دانلود مقاله بررسی خاک شورسمیرم اصفهان و کاربرد های آن

چکیده: ایران با داشتن پیشینه تاریخی و آثار تمدن بشری به لحاظ موقعیت جغرافیایی و زمین شناسی یکی از نادرترین کشورهای جهان می باشد.

ذخائر ارزشمند و گوناگون مواد معدن از جمله مواهب الهی است که به این سرزمین ارزانی گردیده است.

گذر ایران از دوران مختلف زمین شناسی با کوه زایی ها، آتشفشان ها، پیشروی و پس روی دریاها حکایت از وخور انواع متفاوت مواد معدنی در جای جای این خاک پرگهر دارد.

همزمان با گسترش روز افزون صنایع، در نتیجه نیاز صنعت به مواد خام لزوم توسعه فعالیتهای زمین شناسی و اکتشافات معدنی و تجهیز و بهره برداری از معادن بیش از پیش احساس می گردد.

توسعه صنعت نسوز در گرو اهتمام ویژه به شناسایی مواد معدنی و توسعه معدنکاری است.

آنچه در مجموعه زیر آمده است مختصری در مورد خاک های نسوز علل الخصوص خاک نسوز سمیرم اصفهان و کاربردهای صنعتی آنها می باشد.

مقدمه: تاریخ توسعه مواد و فرآورده های نسوز اجبارا به تاریخ بسوا و توسعه صنایع ذوب و سرامیک ارتباط پیدا می کند از زمان های قدیم، اطلاعات کمی در دست است ولی از تاریخ ذوب فلزات و آثار آن، می توان گفت که از ده هزار سال پیش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخیر، بسط و توسعه بسیار یافته اند.

به خصوص در قرن حاضر که تکنیک های پیشرفته و مواد اولیه پیش ساخته به کار گرفته می شود مصری ها در پنج هزار سال پیش از مواد نسوز استفاده می کردند.

در 2500 سال پیش برای ساختن قصر داریوش در ایران از آجرهای پخته شده سیلیس استفاده شده است تاریخ تولید انواع فرآورده های نسوز در جدول زیر آمده است.

تاریخ توسعه مواد و فرآورده های نسوز اجبارا به تاریخ بسوا و توسعه صنایع ذوب و سرامیک ارتباط پیدا می کند از زمان های قدیم، اطلاعات کمی در دست است ولی از تاریخ ذوب فلزات و آثار آن، می توان گفت که از ده هزار سال پیش مواد نسوز مورد استفاده بودند و در سه قرن اخیر، بسط و توسعه بسیار یافته اند.

انواع فرآورده های نسوز تاریخ تولید فرآورده های نسوز سیلیس 1840 فرآورده های نسوز کروسیتی 1896 فرآورده های نسوز منیزیتی 1888 فرآورده های نسوز آلومینی 1917 فرآورده های نسوز عایق 1920 فرآوده های نسوز پیش ذوب 1930 رشته های نسوز و سرامیکی 1930 صنعت نسوز در ایران به احتمال قومی همراه با صنعت سیمان تولید یافته است.

که شروع این صنعت در کشور با بسیاری از کشورهای دیگر همزمان بوده است معدن خاک نسوز سمیرم در سال 1345 بوسیله سازمان زمین شناسی تکنولوژیکی این معدن توسط جورج آلتن فرانسوی کارشناس سازمان ملل در سازمان زمین شناسی مورد مطالعه قرار گرفت و گزارشی در مورد تغلیظ آن منتشر شد که بر پایه تکلیس خاک بود.

در سال 1349 نمونه تکنولوژیکی این معدن به انیستیتو مواد نسوزلنینگراد ارسال شد که قبلا سنگجوری دستی شده بود و گزارش مطالعات تنها مربوط به کاربرد این خاک در تکنولوژی فولاد بود و روی تغلیظ پذیری خاک کار نشده بود.

در سال 1366 مهندسین مشاور معدن کاوروی تغلیظ این خاک مطالعه نموده و روش جداکننده های مغناطیسی را برای تغلیظ خاک پیشنهاد نمودند.

جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی شریف نیز روی این خاک مطالعه کرده و اساس کار را بر آزمایشات باجیک قرار داده و نتیجه ای نگرفتند.

نمونه های متعددی از این خاک در جعبه های 50 کیلوئی تهیه و به کشورهای مختلف جهت امکان پذیری تغلیظ خاک ارسال گردید.

شرکت ایران منیزیا نیز که در کنار شرکت ملی فولاد از بخشی از این معدن بهره برداری میکند مطالعات زیادی برای امکان پذیری تغلیظ این خاک انجام داده است.

فصل اول: مواد نسوز مواد معدنی نسوز: به طور دقیق نمی توان گفت که نخستین بار درجه دورانی و توسط چه کسانی مواد نسوز ساخته شد.

ولی برخی شواهد دال برساخت و مصرف این مواد توسط چینی ها می باشد.

پیدایش و رشد این صنعت با صنعت ذوب فلزات رابطه ای تنگاتنگ دارد که بدین ترتیب می توان گفت بشر از ده هزار سال قبل از مواد نسوز استفاده می کرده است.

نمونه آن مربوط به کوره ای با قدمت بیش از 6000 سال در کشور کره می باشد.

تا قبل از قرن نوزدهم مصرف کنندگان اصلی مواد نسوز، کوره های ذوب فلزات، شیشه و امثال آنها بوده اند که حجم چندانی را در بر نمی گرفت.

اما با وقوع انقلاب صنعتی که از قرن هیجدهم آغاز شد صنایعی رشد کرد که در فرآیندهای تولید خود به درجه حرارت بالا نیاز داشتند و از این رو نیاز به مواد نسوز به سرعت گسترش یافت و راه برای شکوفایی این صنعت همدار گردید.

نقش مواد نسوز: نقش این مواد محافظت از محفظه هائیست که در آنها واکنش ها یا عملیات 5 پی درجه حرارت بالا انجام می گیرد.

به طور عمده می توان نقش مواد دیرگداز را در کوره ها به سه صورت زیر تقسیم کرد: الف) حفاظت بدنه کوره ها، مجاره تصفیه ای، مخازن شیشه ای، از تأثیر شعله یا مواد مذاب گداخته.

ب) کاهش میزان و مقدار انتقال حرارت از داخل کوره به خارج.

ج) جذب حرارت و انتقال آن به مواد گداخته داخل کوره.

خواص مواد نسوز: به طور کلی مهمترین ویژگی های مواد نسوز به قرار زیر است: الف) دیر گدازی: مقاومت حرارتی مواد نسوز تابع ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین آنهاست.

ب) مقاومت شیمیایی: این ویژگی تابع ترکیب شیمیایی مواد اولیه، تخلخل، ساختمان بلوری آنهاست.

در کوره های سیمان در قسمت پخت به دلیل شرایط قلیایی از آجرهای منیزیت استفاده می کنند.

ج) مقاومت در برابر شوک حرارتی: مواد نسوز در برابر تغییرات ناگهانی و سریع دمای داخل کوره مقاومت می کنند.

د) مقاومت سایش: معمولا بدنه داخلی کوره های دوار از مواد دیرگداز پوشیده شده است و گاها بار داخل کوره موجب سائیدگی پوشش داخلی کوره می شود.

در این حالت بایستی از موادی که مقاومت سایشی بالایی دارند استفاده نمود.

انواع مواد نسوز: مواد شکل دار (آجرهای نسوز) رسی: شاموتی – نیم سیلیسی – آلومینی عایق غیر رسی: سیلیس – قلیایی- مولیتی- زیرکنی- آلومین بالا- آسمیه کرم- فرآورده کربن و گرافیتی مواد بی شکل (مواد ویژه) انواع ملاتها انواع جرمهای نسوز انواع جرمهای نسوز شکل 1-1- انواع نسوز تقسیم بندی فرآورده های نسوز: جدول تقسیم بندی فرآورده های نسوز فصل دوم: انواع رس ها و ویژگی های آنها 2-8- تقسیم بندی کانی های رسی: به دلیل پیچیدگی ساختمان رس ها و گسترش آنها، برای طبقه بندی این کانی ها روش های گوناگونی پیشنهاد گردید.

یکی از مواردی که نشانگر این موضوع می باشد تشکیل کمیته ای از مؤسسه میزالوژی انگلستان برای طبقه بندی و فهرست بندی میزال های رس می باشد.

به همین لحاظ مشابهت های زیادی با یکدیگر دارند ولی در مواردی نیز کاملا متفاوت می باشند.

یک نوع تقسیم بندی بدین صورت است که به سه دسته کانی های دو صفحه ای- کانی های سه صفحه ای- کانی های چهار صفحه ای تقسیم می شوند.

کانی های دو صفحه ای: الف) گروه کائولینیست: این گروه شامل هشت کانی است که تفاوت آنها در مشخصات نوری و ساختمانی داخلی آنهاست.

ب) گروه سرپانتین: از نظر شکل بلوری شبیه کائولیست بوده و فقط در لایه های اکتا هدری بجای AL3+ یونهای Mg2+ جانشین می گردند و اختلاف دیگر آنها با کائولیست در خواص شبکه اکفا هدری و تتراهدری است.

به جهت اینکه سرپاتین درسنگ های رسوبی نمی تواند پایدار باشد.

این کانی جزء کانی های اصلی رس محسوب نمی شود.

که کانی های سه صفحه ای الف) گروه میکا، گرچه کانی های این گروه جزء کانی های رس محسوب نمی شوند ولی چون منشاء تشکیل کانی های رس مانند: سریسیت و ایلیت و غیره می باشند دارای اهمیت خاصی می باشند.

ب) گروه ایلیت: به کانی های میکایی گفته می شود که تشکیل گروه غیر مشخصی بین مسکویت و مونت موریلونیت را می دهند.

آب می تواند جانشین بین بلورهای ایلیت گردد.

این امر باعث دادن خاصیت انبساط به آنها می شود.

فرق ایلیت با مسکویت آن است که مقدار K و AL در لایه های تترا هدر کمتر از مسکویت می باشد.

ج) گروه مونت موریلونیت: چهار کانی این گروه دارای ساختمان سه لایه ای و از خواص جذب آب بین لایه تتراهدری و اکتاهدری است.

بنتونیت: مخلوطی از کانی های رسی است که دارای مقدار زیادی مونت موریلونیت می باشد و چسبندگی آن خیلی بالا می باشد.

ورمیکولیت: این کانی از نظر خواص فیزیکی و شیمیایی در درجه نخست به مونت موریلونیت و سپس بنتونیت خیلی نزدیک است.

کانی های چهار صفحه ای: الف) گروه کلریت: ساختمان این گروه از کانی های رسی بدین ترتیب است که مابین دو ردیف پاکت های سه صفحه ای یک صفحه از یون OH هیدروکسید با کاتیون های 2 یا 3 ظرفیتی قرار گرفته است.

کانی های گروه کلریت از نظر تعداد، گسترش زیادی دارند.

کلریت مانند ایلیت بوده ولی فاقد کلسیم می باشد.

ب) گروه کانی های مختلوا: این دسته شامل کانی هایی هستند که ساختمان و خواص آنها کمترین شباهت به کانی های رسی دارد.

ج) گروه کانی های سیولیت و پالیگورسکیت: این گروه شامل سیلیکاتهایی هستند که ساختمان آنها مابین سیلییکاتهای زنجیری و صفحه ای می باشد.

مهمترین این نوع کانی ها پالی گور سکیت و آتاپولژیت می باشد.

در تقسیم بندی دیگری 4 رده اصلی در رس ها بنام رده رس های متورق و رده رس های رشته ای تقسیم می شوند.

این رده بندی به وسیله بررسی دیاگرام های اشعه X کانی های رس انجام گرفته است.

رده اول یعنی رس های متورق، فاصله شبکه ای تقریبا ثابت و در ساختمان آنها طبقات چهاروجهی، هشت وجهی با تنظیمی معین بودن ایجاد فضای خالی تراک می شوند.

رده دوم همین رس های رشته ای، که از نظر انواع و مقدار خیلی محدود می باشند طبقات آلومین و سیلیس بطور متناوب قرار داشته و فضاهای خالی در شبکه بلوری ایجاد می کنند.

تقسیم بندی دیگری وجود دارد، که اساس آن بر شرایط فعلی فیزیکو شیمیایی و طبیعت مواد مادر مانند: فلوسپاتها و میکاها، شبکه های و لکانیکی یا کانی های فرومغناطیسی می باشد بر این اساس میزال های رس کریستالی به دو دسته با ساختماهن زنجیره ای و لایه ای تقسیم می شوند.

ساختمان لایه ای خود به دو خانواده 2:1 و 1:1 تقسیم می شود که با نامهای تری فرمیک و دی فرمیک مشخص می شوند.

همچنین تقسیمات ثانویه بر اساس خواص دی آکتاهورال یا تری اکتاهورال میزال ها می باشند.

2-1- جدول تقسیم ثانویه اساس خارجی دی اکتاهورال میزال ها 2-2- روش های شناخت: نظر به کوچکی ابعاد دانه های رسی و خاصیت تبلور مخفی آنها، مطالعه آنها با وسایل معمولی نوری عمل نیست بلکه باید از وسایل شیمیایی خاص و یا از خواص حرارتی و یا روش های مدرن تر مانند: X-Ray استفاده نمود.

به طور کلی روش های قابل استفاده جهت مطالعه خاک رس ها به شرح زیر می باشد: مطالعه بوسیله اشعه (X-Ray) استفاده از میکروسکوپ های الکتریک (SEM) آنالیز های حرارتی که شامل روش منحنی دهیدراسیون (آنالیز ترمیک) و روش DAD (آنالیز حرارتی تفریقی یا اختلافی) می شود.

تجزیه شیمیایی عناصر روش اینفرارد (Infera red): در این روش اشعه قرمز به ساختمان بلوری کانی تابیده شده و منحنی هایی توسط دستگاه رسم می شود که بوسیله مقایسه پیکهای منحنی رسم شده با پیکهای منحنی های استاندارد می توان به کانی مورد نظر پی برد.

روش جذب اتمی (Atomic Absorbtion) بررسی مقاطع نازک در مواردی که سنگ آنرا بتوان بدست آورد.

روش (X-Ray Floresans) مطالعه توسط تعیین تخلخل بررسی تأثیر محلول های ارگانیکی.

2-3- انواع رس ها در صنعت و کاربردهای آنها: به طور کلی رس ها را در صنایع بر اساس معرف به دسته های مختلفی تقسیم می کنند: کائولن (Caolin) بال کلی (Ballclay) رس نسوز (Fire Clay) بنتونیت (Bentonite) فولرزارت (Fullers F- arth) رس های معمولی و شیل.

ضمنا می توان شش دسته فوق را در سه گروه تنظیم کرد که در بر این اساس بنتونیت و فولرزارث در یک گروه به دلیل کاربرد مشابه.

کائولن و بال کلی و رس های نسوز در یک گروه به دلیل داشتن کانی های گروه کائولینیست در هر سه آنها ضمن اینکه مصرف آنها نیز مشابه می باشد.

رس های معمولی و شیل نیز تشکیل گروه دیگر را می دهند.

2-3-1- کائولن: واژه کائولن از زبان چینی گرفته شده که نام تپه ای در چینی بوده است که از آن خاک کائولن استخراج می شده است خواص آن عبارت است از: ثبات شیمیایی، داشتن رنگ سفید، دارا بودن خاصیت پوشش بسیار خوب، نرمی و غیر سایش بودن آن، قابلیت اندک هدایت جریان الکتریسیته و گرما، ارزان بودن آن.

دو عامل مهم که باعث تشکیل کانی های رسی گروه کائولیست می شود هوازدگی و اکتراسیون می باشند.

این عوامل تحت شرایط خاص عناصری به جز سیلیس، آلومین، اکسیژن و هیدروژن موجود در رس را جدا می کنند.

بیشتر کائولن ها از کائولینیست تشکیل شده اند اما کانی های رسی دیگر نیز در آن وجود دارند.

پیش تر بخش اعظم کائولن در صنایع سرامیک و نسوز استفاده می شد اما امروزه 50% مصرف در صنایع کاغذ سازی و 20% آن در صنایع سرامیک و نسوز استفاده می شود.

آمریکا یکی از بزرگترین تولید کنندگان کائولن می باشد که ذخایر آن بیشتر در ایالت آلاباما، فلوریدا، کاروینا، تگزاس و کالیفرنیا است.

انگلستان نیز از تولید کنندگان بزرگ کائولن در جهان به شمار می آید.

در جدول زیر مهمترین تولید کنندگان کائولن ذکر شده است: 2-2- جدول مهمترین تولید کنندگان کائولن به نظر می رسد که در سال های آینده نیاز به کائولن افزایش یابد چنانکه از این مواد برای تهیه آلومین استفاده می شود.

تولید کائولن افزایش بیش از پیش خواهد داشت.

مهمترین موارد استفاده از کائولن به ترتیب عبارتند از: کائولن به عنوان ماده اولیه جهت ساختن ظروف چینی، سرامیک و کاشی های مختلف می باشد.

در صنایع کاغذ سازی به دلیل داشتن خاصیت لغزش و قابلیت ارتجاعی و الاستیسیته بودن آن.

در صنایع لاستیک سازی، روکش سیم ها.

کابل ها بکار می رود با افزودن کائولن به شیرا به لاستیک خواص مختلفی از جمله استحکام، مقاومت در برابر فرسودگی و همچنین بالابردن سختی را باعث می شود.

صنایع صابون پزی: رسهای کائولینیتی و مونت موریلونیتی در صنایع صابون سازی بعنوان مواد پر کننده صابون بمنظور سفت کردن صابون و همچنین بمنظور افزایش خواص شستشوی آن و برای کاهش مصرف روغن و چربی مورد استفاده قرار می گیرد.

با توجه به نوع صابون مقدار رس می تواند از 5 تا 40 درصد در نوسان باشد.

پارامترهای مورد نیاز برای کائولین هائی که در صنعت صابون سازی بکار می روند در مقایسه با پارامترهای مورد نیاز جهت مصارف عطر سازی در حد پائین تری قرار دارند.

این رسها باید به اندازه کافی مفید بوده و بطور کامل در آبی که دارای سود می باشد بصورت کلوئید درآید، اکسید آهن، دانه های درشت و ترکیبات کلسیم جزو مواد مضر می باشند.

صنایع مدادسازی: رسهای سفید پلاستیکی از جمله کائولین برای تهیه خمیر مداد مورد استفاده قرار می گیرند.

از پارامترهای مورد نیاز برای این رسها عبارتند از خاصیت چسبندگی عالی، خاصیت پلاستیسیته، فقدان ذرات ماسه ای و شنی سفیدی بالا.

صنایع شیمیائی: از کائولین ها و بعضی از رسهای دیگر بعنوان مواد پرکننده در صنایع سم سازی (سموم دفع آفات و حشرات در کشاورزی و غیره) استفاده می شود.

از پارامترهای مورد نیاز برای کائولین جهت استفاده در این صنعت، قابل حل بودن آن در آب بوده و درشتی متوسط ذرات نباید از 15 تا 25 میکرن بیشتر باشد.

از نظر شیمیائی خنثی بوده مقدار رطوبت از 5/1% تجاوز نکند.

استعداد خاصیت مخلوط شدن با مواد شیمیائی (سموم) را داشته باشد.

خاصیت گردشدن و خاصیت چسبیدن به گیاه آن خوب باشد.

از مواد دیگر نیز در تهیه سموم استفاده می کنند که از تالک، کائولن، پیرو- فیلیت، خاکستر می توان نام برد.

در تهیه سموم تا 17 درصد از کائولین استفاده می کنند.

صنایع رنگ سازی: رسهای آهندار در تهیه رنگ بکار می روند و با توجه به رنگ آنها به اسامی مختلف مثل اخری، مومیائی، اومپرائی، بالیوس و غیره نامیده می شوند.

رسهای با هیدرواکسید آهن که به رنگ زرد می باشند اخری نامیده میشوند رنگ آنها از زرد روشن تا زرد طلائی متفاوت است.

رس ها یا بوکسیت های رسی که به رنگ قرمز آجری در آمده اند، مومیائی نامیده می شوند.

رس ها یا بوکسیت های رسی که به رنگ قهوه ای در آمده اند اومبرائی نامیده می شوند.

رسها یا بوکسیت های رسی که دارای اکسید آهن بی آب هستند.

اخری قرمز نامیده می شوند.

رنگ آنها از قرمز بنفش تا قهوه ای قرمز متفاوت می باشد.

رنگ قرمز اخری را از حرارت دادن اخری زرد در درجه حرارت 700 –800 می توان بدست آورد.

از رسهای سفید نیز بعنوان مواد سفید کننده استفاده می شود.

برای تهیه آبی لاجورد از کائولینیتی که دارای پارامترهای زیر می باشد استفاده می کنند: خاکهای رس بعنوان یک ماده پر کننده از کائولین تغلیظ شده، بعنوان ماده پر کننده در صنایع کاغذ سازی، لاستیک سازی، عطر سازی و غیره استفاده می شود.

در صنایع کاغذ سازی بعنوان ماده پر کننده کاغذ از کائولین از تالکه ژیپس و گچ هم استفاده می شود ولی بیشترین ماده را کائولین تشکیل می دهد.

کائولین رنگ کاغذ را سفید، سطح کاغذ را صاف و هموار و استحکام آنرا زیاد کرده نوردهی را کاهش می دهد و آنرا مستعد جذب رنگهای چاپی می کند.

کاغذ معمولی تقریبا دارای 20 درصد کائولین و بعضی از انواع آن دارای 40 درصد کائولین می باشد.

خاک رسهای ریخته گری رس ها امروزه بطور گسترده در صنعت قالب گیری بعنوان یک ماده چسبنده جهت تهیه قالبهای رسی- ماسه ای- خمیر قالب گیری افزوده می گردد.

مصرف مورد نیاز رسهای قالب گیری برای ریخته گری 150 کیلوگرم فولاد یا ریخته گری 120 کیلوگرم چدن در حدود یک تن می باشد.

با توجه به شرایط کاربرد مثل درجه حرارت فلز ریخته گری، اندازه و فرم قالب، ترکیب و خواص مواد تشکیل دهنده های خمیر قالب گیری متغیر می باشد.

پارامترهای اصلی عبارتند از خاصیت چسبندگی، استحکام ترموشیمیائی 9-کائولن در صنایع P.V.C به دلیل داشتن خاصیت ارتجاعی مورد استفاده قرار می گیرد.

کائولن در صنایع داروسازی برای تهیه داروهایی از قبیل مائولاکس (زخم معده) و کائولن پکتن (خواسهال) کائولن در صنایع گچ سازی به کار می رود و به خوبی می تواند زمان گیرایی گچ را کنترل کند.

کائولن در صنایع پلاستیک مورد استفاده قرار می گیرد در این صنایع از کائولن برای افزایش نرمی و جلاء و کاهش هدایت حرارت و انقباض مواد و کالاهای پلاستیکی استفاده می شود.

یکی زا مصارف جدید کائولن استفاده از آن در طول تولید آلومین برای صنایع آلومینیوم سازی است.

صنایع مختلف استفاده کننده از کائولن برای تولید محصولات خود نیاز به کائولن هایی با مشخصات متفاوت دارند.

مشخصات کائولن که در هر کاربرد به تعداد معین از آنها نیاز است به شرح زیر است: الف) ترکیب شیمیایی ب) کانی های تشکیل دهنده ج) خواص کائولن در آب د) خواص فیزیک کائولن 2-3- جدول پارامترهای مورد نیاز برای کائولن جهت تولید محصولات شاموتی نسوز 2-4 جدول پارامترهای مورد نیاز برای کائولن جهت تولید محصولات نسوز نیمه اسیدی 2-3-2- بال کلی: نام بال کلی از انگلستان گرفته شده و به عنوان رس رسوبی کائولینین با پلاستیسیته بالا و دانه ریز که در اثر حرارت سفید تا نزدیک به سفید می شود تعریف می گردد.

بال کلی به عنوان یک رس ثانویه که دارای مواد آلی بوده با پلاستیسیته بالا و مقاومت خشک بالا که زمانی طولانی برای تبدیل به شیشه لازم دارد و ضمنا رنگ آن در اثر حرارت روشن می شود تعریف گردیده است کائولینیت کانی اصلی بال کلی بوده و حدود 70% آن را تشکیل می دهد.

بال کلی اصولا در صنایع پوشش وسایل بهداشتی، چینی الکتریک، کاشی، نسوز و سرامیک کاربرد دارد.

صنایع سرامیک از بال کلی به دلیل خواص اتصال و از کائولن به دلیل خواص سفیدی آن استفاده می کنند.

از بال کلی در فرآورده های نسوز به دلیل خواص اتصال آسان و شکل پذیری مواد با پلاستیسته پایین استفاده می شود.

مهمترین کشورهای تولید کننده بال کلی عبارتند از: 2-5- جدول مهمترین کشورهای تولید کننده بال کلی 2-3-3- رس های نسوز: اصولا رس های نسوز به رسهایی گفته می شود که درصد آلومین در آنها بالاست.

(بیش از 25%) و مقدار مواد ناخالص کم باشد تا خواص نسوز بودن بالایی داشته باشد.

بیشتر این مواد جهت تهیه آجرهای نسوز، بلوک هایی با اشکال مختلف، آجرهای عایق، ملاتهای نسوز، مواد ویژه، مخلوط ها و محصولات دیگر بکار می رود.

رس های نسوز کلسینه شده در اروپا به نام شاموت خوانده می شود.

در حالیکه در امریکا کائولن کلسینه شده یا گروگ (Grog) نامیده می شود.

کیفیت و خواص رس های نسوز بستگی به P.C.E (پارامتری است که میزان مقاومت در مقابل حرارت را مشخص می کند) دارد.

و معمولا P.C.E از 19 آغاز و به 37 نیز می رسد.

در اصل رس نسوز به رس هایی که در اثر وارت سفید رنگ نشده و P.C.E آنها بالای 19 است گفته می شود که شامل تعریف کائولن و بال کلی نمی گردد.

رنگ فرآورده های نسوز در صنایع کاشی و سرامیک سازی حائز اهمیت است و به این منظور در چنین صنایعی از کائولن و خاک های نسوز با درصد آهن که استفاده می گردد تا فرآورده ها دارای رنگ روشن باشند.

خصوصیات رس های نسوز برای محصولات مختلف متفاوت است.

مقاومت در برابر حرارت، یکی از خواص مهم رس های نسوز است آیا P.C.E مشخص می شود.

مقاومت در برابر انقباض پیچش و خوردگی درخیلی از محصولات عامل مهمی می باشد.

رس های نسوز از رس پلاستیک تا رس سخت تغییر می کنند و تغییرات آن به صورت زیر است: آلومین بالا خیلی سفت سخت نیمه سخت نیمه پلاستیک پلاستیک 2-6- جدول تقسیم بندی رسها بالی کلی در صنعت سرامیک سازی 2-7- جدول تقسیم بندی خاک رسها بر اساس اکثریت اندازه دانه ها به میلیمتر 2-8- جدول تقسیم بندی خاک رس بر اساس مواد دانه درشت برای صنعت سرامیک 2-9- جدول تقسیم بندی خاک رسها بر حسب ترکیب دانه ها 2-3-4- بنتونیت: بنتونیت رسی است که اصولا حاوی مکانی سمکستیت است.

یکی از راه های تقسیم بندی بنتونیتها ظرفیت متورم شدن آنها در اثر آب است.

بیشتر بنتونیتها به عنوان گل حفاری، فیلتراسیون، خوراک حیوانات، رنگ رزی، اضافه کردن به مواد اولیه سرامیک جهت ازدیاد پلاستیسیته مورد استفاده قرار می گیرد.

2-3-5- فولر زارث: فولرزارث به رس هایی گفته می شود که از کانی های بالی گورسکیت و سپیولیت تشکیل شده و اکثرا برای تمیز کردن و جذب مواد نفتی و روغن ها بکار برده می شود.

خواص شبیه به بنتونیت دارند و درگل حفاری و فیلترها نیز بکار می روند.

2-4- خاک نسوز: باید دانست که خاک نسوز و سنگ نسوز کانی هائی با فرمول معین نیستند و حتی مرزهای مشخصی نیز ندارند بطور کلی می توان رابطه بین خاک و سنگ را به شرح زیر بیان کرد: خاک نسوز semi plastic semi flint سنگ نسوز plastic clay flint clay که به ترتیب از سنگ نسوز به طرف خاک نسوز، سختی و درصد آلومین کمتر شده و میزان پلاستیسیته افزایش پیدا می کند به طوریکه سنگ های نسوز با آب مخلوط نشده و تولید گل نمی کنند ولی خاک های نسوز با آب مخلوط شده و تولید گل می کنند.

ذوب آهن اصفهان، خاک نسوز چسبنده را از لحاظ کیفیت، درجه نسوز زندگی و ضریب چسبندگی به دو درجه استاندارد و غیر استاندارد.

تقسیم کرده و به فرم جدول زیر ارائه کرده است: 2-10- جدول تقسیم درجه نسوزندگی و ضریب چسبندگی 2-11- جدول تقسیم بندی محصولات آلومینوسیلیکاتی بر حسب نسوزندگی مواد مضر در خاک های نسوز عبارتند از: پیریت، سیدریت، لیمونیت، آلونیت، کلسیت و برخی از کانیهائی که باعث بوجود آمدن مواد گداخته فلزی می شوند ترکها و پف کردگی و سایر عیب های دیگر در اثر وجود مواد ارگانیک در خاک رس می باشد.

شرایط ایده آل برای خاک نسوز: شرایط قابل قبول خاک نسوز برای صفت نسوز: کیفیت خاک نسوز مورد نیاز صنایع فولاد سازی: 2-5- وضعیت تولید محصولات رس: مصرف محصولات آجر نسوز تا حدودی کاهش یافته که می تواند به دلیل تغییر کوره ها و تکنولوژی صنایع، مقاومت پایی آنها نسبت به حرارت دادن و سرد کردن سریع و… دانست.

ولی تولید رس های بویژه نسوز در 30 سال گذشته افزایش یافته که می توان دلیل آن را عواملی چون ساده بودن کاربرد، کم شدن در زه ها، استحکام و مقاومت های بالاتر آن دانست.

کشورهای عمده تولید کننده رس های نسوز عبارتند از: آمریکا، آلمان، انگلستان، ژاپن و فرانسه که همگی تولید بیش از یک میلیون تن دارند.

تولید خاک نسوز در ایران 42 هزار تن در سال و میزان مصرف فعلی 40 هزار تن در سال است در ایران مهمترین ذخایر خاک نسوز در مناطق سمیرم با 6/1 میلیون تن ذخیره قطعی و 3 میلیون تن ذخیره احتمالی، رباواخان طبس، لنگرود، گناباد و… قرار دارد در کل ذخایر احتمالی 68 میلیون تن و ذخایر قطعی 41 میلیون تن می باشد.

2-6- وضعیت صنعت نسوز در ایران: در ایران صنعت نسوز به همراه صنعت سیمان پدیدار شد.

اولین کارخانه نسوز در ایران، کارخانه نسوز امین آباد بود که در سال 1318 با ظرفیت تولید سالیانه 1500 تن در شهر این آغاز به کار کرد با گسترش روند صنعتی شدن در کشور به ویژه طی دهه 1340، مصرف مواد نسوز نیز افزایش یافت که فقط بخش اندکی از آن در داخل تولید می شد.

با تأسیس ذوب آهن اصفهان، مصرف نسوز کشور افزایش ناگهانی یافت و در سال 1352 واحد نسوز ذوب آهن که در واقع نخستین کارخانه بزرگ و مکانیزه نسوز در کشور بشمار می آید با ظرفیت 24000 تن در سال آغاز بکار کرد، در ایران به ویژه سال های اخیر به رشد و توسعه صنایع فلزی از جمله فولاد توجه خاص شده و از دیگر سو دلیل محدودیت منابع ارزی، کاهش مصارفی که از خارج تأمین می شده اولویت یافته است.

و بدین ترتیب صنعت نسوز در کشور جایگاه ویژه ای یافته است.

رس های نسوز یاهای خاک نسوز بیشتر در سنگ های رسوب گذاری در آن دوره وجود داشته است، پیدا شود.

همین طور در حد تریاس و ژوراسیک نیز اینگونه خاک ها یافت می شود.

در کرتاسه نیز ذخایری حاوی کانی های کائولینیت شناخته شده است.

به طور کلی می توان گفت که در البرز رس های نسوز بین پرهین و تریاس (سازند روتر و سازند الیکا)، حد تریاس و ژوراسیک (سازند الیکا و مازند شمشک) و در حد کربونیفر و پرمین (سازند مبارک و سازند درود) یافت می شود.

در ایران مرکزی نیز رس های نسوز بین پرمین و تریاس (سازند خان و سازند سرخ شیل) و در حد لیاس (سازند آب حاجی) دیده شده است در منطقه آباده، رسهای نسوز در دونین فوقانی یافت می شوند.

در زاگرس بین سازند سروک و سازند ایلام ذخایر رس نسوز مشاهده شده است.

در ضمن در مناطق شمال غرب ایران نیز رس های نسوز وجود دارد که از دگرسانی سنگ های آذرین حاصل شده اند.

2-7- تولید میزان صادرات و واردات خاک نسوز در ایران: در جدول زیر آمار تولید خاک نسوز در چهار سال 78-79-80-81 بیان شده است.

الف) میزان کل صادرات خاک های رسی نسوز در سال های 78-79-80 به ترتیب زیر است: در سال 1378 مجموع میزان صادرات خاک رسی نسوز در حدود 350 تن به ارزش 70 میلیون ریال که معادل 40 هزار دلار آمریکا می باشد.

در سال 1379 مجموع میزان صادرات خاک رس نسوز در حدود 150 تن به ارزش 11 میلیون ریال که مجموع 8 هزار دلار آمریکا می باشد.

در سال 1380 مجموع میزان صادرات خاک رس نسوز در حدود 120 تن به ارزش 20 میلیون ریال که معادل 12 هزار دلار آمریکا می باشد.

ب) میزان واردات خاک های رسی نسوز در سال های 78-79-80 به ترتیب زیر است: در سال 1378 مجموع میزان واردات خاک رس نسوز در حدود 215 تن به ارزش 27 میلیون ریال که معادل 15 هزار دلار آمریکا می باشد.

در سال 1379 مجموع میزان واردات خاک رس نسوز در حدود 72 تن به ارزش 130 میلیون ریال که معادل 8 هزار دلار آمریکا می باشد.

در سال 1380 مجموع میزان ورادات خاک رس نسوز در حدود 195 تن به ارزش 180 میلیون ریال که معادل 10 هزار دلار آمریکا می باشد.

به طور کلی کشورهایی که به آنها خاک نسوز صادر می شود عبارتند از: آذربایجان – ترکیه – عراق و کشورهایی که از آنها خاک نسوز وارد می شود عبارتند از: آلمان- اسپانیا- انگلیس می باشند.

فصل سوم: معدن سمیرم اصفهان معدن خاک نسوز سمیرم اصفهان: معدن خاک نسوز سمیرم در 220 کیلومتری جنوب کارخانه ذوب آهن و 110 کیلومتری جنوب غربی شهرضا و 27 کیلومتری جنوب غربی سمیرم واقع شده است ارتفاع منطقه معدنی از سطح دریا 2320 تا 2460 متر بوده و مختصات طول و عرضی جغرافیایی آن ، می باشد.

نزدیکترین و آبادترین منطقه مسکونی به معدن، شهر سمیرم میباشد که 27 کیلومتر از معدن فاصله دارد.

معدن خاک نسوز سمیرم بوسیله یک جاده آسفالته درجه یک که از یک کیلومتری معدن عبور مینماید از طریق شهر سمیرم به جاده اصلی شیراز – شهرضا – اصفهان، متصل میگردد.

منطقه معدنی کوهستانی بوده، دارای تابستان های معتدل و زمستانهای سرد میباشد.

جهت وزش باد بطور عمومی از غرب به شرق است.

3-1- تاریخچه اکتشاف معدن معدن سمیرم برای اولین بار در سال 1966 بوسیله سازمان زمین شناسی کشور جهت اکتشاف بوکسیت مورد مطالعه مقدماتی قرار گرفت.

مطالعات فوق در دیماه سال 1967 تکمیل گردید.

عملیات تکمیلی شامل حفر چهار حلقه چاه و یک تونل اکتشافی و تعدادی ترانشه بوده است.

از تونل اکتشافی حفر شده تعداد 3200 کیلو نمونه برداشت و جهت آزمایشات مورد نظر به انستیتوی مواد نسوز لنینگراد ارسال گردید.

نتایج بررسیهای سازمان زمین شناسی از معدن سمیرم در سال 1968 طی گزارشی منظم به نقشه های زمین شناسی توسط آقای شریفی نوریان منتشر گردیده است.

و طی آن ذخیره های معادل 15 میلیون تن محاسبه گردیده است.

در سال 1347 معدن سمیرم به شرکت ملی ذوب آهن واگذار گردید و در سال 1348 اکتشاف سیستماتیک و تفضیلی این معدن بوسیله واحد تهیه مواد غیر فلزی آغاز گردید.

علاوه بر نمونه صنعتی که در لنینگراد مورد آزمایشات متعدد قرار گرفت، از خاک سنگجوری شده در کارخانه نسوز امین آباد نیز آزمایشات گوناگونی جهت کاربرد این خاک در صنعت انجام گرفت.

طی سالهای بعد به دنبال اکتشاف سایر منابع مواد نسوز، بهره برداری از معدن سمیرم به سازمان توسعه و نوسازی صنایع ایران واگذار گردید تا اینکه از سال 1360 وظیفه بهره برداری قسمتی از معدن به شرکت ملی فولاد ایران محول شد.