از بين کاني هاي ميکا، موسکوويت به خاطر خواص فيزيکي، شيميايي، حرارتي و مکانيکي استثنايي که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورميکوليت و فلوگوپيت هم مانند ميکا از اهميت برخوردار هستند. از بيوتيت به ندرت در مصارف صنعتي استفاده مي شود.

موسكوويت نوع صفحه اي در الكترونيك(خازن ها و لامپ ها)، ساختن ورقه 84 و همچنين به دليل خاصيت دي الكتريك آن در ساخت لوازم عايق حرارتي و الکتريکي كاربرد دارد. به علت مقاومت بالاي حرارتي و شفاف بودن آن، در پنجره هاي كوره هاي الكتريكي از مسكويت بهره مي گيرند.

موسكوويت نوع پولكي بيشتر براي ساختن صفحه هاي ميكايي به كار مي رود. مصارف بيشتر موسكوويت پولكي عبارتند از : پركننده در سيمان، آسفالت و رنگ، تزيين بتن، جلوگيري از گيركردن مته ها به هنگام حفاري، و نوع بسيار دانه ريز مسكويت براي بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگي و فرسايش به كار مي رود.

ميکاي ورقه اي با کيفيت بالا، عمدتاٌ مسکويت، در بسياري از صنايع خصوصاٌ الکتريسيته به کار مي رود. اين امر به دليل آن است که اين کاني داراي مقاومت دي الکتريک بالاست. همچنين استفاده از اين کاني از اتلاف انرژي جلوگيري مي کند. از ديگر مشخصه هاي اين کاني حساسيت الکتريکي بالا و ضريب حرارتي پايين مي باشد.علاوه بر اين خصوصيات، ميکا در دماي بالا مقاوم باقي مي ماند.

پنجره هايي که از ميکا ساخته مي شود داراي مقاومت مکانيکي بالايي هستند و از هدر رفتن انرژي جلوگيري مي کنند. انواع ميکا داراي ضريب دي الکتريک بين 5 تا 7 است. به طوري که ازآن مي توان در ساختن خازن استفاده کرد. خواص الکتريکي و مکانيکي بالاي ميکا همراه با چسبندگي کم و همچنين توانايي دور کردن گرما از خود باعث شده است که از آن در ساختن ترانزيستور استفاده شود و از ميکا ها با ضخامت 0.1 ميلي متر براي ساختن پوشش براي سيم ها استفاده مي شود. کاربرد اين سيم ها بيشتر در مبدل هاي الکتريکي است، که باعث کوچک تر شدن و سبک تر شدن آن ها مي شود.

مقاومت بالاي ميکا درمقابل گرما، چگالي کم و مقاومت مکانيکي بالاي آن باعث شده است که از آن در ساختن مقاومت هاي الکتريکي استفاده شود. همچنين ميکا، به دليل بالا بودن کيفيت در توليد ليزرهاي هليوم نئون فيلترهاي اپتيکي مخصوص، آسترها و پوشش براي شيشه هايي که بايد فشار بالاي بخار را تحمل کنند، ساخت ديافراگم براي وسايل تنفس اکسيژن، وسايلي جهت رديابي و همچنين وسايلي براي سنجش گرما استفاده مي شود.

تحقيقات و آزمايش هاي اخير نشان داده است که از ميکا مي توان در ساخت محدوده وسيعي از وسايل مانند ساختن پرده هاي پنکه هاي هوايي، ساخت داشبورد ماشين و کف پوش استفاده کرد. همچنين از آن به عنوان جانشيني براي آزبست در ساخت ترمز ماشين استفاده مي شود.

يکي از کانيهايي است که جزو عناصر سنگهاي آذرين مي باشد. ترکيب اين سنگ در حقيقت عبارت از يک سيليکات آبدار آلومينيوم همراه با يکي از فلزات قليايي يعني پتاسيم يا سديم است که با مقاديري منيزيم و آهن و گاهي کلسيم همراه است . ميکا داراي اقسام زيادي است و معروفترين آنها عبارتند از ميکاي سفيد يا موسکويت ، ميکاي سياه يا بيوتيت ، ميکاي سبز يا کلوريت ، ميکاي قهوه اي يا فلوگوپيت و ميکاي خاکستري يا مارگاريت .

به لحاظ علمی کانیهای گروه میکا از سیلیکاتهای آلومینیوم آبدار هستند که متعلق به گروه فیلو سیلیکات ها یا سیلیکاتهای ورقه ای می باشند.

این کانیها از نظر ظاهری هگزا گونال دیده می شوندولی در حقیقت در سیستم مونو کلینیک متبلور می شوند ، این کانیهای سیلیکاته ،غنی از پتاسیم و آلومینیومند و مقدار کمی منیزیم ،آهن و لیتیم دارند و به دلیل ساختار و ویژگیهای فیزیکی –شیمیایی خاص،کاربرد زیادی در صنعت دارند و به همین دلیل در گروه کانی های صنعتی قرار می گیرند.

1- ترکیب شیمیایی و ساختمان

ترکیب شیمیایی میکا ها عبارت است از :

X2y4-6z8o22(oH,f)4

که در آن به جای x عناصر پتاسیم ،سدیم ، سزیم ، روبیدیم و گاهی کلسیم و باریم قرار می گیرند و به جای y عناصر سه ظرفیتی کرم، آهن، آلومینیوم و آنادیوم و نیتانیوم و عناصر دو ظرفیتی ، سیلسیم و آلومینیوم می تواند به عنوان عنصر جانشین شونده ،جانشین سیلسیم شود.

این کانیها ساختمان لایه ای دارند. به طوری که اتم سیلسیم در مرکز یک دسته اتمها اکسیژن تترا هدرال قرار گرفته است. این دسته ها به سه اتم اکسیژن که در میان صفحه جای گرفته اند،اتصال می یابند.هر کدام از این اتمهای اکسیژن در دو تترا هدر مشترکند ولی اگر در این گروه،تترا هدرهای متصل شده به طور متناوب ادامه پیدا کنند ،یک طرح هگزا گونالولی را پدید می آورند.درساختمان گروه میکاها لایه های T-O-T و کاتیون های میان برگه ای همراه کمی آب قابل تعویض یا به طور کلی بدون آب ، اسکلت بلور را تشکیل می دهند.

در حقیقت به هر یک از اتمهای سیلیسیم یک اتم اکسیژن و اتمهای مشترک اکسیژن می رسد.از این رو ، بنیان این کانیها به صورت si2o5 در می آید که در آنها رئوس آزاد چهار وجهی ها در هر یک از این برگ ها در یک جهت قرار می گیرند.

برگ های چهار وجهی نسبت به هم به گونه ای قرار می گیرند که این رئوس آزاد هر برگ بسوی یکدیگر گرایش می یابند و در میان آنها فضاهای خالی پدید می آیند که یون های( OH-) در آنها جای می گیرند.با توجه به وجود فضا های پدید آمده و جای گرفته یون های( OH- ) در آن فضاها،بنیان آنیونی جسم به صورت si2o5(OH) نشان داده می شود.با ورود کاتیونهایی مانند آلومینیوم در این بنیان آنیونی فضاهای خالی میان دو برگه اشباع می شود.بنابراین پس از این مکانیسم شکل فرمول به صورت Alsi2o5(OH) در می آید. برگ های پیوند خورده که بدین وسیله به حالت اشباع در آمده اند از لحاظ بار الکتریکی خنثی هستند.پیکره کلی ساختمان جسم از تکرار این برگه های دو گانه پدید می آیند، به طوری که هر برگه دو گانه نسبت به برگه دوگانه دیگر، فاقد نیروی الکترو استاتیک است.یعنی همدیگر را جذب نمی کنند.از همین رو است که آن برگه ها به آسانی از هم جدا می شوند و این آشکارترین و گویاترین ویژگی میکا هاست ، رخ های خوب در جهت (001) ایجاد می کند.

2- کانی های گروه میکا

تمام انواع میکاها اگر چه دارای ترکیب شیمیایی متفاوتی هستند ولی از نظر فیزیکی ساختمان هندسی مشابهی دارند. ارزش کانی میکا در خصوصیات فیزیکی منحصر به فردشان نهفته است .ساختار بلورهای میکاها باعث می شوند که صفحات مسطح انعطاف پذیر ، کشسان ، شفاف تا کدر ، ارتجاعی ، منعکس کننده و دی الکتریک باشند.

میکاها را بر اساس ترکیب شیمیایی به دو دسته تقسیم می کنند:

1-میکاهای قلیایی

2- میکاهای آهن و منیزیم دار

که به طور خلاصه در جدول 1 نام کانی ها و فرمول آنها آورده شده است.گاه میکا ها را از نظر رنگ دسته بندی می کنند ، جدول 2 کانی های میکا را با توجه به رنگشان نشان می دهد .معمولاً این دسته بندی بیشتر در معادن میکا رایج است.

از تمام گونه های میکای یاد شده ، سه دسته میکا به دلیل فراوانی و کاربرد گسترده آنها در صنعت در اینجا توصیف می شوند.میکاهای دیگر معمولاً کمیاب هستند و در صنعت به دلیل کمیابی ، کمتر به کار گرفته می شوند.

3-میکای مسکویت

مسکویت فراوانترین ومعروفترین کانی درگروه میکاهاست.فرمول شیمیایی آنkAl2(Alsi3o10)(oH)2 است که در سیستم مونو کلینیک به صورت بلورهای تخت و بیشتر هگزاگونال کاذب متبلور می شود و بلورهای مشخص آن کمیاب است .وجوه منشوری(110)که با زوایای نزدیک به 60 درجه قرار گرفته اند،در برخی از ورقه ها طرح الماسی شکل ایجاد می کنندو نیز وجوه منشوری به خاطر وجوه شیارهای افقی چهره ای خشن، بیشتر ناهموار و نوک تیز پیدا کرده اند.

مسکویت ها در نوع ورقه ای به صورت ورقه های ریز تا درشت و در نوع پولکی به صورت انبوهه های پر مانند تا کروی شکل پدید می آیندو هم به صورت نهان بلورین و توده های متراکم نیز به وجود می آیند.همچنین ماکل های تداخلی با محور ماکل در امتداد(310) در مسکویت فراوان دیده می شوند.سختی مسکویت 2 تا 5/2 و چگالی آن76/2 تا 88/2 ، جلای آن شیشه ای تا ابریشمی و مرواریدی است .ورقه های نازک آن بیرنگ و شفاف و ورقه های سبز آن، نیمه شفاف و به رنگ هایی چون زرد، قهوه ای، سبز وقرمز دیده می شوند.

جانشینی اندکی در فرمول شیمیایی آن ممکن است رخ دهد که به صورت زیر است :

k به جای ( Cs,Rb,Na)

( ( Cr,Ti,Mn,Fe3,Fe2,Mg به جای Al

)ّّF) به جای (OH)

3-1 زمین شناسی مسکویت

مسکویت یک کانی سنگ ساز با گسترش وسیع است کانی مشخص گرانیتها و پگماتیتهای گرانیتی است. در سنگها دگرگونی فراوان دیده می شود.سازنده اصلی شیست های میکا دار است.همچنین از اجزا سازنده برخی از شیل ها، خاک ها و رسوبات عهد حاضر محسوب می شود.

در برخی از سنگهای شیستی ، پولک های ریز مسکویت به صورت انبوهه های ریز رشته ای با جلای ابریشمی نمایان می شوند.که به ” سریسیت” معروفند.

میکا مسکویت به عنوان ذخیره میکا در پگماتیت سنگ های آذرین اسیدی یا در پگماتیت دگرگونی منشا پلیتی که درجه دگرگونی آنها نسبتا بالا باشد ،یافت می شود ؛اما مسکویت ریز دانه در اغلب سنگهای دگرگونی با منشا پلیتی که دگرگونی در آنها در رخساره ضعیف است، نیزپیدا می شود.

4- میکا فلوکوپیت( سبز – قهوه ای)

4-1 شرح میکای فلوکوپیت

این کانی ساختمانی شبیه به بیوتیت دارد و فرمولی شیمیایی آن چنین است:

kMg3{(Al,Fe)si3o10}(OH) 2 فلوکوپیتها به صورت ورقه ای 6 گوش یا بلورهای منشوری مخروطی یا به صورت توده های متورق یافت می شود. سیستم آن منو کلینیک و رنگ آن قهوه ای مایل به سبز است. جلای شیشه ای تا مرواریدی و در سطوح رخ بیشتر ، بازتابی همانند مسکویت داردو هر گاه در نور منکسره دیده شودبه خاطر وجود میانبارهای جهت یافته بسیار ریز روتیل حالت ستاره سانی ” استریم” نشان می دهد.ورقه های فلوگوپیت قابل ارتجاع و محکم است .ویژگی اختصاصی فلو گوپیت ، رخ میکایی و رنگ قهو های مایل به زرد آن است. در حرارت های بالا پایداری ویژه ای دارد، چگالی آن 7/2تا 9/2 و سختی آن 2 تا 5/2 است.این کانی از نظر نوری منفی و زاویه محوری آن از 0 تا 15 درجه تغییر می کند.عموماً این کانی در سنگ های مارنی سرشار از منیزیم دگرگون شده ، در سنگ های مافیک و الترامافیک متاسوماتیزم شده یافت می شود. فلوگوپیت کانی متداول کیمبر لیت ها است.

4-2- ترکیب شیمیایی فلوگوپیت

در ترکیب فلوگوپیت مقداری ناچیز Na و تا اندازه ای Cs,Ba,Rb, ممکن است جایگزین k شود.

Fe2+ با قرار گرفتن به جای Mg یکسری ایزو مورف یا بیو تیت پدید می آورد.ساختمان فلوگوپیت همسانی فراوانی با ساختمان مسکویت داردو تنها ناهمسانی در لایه های اکتا هدرال آنها دیده می شود. مکانهای برجسته فلوگوپیت در سطح جهان عبارت است از کانادا، فنلاند، سوئد ، سوئیس، سری لانکا ماداگاسکار و ایالات متحده است.

5- میکای سیاه ( بیوتیت)

ترکیب شیمیایی بیوتیت صورت زیر است :

K(Mg,Fe)3 (Alsi3o10)(OH,F)2

فرم طیعی آن کمیاب است و بیشتر در پیکره هگزا گونال دروغین نمایان میشود. توده های ورقه ورقه و نامنظم داردو بیشتر به صورت پولک های پراکنده و انبو هه های فلسی شکل است . ترکیب بیوتیت از مسکویت متنوع تر است. ترکیب ان بسیار نزدیک به فلو گوپیت است . جایگزینی ایزو مورفی و مخلوط های جامد بیو تیت و فلوگو پیت را به هم پیوند می دهد.

بیوتیت در اغلب سنگ های آذرین از گرانیتها گرفته تا گابروها و پریدوتیت ها و گدازه های روشن پور فیری پیدا می شود.همچنین در سنگ های دگرگون به گو نه ای گسترده نیز پدید می آید.

برخی از بیوتیت ها دارای عناصر با شعاع بزرگ اندکه این باعث شده تا نام های خاص پیدا کنند:از جمله بیوتیت پر آهن که با نام های ” هاوتونیت ” و سیدرو فیلیت مشخص می شوند و یا ” منگانوفیلیت” که منگنز داردو یا دانیت و تینانوبیوتیت که تیتانیوم دارندو همچنین کاسیو تیت که کلسیم فراوان دارد.

گاهی برخی لامپرو فیرها مقدار قابل توجهی میکا، بیوتیت و یا میکا فلوگوپیت دارند.

گروه میکا شامل 37 کانی می باشد . این کانی ها با نام فیلو سیلیکات ها (phyllosilicates) هستند که دارای ساختاری صفحه ای یا لایه ای هستند. واژه ی یونانی فیلون (phyllon) به معنای برگ است. برخی از کانی های میکا در جدول 1 آورده شده است. همچنین علاوه بر اسم آنها مکان های وجود منابع عمده ی آنها نیز آورده شده است. میکا ها همچنین بر اساس میکاهای واقعی (truemica) و ترد (brittle) نیز طبقه بندی می شوند. میکاهای واقعی که دارای کاتیون های تک ظرفیتی (مانند k^+ و〖Na〗^+ ) در میان لایه هایشان هستند، از خود خواص ورقه ورقه شده نشان می دهند. این مواد به آسانی به صفحات نازک تبدیل می شوند. در میکاهای ترد، بین لایه ها کاتیون های دو ظرفیتی (مانند 〖Ca〗^(2+) ) وجود دارد. پیوند این کاتیون ها و لایه ها قوی است. اگر چه این مواد نیز خاصیت ورقه شدن دارند اما نسبت به نوع واقعی ترد ترند. میکاهای ترد کانی های کمیابی هستند و استفاده از آنها زیاد نیست.

موسکویت (Muscovite) ، یک نوع میکا استکه کاربرد عمده ای دارد. این میکا به خاطر خواص الکتریکی فوق العاده و فراوانی ، کاربردهای فراوانی یافته است.
فلوگوپیت (phlogopite) نوعی کانی است که در دمای بالا پایدار است؛ از این رو از آن در کاربردهایی استفاده می شود که در آنها نیاز به پایداری در دمای بالا و خواص الکتریکی مورد نیاز باشد. هردوی این کانی ها (موسکویت وفلوگوپیت) به صورت صفحه ای و آسیاب شده استفاده می شوند.

میکاها در سنگ های آذرین، رسوبی و دگرگون تشکیل می شوند.( این کانی ها در محیط های مختلف زمین شناسی تشکیل می شوند) . علت تشکیل این مواد در گسترده ی وسیعی از محیط های زمین شناسی پایداری گرمایی این مواد است. شکل 1 دیاگرام فشار – دما برای میکای موسکویتی است. در دمای بسیار بالا (بیشتر از)، این نوع میکا ناپایدار می شود و در حضور کوارتز تجزبه گشته و به فلدسپار پتاسیک و سیلیمانیت (sillimanite) تبدیل می شود.

سیلیمانیت فلدسپارتپاسیک کوارتز موسکوویت
موسکوویت در سنگ های دگرگون کم ارزش تشکیل می شود. در این مکان ها موسکوویت از پیروفیلیت تشکیل می شود. این فرآیند در کریستالیزاسیون اولیه ی کانی های آذرین مانند گرانیت ها و پگماتیت ها (Pegmatites) نیز رخ می دهد.
در سنگ های رسوبی مخصوصا آرنیت (arenites) نیز فرآیند تشکیل موسکویت اتفاق می افتد. موسکوویت در بسیاری از بخش های ایالات متحده ی آمریکا به صورت محدود وجود دارد.
بزرگترین تولید کننده ی میکا، روسیه است. این کشور یک سوم نیاز سالانه ی این ماده را تولید می کند. ایالات متحده ی آمریکا سالانه 75000 تن میکای ورقه ای و ذره ای تولید می کند. اگر چه ایالات متحده ی آمریکا از لحاظ تاریخی تولید کننده ی صفحات میکایی است ولی منابع داخلی این ماده به پایان رسیده و از این رو این کشور تنها به تولید میکای ورقه ای و ذره ای می پردازد.
مصرف عمده ی میکای آسیاب شده به عنوان پرکننده در اجزای اتصال دهنده ی دیواره های گچی (ژیپسی) است . استفاده از پر کننده های میکایی موجب تولید سطوح صاف می شود، کارایی را بهبود داده و از گسترش ترک جلوگیری می کند. از این مواد همچنین در رنگ ها، محصولات رابری قالب گیری مانند تایرها و خمیر دندان کاربرد دارند. از میکای فلس مانند به عنوان جایگزینی در لقمه ترمزها و صفحه کلاچ استفاده می شود.
هند بزرگترین تولید کننده ی میکای مورد استفاده در ساخت صفحات موسکوریتی (muscovite sheet meca) است. ماداگاسکار نیز بخش عمده ای از میکای مورد استفاده در ساخت صفحات فلوگوپیت را مهیا می کند. قیمت میکای صفحه ای از کمتر از یک دلار بر کیلوگرم برای کیفیت پایین تا 2000 دلار بر کیلوگرم برای نوع با کیفیت متغیر است. از نوع با کیفیت بالای میکای موسکویتی در ساخت دی الکتریک مورد استفاده در خازن ها استفاده می شود.

 

اين كاني به رنگ هاي قهوه اي مايل به زرد، قرمز، مايل به قهوه اي، بي رنگ و سفيد مايل به سبز و رنگ خاك آن سفيد بوده، داراي سختي 2-5/2 و وزن مخصوص 2/7 تا 2/9 مي باشد و قابليت خمش الاستيكي داشته در سيستم منوكلينيك متبلور مي شود. از فلوگوپيت در صنايع تهيه لوازم عايق الكتريكي، تهيه طلق، كاغذ و سنگ هاي نسوز، لاستيك سازي، سراميك سازي و … استفاده مي نمايند. فلوگوپيت در اسيد سولفوريك غليظ حل شده و ژله سيليسي ايجاد مي نمايد. از فلوگوپيت به عنوان عايق در شمع هواپيما استفاده مي شود.

از ساير كاني هاي خانواده ميكاها مي توان به ليپدوليت و زنوالديت اشاره نمود كه داراي گسترش و فراواني خيلي كمتري بوده و جهت تهيه عنصر ليتيم و نمك هاي مربوطه آن، در ساخت آلياژهاي فلزات سبك همراه پتاسيم و در فولادسازي و تهيه وسائل اپتيك نظير عدسيها كاربرد دارند. وجود نمك هاي ليپدوليت در چشمه هاي آب هاي معدني براي معالجات پزشكي مفيد است. از اين كاني همچنين در آتش بازيها استفاده مي نمايند.

شرکت زمین کاو
www.zaminkav.com
info@zaminkav.com
تلفن: 3-88385541-021
فکس: 88385096-021