ذخاير و پتانسيلهاي عمده ورميکوليت در ايران

داده هاي مدون موجود پيرامون نهشته هاي ورميكوليت در ايران، بسيار نامحدود و پراكنده است. تاكنون هيچ فعاليتي براي پي جويي و اكتشاف ورميكوليت انجام نشده است.
برحسب اطلاعات گردآوري شده از وزارت صنايع و معادن، تاكنون نشانه‌هايي در نواحي كرمان، املش (شرق گيلان)، شاهين‌دژ (آذربايجان غربي) و كليبر (شمال آذربايجان شرقي) شناخته شده است كه از اين ميان ذخاير كليبر و املش به صورت معدن در حال استخراج است و ساير موارد از حد يك نشانه كوچك معدني فراتر نرفته است.

– معدن كليبر
در منطقه كليبر، روستاييان محمود آباد و تازكند كه نهشته ورميكوليت در اراضي آنان واقع است، از ديرباز اين كاني را “سسمه” مي‌ناميدند، بدين سبب كه ورميكوليت بر اثر همجواري آتش و حرارت با خروج آب، صداي “سيس” مي‌دهد.
معدن كليبر در جنوب شهرستان كليبر و در منطقه كوهستاني هشتسر (هشتاد سر) قرار گرفته است. مورفولوژي عمومي منطقه، با توجه به ماهيت آذرين سنگهاي تشكيل‌دهنده آن، مرتفع و خشن است. محدوده معدني در منطقه چين‌خوردة شمالي چهارگوش اهر قرار گرفته است. براساس مطالعات انجام يافته، زمين‌شناسي منطقه معدني متشكل از يك توده آذرين نفوذي اولترامافيك است كه توسط رديف‌هاي آتشفشاني ولكانيك ائوسن زيرين و پالئوسن محصور شده است. ورميكوليت كليبر، درشت و به احتمال داراي منشاء ثانويه است. اگرچه مطالعه خاصي بر روي ژنز كانسار صورت نگرفته است وليکن وجود برخي شواهد كاني‌شناختي، دال بر عملكرد دگرساني گرمابي بر روي بيوتيت‌ها و پيدايش كاني ورميكوليت است. سنگ مادر اين كانسار سنگ‌هاي آذرين اولترامافيك و مافيك است كه با دايك‌هاي سينيتي قطع شده‌ است. كاني‌زايي در امتداد درز و شكاف‌هاي موجود در پيروكسنيت‌ها و در مجاورت با ماگماهاي گابرويي صورت گرفته است. جدول 3-2 تركيب شيميايي نمونة شاخص ورميكوليت اين كانسار را نشان مي‌دهد.

جدول 3-2- نتيجه تجزيه شيميايي نمونه شاخص كانسار ورميكوليت كليبر (بر حسب درصد وزني)

برحسب اطلاعات گردآوري شده، دو كارگاه فرآوري ورميكوليت در ايران فعال است. شركت منطقه‌اي معادن آذربايجان به عنوان مكتشف و بهره‌‌بردار نخستين كانسار ورميكوليت كشور (معدن كليبر) عمليات احداث واحد فرآوري ورميكوليت (پرعيارسازي و انبساط) را با ظرفيت 400 تن در سال در نزديكي معدن به انجام رسانده است.
ورميكوليت منبسط شده در واحد فرآوري كليبر رنگ نقره‌اي تا خاكستري داشته، ضريب قابليت هدايت گرمايي آن در 25 درجة سانتيگراد 036/0 كيلوكالري‌ بر متر‌ ساعت و ضريب انبساط آن 04/0 سانتيمتر مكعب بر درجه سانتيگراد است. شركت گيلان ميكا نيز به احداث كارخانه فرآوري با ظرفيت (اسمي) 800 تن در سال اقدام نموده است. از ميزان توليد و فروش آن اطلاعي در دست نيست (جدول 3-3).

جدول 3-3- مشخصات ورميكوليت منبسط‌شدة كليبر

– معدن املش
معدن ورميكوليت املش در جنوب شهرستان املش قرار گرفته است. اين منطقه جزو دامنه‌هاي جنوبي ارتفاعات درفك- چاك رود (از رشته كوه‌هاي البرز مركزي) محسوب مي‌شود. بخش اعظم منطقه داراي پوشش جنگلي است و مزارع كشت چاي در مجاورت روستاها گسترش دارد. كاني‌زايي ورميكوليت در اين منطقه، در مرز يك دايك ديابازيك با سنگ‌هاي رسوبي قديمي‌تر (مارن و ماسه سنگ) پديد آمده است. مطالعه خاصي بر روي ماده معدني اين كانسار صورت نگرفته، با اين حال در مقام مقايسه مي‌توان گفت كه نسبت به ورميكوليت كليبر دگرساني كمتري را متحمل شده است بطوريكه در مركز بلورها، مي‌توان بيوتيت را به وضوح مشاهده نمود.
جدول 3-4 تركيب شيميايي نمونة شاخص ورميكوليت كانسار املش را نشان مي‌دهد.

جدول 3-4- نتيجه تجزيه شيميايي نمونه شاخص كانسار ورميكوليت املش (برحسب درصد وزني)

 ورميكوليت، نام عمومي گروهي از آلومينوسيليكات هاي آبدار آهن و منيزيم است و يا بخشي از گروه كاني هاي فيلوسيليكاته (سيليكات هاي صفحه اي) است كه در ظاهر شبيه به ميكا مي باشد. گروه کاني هاي ميکا شامل کاني هاي بيوتيت، مسکويت، ليپدوليت و فلوگوپيت مي باشد که ورميکوليت از دگرساني و يا هوازدگي كاني هاي بيوتيت و فلوگوپيت ايجاد مي شود.
نام كاني ورميكوليت از واژه لاتين vermiculusیاWorm (كرم يا كرم- حشره)، Vermiculitaيا Vermiculit و Vermicular به معناي كرم مانند گرفته شده است، زيرا در اثر ضربه گرمايي (دماي بيش از 870 سانتیگراد)، حجم آن 20 تا 30 برابر حجم اوليه افزايش يافته (منبسط شده) و رشته هاي كرم مانندي به وجود مي آورد كه مهمترين ويژگي اين ماده است.
در گذشته نامهاي جفريسیت(Jefferisite) ، كريت (Kerrite)، پروتوورميكوليت (Protovermiculite) و وآليت (Voalite) بكار مي‌رفت ولي امروزه از واژه عمومي ورميكوليت استفاده مي‌شود.

ورميکوليت با فرمول عمومي زیر در سيستم مونوکلينيک متبلور شده و داراي سختي 2- 1.5 مي باشد (Mg,Ca نمادي از کاتيون هاي تبادل پذير است):

ورمیكولیت،نام عمومی گروهی از آلومینوسیلیكات های آبدار آهن و منیزیم است و یا بخشی از گروه كانی های فیلوسیلیكاته (سیلیكات های صفحه ای) كه در ظاهر شبیه به میكا می باشد، از دگرسانی و یا هوازدگی كانی های بیوتیت و فلوگوپیت ایجاد می شود. نام کانى ورميکوليت از واژه لاتين (کرم يا کرم _ حشره)، و Vermicular به معناى کرم مانند گرفته شده است زيرا در اثر ضربه گرمايى (دماى بيش از C ° 870 ) حجم آن تا 30-20 برابر حجم اوليه افزايش يافته(منبسط شده) و رشته هاى کرم مانندى به وجود مى آورد. امروزه ورمیکولیت در سطح وسیعی در جهان بکار می رود
فرمول عمومى ورميکوليت :

Na0.21,K0.39 ,Mg0.19,Ca0.13,6H₂O)(Mg5,Fe⁺²0.2 ,Fe⁺³0.8 )[Si 5.5,Al 2.5,O 20](OH) 4
ورمیکولیت دارای آب فشرده در میان لایه های سیلیکاته است.در نتیجه هنگامی که حرارت داده می شود، آب خارج شده و کانی منبسط می گردد. از مشخصات دیگر آن میتوان به جذب رطوبت، ایجاد تخلخل و باقی ماندن در جریان سیال آزاد، مقاومت گرمایی بالا، از نظر شیمیایی خنثی، ضد پوسیدگی، بی بو، مقاوم در برابر آتش و … را نام برد. اما کاربرد های آن در صنایع مختلف: كشاورزی، باغبانی و گلكاری (كودشیمیایی، علف كش و حشره كش ها و ایجاد تخلخل و جذب بیشتر خاك)، عایق کاری، نسوز، مصالح ساختمانی (سیمان و بتون های سبک)، جاذب و حامل، فیلم های انعطاف پذیر، پركننده های پلاستیكی و …
ورميكوليت به آساني به پوسته هاي غير قابل انعطاف، خم پذير و نازك تقسيم مي شود. تجمع ورميكوليت فاقد تورق در توليد لايه هاي گچ، كاهش خاكستر كه در حباب هاي ديگ بخار با سوخت ذغال سنگ وجود دارد، يك جزء (ذره) موجود در گل هاي حفاري كاربرد دارد.
در گرماي ناگهاني ° 1000-900 سانتی گراد آب بين لايه اي ورميكوليت مصرف شده و باعث تورقي عمود بر صفحات ورقه هاي نازك مي شود كه منتهي به انبساط 12-8 و کاهش چگالي از 960-640 Kg/m³ تا  192-56 Kg/m³  شده است كه وابسته به اندازه دانه و روش انبساط است. ورميكوليت تورق عموماً به رنگ طلايي يا برنزي با جلاي فلزي هستند. ورميكوليت حرارتي متورق شبيه به پرليت است.
اين ماده در مكانهاي گوناگوني در جهان يافت مي‌شود اما امروزه بيشتر در آفريقاي جنوبي، چين، برزيل، زيمبابوه و آمريكا وجود دارد. در ايران منابع معدني قابل توجهي از ورميكيوليت كشف نشده است و يا اينكه به دليل حجم بالاي باطله كه روي اين معادن را پوشانده است استخراج آنها در شرايط فعلي مقرون به صرفه نيست. اين ماده نيز به دليل برخورداري از آب تركيبي در اثر گرم شدن با پديده‌اي به نام پوسته شدن (Exfoliation) منبسط مي شود و مي‌تواند ماده‌اي سبك در توليد بتن سبك و فوق‌سبك ايجاد نمايد.
ورميکوليت در اندازه هاى ريز (به عنوان يکى از تشکيل دهنده هاى رسى خاک)، تا ورقه هاى ورميکوليت به صورت پولک هاى بزرگ در ابعاد چند سانتى مترى و در حالت منبسط آن به صورت دانه آکاردئونى يافت مى شود. رنگ اين کانى از سياه ، قهوه اى روشن تا تيره، در نمونه هاى خام تا طلايى، قهوه اى و برنزى در نمونه هاى منبسط و سختى آن بين 1.5 تا 2 (در مقياس موس) تغيير مى کند. ورميکوليت مانند کانى تالک حاوى لايه هايى از آب در ميان لايه هاى سيليکاته است. همچنين لمس اين کانى صابونى بوده و از اين نظر با تالک قابل مقايسه است. درصد آب آزاد آن حداکثر 0.5 درصد بوده و اسيديته (PH) دوغاب آن 7-9.5 است. همچنين وزن مخصوص ورميکوليت در نمونه هاى خام و منبسط، به ترتيب 960-460 ، 192-56 کيلوگرم بر متر مکعب است. اين کانى غير قابل احتراق مى باشد. نقطه ذوب کانى 1315 درجه سانتى گراد و ظرفيت گرمايى ويژه آن 840 ژول بر کيلوگرم درجه سانتى گراد است. رسانايى گرمايى اين کانى نيز 41/0-27/0 در سيستم انگليسي برآورد شده است.
ورميکوليت به صورت خام، کمتر استفاده مى شود و بيشتر کاربردهاى آن به صورت منبسط است. در اثر انبساط، حجم کانى به 20 تا 30 برابر حجم اوليه رسيده و جرم حجمى به ميزان قابل ملاحظه اى کاهش مىيابد. ميزان رسانايى گرمايى نيز پس از انبساط، بسيار کاهش می يابد.

ورمیکولیت با دارا بودن خواص ویژه و همچنین دوستدار محیط بودن کم کم جای خود را در صنایع داخلی باز می کند.

از ورمیکولیت با درجات بهترش در صنعت تولید بتن سبک و ساختمان سازی استفاده می گردد. اغلب بتنهای سبک خواصی از قبیل عایق بودن نسبت به حرارت و صوت، مقاومت در برابر یخ زدگی، آتش سوزی و کاهش لطمات حاصل از زلزله را دارا می باشند .ویژه گیهایی چون کاهش وزن سازه و ابعاد برخی اجزاء، صرفه جویی زیاد در میزان فولاد مصرفی در اسکلت و پی، حائل صدا و رطوبت و بویژه عایق حرارت بودن ، افزایش موثر فضای مفید داخل بنا، سرعت و سهولت در حمل و اجرا و کاهش خستگی کارگر از مزایای بهره گیری تجربه شده از این بتن ها با موارد کاربری های متعدد در ساخت و سازه ها می باشد .

مهمترین وجه تمایز بتن سبک در مقایسه با بتن معمولی :

آنچه مسلم است اینست که دانسیته بالای بتن معمولی بعنوان یکی از محدودیت های آن بشمار می رود و این در حالی است که بتن سبک دانسیته بسیار پایینی دارد .

– ضد زلزله بودن :

با توجه به سبکتر شدن ساختمان و در نتیجه کاهش بار استاتیکی و دینامیکی سازه با استفاده از فوم بتن ، نیروی زلزله خسارت کمتری را ایجاد می کند .

:سرعت کار

با توجه به سبکی، ابعاد و راحتی نصب این نوع بلوک ها سرعت اجرا نسبت به سایر مصالح حداقل 2 برابر است که خود باعث کاهش دستمزد نیز می گردد.

– عایق گرما،سرما،صدا :

این فوم های بتن سبک به علت ساختار متخلخل یک عایق موثر در مقابل گرما ، سرما و صدا به شمار می آیند.ضریب انتقال حرارتی بتن بین 0.350 تا  Kcal/m² 0.650می باشد ( که ظریب هدایت حرارتی بتن معمولی بین 1.3 تا1.7 Kcal/m²می باشد ) .

– همچنین به دلیل وجود حباب های هوا در ساختار خود عایق مناسبی برای صدا با ضریب بالای جذب آکوستیک به شمار می رود.

مقاومت این نوع از بتن ها در برابر آتش فوق العاده است. بطور مثال قطعه ای از این نوع بتن با چگالی 700 الی 800 کیلوگرم در متر مکعب که حداقل 8 سانتیمتر ضخامت داشته باشد براحتی تا 1270 درجه سانتیگراد را تحمل می کند و اصولا در وزن های پایین غیر قابل احتراق است.

از دیگر مزیت های آن به موارد زیر میتوان اشاره کرد :

– سهولت در اجرا

– کاهش ملات مصرفی

– قابل برش و رنده پذیری که براحتی با اره نجاری قابل برش است.

– عدم نیاز به اندود و گچ و خاک وتنها نیاز به نازک کاری دارد و چسبندگی قابل توجهی هم با سیمان و گچ دارد.