بایگانی برچسب: s

كاني هاي باريم

كاني هاي باريم

  مهمترين كانيهاي باريم دار عبارتند از: باريت BaSO4 و ويتريت BaCO3. ميزان فراواني باريت بيشتر از ويتريت است.

باريت يا باريتين Barite & Baritine

باريت يا باريتين با ترکيب شيميايي BaSO4 در سيستم اورتورومبيک و رومبيک بي پيراميدال متبلور مي شود و به صورت بلورهاي تيغه اي و بسيار بزرگ و يا در اشکال منشوري، پر مانند، توده هاي کنکرسيوني، رز صحرايي، ريزدانه و توده اي ديده مي شوند. وزن مخصوص آن 4.5-4.2گرم بر سانتي متر مکعب و سختي آن 3-3.5 مي باشد. باريت کاني باطله بسياري از کانسارهاي فلزات پايه را تشکيل مي دهد.

بلورهاي باريت معمولاً شفاف تا نيمه شفاف و کدر بوده و رنگ آنها سفيد تا بي رنگ است که گاهي تمايل به زرد شفاف، خاکستري، آبي کم رنگ، قرمز يا قهوه اي و بندرت قهوه اي تيره است. جلاي اين کاني شيشه اي تا صدفي و گاهي جلاي صمغي و مرواريدي دارد. رنگ خاکه آن سفيد است که بر اثر مالش، گاهي اوقات بودار مي شود.
باريت خالص از 65.7 % اکسيدباريم(BaO) و 34.3 % اکسيد سولفورو (SO3) تشکيل شده و بندرت به صورت خالص در طبيعت يافت مي شود.

باريت داراي خاصيت فسفرسانس و فلوئورسانس بوده و ساختمان بلوري آن بر اثر گرما (شعله فوتک) شکسته شده و به سختي گداخته مي شود. حرارت دادن شديد آن، سبب تظاهر رنگ فلوئورسانس نارنجي درخشان تا متمايل به نارنجي (نشانه وجود هماتيت يا کاني هاي سولفيدي)، قرمز ارغواني (نشانه وجود عنصر استرانسيم) و سبز متمايل به زرد (نشانه وجود عناصر قليايي) مي گردد، بر روي زغال ابتدا پرل Perle مشخصي ايجاد مي نمايد ولي با ادامه حرارت، توده هپاتيتي به صورت گسترده بر روي زغال تشکيل مي شود.

ايزومورفهاي باريت

باريت از نظر شيميايي خنثي بوده و وزن مخصوص آن نسبتاً زياد است و از ديدگاه شکل شناسي مي تواند با کلسيت، سلستين، ويتريت، آراگونيت، آلبيت، ژيپس، فلوئورين و انيدريت تشابه داشته باشد. از کلسيت، ويتريت و ژيپس بواسطه غير قابل حل بودن در اسيد، از آلبيت (و بطور اعم از فلدسپارها) بواسطه نرمي، از سلستين و انيدريت بواسطه فلوئورسانس نارنجي پس از گداخته شدن و سبز نمودن رنگ شعله فوتک، از فلوئوريت بواسطه فقدان فلوئورسانس و از آراگونيت بوسيله و مخصوص بالا و رخ شناخته مي شود.

باريت از نظر ساختمان بلورين تنها با ويتريت (کربنات باريم) مشابه است و از نظر کاربرد در صنايع، ويتريت مي تواند جايگزين نسبتاً مناسبي باشد ولي تظاهر اتفاقي آن و تجمع با کانه هاي فلزي بويژه سرب و روي از اقتصادي بودن آن مي کاهد.

ويتريت (BaCO3)
ويتريت با ترکيب شيميايي BaCO3توسط کاني شناس برجسته انگليسي Withering کشف شده است، در سيستم اورتورومبيک متبلور مي شود. وزن مخصوص آن 35/4 –27/4 گرم بر سانتي متر مکعب، سختي آن 75/3-3، جلاي شيشه اي و گاهي صمغي مي باشد.ويتريت به رنگ سفيد، متمايل به زرد و خاکستري با رنگ خاکه سفيد و بلورهاي شفاف تا نيمه شفاف مي باشد. اين کاني معمولاً نسبت به باريت کمياب بوده و غالباً رگه هاي گالن را همراهي مي کند و با اسيد سولفوريک تبديل به سولفات باريم مي شود.

باريتو کلسيت

باريتوکلسيت يک کاني مونوکلينيک در اشکال بلورين و توده اي مي باشد. فرمول شيميايي آن (Ba)،CaCO3، سختي آن 4 و وزن مخصوص آن 66/3-64/3 گرم بر سانتي متر مکعب است.

سطح شکست باريت وکلسيت نيمه کونکوئيدال و صدفي، جلاي آن شيشه اي با تمايل به حالت صمغي، بلورهاي آن شفاف تا نيمه شفاف و رنگ آن سفيد تا مايل به خاکستري و يا مايل به سبز تا زرد است. رنگ خاکه باريت وکلسيت سفيد بوده و در محلول اسيد کلريدريک رقيق حل مي شود.

نيتروباريت
نيتروباريت کاني فرمول شيميايي(Ba(NO3)2) و سيستم بلوري تتراهدرال و داراي تقارن بوده و به آساني القاپذير است. در آب حل مي شود و بي رنگ است.

از ديگر ترکيبات باريم دار مي توان از:
بنتونيت (Benitoite)، اورانوسيرکيت (Uranocircite)، برومليت (Bromlite)، هيالوفان، سلسيان (Celsian)، کاپلنيت (Cappelenite)، هيالوتکيت، باريليت، ژيلسپايت (Gillespite)، تارامليت (Taramlite)، بروستريت (Browsterite)، ولسايت (Wellsite)، هارموتوم (Harmotume)، ادينگتونيت (Edingtonite)، لئوکسفنيت (Leucosphenite)،و لبورتيت(Volbortite)،گئورسيکسيت (Georceixite) و فرازيت (Ferrazite) نام برد.

زمين شناسي و پراكندگي كانه باریت در ايران

معادن و كانسارهاي گوناگوني از باريت در ايران وجود دارد كه از لحاظ حجم و كيفيت در سطح جهاني قابل توجه هستند. كاني سازي باريت در ايران از پركامبرين ديده شده است و معادن باريت ايران در اكثر سازندهاي زمين شناسي يافت مي شوند.

بيشتر معادن و ذخاير باريت در ايران از نوع رگه اي و پرشدگي در شكافهاي مي باشد و انواع ديگر در صورتي كه وجود داشته باشند بسيار نادرند. سنگ درونگير بيشتر ذخاير رگه اي در ايران كربناتي و از نوع آهك دولوميتي است و در برخي از موارد توفهاي آهكي و توفهاي آندزيتي نيز به عنوان سنگ ميزبان مشاهده مي شوند. عيار اين نهشته ها در سنگ ميزبان اغلب پايين تر از 50% است.
از ديدگاه زمين ساختي، پراكندگي ذخاير باريت ايران به ترتيب در زونهاي ايران مركزي و البرز بيشتر از ساير زونها و از ديدگاه زمين شناختي نيز عمدتاً سنگهاي دوران سنوزوئيك كه در برگيرنده اين ذخاير مي باشد، هر چند اين پراكندگي در ساير دورانهاي زمين شناختي نيز ديده مي شود.
ذخاير معدني باريت در بسياري از نقاط ايران يافت مي شود ولي بزرگترين و مهمترين آنها در اين نواحي حاجي آباد خور و دره كاشان در استان اصفهان، اليت در استان مازندران، جوشالو و آغجه مزار در استان قزوين، باريت الماس در آذربايجان شرقي، باريتين لار در استان تهران، اردکان و هفتهر عقدا و دشت ده در استان يزد قرار دارند. بعلاوه عدسي ها، لايه ها و رگه هاي بسياري در نقاط مختلف از جمله اطراف فريدون شهر، ساوه، دورود، آباده، سمنان، تربت جام، كرج، آشتيان، ورامين و… كشف شده است، ولي وسعت و حجم اين ذخاير محدود است.

روش های عمده اکتشاف

برخي از خصوصيات ويژه باريت از قبيل وزن مخصوص بسيار، رخهاي مشخص و قابليت انحلال پايين موجب شناسايي آن از ساير كانيها مي شود. در واقع مي توان گفت پي جويي و اكتشاف ذخاير باريت بر اساس همين خواص فيزيكي و شيميايي آن استوار است.

قدم نخست در اكتشاف ذخاير باريت، استفاده از نقشه هاي توپوگرافي، نقشه هاي زمين شناسي و عكسهاي هوايي مي باشد. پس از شناخت اوليه موقعيت و گسترش سطحي ذخيره، عمليات روبرداري به صورت ترانشه هاي اکتشافي براي پي بردن به طول و ضخامت ماده معدني و عمليات مغزه گيري انجام مي شود. لازم به ذكر است كه براي صرفه جويي در هزينه هاي اكتشافي و به دست آوردن بيشترين اطلاعات سطحي و عمقي، بايد نوع تمركز ماده معدني و منشاء احتمالي آن تخمين زده شود. پس از اين مرحله، براي پي بردن به اقتصادي بودن يا نبودن ذخيره آزمايشات كاني شناسي و شيميايي انجام مي گيرد تا درصد خلوص ماده معدني و عناصر مفيد يا مضر همراه با آن مشخص گردد. حفاريهاي عميق تر، بعد از پي بردن به اقتصادي بودن ذخيره انجام مي گيرد.
بنابراين اصول اكتشاف اين ماده معدني شامل سه مرحله نمونه برداري، تجريه و اندازه گيري شاخص هاي مورد نظر مي باشد. پس از انجام اين مراحل، مناطقي كه ماده معدني مناسبي ندارد حذف كرده و به محاسبه و تعيين ذخيره و رسم منحنيهاي نقاط هم عيار پرداخته مي شود که عيار هم ارز وزن مخصوص ماده معدني مي باشد.
براي محاسبه و تعيين ذخاير باريت، عيار متوسط را در حجم و وزن مخصوص متوسط ماده معدني هر قطعه (بلوك)، ضرب مي كنيم. از جمع ذخاير اين بلوكها، كل ذخيره ماده معدني به دست مي آيد (روش كريکينگ). اين روش در كانسارهايي كه كاني سازي در قسمتهاي مختلف تغيير مي كند بهترين روش بوده و با تقسيم ذخيره به چند ضلعي هاي مشابه انجام مي گيرد. در مواردي كه گمانه ها پراكنده و فاصله آنها از هم زياد باشد، روش را به نام كريگينگ ناپيوسته و در حالت عكس، آن را كريگينگ پيوسته مي خوانند.
پس از انجام بررسيهاي سطحي و تجزيه شيمايي نمونه هاي عمقي، عيار ماده معدني با كيفيت مناسب و علاوه بر آن ضخامتي كه در آن عيار ثابت در نظر گرفته مي شود، مشخص شده و پس از آن كانسار به بلوكهاي متفاوتي از نظر كيفيت تقسيم مي گردد.

پس از بدست آوردن عيار ماده معدني، منحنيهاي هم عيار بر منباي كيفيت ذخيره، برروي نقشه هاي توپوگرافي و زمين شناسي منطقه منتقل مي شود. در خاتمه با شناخت ابعاد كانسارو كيفيت هر بخش، مي توان عيار متوسط كانسار و به دنبال آن ذخيره كانسار را محاسبه كرد.

استفاده از روشهاي ژئوفيزيكي در شناسايي كانسارهاي باريت: در روش ثقل سنجي، شتاب جاذبه زمين را در نقاط مختلف منطقه مورد مطالعه و اندازه گيري قرار داده و در نقشه ناحيه ثبت مي كنند. با توجه به اينكه وزن مخصوص سنگهاي موجود در زيرپوسته زمين، در شتاب ثقل مؤثر است، بررسي اختلاف شتاب جاذبه در نقاط مختلف، وزن مخصوص مواد را در زير سطح زمين، مشخص و تا حدودي جنس آنها تشخيص داده مي شود. آنچه كه در مورد معيارهاي ژئوفيزيكي بايد در نظر داشت، اين است كه بسياري از ناهنجاري هاي ژئوفيزيكي قابل اعتماد نبوده و دليلي براي وجود كانسار يا ساختمان مورد نظر نيستند، بنابراين بايد اطلاعات حاصل از داده هاي ژئوفيزيكي را با شواهد زمين شناسي و سطحي موجود تلفيق كرد.
با استفاده از مشخصه هايي كه مواد معدني و كانسار هاي مختلف در تصويرهاي ماهواره اي نشان مي دهند، مي توان اطلاعات زيادي را در مورد نوع كانسار و سنگ ميزبان به دست آورد. تغييرات رنگ در تصاوير ماهواره اي مي تواند در اثر عوامل مختلفي مانند هوازدگي سنگهاي پوسته زمين، انواع پوشش گياهي، تركيب سنگ شناسي سطح فوقاني پوسته زمين و يا عوارض طبيعي روي داده در سطح زمين باشد.
برخي از ماهواره ها مجهز به دستگاه تشخيص پوشش طيفي گرمايي مادون قرمز بوده و براي تشخيص مناطق دگرسان شده و تفكيك ليتولوژي بسيار مناسب مي باشند. با استفاده از اينگونه ماهواره ها مي توان به وجود ذخاير باريت در سطح زمين پي برد.

ناخالصيهاي باريت و ضرورت فرآوري آن

در معادن گوناگون، كانيهايي از قبيل كوارتز، كالكوپيريت، كلسيت، گالن، مالاكيت و گاهي سيدريت و هماتيت، باريت را همراهي مي كنند. براي استفاده باريت در صنايع مصرف كننده، كانيهاي همراه باريت، بايد از آن جدا شوند. در تمامي معادن، عيار حد يعني عيار مشخص كننده بين باطله و كانسنگ بايد حتي المقدور به صورت دقيق تعيين شود.
مهمترين شاخص باريت وزن مخصوص بالاي آن است و در واقع كيفيت محصول يك كارخانه بر مبناي مقدار وزن مخصوص باريت مشخص مي شود. در صورتي كه وزن مخصوص باريت cm^3 /gr 2/4 و يا بيشتر باشد، كيفيت لازم براي فروش خواهد داشت. وجود ناخالصيها در اين كانه، باعث كاهش وزن مخصوص آن خواهد شد، اين نشان مي دهد كه فرآوري باريت براي استفاده در صنايع گوناگون بسيار مهم است.
در معادن باريت با منشاء سيالات گرمابي، كانه عمدتاً به همراه چند كانه فلزي ديگر در داخل سنگ درونگير مشاهده مي شود. در اين نوع معادن دگرسانيهاي متنوعي نيز وجود دارد. مجموعه اين عوامل باعث افزايش ناخالصي در كانه باريت مي گردد كه بايد از آن جدا شود. اين ناخالصيها شامل اكسيد كلسيم، اكسيد منيزيم، اكسيد تيتانيم و اكسيد استرانسيم، فلزات سنگين مانند سرب، سولفيدها و ارسناتها، سيليس، اكسيد آلومينيم، سولفات-استرانسيم و فلوئوريد كلسيم است. در صنعت حفاري ناخالصيهايي مانند عناصر قليايي خاكي قابل حل مانند كلسيم در باريت به عنوان عناصر مزاحم در اين صنعت محسوب مي شوند. در صنعت داروسازي ناخالصيهاي مزاحم موجود در باريت شامل فلزات سنگين مانند سرب، سولفيدها و آرسناتها هستند. در صنايع شيشه سازي ناخالصيهاي مزاحم باريت شامل سليس، اكسيد آهن و آلومينيم است. در صنايع رنگسازي، اكسيد آهن و در صنايع شيميايي سولفات-استرانسيم، اكسيد آهن و فلوئورايد كلسيم به عنوان ناخالصيهاي مزاحم محسوب مي شوند.

روش های استخراج باریت

براي تعيين مناسب ترين روش استخراج ماده معدني، بايد اطلاعات كافي در مورد شكل قرارگيري، شيب، عيار و جايگاه زمين شناسي توده معدني داشته باشيم علاوه بر آن بايد برتكتونيك منطقه آشنا بوده و وضعيت سنگ معدني و سنگهاي درونگير، گسلها، درزها، آبهاي سطحي و عمقي و… بايد مورد بررسي قرار گيرند. علاوه بر آن موقعيت جغرافيايي (ارتفاع، آب و هوا، عوامل بازدارنده طبيعي) و اجتماعي منطقه (نيروي انساني، امكانات، تأسيساتي، نوع اشتغال) براي تعيين بهترين روش استخراج، بايد مورد توجه قرار گيرند. كانسارهاي لايه‌اي به روش روباز و در مقياس بزرگ استخراج مي‌شوند. در صورتي كه مناطق باقيمانده به صورت انتخابي با بيل مكانيكي و لودر برداشت مي‌شوند و يا لايروبي مي‌شوند. هندسة پيچيده باعث مي‌شود كه باريت به عنوان محصول جانبي معدنكاري سرب- روي رگه‌اي استخراج شود.
با توجه به اينكه بيشتر معادن باريت در ايران از نوع رگه اي، لايه اي و يا عدسي شكل است. نوع استخراج تقريباً يكسان بوده و بسته به شيب تمركز، از روش روباز و يا زيرزميني استفاده مي شود. روش استخراج در معدن روباز، روبرداري، حفر ترانشه و يا پلكاني و در معادن زير زميني به صورت تونلي و انباره اي است. در اكثر ذخايري كه به صورت روباز استخراج مي شوند، باريت هاي لايه اي و يا عدسي شكل با استفاده از ديناميت منفجر شده و باركاميون مي گردند. گاهي نيز توسط لودر و بولدوزر و بدون استفاده از مواد منفجره استخراج صورت مي گيرد. روش پلكاني در معادن عدسي شكل بزرگ اجرا مي گردد.
در استخراج معادن به روش زيرزميني، اكثراً از روش انباره اي استفاده مي گردد. در اين روش كمر پايين رگه باريت، در دو قسمت بالاي تونل و به دنبال رگه قرار مي گيرد تا بارريزي سنگ باريت استخراجي به داخل واگنهاي حمل بار به راحتي انجام گيرد. اين تونلها، بوسيله دويلهايي به يكديگر ارتباط دارند.
در برخي موارد براي جلوگيري از ريزش تونل، باقي گذاشتن ستونهايي از ماده معدني ضرورت دارد. در ايران حفر تونل توسط مواد منفجره انجام مي شود و ماده معدني استخراج شده توسط واگن دستي ياريلي به بيرون از تونل حمل و غالباً پس از سنگجوري دستي، بار كاميون شده و به كارخانه فرآوري حمل مي گردد.