انیدریت

انیدریت

انیدریت – انواع سنگ و کانی انیدریتی

انیدریت به انگلیسی = Anhydrite

ژیپس بدون آب است که از هیدراتاسیون همی هیدرات در دمای ۲۵۰ – ۱۷۵ درجه بدست می آید. در محیط مرطوب و یا حظور آب ، این نوع انیدریت به نیمه هیدرات تبدیل میشود. این فاز دارای فعالیت زیاد و محلول در آب است. سابقا” آن را به دو شکل آلفا و بتا می شناختند اما امروزه سه حالت متمایز برای آن مشخص است :

آلفا انیدریت ||| ، بتا انیدریت ||| و بتا انیدریت′|||

تشخیص این سه حالت به وسیله اشعه X ، روش های آنالیز حرارتی ، میکروسکوپ الکترونی و همچنین تخلخل سنج جیوه ای صورت می پذیرد.

انیدریت ||

همان سنگ گچ انیدریتی موجود در طبیعت است که در دمای بالا از هیدراته شدن سولفات کلسیم دی هیدرات یا نیمه هیدرات و یا انیدریت ||| از دمای ۲۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه به وجود می آید که به آن انیدریت سوخته یا مرده می گویند. این نوع انیدریت، نا محلول و نسبتا” خنثی بوده و فعالیت آن وابسته به دما و اندازه اجزای تولیدی است.

انیدریت |

از طریق کلسیناسیون گچ در دمای بالاتر از ۱۰۰ درجه تولید می شود و شامل CAO آزاد است.


تولید گچ های انیدریتی و چندفازی (گچ ساختمانی) از سنگ گچ طبیعی

گچ انیدریتی به روش خشک در دمای بین ۳۰۰ تا ۹۰۰ درجه ساسیوس (روش تولید گچ با پخت بالا) تولید می­گردد. این نوع گچ معمولاگ از میزان زیادی انیدریت مرده (انیدریت سوخته یا انیدریت ll ) همراه سه مرحله واکنش مربوطه می­باشد که عبارت است از

All-s سخت محلول

All-u غیر محلول

All-e گچ استریش

در روش تولید گچ با دمای زیاد و گچ ساختمانی باید حتما” این سه نوع مرحله واکنشی نسبت به سنگ گچ خام و نوع پخت به نسبت ثابت و معینی وجود داشته باشد. روش پختی وجود دارد که این فازها همزمان با نیمه هیدرات در جوار یکدیگر در یک پخت تولید می­شوند. روش دیگر بدین طریق است که در سیستمی این فازها به تنهایی و مجزا تولید (گچ پخت بالا) و با گچ نیمه هیدرات که در خط تولیدی مجزا تولید شده است به نسبت دلخواه مخلوط می­شود که این نوع گچ­های پخته شده، گچ چندفازی می­گویند و در آلمان طبق استاندارد به نام گچ ساختمانی معروف است. در ایران تولید گچ ساختمانی که همان گچ چندفازی یا مخلوط معروف است در کوره دوار استوانه­ای صورت می­گیرد که طراحی و ساخت آن از چند ده پیش با موفقیت در ایران صورت گرفته است. بزرگترین کوره تولید گچ ساختمان در ایران دارای ظرفیت روزانه ۱۰۰۰ تن در می­باشد که این تکنولوژی در کشور به خوبی جا افتاده است. کوره دوار تولید گچ برای پخت سنگ گچ ۰ تا ۳۵ میلیمتر مناسب است. مواد اولیه بدون خشک شده هم جهت با سوخت ورودی نفت کوره(مازوت) یا گاز به طور مداوم به میزان معینی به کوره تغذیه می­گردد.


تعیین مقدار انیدریدسولفوریک در گچ

از محصول ۴۰۰۰PPM مقدار ۱۰۰ میلی لیتر را بوسیله پی پت بداشته و در بشر میریزند. به این مقدار ۱۵۰ میلی لیتر آب مقطر اضافه نموده و در روی اجاق میجوشانند. در زمان جوشیدن مقدار ۲۵ میلی لیتر محلول کلرید باریم با احتیاط به آن افزوده میشود در این موقع فورا” سولفات باریم بصورت بلورهای ریز رسوب میکنند.


معدن یا معادن انیدریت

با توجه به زمینه تخصصی کار ما که گچ است باید گفت در تمامی معادن سنگ گچ خام اگر به انیدریت برسند آن برای تولید گچ ساختمانی استخراج نمیکنند چرا که انیدریت دارای فرمول شمیایی CaSO4 است و تا حدودی گچ را دچار مشکل میکند.

در سالهای اخیر (۱۳۹۷) مشاهده شده گچ ژیپس بصورت خام از معادن سنگ گچ استخراج شده و به شکل فله برای صادرات به سایر کشور ها مورد استفاده قرار میگیرد.


گچ شیمیایی و انیدریت شیمیایی – مصنوعی

گچ شیمیایی و انیدریت شیمیایی سولفات کلسیمی آب دار یا بدون ابی هستند که به عنوان مواد جانبی از فرآیندها و واکنشها انجام شده در تولیدات برخی صنایع حاصل میشوند. چون این مواد به نام گچ شیمیایی یا انیدریت شیمیایی معروف هستند لذا در صنعت از اهمیت بالایی برخوردارند به خصوص برای کشورهایی که فاقد سنگ گچ طبیعی میباشند. گچ شیمیایی اولیه حاصل از نیروگاهها در ابتدا خشک و بر اساس روش یا نوع تولید آن بصورت همان پودری شکل و یا قبلا” بصورت بریکت آماده سازی و مورد مصرف قرار میگیرند. بصورت کلی به اثبات رسیده است که گچ شیمیایی همچنین مانند سنگ گچ طبیعی میتواند برای تولید گچ و قطعات گچی بدون هیچ مانعی مورد استفاده قرار گیرد.

از آزمایشات متعددی که بر روی گچ طبیعی و گچ شیمیایی انجام گرفته هیچگونه و یا بسیار کم تفاوت از نقطه نظر ترکیب شیمیایی و یا مواد محتوی در گچ شیمیایی با هم دارند. به دلیل یکنواختی در اندازه دانه های گچ شیمیایی در بسیاری از تولیدات گچ حتی بسیار مناسب تشخیص داده شده بخصوص وقتی که همزمان مقداری گچ طبیعی نیز همراه آن باشد. این ماده جنبی (گچ شیمیایی) با دانه بندی حدود ۹۰% کوچکتر از ۰٫۲ میلی متر و با رطوبت معادل ۲۰ الی ۳۰ درصد حاصل میگردد. گچ شیمیایی دارای ناخالی هایی اعم از معدن و آلی بصورت محلول یا غیر محلول در آب می باشد که در داخل شبکه بلوری در سطح آن جذب گردیده اند و میتوان آنها را از طریق فلوتاسیون ، شستوشو و تعویض تبلور از آن خارج کرد. نوع و مقدار این ناخالصی ها بستگی زیادی به فسفات خام ، روش تولید اسید فسفریک و کیفیت شستوشو با فیلتر اسید فسفریک دارد. فسفات های گداخته یا ماگماتیک ، تولید گچ هایی میکننده که عاری از مواد ناخالصی هستند. فسفات های خام رسوبی دارای مواد ناخالص معدنی هستند که مقداری از آنها به گچ وارد میشوند. مواد ناخالص آلی در تولیدات گچ ، تغییر رنگ بصورت لکه های رنگی ایجاد میکنند که باید قبلا” این مواد به وسیله فلوتاسیون یا روشهای دیگر خارج گردد.


مواد خام گچ – سنگ گچ و انیدریت طبیعی

ماده خام گچ یا سنگ گچ در طبیعت به صورت سولفات کلسیم دی هیدرات با فرمول شیمیایی CaSo4.2H2O به وجود می­ آید که اصطلاح انگلیسی آن جیپسم gypsum و گچ پخته شده را در زبان انگلیسی plaster و در زبان فرانسوی gypse و گچ پخته شده را در زبان فرانسوی platre و در زبان آلمانی به ترتیب Gips و Baugips می­نامند.

این سنگها مواد رسوبی هستند که میلیونها سال قبل بر اثر تبخیر آب دریاها تشکیل شده­اند. فاز تبخیر که هزاران سال به طول می­انجامد موجوت تشکیل قشرهای گچی با ضخامت­های زیادی می­شود. انیدریت Anhydrite به صورت سنگ انیدریت CaSO4 که سولفات کلسیم بدون آب است بطور فراوان به عنوان مواد کانی در غشا زمین یافت می­شود و فقط در نقاطی که منشاء آتش فشانی دارند سنگ گچ مشاده نمی­گردد. علاوه بر آن ماده خام گچ انیدریت در بسیاری از صنایع نیز به عنوان فرآوردهای جنبی از ترکیبات کلسیم دار و اسید سولفوریک به شکل پودری نرم به درست می­آید که به آنها نام گچ شیمیایی یا انیدریت شیمیایی اطلاق می­گردد. سنگ گچ و سنگ انیدریت بطور گسترده­ای در بسیاری از کشورهای جهان وجود دارد. این سنگها میتوانند از لحاظ درجه خلوص، ساختمان و رنگ متفاوت باشند. مهمترین ناخالصی­ های موجود در این مواد عبارت است از کربنات کلسیم (آهک) دولمیت، روس و به ندرت کوارتز و بیتومین. در صورتی که این ناخالصی ­ها در طبیعت هم زمان با تشکیل سنگ گچ باشد به آن ناخالصی­های اولیه میگوییم و ناخالصل­هایی که بعدا” در مواقع استخراج و یا بر اثر تشکیل شکست و به علت ترک عوامل طبیعی و شستوشوی مواد به داخل سنگها بوجود آیند، ناخالصی ثانویه خوانده می­شوند.

ساختمان سنگهای گچ قابل استخراج کاملا” متفاوتند و مهمترین نوع آن، گچ ورقه­ای مطبق Marienglas سلنیت نامیده می­شود که بی­رنگ و شفاف با شبکه کریستالی منوکلینیک دارای سنختی موس برابر با ۱٫۵ – ۱ و وزن مخصوص ۲٫۲ – ۲٫۴ است.

سنگ انیدریت طبیعی گچ الیافی یا سوزنی شکل و آلاباستر (سنگ گچ دانه­ای) که کاملا”فشرده و سخت است و نام آن از نام محل کشف آن در کشور مصر به نام آلاباسترن مشتق میگردد و بالاخره سنگ گچ پودری شکل (جیپسیت در امریکا) نیز وجود دارد. یک نوع نیز به نام گچ خاکی معروف است که مخلوطی از گچ­های پودری و خاک رس بوده و در سطح زمین گستردهگی پیدا میکند. سنگ گچ خالص معمولا” رنگ سفید دارد ولی سنگ گچ قرمز و سنگ گچ زرد محتوی اکسید آهن است، در صورتی که رنگ آن خاکستری تا سیاه باشد دلیل آن وجود خاک رس و بیتومین می­باشد. سنگ انیدریت خالص تمایل به رنگ آبی دارد ولی معمولا” دارای رنگ خاکستری با لکه­های متمایل به رنگ آبی است.


معادن و روشهای استخراج گچ خام از معادن سنگ گچ و انیدریت طبیعی

روشهای استخراج سنگ گچ خام از معدن انیدریت طبیعی در سمنان به این صورت بوده که ابتدا معدنی که دارای بیشترین درصد خلوص بوده شناسایی شده و اصطلاحا” روتراشی میشود. روتراشی یکی از مراحل اولیه برای استخراج سنگ گچ خام از معدن بوده که در این مرحله یک لایه خاک موجود روی سنگ گچ برداشته میشود. پس از انجام این کار با استفاده از ماشین آلات مختلف تعداد زیادی چال در معدن سنگ گچ ایجاد میشود که با استفاده از مواد منفجره ناریه انفجار در معدن گچ انجام شده و سنگ گچ حاصل از انفجار توسط ماشی آلات به دپو کارخانه گچ انتقال داده میشود.


خواص شیمیایی و فیزیکی و نوع مواد ناریه

ماده منفجره مورد استفاده در استخراج معادن سنگ گچ و انیدریت طبیعی ماده ای است که سریعاً با اکسیژن موجود ترکیب شده و دارای سرعتی بین ۱۵۰۰ الی ۸۵۰۰ متر بر ثانیه است، و در نتیجه آن ، گاز و انرژی و حرارت بالا ایجاد می گردد.

از جمله مهم ترین خواص مواد منفجره می توان به پایداری و حساسیت ،توان ، قدرت خردکنندگی ، جذب رطوبت ، مقاومت در برابر آب سمی بودن ،فراریت و سرعت انفجار را می توان نام برد
وزن مخصوص بالا باعث کاهش حساسیت ماده منفجره می گردد . حساسیت ماده منفجره در مقابل ضربه به طور زیر بیان می کنند:

حداقل فاصله مورد نیاز تا اینکه یک ماده منفجره حداقل در هر یک از ۱۰ بار افتادن یک وزنه ۲ کیلوگرمی بر روی ۰٫۵ گرم ماده منفجره آن را منفجر کند که فولیمنات جیوه خیلی به این ضربه حساس بوده و دینامیت بعد از آن است. در کل دینامیت نسبت به باروت در مقابل ضربه حساسیت بیشتری دارد و باروت نسبت به حرارت حساسیت بیشتری دارد. حساسیت در مقابل اصطکاک را نیز با تعداد نوساناتی که یک پاندول فولادی ۲۰ کیلوگرمی که از ارتفاع ۱٫۵ متری آویزان و با نوسان بر روی ماده منفجره باعث انفجار آن شود، بیان می کند.


سرعت انفجار

سرعت انفجار سرعت تجزیه شدن یا مصرف شدن ماده منفجره در طول ماده منفجره را گویند که بایستی این مقدار بیشتر از مقدار سوختن و سرعت آن نیز بیش از سرعت موج باشد.
سرعت انفجار TNT پایین تر از نیترو گلیسیرین است. اگر سرعت انفجار کمتر از سرعت صوت باشد آن را پدیده سوزش Deflagration گویند.

 

نکات مهم – نکات زیر در مورد سرعت انفجار ناریه اهمیت دارد:

  • هر چه ابعاد ماده ناریه بیشتر باشد، سرعت انفجار آن کمتر می شود.
  • هر چه سرعت و قدرت چاشنی بیشتر باشد ، سرعت انفجار کلی مواد ناریه را بالا خواهد برد.
  • هر چه قطر چال مورد استفاده کمتر باشد ، سرعت کمتر می شود.
  • وزن مخصوص بالا باعث رفتن سرعت انفجار خواهد شد.
  • افزودن آلومینیوم باعث کاهش سرعت انفجار و افزایش قدرت آن می شود.

قطر بحرانی

قطر بحرانی قطری است که کمتر از آن انفجار روی نخواهد داد و بیشتر از آن همراه با افزایش قطر ، باعث ثابت شدن سرعت خواهد شد.


قدرت ماده منفجره

هرچه گاز و درجه حرارت تولیدی حاصل از انفجار زیاد تر باشد، قدرت ماده ناریه نیز بیشتر خواهد بود . حجم گاز به ازا هر درجه سانتیگراد معادل ۲۷۳/۱ افزایش می یابد . یعنی اگر دو ماده منفجره دارای گاز تولیدی یکسان باشد ، آن یکی که دارای حرارت بیشتر است ، دارای قدرت بیشتر بوده و بالعکس . قدرت ماده تابع دو عامل می باشد
قدرت حجمی : انرژی مفیدی است که از واحد ماده منفجره حاصل شده و به صورت حاصل ضرب قدرت وزنی در وزن مخصوص ماده منفجره بیان می گردد.

قدرت وزن : انرژی مفیدی است که از واحد وزن ماده منفجرهحاصل می گردد 

P: فشار انفجار به کیلوبار
D:چگای ماده منفجره
Ve: سرعت ماده منفجره بر حسب فوت بر ثانیه


نانل (NONEL)

روش آتشباری معدن انیدریت طبیعی غیر الکتریکی می باشد که جاوی رابط های پلاستیکی می باشند که در داخل آنها مواد ناریه با سرعت انفجاری بالا قرار دارد که می توانند به راحتی انرژی محرک اولیه را به خرج اصلی در جال انتقال دهند . این سیستم ضد آب بوده و آتش نمی گیرد و در برابر جریان های الکتریکی ولگرد ، عوامل مکانیکی و عوامل (تا۵۰ بالای صفر) مقاوم می باشد.


پرایمر (PRIMER)

مواد ناریه ای هستند که باعث تحریک بیشتر مواد ناریه اصلی در اثر انفجار می شوند که معمولا در محل پایه پله که بیشترین فشار وزنی پله به آن منطقه وارد می گردد و یا در محلی از لایه با مواد تشکیل یافته سخت مورد استفاده قرار می گیرد . اگر در انفجار یک چال توده های سنگی با ابعاد بزرگ ایجاد گردد ، پرایمر را در محل نزدیک به دهانه چال قرار می دهند که البته این وضعیت زمانی است که ته چاشنی به طرف پایین چال باشد.


بوستر (BOSTER)

عامل تقویت کننده انفجار در معادن سنگ انیدریت طبیعی در طول چال می باشد و به صورت دینامیت های بدون اتصال به چاشنی بوده که در داخل چال و در طول آن به کار گرفته می شوند . مواد انفجاری امولسیونی که دارای سرعت انفجاری بالا هستند ، بعنوان پرایمر و هم به عنوان بوستر می توان استفاده کرد . این مواد قدرت تخریب مواد ناریه اصلی بالا برده و باعث افزایش خردایش و عقب زدگی می شود.


دزدکردن چال (MISFIRE)

اگر در اثر انفجار چالی ، چاشنی و یا خطوط انتقال چال از کار بیافتد و یا در اثر عوامل دیگری چون خراب بودن مواد ناریه چاشنی ها و خرابی فتیله انفجاری و نصب بی دقت خطوط آتش و یا هر عنوان دیگری ، ایجاد گردد ، به آن دزد کردن چال گویند که بایستی با فاصله ۳ متری چالی با احتیاط در کنار آن زد و هر دو را انفجار کرد و یا با روش های هیدرولیکی ، مثلا استفاده از آب با فشار زیاد داخل چال دزد شده را خالی از مواد منفجره کرد.


فتیله انفجاری

بیشترین مصرف این فتیله در استخراج سنگ انیدریت طبیعی با نام کرتکس در عملیات آتشباری آنی و تاخیری می باشد که دارای سرعت ۶۰۰۰ تا ۷۰۰۰ متر در ثانیه بوده و ماده منفجره آن PETN است . این فتیله هنگام عمل کردن تولید سر و صدای بلندی کرده و چون از بالا به پایین در چال عمل می کند ، به گل گذاری قبل از انفجار خرج اصلی در چال صدمه می زند
ولی کاربرد آن راحت بوده و تحت تاثیر عوامل دینامیکی و جریان های الکتریکی تولیدی در منطقه در اثر جریان های ولگرد و صاعقه نبوده و با تاخیرهایی که می توان ایجاد کرد ، می توان میزان لرزش و خردایش سنگ ها را به راحتی بعد از انفجار مورد کنترل قرار داد.


تولید از نوع طبیعی و شیمیایی

انیدریت گیرا (قابلیت گیرایی داشته باشد) را از شکل طبیعی آن که قبلا” در آسیاب لوله ای یا پرتاپی کاملا” پودر شده  (با درشتی دانه کوچکتر از ۰٫۲ میلیمتر) تولید می‌کنند.

برای بوجود آمدن خاصیت گیرندگی این محصول پودر شده باید علاوه بر آب مقداری مواد فعال کننده به آن اضافه نمود. بدون آب و مواد فعال کننده زمان گیرش آن به درشتی دانه های آن بستگی دارد و هر چه دانه های آن ریزتر باشد عمل گیرش سریعتر و کامل تر صورت میگیرد. با این حال هزینه پودر کردن متناسبا” افزایش می‌یابد.

مواد فعال کننده مذکور ترکیبی از سولفات‌های قلیایی یا سولفات فلزات سنگین و هیدرواکسید کلسیم به مقدار تا حد دو درصد وزنی نسبت به انیدریت می‌باشد. فعال کننده‌های اسیدی مانند پتاسیم هیدروژن سولفات یا سولفات پتاسیم دو ظرفیتی آهن نیز مناسب هستند.

نوع شیمیاییی این محصول حاصل از تولید اسید فلوریدریک که به صورت خشک و پودر به وجود می‌آید برای تولید شکل گیرا آن مناسب است.


 اختلاف بین شیمیایی و طبیعی

اختلاف بین این دو محصول در حالت طبیعی و شیمیایی در ساختمان بلور آنهاست. انیدریت شیمیایی از بلورهای بسیار کوچک با سطح مخصوص بزرگ و قابلیت واکنش زیاد تشکیل شده در صورتی که انیدریت طبیعی از بلورهای بزرگ تشکیل شده که با پودر کردن آنها قابلیت واکنش آن افزایش می‌یابد.

از انیدریت گیرا بصورت پودر برای کف سازی ساختمان و از انیدریت گیرای شیمیایی به مقدار کمی برای تمیز کاری دیوار می‌توان استفاده نمود. انیدریت گیرای طبیعی هم در صنعت ذغال سنگ استفاده می­شود.


مواد فعال کننده

مواد فعال کننده انیدریت ترکیبی از سولفاتهای قلیایی و یا سولفات فلزات سنگین و هیدرواکسید کلسیم تا حد ۲ % وزنی نسبت به انیدریتمی­باشد. فعال کننده­های اسیدی مانند پتاسیم هیدروژن سولفات یا پتاسیم دو ظرفیتی آهن نیز مناسب برای تحریک کردنانیدریت می­باشد.

انیدریت شیمیایی حاصل از تولید اسید فلوریدریک که به صورت خشک و پودر به وجود می­اید برای تولید انیدریت گیرا مناسب است.

گچ پلیمری
خرید آنلاین گچ
گچ گیپتون
فهرست
error: این محتوا تحت حفاظت است