بایگانی برچسب: s

روشهای عمده استخراج فلورین

کانسارهای سطحی با روشهای استاندارد روباز و توسط اسکراپر و دیگر ماشین آلات برداشت میشوند. در کانسارهای عمیقتر بسته به نوع آنها روش اتاق – پایه برای کانسارهای لایه ای و روش زهکشی یا استخراج روباز برای کانسارهای رگه ای عمیقتر به کار می رود.در تعیین روش استخراج مناسب از ذخایر فلورین عواملی نظیر شکل، اندازه، عمق و نوع ذخیره و رفتار تمرکز ماده معدنی در عمق نقش بسیار مهمی ایفا می کنند. اطلاعات ژئوتکنیکی نظیر وضعیت سنگ معدنی و سنگهای درونگیر، گسلها، درزه ها، آبهای سطحی و عمقی، فشار طبقات نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

نظر به اینکه اکثر ذخایر فلورین به صورت لایه ای یا رگه ای و بعضا به شکل عدسی هستند بسته به شیب تمرکز ار روش روباز و یا زیرزمینی استفاده می شود.مقاومت سنگهای درونگیر در انتخاب یکی از دو روش فوق از عوامل مهم به شمار میرود. فلورین در روش استخراج روباز به دو صورت استخراج می گردد. برای ذخایر سطحی و هوازده و ذخایری که درعمق کم قرار گرفته اند توسط بولدوزر، لودر و برای ذخایری که در عمق بیشتری قرار گرفته اند به صورت پلکانی توسط همین ماشین آلات و تراک های معدنی استخراج می شود.

کانی شناسی فلورین

كاني اصلي فلورين ، فلوئوريت با فرمول شيمياييCaF2مي باشد . به رنگ هاي زرد ، سبز ، آبي ، بنفش ، بي رنگ و گاهي تا ارغواني بوده و در سيستم کوبيک متبلور مي شود . وزن مخصوص اين کاني 18/3 و سختي آن 4 مي باشد . اين کاني معمولاً فضاي خالي بين ساير کاني ها را پر کرده و در طبيعت به صورت رگه اي مشاهده مي شود و همراه با کاني هاي کلسيت – کوارتز – باريت- سلستين و سولفيد هاي گوناگون همراه است . فلوئوريت در صورت خالص بودن 7/48 % فلوئور و 3/51 % کلسيم دارد. ديگر كاني‌هايي فلوئور كه كمتر رايج هستند، عبارتند از كريوليت (Na3AlF6)، اسلايت(MgF2)، توپاز، ويليوميت، باستناسيت و فلوئورآپاتيت.

مقاصد صادرات فلورین

مقصد صادرات فلورین از ایران عمدتاً کشورهای ترکیه، هند، تایوان، عراق، ارمنستان، آذربایجان، عمان، ترکمنستان، بلژیک، روسیه و گرجستان است. که از این بین کشور ترکیه بیشترین مقصد صادراتی فلورین از ایران بوده است. باتوجه به آمار، ذخیره فلورین در جهان 500 میلیون تن برآورد می گردد. تولید سالیانه فلورین در دنیا به حدود 8/5 میلیون تن بالغ شده و اصلی ترین کشورهای تولید کننده آن در دنیا جمهوری خلق چین، مکزیک، آفریقای جنوبی، مغولستان، ویتنام و اسپانیا می باشند با توجه به آمارهای موجود این کشورها در سال 2018 میزان 95 درصد از کل تولید فلورین را به خود اختصاص داده اند. با توجه به ذخایر موجود در کشور و پتانسیل های موجود استخراج و فرآوری مواد معدنی، سهم یک درصدی ایران از تولید جهانی بسیار ناچیز است و باید این میزان افزایش یابد.

انواع کانسارهای فلورین

اولین نوع  آن رگه ای می باشد که در واقع رگه های حاوی فلورین در سنگهای آذرین اسیدی حدواسط، دگرگونی و رسوبی گزارش شده است. رگه های فلورین بیشتر همراه با کوارتز، کلسیت، باریت، گالن و اسفالریت هستند. عیار اقتصادی رگه ها متغیر و در محدوده ۲۵ تا ۶۵ درصد است.  کانسار بعدی نوع استراتی فرم است. ذخایر فلورین نوع استراتی فرم در سنگ های کربناته تشکیل می شود. در محدوده ذخایر فلوریت ایالت الینویز، سنگ های آذرین گزارش نشده اند در صورتی که در ذخایر فلوریت مکزیک که در سنگ های کربناته تشکیل شده اند توده های گرانیت پورفیری نفوذ نموده اند. کانی های همراه فلورین عبارتند از: کلسیت، دولومیت، کوارتز، گالن، باریت و سلستیت. عیار فلورین حداقل ۱۵ درصد می باشد.

نوع جانشینی فلورین، کانسارهای فلورین نوع جانشینی که در سنگ های کربناته مجاور توده های اسیدی، از مکزیک گزارش شده اند. بزرگترین و غنی ترین ذخایر فلورین در مکزیک قرار دارد. در نوع استوک ورک، ذخایر فلورین نوع استوک ورک در ارتباط با توده های نفوذی گرانیتی بوده و در نیومکزیکو و کلرادو و آفریقای جنوبی کشف شده اند. گسترش یکی از این ذخایر ۷۰ تا ۲۰۰ متر و عمق آن تا ۹۰۰ متر است. عیار فلورین ۱۴ درصد است.

فلوریت همراه با کمپلکس های آلکالن – کربناتیت بدین شرح است که عنصر فلوئور به لحاظ ژئوشیمیایی ارتباط نزدیک به ماگمای آلکالن و کربناتیت دارد. محلولهای ماگمایی غنی از فلوئور از سنگ های آلکالن، فوق آلکالن و کربناتیت منشا می گیرد. کانسارهای فلورین غالبا در ریفت های داخل قاره ها واقع  می شوند. کانی سازی فلورین در این کمپلکس ها یافت می شود اما آنهایی که ارزش اقتصادی دارند با فاصله ازتوده نفوذی تشکیل شده اند.

محلول های ماگمایی در شرایط ویژه منجر به تشکیل برش نفوذی می شوند. چنانچه این محلول غنی از فلوئور باشد موجب تشکیل ذخیره می شود.

فلورین بر جای مانده یعنی فلورین موجود در سنگ های گرانیتی، کربناته و یا رگه ها تحت تاثیر هوازدگی آزاد شده و در محل بر جای می ماند و دیگر کانی ها به دلیل هوازدگی غالبا تغییر کرده و حمل می شوند.

آخرین کانسار نیز فلورین همره با پگماتیت ها بوده که همانطور که از اسم آن پیداست، بعضی از پگماتیت ها که حاوی فلورین هستند. در صورت تمرکز فلورین ذخیره مناسبی را تشکیل می دهند

تشخیص فلورین

فلوریت بعد از کوارتز یکی از مهمترین سنگ های معدنی در جهان بین مجموعه داران سنگ های قیمتی می باشد. اغلب به علت تنوع بینظیر رنگ هایش، بعنوانِ “رنگی ترین سنگ معدنی” در دنیا شناخته می شود. این سنگ قیمتی بخاطر تاثیرگذاری آن بعنوان یک گدازآور برای فولاد و آلومینیوم معروف است. بعلت تنوع زیاد، فلوریت می تواند با بسیاری از سنگ ها مشابه باشد.

اگرچه می تواند براحتی از سنگ هایی با سختی پایین تر متمایز شود، برخی از ویژگی هایی که موجب تمایز آن می شود شامل کلسیت می شود اما کلسیت کمی نرم تر است و شکل کریستالی متفاوت تری دارد. کوارتز سخت تر است و فاقد شکافِ فلوریت است درحالیکه آپاتیت کمی سخت تر است و شکل کریستالی متفاوتی دارد. ویژگی تمایزدهندۀ دیگر، ترمولومینسانس یا حرارت است که ویژگی درخشش در اثر گرمادیدن می باشد. یکی از گونه های فلوریت بعنوان ” کلروفان (chlorophane)” شناخته می شود که دارای این ویژگی حرارت می باشد و آنرا بخوبی حتی با نگه داشتن در دست نشان می دهد.

روند استخراج فلورین

تولید فلورین در کشور ما بر حسب نیاز صنایع ذوب مادر، از سال 1354 شروع شد. در این راستا فقط معدن فلورین و سرب «پاجمیانا» احداث و بهره برداری شد. لذا با توجه به ضرورت تولید فلورین با توجه به توسعه تولید فولاد، این معدن در سال های بعد از انقلاب توسط کارشناسان زغال سنگ البرز مرکزی توسعه یافت. این معدن در استان مازندران و شهرستان سواد کوه (در 2 کیلومتری بعد از شهرستان دوآب) در بخش خطیر کوه قرار دارد. از لحاظ وضعیت زمین شناسی، این ناحیه شامل نهشته های مربوط به دوران دوم زمین شناسی است. البته امروزه معادن فلورین دیگری نیز در کشور ما احداث شده اند.

استخراج فلورین معمولا به صورت هیدروترمال است و به ندرت در شرایط پگماتیتی انجام می گیرد. برای انجام استخراج ابتدا لازم است نحوه عملکرد رسوبات و رگه ها بررسی شود. با توجه به شرایط، فرایند استخراج گاهی به صورت زیر زمینی (تونلی) و گاهی نیز به صورت روباز انجام می گیرد. برای استخراج فلورین معمولا چاه هایی با طول های 80، 120 و 140 سانتی متری حفر می شود. این حفاری با استفاده از چکش های حفاری با وزن 18 و 24 کیلویی انجام می شود. پس از استخراج فلورین از دل کوه ها و سنگ ها، نوبت به عملیات کانه آرایی فلورین از باطله بر اساس تجربه کارگران و نیز با استفاده از سرند می رسد.

تعریف فلورین و نحوه تشکیل آن

کانی فلورین یا فلوئوریت به فرمول شیمیایی CaF2 مهمترین کانی فلوئور در طبیعت می‌باشد. این کانی به رنگ‌های زرد، سبز، صورتی، آبی، بنفش، بی‌رنگ و گاهی سیاه دیده می‌شود. فلورین در سیستم کوبیک متبلور می‌شود. به صورت نیمه شفاف بوده و دارای جلای شیشه‌ای است. وزن مخصوص این کانی ۱۸/۳ و سختی آن ۴ می‌باشد. معمولاً فضای خالی بین سایر کانی‌ها را پر می‌کند. در طبیعت بیشتر به صورت رگه‌ای مشاهده می‌شود. معمولا همراه با کانی‌هایی کلسیت، کوارتز، باریت، سلستین و سولفیدهای گوناگون است. فلوئوریت در صورت خالص بودن ۷/۴۸% فلوئور و ۳/۵۱% کلسیم دارد. در تصویر سیستم مکعبی و جلای شیشه‌ای فلوئوریت، قابل تشخیص است.

 نحوه تشکیل، ذخایر و تولید فلورین به شرح زیر است. فلوئوریت در محدوده وسیعی از شرایط زمین‌شناسی تشکیل و مشاهده می‌شود. کانسارهای فلوئوریت می‌توانند دارای منشاء رسوبی-کربناته یا به صورت رگه‌ای مرتبط با سنگ‌های آذرین خروجی اسیدی تا حد واسط همراه باشند. از نظر میزان ذخایر فلوئوریت، بر اساس گزارش سال  1998 میلادی، سازمان زمین‌شناسی و معدن آمریکا، کشور مکزیک با ۳۲ میلیون تن در رتبه اول و کشورهای آفریقای جنوبی و چین به ترتیب با ۳۰ و ۲۳ میلیون تن در مقام دوم و سوم را دارند. بعد از کشورهای فوق فرانسه با ۱۰ میلیون تن و اسپانیا با ۶ میلیون تن  قرار می‌گیرند. براساس اطلاعات وزارت صنایع و معادن، در سال ۲۰۰۱ میلادی جمعاً بیش از ۱/۳ میلیون تن ذخیره احتمالی و بالغ بر  5/1 میلیون تن ذخیره قطعی فلورین در ایران وجود داشته است.

تعاریف فیزیکی فلورین

كاني فلوئوريت يا فلورين به فرمول CaF2 بلورهاي بسيار درشت و غالباً مكعبي دارد و گاهي تركيب اين فرم با سطوح اكتائدري و همچنين سطوح دود كائدر و رمبوئيدال و تتراهگزائدر (۳۱۰) و ساير فرم‌ها ديده مي‌شود. به ندرت به صورت اكتائدر و يا دود كائدر رمبوئيدال ساده تشكيل مي‌شود. نوع پوشش بلور سنگي به حرارت تشكيل آن دارد، مثلاً فرم اكتائدري آن از منشاء پنوماتوليتيك است. ماكل هاي تداخلي مكعب‌هاي آن در جهت (۱۱۱) بسيار زياد است و بصورت ريز و يا درشت بلور تامتراكم و اكثر رنگي است. بصورت ساقه‌اي و حتي خوشه‌اي نيز تشكيل مي‌شود.

رخ آن در جهت (۱۱۱)، سختي آن ۴ و وزن مخصوص آن ۳٫۱ تا ۳٫۲ و ضريب انكسار آن ۴۳۴٫۱ است. داراي جلاي شيشه‌اي، بي‌رنگ شفاف تا ملون و كدر است. رنگ آن مخصوصاً در فلورين‌‌هاي تيره رنگ شايد مربوط به تشعشعات راديو اكتيو باشد.

نمونه‌هاي تيره ‌رنگ آن يك نوع فلوئورسانس قوي نشان مي‌دهند. در مقابل نور وارده به رنگ آبي و در نوري كه از آن ها مي‌گذرد به رنگ سبز ديده مي‌شود. بعد از گرم كردن غالباً فسفر سانس نشان مي‌دهد. اين كاني هادي الكتريسته و درجه ذوب آن ۱۴۰۲ درجه است. با اسيد سولفوريك توليد HF مي‌كند. فلورين بدبو، به نوعي فلورين تيره رنگ اطلاق مي‌شود كه در اثر ضربه، بوي مخصوص فلوئور از آن استشمام مي‌شود. اين كاني مانند ساير فلورين‌ها غالباً با مقدار بسيار كمي از كاني‌هاي اورانيوم همراه است.

فلورين كاني بسيار فراوان است. بصورت فرعي در سنگ‌هاي دروني اسيد و در فضاهاي غده‌اي آن ها و به طور فراوان در گماتيت‌ها و سنگ‌هاي دگرگوني مجاورتي و همراه سولفيدها ديده مي‌شوند. قسمتي از اين رگه‌ها غالباً از فلورين خالص تشكيل مي‌شود و به صورت بلورهاي منظم بي‌رنگ يا رنگي، گاهي بصورت كاني اشباعي هيدروترمال در ماسه سنگ‌ها تشكيل مي‌‌گردد. مصرف فلورين ۸۰ درصد بصورت ماده فلوئوردار در صنايع تهيه مواد مختلف (اسيد فلوئوريدريك و ساير تركيبات فلوئور) اهميت دارد. فلورين‌هاي بيرنگ در صنايع اپتيك براي تهيه منشورها و عدسي‌ها به كار برده مي‌شود. فلورين از نظر ساختن عدسي‌هاي شيئي اهميت خاصي دارد.

رگه‌هاي شكافي فلورین

اين رگه‌ها كه معمولا در طول سنگها يا نواحي برشي بوجود مي‌آيند ساده‌تر از هر نهشته ديگر فلورين، قابل شناسايي هستند. كانيهاي شاخص همراه با اين قبيل نهشته‌ها، كوارتز، كلسيت يا ديگر كربناتها، سولفيدهاي‌ آهن، سرب و روي است. در بعضي از نهشته‌هاي رگه‌‌اي مانند نهشته‌هاي ناحيه روز يكلارك به نظر مي‌رسد فلوئورين جانشين يك رگه كلسيتي شده باشد. در طول برخي رگه‌هاي موجود در سنگهاي كربناته در محل برخورد سنگ ديواره با لايه‌هاي مناسب فلوئورين جايگزين سنگ ديواره شده و نهشته‌هاي قابل استخراج وسيعي را بوجود آورده است. اگرچه ساختهاي رگه‌اي به‌طور چشمگيري تداوم دارند اما فلوئورين موجود در اين ساختها معمولاً به صورت عدسيها و يا بخشهاي پرعياري است كه توسط بخشهاي كاني سازي نشده يا كم عيار جدا شده‌اند.

عيار فلوئورين در بخشهاي قابل استخراج رگه‌ها معمولاً بين ۲۵ تا ۸۰ درصد است. عيارهاي بالاتر از ۹۰ درصد نيز در مناطق محدودي مشاهده شده است.

کوتاه از فلورین

فلورین یا فلوئوریت مهمترین کانی فلوئور در طبیعت است و دارای فرمول شیمیایی CAF2 می باشد که به نام فلوریت (Fluorite) یا فلوراسپار نیز نامیده می شود. این کانی يكی از عناصر كمياب و نادری است كه در سنگ های پوسته زمين يافت می شود. از این کانی در تهیه اسید فلوریدریک‌ استفاده می شود. فلورین به رنگ های زرد، سبز، صورتی، آبی، بنفش، بی رنگ و گاهی سیاه است که در سیستم کوبیک متبلور می شود، شکل ظاهری ان به صورت نیمه شفاف بوده و دارای جلای شیشه ای می باشد. وزن مخصوص این کانی ۱۸/۳ و سختی آن ۴ است. این ماده از پوسیدگی دندان جلوگیری کرده و کاهش بیماری های دهان و دندان مؤثر است و سبب استحکام دندان ها و نیز استخوان ها می‌شود.

بیش از 95% از مصرف این کانی در صنايع توليد الكترود، آلومينيوم و صنايع فولادسازی مورد استفاده قرار می گیرد، این کانی در صنایع شیشه سازی، سرامیک، درمان بیماری ها و عوارض مغزی و مشکلات ذهنی استفاده می شود. به طور کل این ماده دارای کاربرد درمانی فراوانی است. همچنین در سوخت موشک، در تهویه هوا و سرد سازی نیز کاربرد دارد.