پروژه دانشجویی گل اُخرا و کاربرد آن در صنعت رنگ سازی تحت word دارای 130 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد پروژه دانشجویی گل اُخرا و کاربرد آن در صنعت رنگ سازی تحت word کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است
فهرست مطالب
فصل اول : آهن و فازهای کانه زایی آهن
مقدمه
2
1-1 عنصر آهن و آهن در کانسار 3
2-1 کانی های اصلی آهن 4
3-1 کانسارهای آهن در ایران 5
4-1 فازهای کانه زایی آهن در ایران 6
5-1 کانسارهای خاک سرخ و منشاء آنها 6
فصل دوم : ذخایر خاکهای سرخ ایران و جهان
1-2 ذخایر خاک سرخ 12
2-2 ذخایر خاک سرخ جهان همراه حدود تولید هر کدام 12
3-2فهرست و مشخصات معادن فعال کشور و مناطق شناسایی شده 15
4-2 ذخایر خاک سرخ ایران 18
1 -4-2 ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی 18
2-4-2 ذخایر خاک سرخ مناطق جنوبی ایران 31
5-2 آمار تولید و استخراج در سال 1382 37
فصل سوم : ژنز و نحوه تشکیل ذخایر خاک سرخ
1-3 ژنز و نحوه تشکیل خاک سرخ و بررسی سری هرمز 43
2-3 طرز تشکیل خاک سرخ در سری هرمز 47
1-2-3 بعضی علائم اینفراکامبرین در ایران مرکزی ، جنوب ایران .و عربستان سعودی 47
2-2-3 تشکیل ذخایر آهن نواری در ناحیه بافق و هرمز 49
3-2-3 تشکیل قرمز ایرانی (اخرا) 50
4-2-3سرنوشت سنگهای اینفراکامبرین در سنگهای مدفون 53
فصل چهارم : معدن خاک سرخ هرمز
مقدمه 56
1-4 کلیات و سوابق بهره برداری 56
2-4 محل و موقعیت جغرافیایی 57
عنـــوان صفحه
3-4 زمین شناسی و مشخصات کانسار 58
4-4 کانیهای جزیره هرمز 63
5-4 نتیجه گیری کلی 65
6-4 فعالیتهای اکتشافی 67
7-4 ماده معدنی (کمیت و کیفیت ) 69
8-4 روش محاسبه 70
9-4 باطله برداری 72
فصل پنجم : مصارف و کاربردهای خاک سرخ
1-5 مصارف و کاربردهای خاک سرخ 75
2-5 شرح تک تک مصارف اصلی رنگدانه ها 76
1-2-5 نقاشی و کارهای پوششی 76
2-2-5 الکترو نیک 77
3-2-5 ترکیبات رزنی پلاستیکی و ترکیبات وابسته 77
4-2-5 صنعت سرامیک 78
5-2-5 مصالح ساختمانی و تولیدات سیمان 78
6-2-5 صنایع شیشه سا زی 79
7-2-5 مصارف متفرقه 79
3-5 بررسی اختصاصی خاک سرخ و ویژگیهای در مورد تهیه رنگ در صنایع رنگ کشور 80
فصل ششم : رنگ و رنگدانه های اکسید آهن
مقدمه 91
1-6 عنوان رنگدانه ها 98
2-6 رنگدانه های غیر آلی 98
3-6 رنگدانه های اکسید آهن 99
4-6 مشخصات عمومی خاک سرخ 99
5-6 طبقه بندی رنگدانه ها 102
6-6 مشخصات استاندارد گل اخرا 106
7-6 جدول رنگدانه های اکسید آهن طبیعی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی 107
فصل هفتم : کانه آرایی
1-7 کانه آرایی خاک سرخ 119
1-1-7 هیدرو سیکلون 121
2-1-7 فلو تاسیون 121
3-1-7 جداکننده های مغناطیسی 121
فصل هشتم : بازار مصرف
1- 8 بازار مصرف و جنبه های اقتصادی در ایران و جهان 127
2-8 ساختمان سازی بعنوان کنترل کننده مصرف در بازار 129
3-8 توسعه محصولات در مصارف ساختمان سازی 129
چکیده
کشور ما ایران از جمله معدود کشورهایی است که از لحاظ منابع معدنی بسیار غنی است و از جمله مواد معدنی با ارزش ایران کانسارهای آهن می باشند که در تمام نقاط کشور پراکنده اند آهن به اشکال گوناگون تشکیل ذخیره می دهد از جمله ماگمایی(چادر ملو، گل گهر)، متاسوماتوز(چغارت)، اسکارنی(همه کس) و رسوبی(بندرعباس).
در مطالعه حاضر یکی از این اشکال که ذخایر خاک سرخ و زرد هستند و عموماً نیز حاوی رس و سلیس بوده و در اثر فرایند هوازدگی تشکیل شده اند مورد نظر هستند.
اخراها ذخایر باقیمانده ناشی از هوازدگی هستند که بصورت پوسته یا قشرهای هوازده با ضخامتهای متفاوت تشکل شده اند.
فرایند تشکیل اخراها شامل آزاد شدن آهن سه ظرفیتی و انتقال آن به اعماق سپس ترکیب آن به سیلیس و آلومین در نهایت راسب شدن آهن به صورت Fe(OH)3 و تبدیل آن به Fe2O3 است.
البته کلاً دو نظریه جهت تشکیل اخراها وجود دارد یکی منشاء آتشفشانی و دیگری منشاء رسوبی است.
رنگدانه ها بدو دسته آلی و غیر آلی تقسیم می گردند و رنگدانه های اکسید آهنی از دسته غیر آلی هستند کلاً رنگدانه های غیر آلی دارای دو دسته طبیعی و مصنوعی هستند که اکسید های آهن هم بصورت مصنوعی وهم به صورت طبیعی بدست می آیند.
رنگدانه های اکسید آهن به چهار دسته زرد، قرمز، قهوه ای و سیاه تقسیم می شوند. کانیهای اصلی تشکیل دهنده این رنگدانه ها هماتیت، گوتیت، لیپدوکروسیت، مانتیت می باشند.
ذخایر خاکهای سرخ در ایران بدو دسته ذخایر خاکهای سرخ جنوبی و ذخایر ایران مرکزی تقسیم می شوند. در گزارش حاضر تقریبا تمام معادن فعال و غیر فعال و همچنین رخنمونهای شناسایی شده که بالغ بر 30 نقطه می باشند ذکر شده اند.
در مورد ذخایر ایران مرکزی ونارج و مامونیه که مشخصاً منشاء رسوبی دارند بقیه ذخایر بطور مشخص حاصل ترکیب پدیده های کارستی شدن و دگرگونی هستند.
در مورد ذخایر جنوبی ایران می توان گفت که پس از بالا آمدن گنبدهای نمکی و فرسایش آن به درون دریا اکسیدهای آهن در یک دیسپرسیون به عنوان ذخیره باقی مانده اند.
در بررسی حاضر نمونه های معدنی جمع آوری شده از بعضی معادن خاک سرخ و زرد و نیز معادن سنگ آهن و آپاتیت اسفوردی جهت تشخیص وجود عناصر کمیاب خاکی با استفاده از دستگاه XRF مورد آزمایش قرار گرفته اند.
مقادیر مورد نظر در جداول جداگانه ای در انتهای گزارش ذکر شده اند و بنظر می رسد که اعداد بدست آمده نتایج امیدوار کننده ای در جهت ادا مه تحقیقات برای دستیابی به عناصر کمیاب خاکی از بعضی ذخایر آهن باشند.
بهرحال امید است که این تحقیقات کمکی در جهت شناخت بهتر ذخایر اخرای ایران بنماید و بتوان آن را ادامه داد.
در یک جمع بندی کلی می توان گفت که مصرف اصلی و عمده خاک سرخ در صنایع کشور در تولید ضد زنگ می باشد. ضد زنگ درجه 1 از خاک سرخ هرمز و ضد زنگهای درجه 2 از خاک سرخ ونارج و مامونیه و امثالهم تهیه میشوند.
خاک سرخ معدن هرمز در جهت ساخت ضد زنگ از لحاظ خصوصیات طبیعی هیچگونه مشکلی نداشته و واجد اکثریت شرایط و ویژگیهای مطلوب می باشد تنها مشکل این خاک سرخ عدم رعایت اصول صحیح در تولید، خردایش و عرضه آن به بازار مصرف میباشد که مشکلاتی را برای مصرف کنندگان بوجود آورده است.
خاک سرخ معدن ونارج علیرغم عیار بالا با مشکل رنگ تیره(قرمز متمایل به قهوه ای) مواجه است علاوه بر این وجود سیلیس آزاد در این خاک سرخ نیز مشکل استهلاک دستگاهها در کاخانجات پودرسازی و کارخانجات رنگ را پدید می آورد.
خاک سرخ مامونیه گرچه مشکل سیلیس آزاد را ندارد و لیکن از عیار چندان بالایی برخوردار نیست. دو معدن و نارج و مامونیه این حسن بزرگ را دارند که به مراکزمصرف در کشور نزدیک بوده و لذا محصول آنها از هزینه تمام شده نسبتاً پائینی برخوردار است.
کارخانجات رنگ کشور جهت تعیین کیفیت یک خاک سرخ مصرفی در ساخت رنگ و ضد زنگ اقدام به اندازه گیری ویژگیهای خاک سرخ مذکور نکرده بلکه نمونه هایی از محصول مورد نظر را با این خاک سرخ ساخته و بر این اساس به اظهار نظر در مورد کیفیت خاک سرخ می پردازند. پیشنهاد میشود جهت بررسی کیفی یک خاک سرخ همین روش مدنظر قرار گیرد چرا که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و از لحاظ اطمینان به نتیجه حاصله نیز مشکلی وجود نخواهد داشت.
در انتها جهت تامین انتظارات صنایع مصرف کننده خاک سرخ نسبت به کیفیت خاک سرخ هرمز عرضه شده به بازار داخلی و حتی خارجی پیشنهادات زیر مطرح می گردد:
خردایش خاک سرخ تا ابعاد 800 ـ 600 مش، زدودن نمک(NaCl) از خاک سرخ، کنترل دقیق کیفیت تولید محصول در معدن، تهیه یک سیستم بسته بندی صحیح و مناسب و دقیق(از لحاظ وزنی)اتحاد سیاستهای تجاری مناسب جهت کنترل عرضه خاک سرخ واقعی هرمز به مصرف کننده و جلوگیری از اختلاط آن با خاک سرخهای دیگر معادن توسط سودجویان.
البته باید یادآور شد که برای تولید اکسیدهای آهن طبیعی و مصنوعی در ایران هیچگونه محدودیتی وجود ندارد، زیرا کشور ما دارای انواع و اقسام معادن آهن با ژنزهای مختلف و انواع گل اخرا می باشد. مهمترین مناطق آهن دار در ایران عبارتند از: اراک، ملایر، بافق، یزد، انارک، اصفهان، کاشان، سمنان و جزایر خلیج فارس.
گل اخرای قرمز و زرد ایران از دیر باز(حدود 300 سال قبل تاکنون) بصورت کلوخه و پودر به کشورهای خارجی صادر گردیده و پس از انجام فرایندهای لازم بروی آن قسمی از آن به ایران برگردانده شده است نمونه شاخص گل اخرای جزیره هرمز می باشد.
برای تولید انواع مصنوعی هم همانطور که میدانیم نیاز به آهن قراضه، اسید سولفوریک صنعتی و محلول آمونیاک می باشد از ضایعات کارخانه ها می توان آهن قراضه را تامین نمود و مجددا از آنها استفاده کرد. اسید سولفوریک صنعتی و آمونیاک هم تولید داخلی بوده و به مقدار کافی برای عمل وجود دارند.
در نهایت باید امیدوار بود که اکتشافات تکمیل بروی ذخایر خاک سرخ و زرد ایران انجام گیرد تا در نهایت بتوانیم با توجه به امکانات بالقوه ای که وجود دارد هم خاک سرخ و رنگدانه طبیعی و هم رنگدانه های مصنوعی موردنیاز داخل کشور را حداقل خود تولید کرده و از واردات خارجی آنها دوری گزینیم.
مقدمه
خاک سرخ که یکی از رنگدانه های اکسید آهن محسوب می شود از زمانهای قدیم جهت رنگ آمیزی استفاده می شده است و احتمالاً جزء اولین کانیهایی بوده که توسط بشر بکار برده شده است.
حتی نقاشیهای ترسیم شده بروی دیوارهای غارنشینی برجای مانده نیز آثاری از خاک سرخ و یا دیگر رنگدانه های طبیعی اکسید آهن نشان می دهد.
در ایران نیز از دیرباز خاک سرخ به عنوان یک ماده رنگی در تزئین؛ لعاب کاری سرامیکها و کوزه های گلی مصرف می شده است
امروزه کاربردها و نیازهای وسیع صنایع مختلف رنگسازی، شیمایی، سیمان، پلاستیک، کاغذ سازی، شیشه سازی و سرامیک، لوازم آرایشی، حاصلخیز کننده ها و غیره به خاک سرخ سبب شده تا بشر در جهت کشف و بهره برداری از ذخایر جدید خاک سرخ برآید و حتی به علت پایین بودن کیفیت و کمیت خاک سرخ طبیعی، نسبت به تولید خاک سرخ مصنوعی نیز اقدام نماید.
در ایران ذخایر خاک سرخ فراوانی وجود دارد که عمدتاً در دو بخش جزایر جنوبی ایران و مرکز پراکنده اند. تاکنون از بعضی از این ذخایر مثل جزیره هرمز، ونارج و مامونیه و غیره برداشتها و استخراج هایی نیز شده است. ولی تاکنون در جهت تولید خاک سرخ مصنوعی فعالیتی صورت نگرفته است.
با توجه به کمبود مقدار تولید داخلی خاک سرخ جهت مصرف صنایع کشور، ضرورت استخراج و بهره برداری از ذخایر دیگر خاک سرخ داخلی که از نظر کیفیت، مناسب و قابل مصرف در صنایع باشند به خوبی احساس می شود.
اما بدون شک قبل از بهره برداری، بررسی و اکتشاف ذخایر در بقیه نقاط باقیمانده ایران مرکزی و جزایر جنوبی ایران لازم خواهد بود.
از آنجا که خاک سرخ بعضی از جزایر قبلاً توسط انگلیسی ها بهره برداری و احتمالاً بعد از انجام عملیات کانه آرایی بروی آنها به مصرف می رسیده و با توجه به نزدیکی و مشابهت زمین شناسی و معدنی این جزایر با یکدیگر و دارا بودن ذخایر مناسبی از خاک سرخ، بررسی و اکتشاف ذخایر مورد نظر در تمامی این جزایر و شناخت ذخایر آنها امری ضروری و لازم بنظر می رسد.
1ـ1ـ عنصر آهن و آهن در کانسارها
آهن از جمله فلزاتی است که کانسارهایش منحصر به دوره خاصی از پیدایش و شکل گیری پوسته زمین نمی باشد و تقریباً در تمام دورانهای زمین شناسی یافت می شود.هرچند که بیشترین ذخایر شناخته شده آهن مربوط به پرکامبرین می باشند اما ذخایر پالئوزوئیک، موزوزئیک و ترسیری نیز در بیشتر جاهای دنیا چشمگیر می باشند، قابل ذکر است که ذخایر شناخته شده آهن در سراسر دنیا تاکنون به 200 میلیارد تن رسیده و ذخایر احتمالی آنها نیز 350 میلیارد تن برآورد شده است.
آهن در پوسته جامد زمین چهارمین عنصر فراوان و اولین فلز سنگین محسوب می شود حدود5% از کل پوسته را تشکیل می دهد. فراوانی اکسید آهن دو ظرفیتیFeo معادل 08/3 درصد و اکسید آهن سه ظرفیتیFe2o3 معادل41/3 درصد پوسته زمین می باشد.
ترکیبات آهن در مرحله آغازی تبلور ماگما و همچنین در مرحله اصلی تبلور آن در داخل سنگهای قلیایی بصورت سیلیکات Mg,Fe و یا اکسید ها و سولفورهای خاص و فرعی است.
از منشاء گرمابی نیز بصورت ترکیبات کربنات و اکسید و سولفور به شکل کانی اصلی و یا کانی گانگ در رگه های مختلف معدنی تشکیل می گردد.
تمرکز آهن در کانسارهای رسوبی از اهمیت زیادی برخوردار است بویژه در حالت اخیر بصورت سیدریت، لیمونیت و یا پیریت ظاهر می شو
تقریباً 4/3 از محصول جهنی و 7/6 ذخایر آن در دنیا از نوع کانسارهای رسوبی و تجزیه ای است.
آهن در اثر تجزیه همین کانسارها و یا توده های اولیه آن بوسیله آب شسته می شود و در محلولهای تجزیه ای وارد می گردد.
2ـ 1 ـ کانیهای اصلی آهن
مهمترین کانیهای آهن که دارای ارزش اقتصادی بالایی هستند و در اکثر ذخایر جز کانیهای غالب ذخیره هستند جدول(1-1):
جدول(1-1) ـ مهمترین کانیهای آهن دار
نــــام ترکیب وزن
مخصوص درصد
آهن
مانیتیت Fe3O4 5/2 71/4
هماتیت Fe2O3 5/1 70
لیمونیت Fe2O3.H2O 3/7 60-63
سیدریت FeCO3 3/8 48
شاموزیت 3Feo,Al2O3,2SiO2,3H2O 3/2 33
تورنژیت 3(Fe,Mg)O,4(Al,Fe)2O3,6SiO2,4H2O 3/2 31-39
گوئیت FeO(OH) -- 63
کانسنگ آهن یعنی موادی که در کانسارهای آهن استخراج می شود طبیعتاً دارای مقدار آهن کمتری نسبت به ارقام فوق است. اگر مقدار Si در ترکیب کانسنگ کم باشد. کمبود مقدار درصد آهن مانع استخراج نخواهد بود. معمولا ًمقدارSi نباید بیشتر از 12% باشد.
مقدار تیتانیوم نباید از یک درصد بیشتر باشد این گونه کانسارها در صورتی عملاً اهمیت دارند که از لحاظ تحصیل تیتانیوم و انادیوم نیز مناسب تر باشند
3ـ1 کانسارهای آهن در ایران
کانسارهای آهن در ایران زمین نیز منحصر به دوره خاصی از تاریخ زمین ساختی ایران نمی باشند بطوری که با پیدایش و شکل گیری پوسته ایران زمین در پروتروزوئیک بالایی و عملکرد و ادامه فعالیتهای تکنو ماگمایی تاکنون کانه زایی آهن به موازات آنها رخ داده است .روند این کانه زایی از پروتروزوئیک بالایی تا الیگومیوسن در ایران قابل پیگیری است، چنانکه در ایران زمین کانسارهای زیادی باسن پروتروزوئیک بالایی ـ کامبرین زیرین(بافق، زنجان، بندرعباس) و کانسارهای باسن الیگومیوسن(شهرک در زنجان) وجود دارند.
قابل توجه است که ذخایر نهشته شده در پروتروزوئیک بالایی و پالئوزوئیک زیرین نسبت به زمانهای دیگر نمود بسیار بارزتری دارند. تا بحال حدود 4 میلیارد تن سنگ آهن باخاستگاههای متفاوت ماگمایی(سنگان، چادرملو، گل گهر)،متاسوماتوز(چغارت)،اسکارنی(همه کسی)، و رسوبی(بندرعباس،شابلاغ) تشکیل شده است.
قبل از اینکه به فازهای کانه زایی آهن درایران بپردازیم اشاره ای به مکانهای آهن در ایران می کنیم:
1ـ ایران مرکزی با بیشترین تمرکز در منطقه بافق(حدود دو میلیارد تن)
2ـ زون سنندج ـ سیرجان شامل مناطق سیرجان(کانسار گل گهر با ذخایر احتمالی2/1 میلیارد تن) شمس آباد اراک(100 میلیون تن) و منطقه همدان (همه کسی 5 میلیون تن).
3ـ خاور ایران(حدود 700 میلیون تن)، شامل کانسارهای سنگان در منطقه تایباد(620 میلیون تن) ده زمان واقع در کاشمر(حدود 20 میلیون تن) و کانسارهای کوچکی چون نیزار کلات ناصر، ذخایر دیگری نیز بطور پراکنده وجود دارند که از نظر اقتصادی قابل توجه نیستند مانند ناحیه زنجان(شابلاغ)، سمنان و غیره
البته ذخایر خاک سرخ ایران را نیز می توان جزء کانسارهای آهن نام برد که در بخش های مرکزی ایران و جزایر جنوبی خلیج فارس تمرکز دارند.
4ـ 1 فازهای کانه زایی آهن درایران
1_ پروتروزوئیک بالایی(از نظر کانه زایی کم مایه بوده، کانسار آهن منگنزدارناریگان)
2_ پروتروزوئیک بالایی ـ کامبرین زیرین(ناحیه بافق، سلطانیه زنجان وهرمز)
3_اردویسین ـ سلورین(کانسار آهن گل گهر سیرجان)
4_ پالئوزوئیک بالایی(آهن ده زمان کاشمر، آهن کلات ناصر در قائن)
5_کرتاسه(آهن ناحیه شمس آباد اراک، آهن آهنگران ملایر)
6_ترسیری از ائوسن بالایی تا اوایل کواترنر(آهن سنگان، آهن البرز شرقی)
5ـ 1 کانسارهای خاک سرخ و منشاءآنها
کانسارهای و ذخایر خاک سرخ و اخراهای غنی از آهن که حاوی رس ها وسیلیس هم هستند. بر اثر فرایندهای هوازدگی تشکیل شده اند و به عبارتی جزء ذخایر حاصل از فرایند هوازدگی هستند.
فرایندهای هوازدگی در انواع ذخایر بالا باعث تمرکز مواد با ارزش در همان محل اصلی یا اولیه می شود به همین علت به این نوع ذخایر، ذخایر بر جای مانده یا ذخایر باقیمانده می گویند.
تشکیل تمرکزهای باقیمانده را می توان ناشی از خارج شدن کانیها و سنگهای باطله از محیط با خروج آنها در اثر هوازدگی و انحلال شیمایی و نهایتا بر جا ماندن ماده معدنی دانست. با این روند حجم مواد باطله خروجی کاهش یافته و خلوص مواد باقیمانده افزایش می یابد.
البته در مورد آهن می توان گفت که در اکثر سنگها وجود دارد و در صورت وجود شرایط مناسب ممکن است از این سنگهای حاوی آهن مقادیر قابل توجهی از ترکیبات آهندار را بصورت باقیمانده انباشته شوند.
منابع اصلی ذخایر باقیمانده آهن عبارتند از:
1ـ نهشته های رگه ای سیدریت، آنکریت، سولفور آهن
2ـ کانیهای آهن موجود در آهکهای فاقد Al
3ـ سنگهای آهک حاوی Fe که در آنها کانیهای Fe به طریقه جانشینی قبل و یا در حین پدیده هوازدگی به جای آهک قرار گرفته اند.
4ـ سنگ های آذرین بازیک
5ـ رسوبات سیلیس آهن دار
از میان اینها سیدریت و سنگهای آذرین بازیک و رسوبات سیلیس آهن دار بیشتر از بقیه اهمیت دارند.
تقسیم بندی ژنتیکی ذخایر که بطور کلی آنها را دو گروه نفوذی یا درونی و خروجی قرار میدهد، حاکی از آن است که اخراها در دسته ذخایر باقی مانده، ازرده ذخایر ناشی از هوازدگی(ذخایر خروجی) محسوب می شوند قرار دارند. سنگ دیواره گل اخرا معمولاً از جنس شیل پیریتی یا کانه های سولفیدی است که گاهی توسط آبهای معدنی احاطه شده است.
واکنشهای انجام شده برای تشکیل گل اخرا(اکسید آهن آبدار) را می توان به صورت زیر نشان داد:
2 FeS2+H2O--------->2 FeSO4+2H2O
2 FeSO4+2H2SO4+2O2-----------> 2 Fe2(SO4)3+H2O
Fe2(SO4)3+6H2O----------- > Fe(OH)3+3H2SO4
(مخلوط گوتیت و لپیدوکروسیت)
در این ذخایر که از انواع باقیمانده و ناشی از هوازدگی گل اخرا بصورت پوسته یا قشر هوازده گاهی متجاوز از 100 متر ضخامت دارد، بعنوان نمونه ای از این ذخایر می توان اخرای هورنی لوکاویس در چکسلواکی را ذکر نمود.
گاهی نیز اخرا همراه با رس فراوان دیده می شود این ذخایر تحت عنوان رس اخرایی از دسته رسوبات مکانیکی هستند که در تقسیم بندی ژنتیکی ذخایر در رده ذخایر رسوبی از گروه ذخایر خروجی قرارمیگیرند.
ذخایر رس اخرایی که به شکل لایه ای دیده می شوند، در نتیجه دوباره شسته شدن سنگهای هوازده قرمز(در محیطهای گرمسیری) یا کانیهای آهن(اخرا) یا منگنز(آمبر) بوجود می آیند. ذخیره دنسیس(DENSIS) در چکسلواکی نمونه ای از همین ذخایر است.
بطور کلی اخراها همان طور که قبلاً نیز گفته شد در اثر تجزیه و دگرسانی ترکیبات آهن از جمله اکسیدها و سیلیکاتهای آهن بوجود می آیند. اخراهای زرد یا خاک زرد یا لیمونیت خاکی عموماً در اثر هوازدگی گوتیت، لیمونیت،پیریت و سایر سولفیدها ایجاد می شود.
خاک سرخ که گاهی از آن به عنوان اخرای قرمز و یا هماتیت خاکی نیز یاد می شود در اثر دگرسانی و هوازدگی هماتیت حاصل می شود و همانطور که قبلاً گفته شد تفاوت آن با هماتیت سخت که در صنایع فولاد مصرف می شود فقط در دانه بندی آن است.
کانسارهای عمده خاک سرخ معمولاً تحت تاثیر فرایندهایی مثل غنی شدگی از اکسیدها و سیلیکاتنهای آهن و هوازدگی پیریت بصورت کانسارهای بر جای یا باقیمانده بوجود می آیند و یا ممکن است در اثر غنی شدگی آهن توسط آبهای نافذ در درون شکستگیها و گسلها، هماتیت خاکی شکل تجمع یافته و بدین ترتیب کانسار خاک سرخ تشکیل شود. همچنین ممکن است این کانسارها بصورت رسوبی تشکیل شوند.
تشکیل Fe2O3 در اثر هوازدگی یا دگرسانی در ذخایر اقتصادی وغیر اقتصادی گل اخرا ممکن است در اثر تغییرات و واکنشهایی به ترتیب زیر باشد:
1ـ آزاد شدن آهن سه ظرفیتی از کانیهای اولیه
2ـ انتقال آهن آزاد شده از سطح به اعماق
3ـ ترکیب آهن با سیلیس و آلومین و ایجاد کانیهای رسی
4ـ رسوب آهن بصورت Fe(OH)3 و تبدیل آن به Fe2O3
وضعیت مناسب هنگامی خواهد بود که شرایط موجود مانع ترکیب سیلیس(SiO2) با آهن موجود شود.
در این حالت Fe2O3 بصورت کانی هماتیت ظاهر می شود. این مسئله در محیطهای اسیدی بخوبی محسوس است.
آب در این محیطها نقش عمده ای ایفا می کند و سبب می شود که سیلیس غیر محلول و آهن سه ظرفیتی بصورت محلول در آید.
حرکت آب آهن را از سیلیس موجود جدا نموده و در محل دیگری که شرایط متفاوت از محل قبلی دارد این آهن بصورت Fe(OH)3 راسبب می شود و سپس Fe2O3 به شکل هماتیت بوجود می آید. در محیطهای خنثی یا کمی اسیدی آب دقیقاً عکس حالت فوق عمل می کند یعنی سیلیس را بصورت محلول و آهن را بشکل نامحلول در می آورد، آب سیلیس را از آهن جدا کرده و با خود انتقال می دهد و در نهایت آنچه برجای می ماند آهن بشکل کانی هماتیت است. حالت اخیر در تشکیل بسیاری از کانسارهای گل اخرا دیده میشود.
در برخی از کانسارهای خاک سرخ مانند خاک سرخ در قسمت جنوبی کشور خاک سرخ که عمدتاً از هماتیت تشکیل شده و همچنین اولیژیست و مانیتیت به همراه نمک دیده میشود و در بعضی قسمتها نیز نمک بصورت خالص یافت می شود.انحلال نمک و مهاجرت محلولهای نمکی به پایین باعث میشود که خاک سرخ درون نمک بصورت نامحلول ودر جا در داخل حفرات ایجاد شده باقی بماند و تشکیل کانسار خاک سرخ را بدهد.
بر اساس اطلاعات موجود اکثر ذخایر خاک سرخ مانند ذخایر خاک سرخ ایران منشاء آتشفشانی(ولکانیک) یا رسوبی دارند که بطور مختصر به توضیح آنها می پردازیم:
الف ـ منشاء آتشفشانی
آهن یکی از عناصر مهمی است که در تشکیل کانیها و سنگها شرکت دارد و در ساختمان سنگهای آذرین خروجی زیر دریایی و توفها و دیگر سنگهای آذرآواری شرکت می نماید.در محیط احیا کننده دریا مقداری از این آهن بصورت سولفید آهن و بشکل دانه های پراکنده در سنگها قرار می گیرد و مقداری از آن نیز که مازاد بر اشباع آب دریا است از منشاء آتشفشانی(ولکانیزم) آزاد می شود. این آهن می تواند به شکل سولفید آهن و انواع پیریت متراکم و یا اکسید و هیدورکسید از حجم های بزرگ رسوبات سرخ آهندار در حوالی مراکز فعالیت آتشفشانی زیردریایی یا همراه سری آتشفشانی رسوبی زیر دریایی و متناسب با آن را سبب شود.آن بخش از آهن که در آب دریا بشکل یونی در می آید در محیط دریا به مسافتهای نزدیک و دور حمل شده و در حوضه رسوبی که شرایط فیزیکوشیمایی مناسب برای رسوب دادن آهن وجود دارد بصورت سولفید، اکسیدو هیدروکسید آهن راسب می شود و ذخایر پیریت اکسیدهای آهن و خاک سرخ را بوجود می آورد.
قابل ذکر است که یونهای آهن پس از حمل و استقرار در محیط اکسیدی دریا بصورت هیدروکسیدهای آهن راسب شده و تحت عوامل تکتوتیکی قرار میگیرید و با از دست دادن آب خود به خاک سرخ تبدیل می شود.
ب ـ منشاء رسوبی
در بررسی تشکیل خاک سرخ در ذخایر خاک سرخ با این منشاء معلوم شده که ابتدا مقداری گدازه های بازالتی تشکیل شده است و بعد از آن شرایط تشکیل لایه های قرمز آهنداربوجود آمده است. معمولاً در این ذخایر یا کانسار، ماده معدنی بطریق رسوبگذاری مستقیم از یک محلول اشباع تشکیل شده است. برخی از معادن و ذخایر خاک سرخ که منشاء رسوبی دارند نیز حاصل ترکیب پدیده های کارستی شدن و دگرسانی و گسترش این پدیده ها در داخل توده های کربناته هستند که خود بدنبال وقوع یک سری شبکه های شکستگی ایجاد شده اند منشاء تغذیه آهن و چگونگی پر شدن حفره ها را می توان بدو عامل چشمه های آب گرم و دیگری حل شدن کربناتها و راسب شدن مواد ناخالص در درون کارستها نسبت داد.
در مورد پهنه های معدنی داری اکسید آهن رنگین که توسط تراورتن با قشری نازک یا ضخامتی قابل توجه پوشیده شده اند، می توان بصورت زیر تداوم رسوبگذاری خاکهای رنگین تا تراورتن را توصیف و تفسیر کرد:
آب گرم بالارونده غنی از ناخالصی های اکسید آهن و مواد دیگر چون دارای قدرت حل کنندگی بالایی در کربناتهاست، در خلال عبور از طبقات کربناته، میزان پتانسیل کربنات محلول در خود را بالا برده در موقع نزدیک شدن به سطح با کاهش درجه حرارت و افزایش اکسیژن ترکیبات آهن محلول بصورت پیریت یا ترکیبات آلی آهندار در مجاورت اکسیژن به سرعت به اکسیدهای رنگی تبدیل و بصورت ژل در نزدیکی سطح شروع به رسوبگذاری مینماید. بدیهی است همراه با آن گچ و تا حدودی نمک طعام و حتی مقداری آراگونیت را سبب می گردد. با رسیدن آبهای گرم که اینک از نظر مواد آهن دار فقیر شده اند به سطح زمین رسوبگذاری لایه های افقی کربنات کلسیم بصورت تراورتن شروع می شود. البته میزان آلودگی تراورتنها به مواد رنگی از پایین به بالا کمتر میشود.
نحوه تشکل و ژنز این تیپ معادن و ذخایر خاک سرخ و زرد را نمی توان به افقهای چینه شناسی خاصی مربوط دانست ، زیرا عوامل و پدیده هایی مانند کارستی شدن، دگرسانی و غیره که در بالا به آنها اشاره شد در قبل یا حین و یا بعد از رسوبگذاری نیز دخالت دارند. ولی در مورد ذخایر گل اخرا که بطور مشخص منشاء رسوبی دارند و بطریق رسوبگذاری نیز دخالت دارندو بطریق رسوبگذاری مستقیم از یک محلول شباع بوجود آمده اند، می توان آنها را به افقهای چینه شناسی خاصی نسبت داد. در برخی دیگر از ذخایر خاک سرخ با منشاء رسوبی تشکیل ماده معدنی در ارتباط به آبهای فرورو است. در این ذخایر تحت تاثیر آبهای فرورو و عمل لاتریتی شدن و خروج پاره ای اکسیده ها از محیط ماده معدنی خاک سرخ به شکل عدسی در محیط باقی مانده است.
1 ـ 2 ذخایر خاک سرخ
در این بخش ذخایر خاک سرخ در جهان وایران مورد بررسی قرار میگیرد.
2ـ 2 ذخایر خاک سرخ جهان در کشورهای مختلف بهمراه حدود تولید هر کدام
1ـ برزیل حدود tpa 6000ـ5 اخرای طبیعی تولید میکند(تقریباً تمام تولیدات طبیعی اش به مصارف داخلی میرسد).
2ـ قبرس یکی از تولید کنندگان اصلی آمبر است با توجه به اینکه تولیدش از ابتدای دهه 80 سیرنزولی داشته است که بطور بخشی ناشی از کاهش منابع می باشد(البته در بعضی نقاط سینا و اخرا هم وجود دارد) تولیدش که حدودا tpa 12000 می باشد. بطور گسترده صادر میشود.
3ـ در فرانسه هم حدود tpa 15000 رنگدانه جهت صنایع ساختمانی تولید میشود.
4ـ بر طبق آمار USBM بزرگترین تولید کننده اکسید آهن طبیعی است. استخراج حدود tpa 15000 است و بخش عمده اش اخرای زرد و قرمز است و 25الی 30 درصد این مقدار جهت کارهای پوششی و ساختمانی صادر میشود.
5ـ نروژ یکی از کشورهای تولید کننده اکسید آهن طبیعی میباشد. از سال 1990 تلاشهایی در جهت تولید رنگدانه هایی با اندازهµ 5/0 و با قدرت رنگ کنندگی بالا در حدود tpa 4000ـ3 از مگنتیت داشته است.
6ـ در افریقای جنوبی جمعاً حدود tpa 2000 اکسید قرمز طبیعی و اخرای زرد تولید می شود جمعا حدود tpa 2000 تولید دارد که بخش عمده ای از آن نیز صادر میشود.
7ـ اسپانیا بعلت تولید رنگدانه اکسید آهن قرمز مورد توجه است حدود tpa 25000 تولید دارد که شامل اکسید قرمز میکرونیزه شده و اخرای زرد و کربنات آهن و رنگدانه اکسید آهن مشکی میباشد.
8ـ شش کمپانی تولید اصلی اکسید آهن طبیعی در امریکا هستند و مجموع کل تولید در سال 1992 حدود 3700 تن بوده است. تولیدات اینها شامل اخرا، آمبر، سینا و اکسید آهن سیاه می باشد.
9ـ آلمان بیشتر به جهت تولیدات اکسیدهای آهن مصنوعی اش شناخته شده است تا اکسیدهای آهن طبیعی، تولیدات رنگدانه های ارگانیکی آلمان مجموعاً در حدود tpa6000 می باشد محصولش البته یک مخلوط انتهایی از اکسید آهن و مواد ارگانیکی بوده و واقعا بعنوان یک اکسید آهن خالص مورد توجه نیست.
10ـ در مقیاس های کوچکتر یا بزرگتر استرالیا، شیلی، ایران، ایتالیا، ژاپن، پاکستان و انگلستان نیز تولید کننده اکسید آهن طبیعی هستند.(جدول1ـ2)
جدول 1ـ2 تولید جهانی رنگدانه های اکسید آهن طبیعی از معادن 1992ـ 1988 منبع USBM
1992 1991 1990 1989 1988
600 600 600 578 815 آرژانتین
10300 10200 9936 10924 9938 اتریش
5500 5500 5500 5500 5223 برزیل
10000 6761 15557 23653 8592 شیلی
6000 5800 7700 8534 10060 قبرس
15000 15000 15000 15000 15000 فرانسه
6000 7043 6218 7596 8143 آلمان
150000 155563 126387 173366 15781 هلند
3800 3753 3720 4869 3700 ایران
500 700 850 850 850 ایتالیا
2000 1889 1382 2394 1040 پاکستان
250 250 250 250 250 پاراگوئه
1114 1122 2909 1327 2070 افریقای جنوبی
اسپانیا
8000 8200 10500 10500 10500 اخرا
18000 20000 20500 20500 20500 اکسید آهن قرمز
37283 34083 32421 36661 30747 امریکا
---- 800 1212 853 444 یوگسلاوی
400 400 416 287 263 زیمباوه
3ـ2 فهرست و مشخصات معادن فعال و غیرفعال کشور و مناطق شناسایی شده
با استفاده از فهرست نام و نشان معادن فعال و غیرفعال کشور در سالهای ، 1353، 1365، 1371 و گزارشهای از جمله گزارش پی چوبی منابع خاک سرخ در ایران مرکزی می توان ذخایر زیر را در کشور ذکر نمود.(جدول 2ـ 2) و شکل(1ـ2)
جدول 2ـ2 فهرست معادن فعال خاک سرخ و زرد ایران
ماده معدنی محل وضعیت ملاحظات
1 خاک سرخ و زرد اراک ـ قریه وفس ـ دهستان ثرا تعطیل ــــ
2 خاک سرخ 20 کیلومتری محلات تعطیل ــــ
3 خاک سرخ 36کیلومتری بجستان(گناباد) تعطیل ــــ
4 خاک زرد 66کیلومتری اصفهان ـ میمه ـ قهپایه تعطیل ــــ
5 خاک سرخ دهستان بنادکوک فخر آباد اراک تعطیل ــــ
6 خاک سرخ جزیره هرمز و قشم فعال زیر نظر شرکت سهامی کل معادن ـ ذخیر احتمالی 000/50 تن
7 خاک سرخ 80 کیلومتری بندرعباس ـ سرخا فعال ـ ذخیره احتمالی 000/18 تن
8 خاک سرخ 100 کیلومتری تهران ـ مامونیه اراک فعال ذخیره احتمالی 000/100 تن
9 خاک زرد 16کیومتری محلات ـ جرگان تعطیل ذخیره احتمالی 3000 تن
10 خاک سرخ شمال کاشمر کوه سرخ تعطیل
11 خاک سرخ اراک ـ ونارج فعال ذخیره احتمالی 000/100 تن
12 خاک زرد 114 کیلومتری ساوه ـ نوبران تعطیل ذخیره احتمالی000/70 تن
13 خاک سرخ و زرد اصفهان ـ خور تعطیل
14 خاک سرخ ابوموسی ـ تنب بزرگ اکتشاف
15 خاک سرخ ندوشن یزد ذخیره احتمالی 000/180 تن
ماده معدنی محل وضعیت ملاحظات
16 خاک سرخ 30 کیومتری اصفهان ـ حاجی آباد گلوگاه شناسایی
17 خاک سرخ 16 کیلومتری حاجی آباد اصفهان شناسایی
18 خاک سرخ 14 کیلومتری حاجی آباد ـ کوه رودشتی شناسایی
19 خاک سرخ بیاضه 40 کیلومتری جنوب خور شناسایی
20 خاک سرخ ایراکان دسترسی از طریق عروسان به محمد آباد شناسایی
21 خاک سرخ خور خورـ گوسورنگ، 3 کیلومتری جنوب غربی خور شناسایی
22 خاک سرخ فرخی 150 کیلومتری نائین شناسایی
23 خاک سرخ فرخی
چوکه در 12 کیلومتری شمال ده فرخی شناسایی
24 خاک سرخ خورـ
کام سه سون 12 کیلومتری جنوب خور شناسایی
25 خاک سرخ
خور برین سرخ 18 کیلومتری جنوب خور شناسایی
26 خاک سرخ
کن سوخو 9 کیلومتری جنوب غرب خور شناسایی
27 خاک سرخ
صدر آباد 14 کیلومتری روستای ندوشن شناسایی
28 خاک سرخ
فخر آباد روستای فخر آباد در سر راه عقدا به اردکان شناسایی
29 خاک سرخ
ورطون 11 کیلومتری شرق اصفهان شناسایی
30 خاک سرخ آتشکوه 10 کیلومتری جنوب غرب دلیجان شناسایی
31 خاک سرخ
احمدی 183 کیلومتری شمال شرق بندرعباس شناسایی
ادامه جدول 2ـ2 فهرست معادن فعال خاک سرخ و زرد ایران
(شکل 1-2) نقشه پراکندگی معادن ونقاط شناسای شده خاک سرخ و زرد در کشور
4ـ2 ذخایر خاک سرخ ایران
ذخایر خاک سرخ ایران از نظر اقتصادی بدو بخش عمده تقسیم میشوند که عبارتند از:
1ـ ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی
2ـ ذخایر خاک سرخ مناطق جنوبی ایران
از مهمترین ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی می توان خاک سرخ ندوشن، مامونیه ونارج(شاهرخ) را نام برد. خاک سرخ هرمز، ابوموسی، احمدی نیز جز مهم ترین ذخایر خاک سرخ مناطق جنوبی ایران به شمار می روند.
1ـ4ـ2 ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی
1ـ خاک سرخ حاجی آباد ـ گلوگاه(30 کیلومتری جنوب شرقی اصفهان)
موقعیت جغرافیایی: این ذخیره در سر راه حاجی آباد به حاجی آباد زرین در سمت راست جاده واقع شده و از سر دو راهی تا محل کانسار حدود5ـ4 کیلومتر فاصله دارد.
زمین شناسی و مشخصات کانسار:
خاک سرخ در این کانسار به صورت لکه های قرمز بزرگ درون شیل های آهکی ـ سیلیسی مربوط به ژوراسیک قرار گرفته است. این سری لکه ها در یک امتداد بوده و بنظر میرسد خاک سرخ به صورت پرشدگی در درون یک شکستگی تشکیل شده است. خاک سرخ در محلهایی که دارای درصد آهک بالاست وشستشوی بیشتری انجام گرفته است، کیفیت بهتری دارد.
از نظر کمیت،ماده معدنی دارای ابعادی به طول تقریباً 50 متر و به عرض چند متر است که بیشتر به صورت آغشتگی سنگ در بر گیرنده است و نتیجتاً نمی توان به ذخیره قابل توجهی امیدوار بود.
2ـ خاک سرخ حاجی آباد با قواصفر
موقعیت جغرافیایی:
این کانسار در 16 کیلومتری جنوب شرقی حاجی آباد واقع شده است.
زمین شناسی و مشخصات کانسار:
خاک سرخ در این محل به شکل پاکت در داخل آهک کارستی توده ای خاکستری سیاه متعلق به کرتاسه تشکیل شده است و بنظر میرسد که پاکت در اثر تلاقی فشرده یک شبکه متمرکز شکستگی در جهات مختلف فضایی ایجاد و متعاقبا در اثر حرکت جریانی کانی ساز مربوط به آبهای گرم اکسید آهن به داخل پاکت انتقال یافته و بعدا در اثر دگرسانی تبدیل به خاک سرخ شده است. عیار خاک سرخ از دیواره خارجی به سمت مرکز بتدریج زیادتر میشود. ابعاد پاکت در حدود 10×8×4 متر است. نتیجه تجزیه شیمیایی و اشعهX یک نمونه از خاک این کانسار نشان می دهد که درصد Fe2o3 آن برابر 22/35 درصد و کانیهای تشکیل دهنده آن کلسیت، کوارتز و هماتیت است.
3ـ خاک سرخ حاجی آباد زرین ـ کوه رودشتی
موقعیت جغرافیایی:
این ذخیره در 14 کیلومتری شرق ده حاجی آباد قرارگرفته است.
زمین شناسی و مشخصات کانسار:
خاک سرخ در داخل آهکهای کرتاسه تشکیل شده است. ضخامت خاک سرخ از چند سانتی متر تا حدود 1 متر می رسد. نحوه تشکیل این ذخیره نیز شبیه به ذخیره خاک سرخ با قوا صفر است و از نظر ذخیره قابل توجه نیست.
4ـ خاک سرخ بیاضه( در 200 کیلومتری شرق شهر نائین و حدودا 40 کیلومتری جنوب خور)
موقعیت جغرافیایی:
این ذخیره در 15 کیلومتری جنوب غرب بیاضه در سمت چپ جاده قرارگرفته است.
زمین شناسی و مشخصات کانسار:
خاک سرخ در درون آهکهای سیاه تا خاکستری کرتاسه قراردارد.مکانیسم تشکیل آن شبیه خاک سرخ رودشتی و باقوا صفر است . این ذخیره نیز مانند دو ذخیره یاد شده از نظر اقتصادی قابل توجه نیست. مقدار درصد Fe2o3خاک سرخ این ذخیره بر اساس تجزیه شیمیایی یک نمونه از آن برابر 12/42 درصد است. نتیجه اشعه X بر روی یک نمونه از این خاک سرخ نشان داده که کانیهای تشکیل دهنده خاک مزبور عبارتند از:
هماتیت ـ کوارتزـ کلسیت
5ـ خاک سرخ آیراکان
موقعیت جغرافیایی:
دسترسی به این ذخیره از طریق عروسان به محمد آباد کوره گز به فاصله ده کیلومتر و از محمد آباد تا محل ذخیره حدود 20 کیلومتر است که جاده در قسمت آخر از داخل ماسه های بادی عبور می کند.
زمین شناسی و مشخصات کانسار:
منطقه از سری مارنها و ماسه سنگها متعلق به میوسن و گرانیت و گنیس های مربوط به اواخر
