دانلود پروژه معدن دولومیت شهرضا با فرمت ورد ودر 102 صفحه قایل ویرایش 

مقدمه

با توجه به اهميت كانسارهاي غير فلزي در اين پروژه به يكي از كانسارهاي غير فلزي مهم يعني دولوميت كه مصارف عمده‌اي در صنعت دارد پرداخته شده است.

دولوميت با فرمول شيميايي Camg(Co₃)₂ شناخته مي شود.

در اين پروژه اطلاعاتي راجع به شناخت دولوميت، كاني شناسي، موارد كاربرد، ذخاير، بررسي آماري معادن دولوميت (شامل 10 معدن) و همچنين بررسي كلي دولوميت آورده شده است. سپس به بررسي ذخاير دولوميت در جهان پرداخته و اطلاعاتي در مورد معادن دولوميت ايالات متحده آورده شده است، همچنين توضيحاتي در مورد مراحل اكتشاف و استخراج دولوميت آورده شده است.

استخراج دولوميت در دنيا گاهي بسيار پيچيده و با روشهاي زير زميني صورت مي‌گيرد. در صورتي كه استخراج دولوميت در ايران اغلب بسيار ساده بوده و كلاً به صورت روباز استخراج مي شود.

در پايان به بررسي يكي از معادن دولوميت ايران بنام معدن دولوميت شهرضا پرداخته و سعي شده است توضيحاتي درباره منطقه معدن، ذخيره، طرز كار، مراحل و چگونگي استخراج دولوميت در اين معدن در اختيار خوانندگان قرار داده شود.

 

 

 

 

 

 

 

فصل اول

شناخت دولوميت

 

در كتابهاي علمي هر جا كه صحبت از سنگ آهك مي شود دولوميت نيز در كنار آن مي باشد كه اين دو ارتباط تنگاتنگي با يكديگر دارند. بطور كلي واژه سنگ آهك فقط در مورد آن دسته از سنگهايي به كار مي رود كه ذرات كربناته آن نسبت به اجزاي تشكيل دهنده غير كربناته بيشتر باشد (ذرات كربناته آنها بيشتر از كلسيت يا آراگونيت تشكيل شده است) در صورتي كه واژه دولوميت در مورد سنگهايي به كار مي رود كه عمدتاً از كاني دولوميت تشكيل شده اند. هر چند كه دولوميت خود يك سنگ حاوي آهك است. علاوه بر اين سنگهاي ديگري نيز وجود دارد كه حاوي هر دو كاني كلسيت و دولوميت مي باشند سنگهاي آهكي و دولوميت ها با هر سني حتي در اوايل پركامبرين (آركئن) مشاهده مي شوند. هرچند كه فراواني آنها در رسوبات قديمي تر نسبت به سنگهاي جوانتر به مراتب كمتر است.

سنگهاي آهكي و دولوميت هاي با ضخامت و گسترش زياد در پركامبرين پسين (پروتروزوئيك) نسبتاً فراوان بوده و در رسوبات اوايل دوران اول به ويژه در آمريكاي شمالي، نيز بسيار فراوان است. به طور كلي رسوبات كربناته اوليه بيشتر به صورت دولوميتي هستند و نسبت Ca به Mg با كاهش سن رسوبات در امريكاي شمالي به طور فزاينده اي افزايش مي يابد.

سنگهاي آهكي و دولوميت هاي مربوط به مناطق پايدار كريتونيكي نازك (Cratonuc) و بسيار گسترده بوده و تقريباً تمام پهنه كريتونيكي آمريكاي شمالي را در دوره اردويسين مي پوشانده اند. ضخامت اين سنگها در حاشيه مايوژئوسنكلينال بسيار قابل توجه است و در بعضي موارد ضخامت تواليهاي رسوبي به بيش از 15000 فوت (5000متر) مي رسد. اين سنگها معمولاً در گوديهاي ايوژئوسنكلينال وجود ندارند. اما گاهي اوقات به صورت سنگهاي آهكي نازك توربيديتي يا آلوداپبك ديده مي شوند. دولوميت در بعضي از سنگهاي آهكي همراه با كلسيت يافت مي شود. معمولاً تشخيص اين دو كاني از يكديگر مشكل است. اختلاف هاي مهم اين دو كاني در جدول A خلاصه شده است. معمولاً سنگ شناسان از شكل رومبوهدرال براي تشخيص دولوميت استفاده مي كنند ولي اين خود نيز مصون از خطا نمي باشد.

 

 

 

 

 

 

 

 

نمودار 1-1: طبقه بندي ژنتيكي سنگهاي آهكي

جدول A

مشخصات	كلسيت	دولوميت
شكل كريستالي	بي شكل، به ندرت رومبوهدرال	رومبوهدرال، ممكن است زونه باشد
ضريب شكست	E 487/1، O 658/1	E 501/1، O 680/1
سطح كليواژ	566/1	588/1
بيرفرنژانس	172/0	179/0
وزن مخصوص	71/2	87/2
قابليت حل در اسيد	به سرعت در اسيد سرد و رقيق حل مي‌شود	به كندي در اسيد سرد و رقيق حل مي‌شود
رنگ آميزي	به سهولت توسط كرومات نقره رنگ مي‌گيرد	تويط كرومات نقره رنگ نمي‌گيرد
هوازدگي	در اثر هوازدگي به رنگ زرد نخودي يا صورتي ديده مي شود	به دليل داشتن درصد بسيار ناچيزي FeCo3 در اثر هوازدگي به رنگ زرد نخودي يا صورتي ديده مي شود

 

 

 

 

 

 

 

فصل دوم

بررسي دولوميت

 

بررسي دولوميت

دولوميت Ca (Mg , Fe) (Co₃)₂

سيستم تبلور: دولوميت در سيستم رمبوئدريك متبلور مي شود. در طبيعت به صورت متبلور و متراكم يافت مي شود. سطح بلورهاي آن معمولاً كمي انحناء دارد و در آنها سطوح (0001) و (1011) ديده مي شود. سطح ماكل در آنها موازي سطح (0221) است و باعث مي شود كه اثر خطوطي مطابق شكل در آن رويت شود. رخ آن موازي سطح (1011) و غالباً داراي انحناء است.

2-1- بررسي خواص فيزيكي

سختي 4-5/3 و وزن مخصوص آن 3-83/2 مي باشد و مقدار آن با افزايش آهن اضافه مي شود. داراي رنگ سفيد گلي و خاكستري به ندرت بي رنگ است. جلاي آن صدفي تا شيشه اي است.

2-2- خواص نوراني

يك محور منفي 503/1=n و 682/1=n بنابراين بيرفرنژانس آن فوق العاده است. 179/0=n-n زير ميكروسكوپ به شكل لوزيهايي با خاموشي متقارن و رنگ انترفرانس بالا ديده مي شود. برجستگي آن مانند كلسيت بر حسب جهت تغيير مي كند. اختلاف آن با كلسيت در نداشتن اثر خطوط موازي با قطر لوزي است.

2-3- آزمايش فوتك

غيرقابل ذوب بوده و رنگ شعله را نارنجي مي كند. انواع آهن دار آن كه آنكريت (Ankerite) ناميده مي شود در لوله بسته تيره رنگ شده و در مجاورت هوا قهوه اي رنگ مي شوند و در شعله احياء كننده (روي ذغال) خاصيت مغناطيسي پيدا مي كنند. اسيد كلريدريك سرد بر آن به ندرت ممكن است اثر داشته باشد، اگر بر محلول اسيدي آن چند قطره اسيد سولفوريك رقيق بريزيم رسوب سفيد (متبلور) بدست مي‌آيد.

2-4- طريقه تشخيص

جلاي صدفي و وضع خاص بلورهاي آن وسيله مناسبي براي تشخيص اين كاني است. ديالوژيت معمولاً از انواع قرمز رنگ دولوميت سنگين تر است.

2-5- موارد استعمال

سنگهاي آهكي دولوميتي نظير سنگ آهك، معمولاً براي كارهاي ساختماني و بعضي از اقسام آن نيز به عنوان سنگهاي زينتي مورد استعمال قرار مي گيرد.

2-6- محل پيدايش

در حفره هاي سنگهاي آهكي و نيز سنگ آهك دولوميتي و سنگهاي آهكي منيزيم‌دار وجود دارد. اين نوع سنگ آهك ها معمولاً از سنگ آهك معمولي كه در آن به جاي قسمتي از كربنات كلسيم، كربنات منيزيم جانشين شده است، توليد شده اند.

دولوميت به صورت رگه همراه با كلسيت نيز مشاهده مي شود، همچنين قسمتهاي متبلور سنگهاي آهكي دولوميتي را اين كاني تشكيل داده است. اين بلورها مخلوطي از دولوميت و كلسيت مي باشند.

2-7- نامگذاري

نام اين كاني به افتخار كاني شناس فرانسوي دولوميو انتخاب شده است.

2-8- سنگهاي آهكي دولوميتي يا سنگهاي آهكي

سنگهاي آهكي و دولوميتي معمولاً داراي بيش از 50% كربنات است كه اگر اين كربنات، كلسيت يا آراگونيت باشد آن را سنگ آهكي و اگر اين كربنات دولوميت باشد آن را سنگ دولوميتي مي ناميم. تقسيم بندي كلي سنگهاي آهكي در شكل صفحه 11 خلاصه شده است.

ماسه سنگهاي فسيل دار كه در آنها مجموع مقدار كربنات كلسيم به صورت سيمان و قطعات فسيل از 50% تجاوز مي كند جزء سنگهاي آهكي طبقه بندي نمي شوند بلكه آنها را جزء سنگهاي آواري منظور مي كنند. سنگهاي آهكي و دولوميتي را مي توان برحسب بافت و يا شرايط رسوبشان تقسيم بندي كرد. مثلاً پتي جان سنگهاي آهكي را به دو دسته برجا و نابرجا تقسيم بندي كرده است.

دولوميت ها اكثراً در اثر جانشين شدن منيزيم به جاي كلسيم در ملكول كلسيت تشكيل مي شود ولي بعضي از رسوبات دولوميتي همراه با رسوبات تبخيري ديده شده است كه به نظر مي رسد به همين صورت رسوب كرده اند. ذيلاً انواع مهم سنگهاي كربناته را به صورتي كه در نمونه هاي دستي و در روي زمين نام گذاري مي شوند، شرح مي دهيم:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

جدول 1-1-2: نمايش انواع سنگهاي آهكي، دولوميتي و سيليسي

2-9- دولوميت با خلوص بالا

به يك سنگ آهك دولوميتي با ارزش از نظر تجارتي اطلاق مي شود كه مجموع كربناتهاي آن بالاتر از 97% بوده ولي كاني كلسيت آن فقط 3 تا 4 درصد مي باشد. اكثر دولوميت ها نتيجه تبلور مجدد سنگ‌ آهك بوده و احتمالاً صفات بعدي مانند لايه‌بندي قطعات چرت در آن حاصل و عده اي از صفحات فرعي مانند اجزاء صدفي فسيلها، اووليت ها و غيره در آن ممكن است از بين بروند در نتيجه دولوميت معمولاً يكنواختي بيشتري از آهك ها را از نظر سنگ شناسي نشان مي دهند و روي هم رفته دولوميت ها از دانه بندي يكنواخت تر و بلورهاي درشت تري برخوردارند. عده اي از دولوميت هاي توام با لايه هاي يك در ميان رسوبات تبخيري تصور مي‌شوند كه نتيجه مستقيم رسوب شيميايي مي باشند. اين دولوميت ها معمولاً رنگ روشن تر، متراكم تر و كلاً لايه بندي شده و از نظر سنگ شناسي يكنواخت مي باشند.

سنگ آهك متبلور (Crystaline Limestone) منايب براي صيقل دادن به عنوان سنگ نما و بناي ساختمانها در تجارت اصولاً مرمر ناميده مي شود. (در ايران اين سنگ به سنگ چيني معروف است) ولي بيشتر از كلمه Orthomarble براي سنگ آهك متبلور نيز استفاده مي شود تا از مرمر واقعي با منشاء متامورفيكي متمايز گردد.

2-10- موارد استفاده

دولوميت و سنگ آهك در موارد زير به طور مشترك مصرف مي گردند:

1- به عنوان سنگ خرد شده (Crushed Stone) براي اجزاء سيمان، سنگ زيرسازي جاده و راه آهن، تونل هاي تخليه فاضلاب و به صورت ريزتري در مرغداري ها سفيد كاري شن و قلوه خرد شده و به صورت گرد در معادن ذغال و غيره.

2- به عنوان كمك ذوب در ذوب و تصفيه آهن و ساير فلزات در كارخانه هاي فلوتاسيون.

3- به عنوان Soil Conditioner در خاك هاي كشاورزي جهت خنثي كردن اسيديته خاك و بهبود رشد گياهان، در اين صورت آن را آهك كشاورزي يا اصطلاحاً آگلايم (Aglime) مي نامند و در حقيقت اين ماده آهك نبوده بلكه گرد سنگ آهك مي باشد.

4- به عنوان منبع تهيه آهك و يك باز شيميايي با انواع مصارف مهم صنعتي.

5- به عنوان يك ماده شيميايي خام در ساختن شيشه، خنثي كردن اسيدها و غيره.

6- به عنوان سنگ ساختماني.

سنگ آهك نه دولوميت به عنوان يك ماده خام اساسي در ساختن سيمان پرتلند و دولوميت نه سنگ آهك به عنوان يك ماده دير گداز (Refractory) و به عنوان يك ماده مخلوط با آزبست در تهيه عايقهاي حرارتي مصرف مي شوند.

2-11- خصوصيات فيزيكي

براي مصرف شدن به صورت قطعات و يا موارد فيزيكي ديگر سنگ آهك يا دولوميت بايد يكنواخت، غير متخلخل، بدون چرت و مواد ارگانيكي و پيرت باشد. سنگ آهك تازه نه تنها مي‌تواند قطعات سالم و محكمي را تشكيل دهد بلكه در مقايسه با ساير سنگهاي معمولي مورد مصرف در مقابل عوامل فرساينده نيز مقاومت بيشتري نشان مي دهد.

اين خصوصيات به علاوه دسترسي آسان و مقدار فراوان سنگ آهك روشن مي سازد كه چرا مصرف آن به تنهايي 5/2 برابر مجموع سنگهاي مصرف شده بازالتي، گرانيتي و ماسه سنگ مي‌باشد.

علاوه بر دارا بودن كليه صفات لازم براي يك سنگ ساختماني خوب مانند رنگ يكنواخت به خاطر تاثير آن در انتخاب انواع مصارف، بافت يكنواخت از نظر دانه بندي و غيره سنگ آهك يا دولوميت بايد فاقد سولفايت آهن (به خاطر احتمال اكسيداسيون و ايجاد زنگ زدگي) و كوارتز و چرت (به خاطر سخت كردن كار با سنگ) بوده و تخلخل آن از نظر ارزش تجارتي نبايد بيشتر از 10% باشد.

2-12- مصرف دولوميت به عنوان سنگ كمك ذوب (Flux Stone)

مصرف دولوميت به عنوان سنگ كمك ذوب به دلايل زير كمتر از آهك بوده و چه از نظر اقتصادي و چه مفيد بودن آنها مصرف آهك بر دولوميت ترجيح داده مي شود:

1- در صورت مصرف دولوميت درجه حرارت بيشتري در كوره لازم خواهد گرديد.

2- دولوميت از نظر كمك به جريان ذوب و تصفيه ناخالصي ها به خاطر وجود مواد غير از كلسيم راندمان كمتري دارد.

3- منيزيم داخل دولوميت سبب كاهش روانيت سرباره هاي توليد شده مي گردد.

به هر حال هر كوره اي كه بنا مي شود براي مصرف يكي از دو سنگ دولوميتي يا آهكي بايد در نظر گرفته شود و نمي توان به طور متغير يا يك در ميان از آنها استفاده نمود. مصرف سنگ آهك در صنايع ذوب بسيار زياد است به طوري كه براي ذوب يك تن آين Pig Lrone حدود 900 پوند سنگ آهك مورد لزوم خواهد بود.

2-13- خصوصيات اختصاصي دولوميت

علاوه بر مصارف با ارزش مشترك با سنگ آهك، دولوميت با داشتن خصوصياتي منحصر به خود مصارف مخصوصي نيز دارد. دولوميت يا سنگ آهك دولوميتي را در كوره هاي مخصوصي در 1500 درجه حرارت مي سوزانند، اين عمل سبب حذف چند درصد دي اكسيد كربن (Co₂) مي شود كه ممكن است در آهك معمولي باقي بماند و محصول حاصل كه كمي سيليسي است به نام Dead-Burned Dobmit ناميده مي‌شود (اين اصطلاح در يك اسم بي مسمي است زيرا مواد حاصل مخلوطي از كلسيم و منيزيم به صورت Mg، Cao مي باشد).

اين ماده به هر حال به عنوان يك ماده ديرگداز (نسوز) براي پوشش داخلي كوره هاي متالوژي قابل مصرف مي‌باشد.

خاصيت ديرگدازي دولوميت با محصول ديگري نيز مشخص مي شود كه به نام كربنات صنعتي Technical-Carbonate يا كربنات منيزيم بازي معروف است، كه فرمول شيميايي آن متغير ولي حدوداً با فرمول مشخص مي شود.

اين ماده به رنگ سفيد و دانه اي مي باشد كه در صورت مخلوط با 15% فيبر آزبست محصولي توليد مي‌كند كه به نام منيزيم 85% ناميده مي شود و به عنوان عايق حرارتي به صورت قالبهايي تهيه و مصرف مي گردد.

 

 

 

 

 

 

فصل سوم

تاريخچه دولوميت

همانگونه كه توسط ون تويل (Van Tuyle 1916) بيان شده است، دولوميت و مساله پيدايش آن افكار زمين شناسان را براي مدت زيادي به خود مشغول كرده بود و تئوريهاي بسياري در مورد تشكيل آن مطرح شده است. مقالات تكنيكي درباره دولوميتها بسيار زياد است. در اين جا ابتدا خود سنگ و در بخش بعدي مسائل مربوط به چگونگي تشكيل آن را مورد بحث و بررسي قرار خواهيم داد. دولوميت براي اولين بار توسط تيرول (Tyrol) توصيف شد.

اسم خاص دولوميت (به زبان فرانسه دولومي) در سال 1792 توسط سوسور به افتخار يكي از اولين محققان زمين شناسي، يعني دولي‌مو (Dolimeu) در مورد اين سنگها به كار برده شده است. پس از آن نشان داده شده است كه دولوميت از نظر زماني و مكاني گسترش زيادي داشته و يكي از مهمترين سنگهاي پوسته جامد زمين است براي مثال دولوميت 2/10% و سنگ آهك 6/17% پوشش رسوبي پلات رم روسيه را تشكيل مي دهد.

3-1- تاريخچه نامگذاري

دولوميت ها به انواعي از سنگهاي آهكي اطلاق مي شود كه حاوي بيش از 50% كربنات بوده و بيش از نيمي از آن دولوميت تشكيل شده است به دليل اين كه واژه دولوميت به عنوان نام كاني نيز مورد استفاده قرار مي گيرد پيشنهاد شده است كه از اين واژه براي نام سنگ استفاده نكرد و به جاي آن از واژه دولوستون استفاده شود. علي رغم اشتباهاتي كه ممكن است استفاده از اين واژه براي سنگ و كاني پيش آورد اين واژه هميشه به كار برده شده و احتمالاً استفاده از آن براي هر دو گروه ادامه خواهد يافت.

سنگهايي كه از نظر تركيب حد واسط بين آهك و دولوميت هستند به اشكال مختلفي نامگذاري شده اند. به طور كلي، سنگهايي كه در آنها مقدار كلسيت بيشتر از دولوميت است سنگ آهك دولوميتي و سنگهايي كه در آنها دولوميت بيشتر از كلسيت است. دولوميت هاي آهكي، دولوميت هاي كلسيتي، دولوميت هاي كلسيم دار يا كالك دولوميت ناميده مي شوند.

حد دقيق تقسيم بندي بين اين سنگهاي مخلوط و نيز ممبرهاي انتهايي هموژن تر آنها مورد توافق قرار نگرفته است. فراواني كلسيت نسبت به دولوميت و يا بالعكس به عنوان مبناي تقسيم بندي بين آهك و دولوميت در نظر گرفته شده است. در صورتي كه سنگ آهك (ممبر انتهايي) حاوي مقادير ناچيزي منيزيم باشد، آن را سنگ آهك غني از كلسيم مي نامند. اگر چنانچه سنگ آهك مزبور حاوي مقادير قابل ملاحظه اي منيزيم باشد، آن را سنگ آهك منيزيم دار مي‌نامند و اگر مقادير قابل توجهي دولوميت در سنگ آهك باشد، آن را يك سنگ آهك دولوميتي مي نامند. اگر مقادير منيزيم ناچيز باشد اين عنصر به صورت MgCo₃ و به حالت انحلال جامد در كلسيت وجود داشته و در نتيجه كاني دولوميت تشكيل نمي گردد، ليكن كلسيت به طور معمول مي‌تواند فقط حاوي 1 يا 2 درصد MgCo₃ به حالت انحلال جامد باشد. كربنات منيزيم تنها در بعضي مواد اسكلتي حاضر به مقدار بيشتري يافت مي شود از اين رو در سنگهاي قديمي، يك سنگ آهك منيزيم دار حاوي مقادير قابل ملاحظه اي دولوميت است.

سنگهايي كه از اختلاط كلسيت و دولوميت حاصل شده اند در حقيقت نسبت به ممبرهاي انتهايي كه بيشتر از كلسيت يا دولوميت تشكيل شده اند از گسترش كمتري برخوردارند. همانطور كه در شكل زير نشان داده شده است سنگهاي كربناته اي كه حاوي بيش از 10% ولي كمتر از 90% دولوميت (كمتر از 90% ولي بيش از 10% كلسيت) باشند نسبتاً نادر هستند. اين واقعيت در اوايل توسط استايدمن بيان شد و توسط گلديش (Goldich)، پارمالي (Parmalee) چيو و ديگران مورد تائيد قرار گرفت.

در صورتي كه مرز بين دولوميت ممبر انتهايي و سنگ مختلط كلسيتي- دولوميتي در 90% دولوميت قرار گيرد و مرز بين سنگ آهك و سنگهاي مختلط در 10% دولوميت واقع شود، تمام سنگهاي كربناته اي كه در اين محدوده قرار مي گيرند يا از نوع سنگهاي آهكي يا از نوع دولوميتي هستند. نامگذاري پيشنهادي در جدول صفحه 20 خلاصه شده است. مارتينت و سوگي يك طبقه بندي بسيار دقيقي را براساس تركيب كاني شناسي، كه از تجزيه شيميايي محاسبه شده است ارائه كرده اند. همچنين براي طبقه بندي هاي تركيبي مختلف به چيلينگر هم مراجعه كرده اند.