در بعضي نواحي ارزش اقتصادي خوبي دارند.
ماسههاي كائولينيتي :
در برخي نواحي دنيا نيز كائولن از ماسههاي حاوي كمتر از 20 درصد كائولن در حال استخراج ميباشد. اين ماسههاي كائولينيتي از دگرساني فلدسپات موجود رد آركوز توسط آبهاي سطحي تشكيل شدهاند. نمونه تيپيك اين نهشتهها در غرب آلمان غربي و اسپانيا، لهستان و چك و اسلواكي گزارش شدهاند. متأسفانه بر روي اغلب معادن كائولن ايران عمليات علمي و سيستماتيك انجام نشده و به همين دليل در مورد ژنز كانه در ايران اطلاعات كافي و قابل اعتمادي وجود ندارد. ولي براساس گزارشات و مطالعات پراكندهايي كه انجام گرفته است ژنز ذخاير كائولن ايران بصورت هر دو نوع اصلي اوليه و ثانويه گزارش شده است.
از جمله ذخاير اوليه كائولن ميتوان به كاني سازي فراوان در باتوليت شيركوه در ناحيه يزد و همچنين معادن معروف زنوز، آبگرم هشترود و معادن كائولن بوئين زهرا، ساوه، كمربند آتشفشاني ناحيه البرز- آذربايجان، معادن ايسي سو قرآغاج در تبريز، كوشك نصرت در قم، گرانيت دوران در زنجان، ذخاير رباط ترك اصفهان و ناحيه گناباد، اشاره نمود. عموماًمعادن مزبور در سنگهاي آذرين قرار داشته و از نظر زماني از پركامبرين تا ائوسن و حتي جوانتر تعلق دارند.
ذخاير كائولن ثانويه در ايران نيز وجود دارد. از جمله ميتوان به آبرفتهاي مربوط به گرانوديوريت هاي شيركوه ناحيه تفت در يزد، ذخاير رسوبي قابل توجه ناحيه آباده (در افقهاي دونين و كربونيفر- پرمين)، خاور ايران و البرز مركزي (در افق پرمو- ترياس) و ذخاير كرتاسه بالائي ناحيه زاگرس در ناحيه شهرضا، اشاره نمود.
معدن كائولن رخ سفيد
این معدن در موقعت معادن کائولن باغ سیاه و گناباد در حوالی شهرستان گناباد قرار داشته و وجه تسميه اين معدن به دليل وجود رنگ بسيار سفيد آن مي باشد كه سبب نمود پيدا كردن معدن به صورت منظره سفيد رنگ شده است.
اين كانسار نيز مانند دو معدن قبل روز باز است و به فرم پله اي استخراج مي شود. خصوصيات كلي معدن به شرح زير مي باشد:
1- در قسمت فوقاني معدن يك لايه تيره رنگ با ضخامت چند سانتي متر مشاهده مي شود.
2- در پله اول آلودگي به اكسيد آهن زياد و ميزان سليس بسيار بالاست.
3- در پله دوم آغشتگي به اكسيد آهن كمتر است.
4- در پله هاي سوم و چهارم كه همسطح زمين هستند آغشتگي اكسيد آهن بسيار كم است و عملا مي توانيم بگوييم كه نسبت به پله هاي قبلي اكسيد آهن بسيار كمي وجود دارد. احتمالا بخش ماده معدني مرغوب در اين پله بوده است كه استخراج شده است.
5- در محل پله چهارم شكافي باز شده است كه اگر راسته همين دهنه را بگيريم به سمت بالا مي رود. اين شكاف يا شكستگي در حقيقت گسل است و حاشيه سمت چپ آن آغشته به اكسيد آهن شده است . لازم به ذكر است كه در وسط اين شكاف باند سفيد رنگي مشاهده مي شود كه داراي كائولن با كيفيت خوب است. كائولن با كيفيت بالا در اين قسمت خود مويد گسليده بودن اين مكان مي باشد كه محلولها در اين قسمت بيشتر اثر گذار بوده اند پس به طور خلاصه با توجه به توضيحاتي كه داده شد مي توان بيان كرد كه در اين محل اكسيد آهن زياد وتركيب كائولن با كيفيت خوب مشاهده مي شود.
6- بعد از پله چهارم در محل پايين تر از تراز توپوگرافي ماده معدني مرغوب وجود داشته كه علي الاصول اين ماده مصرفي را استخراج كرده اند.
در محل اين معدن ترانشه هايي براي اكتشاف بيشتر زده شده است و مواد معدني استخراج شده به صورت دپو در بعضي از قسمتها مشاهده مي شود.
ماده معدني اين معدن از نظر كيفيت تفاوتي با دو كانسار كائولن قبلي ندارد اما به لحاظ ميزان ذخيره بازدهي كمتري دارد و اين معدن به خاطر برداشت ماده معدني در عمق زياد به آبهاي زير زميني برخورد كرده است . اين مسئله به خاطر تجمع آبهاي زير زميني و گاها سطحي در بخش هايي از معدن باعث آلودگي آن شده است و اين موضوع سبب گل آلود شدن معدن شد كه باعث اشكال در كار استخراج كائولن مي شود. لذا براي تخليه آب بايستي در اين محل پمپ آب بگذارند.
توليد کائولن ايران و جهان
توليد کائولن در جهان ، طي سال هاي اخير هرچند روند صعودي داشته است وليکن متوسط نرخ رشد بسيار پايين 01/0 % آن حاکي از ثبات و تعادل نسبي در بحث توليد ، عرضه و تقاضا مي باشد .
دلايل اصلي اين ثبات را مي توان موارد ذيل دانست :
1- کاهش شديد توليد کشورهاي ايالات متحده امريکا و انگلستان که اين کاهش در توليد به دليل کاهش تقاضاي کشورهاي اروپايي و اين کاهش تقاضا نيز خود نتيجه استفاده کشورهاي اروپايي از جايگزين هاي کائولن ( کربنات کلسيم ) مي باشد .
2- به دليل ارزان بودن کائولن توليدي کشور برزيل نسبت به ايالات متحده ، کشورهاي امريکاي لاتين ، کائولن مصرفي خود را از کشور برزيل تأمين مي کنند و اين مسئله خود باعث افزايش توليد کشور برزيل و کاهش توليد ايالات متحده امريکا ( به عنوان بزرگترين توليدکننده کائولن جهان ) شده است .
3- با توسعه تکنولوژي معدنکاري در کشورهاي خاور دور ، اين کشورها با افزايش توليد کائولن قادر به تأمين نياز کارخانجات کاغذسازي و سراميک سازي خود شده اند که اين امر باعث افزايش توليد کشورهاي خاور دور و کاهش توليد ايالات متحده شده است .
تغيير در هر يک از موارد فوق مي توان يک نوسان در ميزان توليد کائولن در جهان را شاهد بود که اين تغيير مي تواند کاهش يا افزايش باشد .
علاوه بر مسائل اقتصادي و سياسي کشورهاي جهان ، بحث عرضه و تقاضا نيز تأثير به سزايي در ميزان توليد جهاني مواد معدني دارد .
ميانگين توليد جهاني کائولن 21780 هزار تن با متوسط نرخ رشد 01/0 % افزايش از 21400 هزار تن در سال 1997 به 22000 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
در بين توليد كنندگان کائولن ، كشور ايالات متحده امريکا با ميانگين توليد ساليانه 8998 هزارتن در رتبه اول قرار دارد. توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 2/4 % کاهش از 9280 هزار تن در سال 1997 به 8110 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
كشور انگلستان با ميانگين توليد ساليانه 2/2327 هزارتن در رتبه دوم قرار دارد . توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 66/1 % کاهش از 2360 هزار تن در سال 1997 به 2204 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
كشور برزيل با ميانگين توليد ساليانه 8/1665 هزارتن در رتبه سوم قرار دارد . توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 28/7 % افزايش از 1349 هزار تن در سال 1997 به 2000 هزار تن در سال 2001 رسيده است . چين و کره جنوبي در مكان هاي بعدي قرار دارند .
توليد كنندگان اصلي كائولن تصفيه شده آمريكا، انگليس، برزيل، استراليا، آلمان ، چك و اسلواکي هستند که صادر كننده اصلي بازار انواع كائولن با كيفيت بالا را كه در رنگسازي، كاغذ و پلاستيك بكار ميرود ، را به خود اختصاص داده اند. كائولن با كيفيت كمتر كه در نسوز، سراميك و... كاربرد دارد ، توسط كلمبيا، كره جنوبي، ازبكستان و اكراين کنترل ميشود. در اين ميان توليد ايران بر اساس گزارشات راسكيل 500 هزار تن بر سال مي باشد.
تعداد 65 معدن کائولن و خاک نسوز در کشور در حال بهره برداري هستند که به طور متوسط حدود 2/1 ميليون تن کائولن و خاک نسوز در سال توليد مي نمايند که حدود 1 ميليون تن آن به فروش رسانده مي شد . به طور کلي روند توليد صعودي است وليکن در بعضي سالها نوساناتي داشته است .
ميزان توليد در سال 1380 بيش از 12 % نسبت به سال 1376 افزايش داشته است و اين در حالي است که ميزان فروش حدود 26 % رشد نشان مي دهد . با توجه به اين اعداد و ارقام مي توان گفت که تعداد و يا ظرفيت مصرف کنندگان در طي سال هاي تخير افزايش يافته است .
توليد کائولن ايران و جهان :
توليد کائولن در جهان ، طي سال هاي اخير هرچند روند صعودي داشته است وليکن متوسط نرخ رشد بسيار پايين 01/0 % آن حاکي از ثبات و تعادل نسبي در بحث توليد ، عرضه و تقاضا مي باشد .
دلايل اصلي اين ثبات را مي توان موارد ذيل دانست :
1- کاهش شديد توليد کشورهاي ايالات متحده امريکا و انگلستان که اين کاهش در توليد به دليل کاهش تقاضاي کشورهاي اروپايي و اين کاهش تقاضا نيز خود نتيجه استفاده کشورهاي اروپايي از جايگزين هاي کائولن ( کربنات کلسيم ) مي باشد .
2- به دليل ارزان بودن کائولن توليدي کشور برزيل نسبت به ايالات متحده ، کشورهاي امريکاي لاتين ، کائولن مصرفي خود را از کشور برزيل تأمين مي کنند و اين مسئله خود باعث افزايش توليد کشور برزيل و کاهش توليد ايالات متحده امريکا ( به عنوان بزرگترين توليدکننده کائولن جهان ) شده است .
3- با توسعه تکنولوژي معدنکاري در کشورهاي خاور دور ، اين کشورها با افزايش توليد کائولن قادر به تأمين نياز کارخانجات کاغذسازي و سراميک سازي خود شده اند که اين امر باعث افزايش توليد کشورهاي خاور دور و کاهش توليد ايالات متحده شده است .
تغيير در هر يک از موارد فوق مي توان يک نوسان در ميزان توليد کائولن در جهان را شاهد بود که اين تغيير مي تواند کاهش يا افزايش باشد .
علاوه بر مسائل اقتصادي و سياسي کشورهاي جهان ، بحث عرضه و تقاضا نيز تأثير به سزايي در ميزان توليد جهاني مواد معدني دارد .
ميانگين توليد جهاني کائولن 21780 هزار تن با متوسط نرخ رشد 01/0 % افزايش از 21400 هزار تن در سال 1997 به 22000 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
در بين توليد كنندگان کائولن ، كشور ايالات متحده امريکا با ميانگين توليد ساليانه 8998 هزارتن در رتبه اول قرار دارد. توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 2/4 % کاهش از 9280 هزار تن در سال 1997 به 8110 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
كشور انگلستان با ميانگين توليد ساليانه 2/2327 هزارتن در رتبه دوم قرار دارد . توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 66/1 % کاهش از 2360 هزار تن در سال 1997 به 2204 هزار تن در سال 2001 رسيده است .
كشور برزيل با ميانگين توليد ساليانه 8/1665 هزارتن در رتبه سوم قرار دارد . توليد اين كشور با متوسط نرخ رشد 28/7 % افزايش از 1349 هزار تن در سال 1997 به 2000 هزار تن در سال 2001 رسيده است . چين و کره جنوبي در مكان هاي بعدي قرار دارند .
توليد كنندگان اصلي كائولن تصفيه شده آمريكا، انگليس، برزيل، استراليا، آلمان ، چك و اسلواکي هستند که صادر كننده اصلي بازار انواع كائولن با كيفيت بالا را كه در رنگسازي، كاغذ و پلاستيك بكار ميرود ، را به خود اختصاص داده اند. كائولن با كيفيت كمتر كه در نسوز، سراميك و... كاربرد دارد ، توسط كلمبيا، كره جنوبي، ازبكستان و اكراين کنترل ميشود. در اين ميان توليد ايران بر اساس گزارشات راسكيل 500 هزار تن بر سال مي باشد.
تعداد 65 معدن کائولن و خاک نسوز در کشور در حال بهره برداري هستند که به طور متوسط حدود 2/1 ميليون تن کائولن و خاک نسوز در سال توليد مي نمايند که حدود 1 ميليون تن آن به فروش رسانده مي شد . به طور کلي روند توليد صعودي است وليکن در بعضي سالها نوساناتي داشته است .
ميزان توليد در سال 1380 بيش از 12 % نسبت به سال 1376 افزايش داشته است و اين در حالي است که ميزان فروش حدود 26 % رشد نشان مي دهد . با توجه به اين اعداد و ارقام مي توان گفت که تعداد و يا ظرفيت مصرف کنندگان در طي سال هاي تخير افزايش يافته است .
ذخاير کائولن ايران و جهان :
| ||
|
كائولن در صنعت داروسازي
داروهاي مرکب از کائولن عبارتست از : شربت کائولن پکتن ، شربت کائولن کودکان ، شربت کائولن و مرفين ، شربت کائولن و پماد کائولن مي باشد .
داروهاي حاوي کائولن ممکن است عوارض جانبي از قبيل : حساسيت مفرط با علائم سقوط فشار خون ، کهير ، تب ، درد مفاصل ، تاول هاي سرخک مانند ، ناراحتي هاي گوارشي ، تهوع ، سردرد داشته باشد و با قطع دارو از بين برود .
همچنين از کائولن در صنعت پلاستيک ، فايبرگلاس ، صنعت کاغذ سازي ، صنايع کشاورزي و کودهاي شيميايي ، حشره کش ها ، صنايع نسوز ، مصالح ساختماني ، جذب کننده ها ، مواد پاک کننده و مواد غذايي استفاده مي شود .
در ايران از اين ماده معدني در آجرهاي شاموتي، پوشش داخلي كوره ها، ديگ هاي گرمايي و كاشي استفاده مي شود.
استانداردها:
صنعت كاغذ:
50 % کائولن در صنعت کاغذ سازي استفاده مي شود که در آن كائولن به اندازه ريز (90% ذرات كوچكتر از 2 ميكرومتر) و درشت (50% كوچكتر از 2 ميكرومتر) تقسيم شده و ميبايست رسهاي با ويسكوزيته كم مورد استفاده قرار گيرند. در صنعت کاغذ سازي کائولن به عنوان ماده پرکننده و روکش استفاده مي شود. درخشندگي بر اساس استاندارد متغير است، محتوي باكتري و قارچ محلول آن ميبايست به دقت كنترل شود.
با كاربري پركننده:
كائولينيت بيشتر از 90%، Fe2O3 و TiO2 كمتر از 1%، كوارتز ساينده كم (2-1%)، درخشندگي بالاي 80%، اندازه ذرات 50 تا 70% زير 2 ميكرومتر.
با كاربري در پوشانندهها:
كائولينيت 100-90%، Fe2O3 كم (8/1-5/0%)، تقريبا بدون كوارتز ساينده، درخشندگي 85%، اندازه ذرات 80 تا 100% آنها كمتر از 2 ميكرومتر، ويسكوزيته بروكفيلد كمتر از cpe 7000، خواص رئولوژيكي نقش مهمي دارند، ميبايست توانايي پخش در آب و تشكيل يك مايع آبكي با ويسكوزيته كم را داشته باشد.
با كاربري درسراميك:
85-75% كائولينيت توليد شده در صنايع سراميك به مصرف مي رسد ، چراكه ديگر كانيها در رنگ، ويسكوزيته و سايندگي تاثير ميگذارند. كائولن مورد استفاده در چيني استخواني ميبايست درخشندگي 91-83% در دماي 1180C و كمتر از9/0% Fe2O3 داشته باشد. اندازه دانه در مقاومت و سختي موثر است، لذا انواع ريزتر براي چيني استخواني، حدواسط براي ظروف سفالي و انواع درشت براي سرويس بهداشتي كاربرد دارد.
باكاربري نسوز:
انواع نسوز كائولينيت بايد تا دماي 1500 C صلابت خود را حفظ كند، برپايه مناسب بودن و درجه آن به 4 دسته تقسيم ميشوند. آزمايشات مختلفي براي سنجش درجه نسوزي و مقاومت دربرابر حرارت، فرسايش و تخلخل آن انجام ميشود. رسهاي مورد استفاده در نسوز ممكن است براساس مقدار Al2O3 تقسيمبندي شوند كه نوع كم آهن و كمآلكالي ارجحيت دارد.
درفايبرگلاس:
به عنوان منشاء Al2O3 و SiO2 شناخته ميشود، در حالت معمول 37% Al2O3 و 44% SiO2 با حداكثر 1% Fe2O3 ، 2% Na2O و 1% آب.
مواد آرايشي:
حداكثر 2 ppm آرسنيك، 20 ppm فلزات سنگين، 250 ppm كلريدها، 15% وزني نقصان در اثرحرارت دادن، PH 5/0 ± 5/7.
بازيافت:
بازيافت روزافزون كاغذ بيش از هرچيز در بازار خميره كاغذ موثر است تا در بازار انواع كانيهاي پركننده يا پوشاننده. بعلاوه بيشتر كاغذ بازيافت شده در چاپ روزنامه مصرف ِشده كه هرچند كم به كائولن نيازمند است.
بعد از بازيافت كاغذ، هركاني پركننده آن يا رنگدانه پوششي به صورت يك مايع مخلوط جداشده كه درحال حاضر دفع ميشود. بنابراين در حال حاضر چنين كاغذي وقتي بازيافت ميشود براي كاربردهاي مجدد به كائولن تازه محتاج است. فايبرگلاس به مقدار كمي بازيافت ميشود. سفالهاي شكسته در موارد محدودي مصرف ميشوند و نسوزها براي چند مرتبه بازيافت ميشوند كه در استفاده مجدد، ساخت نسوزهاي رسي در نظر نيست.