دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
این فایل درقالب ورد وقابل ویرایش در 135 صفحه می باشد.
پایان نامه گــل اُخرا و کاربرد آن در صنعت رنگ سازی همراه با تصاویر
فهرست مطالب
فصل اول : آهن و فازهای کانه زایی آهن
مقدمه
۲
۱-۱ عنصر آهن و آهن در کانسار ۳
۲-۱ کانی های اصلی آهن ۴
۳-۱ کانسارهای آهن در ایران ۵
۴-۱ فازهای کانه زایی آهن در ایران ۶
۵-۱ کانسارهای خاک سرخ و منشاء آنها ۶
فصل دوم : ذخایر خاکهای سرخ ایران و جهان
۱-۲ ذخایر خاک سرخ ۱۲
۲-۲ ذخایر خاک سرخ جهان همراه حدود تولید هر کدام ۱۲
۳-۲فهرست و مشخصات معادن فعال کشور و مناطق شناسایی شده ۱۵
۴-۲ ذخایر خاک سرخ ایران ۱۸
۱ -۴-۲ ذخایر خاک سرخ ایران مرکزی ۱۸
۲-۴-۲ ذخایر خاک سرخ مناطق جنوبی ایران ۳۱
۵-۲ آمار تولید و استخراج در سال ۱۳۸۲ ۳۷
فصل سوم : ژنز و نحوه تشکیل ذخایر خاک سرخ
۱-۳ ژنز و نحوه تشکیل خاک سرخ و بررسی سری هرمز ۴۳
۲-۳ طرز تشکیل خاک سرخ در سری هرمز ۴۷
۱-۲-۳ بعضی علائم اینفراکامبرین در ایران مرکزی ، جنوب ایران .و عربستان سعودی ۴۷
۲-۲-۳ تشکیل ذخایر آهن نواری در ناحیه بافق و هرمز ۴۹
۳-۲-۳ تشکیل قرمز ایرانی (اخرا) ۵۰
۴-۲-۳سرنوشت سنگهای اینفراکامبرین در سنگهای مدفون ۵۳
فصل چهارم : معدن خاک سرخ هرمز
مقدمه ۵۶
۱-۴ کلیات و سوابق بهره برداری ۵۶
۲-۴ محل و موقعیت جغرافیایی ۵۷
۳-۴ زمین شناسی و مشخصات کانسار ۵۸
۴-۴ کانیهای جزیره هرمز ۶۳
۵-۴ نتیجه گیری کلی ۶۵
۶-۴ فعالیتهای اکتشافی ۶۷
۷-۴ ماده معدنی (کمیت و کیفیت ) ۶۹
۸-۴ روش محاسبه ۷۰
۹-۴ باطله برداری ۷۲
فصل پنجم : مصارف و کاربردهای خاک سرخ
۱-۵ مصارف و کاربردهای خاک سرخ ۷۵
۲-۵ شرح تک تک مصارف اصلی رنگدانه ها ۷۶
۱-۲-۵ نقاشی و کارهای پوششی ۷۶
۲-۲-۵ الکترو نیک ۷۷
۳-۲-۵ ترکیبات رزنی پلاستیکی و ترکیبات وابسته ۷۷
۴-۲-۵ صنعت سرامیک ۷۸
۵-۲-۵ مصالح ساختمانی و تولیدات سیمان ۷۸
۶-۲-۵ صنایع شیشه سا زی ۷۹
۷-۲-۵ مصارف متفرقه ۷۹
۳-۵ بررسی اختصاصی خاک سرخ و ویژگیهای در مورد تهیه رنگ در صنایع رنگ کشور ۸۰
فصل ششم : رنگ و رنگدانه های اکسید آهن
مقدمه ۹۱
۱-۶ عنوان رنگدانه ها ۹۸
۲-۶ رنگدانه های غیر آلی ۹۸
۳-۶ رنگدانه های اکسید آهن ۹۹
۴-۶ مشخصات عمومی خاک سرخ ۹۹
۵-۶ طبقه بندی رنگدانه ها ۱۰۲
۶-۶ مشخصات استاندارد گل اخرا ۱۰۶
۷-۶ جدول رنگدانه های اکسید آهن طبیعی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ۱۰۷
فصل هفتم : کانه آرایی
۱-۷ کانه آرایی خاک سرخ ۱۱۹
۱-۱-۷ هیدرو سیکلون ۱۲۱
۲-۱-۷ فلو تاسیون ۱۲۱
۳-۱-۷ جداکننده های مغناطیسی ۱۲۱
فصل هشتم : بازار مصرف
۱- ۸ بازار مصرف و جنبه های اقتصادی در ایران و جهان ۱۲۷
۲-۸ ساختمان سازی بعنوان کنترل کننده مصرف در بازار ۱۲۹
۳-۸ توسعه محصولات در مصارف ساختمان سازی ۱۲۹
منابع فارسی
۱)بولتن تکنیکا ل و گزارشات تولید کنندگان محلی رنگدانه
۲)پاک نژاد، آشنائی با فعالیتهای شرکت سهامی کل معادن ایران (معدن خاک سرخ هرمز ) ، اسفند ۱۳۶۲
۳)تکنولوژی رنگ و رزین تألیف آقای محمد علی مازندرانی
۴)جزوات استاندارد شماره ۹۶۹ و ۹۷۰ مؤسسه استاندارد ایران
۵)حدادی ، حیدری ، گزارش گل اخرا ،بهمن ۱۳۶۶
۶)صالحی ،مهمان نوازان ، عشق آبادی ، معصومی ، گزارش پی جوی و اکتشاف خاک سرخ در ایران مرکزی ،۱۳۶۷
۷)صمیمی ، ملاکپور ، گزارش بازدید تونل اکتشافی معدن خاک سرخ جزیره هرمز ، ۱۳۶۸
۸) طرح ادامه بهره برداری معدن خاک سرخ جزیره هرمز ، شرکت سهامی کل معادن ایران تابستان ۱۳۷۹
۹)قربانی ، کانسارهای آهن ایران و متالوژنی آنها ،طرح تدوین کتاب ،۱۳۷۲
۱۰)کتیبه ویژگیهای خاک سرخ مصرفی در صنایع رنگ کشور از مطالعات جامع خاک سرخ شرکت سهامی کل معادن ایران ، مرداد ۱۳۷۲
۱۱) لیست معادن خاک سرخ و زرد کشور تا سال ۱۳۷۱ وزارت صنایع و معادن
۱۲)لیست معادن خاک سرخ و زرد کشور سال ۱۳۸۲ وزارت صنایع و معادن
۱۳)مصاحبه شفاهی با کارشناسان کارخانه رنگ پامچال
۱۴)مقاله فورستر در مورد گنبد های نمکی در سومین سمپوزیوم معدنکاری اصفهان ها آ»هاآنها نتذعغلثبمکصنقخ۹لریریسلثبصصثبثص
منابع انگلیسی
۱-The Carbonatite-Alkaline igneous ore environment
2-Forster, The paragenesis of inclusisons in salt diapers, Mining Conference, 11991
3-HEDRICK.J.B, Rare Earth Elements and Yttrium, Mineral Facts And P roblems , 1985
4-Industrial Rocks and Minirals , 1980
5-Kendall . T , Inorganic coloured pigments, Industerial Minerals,1994
6-Moeller .T compounds general , Inter metallic
compound, the chemistry of lanthanids, Arizona (state university ), 1992
7- Moeller .T , the Element(Discovery , Occurance, Distribution , Production ). Chemistry of the Lantheanids , Arizona , State university , 1992
8-MICKELSEN.D.P, Iron oxide pigments, Mineral year book , 1989
9-NAGASAWA.H , MORIOKAM , Dos Diffusion change
the Rare Earth patterns of Igneous Rocks? , GeoChemical , Journal Japan, 1992
10-NEARY.C.R and IIIGIILEY.D.I the economic Importance of the rare earth element Geochemistry, 1983
11-ROELANDTS.I And DUCHESNE. J. C Rare Erth elements in Apatit from Layerd Norites and Iron – Titanium Oxide Ore bodies Related to Anortosites (Rogland S.W.Norway) university of ligain , Belium , 1989
12- SUZUKI.K , ADACHIM , Intra-grain Distribution of REE and Crystallization Sequence of Accesoroy Mineral in the Cretaceous Busetsu granite in Central Japan ( OKAZAKI) , Geochemical Journal (Japan),1992.
چکیده
کشور ما ایران از جمله معدود کشورهایی است که از لحاظ منابع معدنی بسیار غنی است و از جمله مواد معدنی با ارزش ایران کانسارهای آهن می باشند که در تمام نقاط کشور پراکنده اند آهن به اشکال گوناگون تشکیل ذخیره می دهد از جمله ماگمایی(چادر ملو، گل گهر)، متاسوماتوز(چغارت)، اسکارنی(همه کس) و رسوبی(بندرعباس).
در مطالعه حاضر یکی از این اشکال که ذخایر خاک سرخ و زرد هستند و عموماً نیز حاوی رس و سلیس بوده و در اثر فرایند هوازدگی تشکیل شده اند مورد نظر هستند.
اخراها ذخایر باقیمانده ناشی از هوازدگی هستند که بصورت پوسته یا قشرهای هوازده با ضخامتهای متفاوت تشکل شده اند.
فرایند تشکیل اخراها شامل آزاد شدن آهن سه ظرفیتی و انتقال آن به اعماق سپس ترکیب آن به سیلیس و آلومین در نهایت راسب شدن آهن به صورت Fe(OH)3 و تبدیل آن به Fe2O3 است.
البته کلاً دو نظریه جهت تشکیل اخراها وجود دارد یکی منشاء آتشفشانی و دیگری منشاء رسوبی است.
رنگدانه ها بدو دسته آلی و غیر آلی تقسیم می گردند و رنگدانه های اکسید آهنی از دسته غیر آلی هستند کلاً رنگدانه های غیر آلی دارای دو دسته طبیعی و مصنوعی هستند که اکسید های آهن هم بصورت مصنوعی وهم به صورت طبیعی بدست می آیند.
رنگدانه های اکسید آهن به چهار دسته زرد، قرمز، قهوه ای و سیاه تقسیم می شوند. کانیهای اصلی تشکیل دهنده این رنگدانه ها هماتیت، گوتیت، لیپدوکروسیت، مانتیت می باشند.
ذخایر خاکهای سرخ در ایران بدو دسته ذخایر خاکهای سرخ جنوبی و ذخایر ایران مرکزی تقسیم می شوند. در گزارش حاضر تقریبا تمام معادن فعال و غیر فعال و همچنین رخنمونهای شناسایی شده که بالغ بر ۳۰ نقطه می باشند ذکر شده اند.
در مورد ذخایر ایران مرکزی ونارج و مامونیه که مشخصاً منشاء رسوبی دارند بقیه ذخایر بطور مشخص حاصل ترکیب پدیده های کارستی شدن و دگرگونی هستند.
در مورد ذخایر جنوبی ایران می توان گفت که پس از بالا آمدن گنبدهای نمکی و فرسایش آن به درون دریا اکسیدهای آهن در یک دیسپرسیون به عنوان ذخیره باقی مانده اند.
در بررسی حاضر نمونه های معدنی جمع آوری شده از بعضی معادن خاک سرخ و زرد و نیز معادن سنگ آهن و آپاتیت اسفوردی جهت تشخیص وجود عناصر کمیاب خاکی با استفاده از دستگاه XRF مورد آزمایش قرار گرفته اند.
مقادیر مورد نظر در جداول جداگانه ای در انتهای گزارش ذکر شده اند و بنظر می رسد که اعداد بدست آمده نتایج امیدوار کننده ای در جهت ادا مه تحقیقات برای دستیابی به عناصر کمیاب خاکی از بعضی ذخایر آهن باشند.
بهرحال امید است که این تحقیقات کمکی در جهت شناخت بهتر ذخایر اخرای ایران بنماید و بتوان آن را ادامه داد.
در یک جمع بندی کلی می توان گفت که مصرف اصلی و عمده خاک سرخ در صنایع کشور در تولید ضد زنگ می باشد. ضد زنگ درجه ۱ از خاک سرخ هرمز و ضد زنگهای درجه ۲ از خاک سرخ ونارج و مامونیه و امثالهم تهیه میشوند.
خاک سرخ معدن هرمز در جهت ساخت ضد زنگ از لحاظ خصوصیات طبیعی هیچگونه مشکلی نداشته و واجد اکثریت شرایط و ویژگیهای مطلوب می باشد تنها مشکل این خاک سرخ عدم رعایت اصول صحیح در تولید، خردایش و عرضه آن به بازار مصرف میباشد که مشکلاتی را برای مصرف کنندگان بوجود آورده است.
خاک سرخ معدن ونارج علیرغم عیار بالا با مشکل رنگ تیره(قرمز متمایل به قهوه ای) مواجه است علاوه بر این وجود سیلیس آزاد در این خاک سرخ نیز مشکل استهلاک دستگاهها در کاخانجات پودرسازی و کارخانجات رنگ را پدید می آورد.
خاک سرخ مامونیه گرچه مشکل سیلیس آزاد را ندارد و لیکن از عیار چندان بالایی برخوردار نیست. دو معدن و نارج و مامونیه این حسن بزرگ را دارند که به مراکزمصرف در کشور نزدیک بوده و لذا محصول آنها از هزینه تمام شده نسبتاً پائینی برخوردار است.
کارخانجات رنگ کشور جهت تعیین کیفیت یک خاک سرخ مصرفی در ساخت رنگ و ضد زنگ اقدام به اندازه گیری ویژگیهای خاک سرخ مذکور نکرده بلکه نمونه هایی از محصول مورد نظر را با این خاک سرخ ساخته و بر این اساس به اظهار نظر در مورد کیفیت خاک سرخ می پردازند. پیشنهاد میشود جهت بررسی کیفی یک خاک سرخ همین روش مدنظر قرار گیرد چرا که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه بوده و از لحاظ اطمینان به نتیجه حاصله نیز مشکلی وجود نخواهد داشت.
در انتها جهت تامین انتظارات صنایع مصرف کننده خاک سرخ نسبت به کیفیت خاک سرخ هرمز عرضه شده به بازار داخلی و حتی خارجی پیشنهادات زیر مطرح می گردد:
خردایش خاک سرخ تا ابعاد ۸۰۰ ـ ۶۰۰ مش، زدودن نمک(NaCl) از خاک سرخ، کنترل دقیق کیفیت تولید محصول در معدن، تهیه یک سیستم بسته بندی صحیح و مناسب و دقیق(از لحاظ وزنی)اتحاد سیاستهای تجاری مناسب جهت کنترل عرضه خاک سرخ واقعی هرمز به مصرف کننده و جلوگیری از اختلاط آن با خاک سرخهای دیگر معادن توسط سودجویان.
البته باید یادآور شد که برای تولید اکسیدهای آهن طبیعی و مصنوعی در ایران هیچگونه محدودیتی وجود ندارد، زیرا کشور ما دارای انواع و اقسام معادن آهن با ژنزهای مختلف و انواع گل اخرا می باشد. مهمترین مناطق آهن دار در ایران عبارتند از: اراک، ملایر، بافق، یزد، انارک، اصفهان، کاشان، سمنان و جزایر خلیج فارس.
گل اخرای قرمز و زرد ایران از دیر باز(حدود ۳۰۰ سال قبل تاکنون) بصورت کلوخه و پودر به کشورهای خارجی صادر گردیده و پس از انجام فرایندهای لازم بروی آن قسمی از آن به ایران برگردانده شده است نمونه شاخص گل اخرای جزیره هرمز می باشد.
برای تولید انواع مصنوعی هم همانطور که میدانیم نیاز به آهن قراضه، اسید سولفوریک صنعتی و محلول آمونیاک می باشد از ضایعات کارخانه ها می توان آهن قراضه را تامین نمود و مجددا از آنها استفاده کرد. اسید سولفوریک صنعتی و آمونیاک هم تولید داخلی بوده و به مقدار کافی برای عمل وجود دارند.
در نهایت باید امیدوار بود که اکتشافات تکمیل بروی ذخایر خاک سرخ و زرد ایران انجام گیرد تا در نهایت بتوانیم با توجه به امکانات بالقوه ای که وجود دارد هم خاک سرخ و رنگدانه طبیعی و هم رنگدانه های مصنوعی موردنیاز داخل کشور را حداقل خود تولید کرده و از واردات خارجی آنها دوری گزینیم.
مقدمه
خاک سرخ که یکی از رنگدانه های اکسید آهن محسوب می شود از زمانهای قدیم جهت رنگ آمیزی استفاده می شده است و احتمالاً جزء اولین کانیهایی بوده که توسط بشر بکار برده شده است.
حتی نقاشیهای ترسیم شده بروی دیوارهای غارنشینی برجای مانده نیز آثاری از خاک سرخ و یا دیگر رنگدانه های طبیعی اکسید آهن نشان می دهد.
در ایران نیز از دیرباز خاک سرخ به عنوان یک ماده رنگی در تزئین؛ لعاب کاری سرامیکها و کوزه های گلی مصرف می شده است
امروزه کاربردها و نیازهای وسیع صنایع مختلف رنگسازی، شیمایی، سیمان، پلاستیک، کاغذ سازی، شیشه سازی و سرامیک، لوازم آرایشی، حاصلخیز کننده ها و غیره به خاک سرخ سبب شده تا بشر در جهت کشف و بهره برداری از ذخایر جدید خاک سرخ برآید و حتی به علت پایین بودن کیفیت و کمیت خاک سرخ طبیعی، نسبت به تولید خاک سرخ مصنوعی نیز اقدام نماید.
در ایران ذخایر خاک سرخ فراوانی وجود دارد که عمدتاً در دو بخش جزایر جنوبی ایران و مرکز پراکنده اند. تاکنون از بعضی از این ذخایر مثل جزیره هرمز، ونارج و مامونیه و غیره برداشتها و استخراج هایی نیز شده است. ولی تاکنون در جهت تولید خاک سرخ مصنوعی فعالیتی صورت نگرفته است.
با توجه به کمبود مقدار تولید داخلی خاک سرخ جهت مصرف صنایع کشور، ضرورت استخراج و بهره برداری از ذخایر دیگر خاک سرخ داخلی که از نظر کیفیت، مناسب و قابل مصرف در صنایع باشند به خوبی احساس می شود.
اما بدون شک قبل از بهره برداری، بررسی و اکتشاف ذخایر در بقیه نقاط باقیمانده ایران مرکزی و جزایر جنوبی ایران لازم خواهد بود.
از آنجا که خاک سرخ بعضی از جزایر قبلاً توسط انگلیسی ها بهره برداری و احتمالاً بعد از انجام عملیات کانه آرایی بروی آنها به مصرف می رسیده و با توجه به نزدیکی و مشابهت زمین شناسی و معدنی این جزایر با یکدیگر و دارا بودن ذخایر مناسبی از خاک سرخ، بررسی و اکتشاف ذخایر مورد نظر در تمامی این جزایر و شناخت ذخایر آنها امری ضروری و لازم بنظر می رسد.
۱ـ۱ـ عنصر آهن و آهن در کانسارها
آهن از جمله فلزاتی است که کانسارهایش منحصر به دوره خاصی از پیدایش و شکل گیری پوسته زمین نمی باشد و تقریباً در تمام دورانهای زمین شناسی یافت می شود.هرچند که بیشترین ذخایر شناخته شده آهن مربوط به پرکامبرین می باشند اما ذخایر پالئوزوئیک، موزوزئیک و ترسیری نیز در بیشتر جاهای دنیا چشمگیر می باشند، قابل ذکر است که ذخایر شناخته شده آهن در سراسر دنیا تاکنون به ۲۰۰ میلیارد تن رسیده و ذخایر احتمالی آنها نیز ۳۵۰ میلیارد تن برآورد شده است.
آهن در پوسته جامد زمین چهارمین عنصر فراوان و اولین فلز سنگین محسوب می شود حدود۵% از کل پوسته را تشکیل می دهد. فراوانی اکسید آهن دو ظرفیتیFeo معادل ۰۸/۳ درصد و اکسید آهن سه ظرفیتیFe2o3 معادل۴۱/۳ درصد پوسته زمین می باشد.
ترکیبات آهن در مرحله آغازی تبلور ماگما و همچنین در مرحله اصلی تبلور آن در داخل سنگهای قلیایی بصورت سیلیکات Mg,Fe و یا اکسید ها و سولفورهای خاص و فرعی است.
از منشاء گرمابی نیز بصورت ترکیبات کربنات و اکسید و سولفور به شکل کانی اصلی و یا کانی گانگ در رگه های مختلف معدنی تشکیل می گردد.
تمرکز آهن در کانسارهای رسوبی از اهمیت زیادی برخوردار است بویژه در حالت اخیر بصورت سیدریت، لیمونیت و یا پیریت ظاهر می شو
تقریباً ۴/۳ از محصول جهنی و ۷/۶ ذخایر آن در دنیا از نوع کانسارهای رسوبی و تجزیه ای است.
آهن در اثر تجزیه همین کانسارها و یا توده های اولیه آن بوسیله آب شسته می شود و در محلولهای تجزیه ای وارد می گردد.
۲ـ ۱ ـ کانیهای اصلی آهن
مهمترین کانیهای آهن که دارای ارزش اقتصادی بالایی هستند و در اکثر ذخایر جز کانیهای غالب ذخیره هستند جدول(۱-۱):
جدول(۱-۱) ـ مهمترین کانیهای آهن دار
نــــام
ترکیب
وزن
مخصوص
درصد
آهن
مانیتیت
Fe3O4
5/2
71/4
هماتیت
Fe2O3
5/1
70
لیمونیت
Fe2O3.H2O
3/7
60-63
سیدریت
FeCO3
3/8
48
شاموزیت
۳Feo,Al2O3,2SiO2,3H2O
3/2
33
تورنژیت
۳(Fe,Mg)O,4(Al,Fe)2O3,6SiO2,4H2O
3/2
31-39
گوئیت
FeO(OH)
–
63
کانسنگ آهن یعنی موادی که در کانسارهای آهن استخراج می شود طبیعتاً دارای مقدار آهن کمتری نسبت به ارقام فوق است. اگر مقدار Si در ترکیب کانسنگ کم باشد. کمبود مقدار درصد آهن مانع استخراج نخواهد بود. معمولا ًمقدارSi نباید بیشتر از ۱۲% باشد.
مقدار تیتانیوم نباید از یک درصد بیشتر باشد این گونه کانسارها در صورتی عملاً اهمیت دارند که از لحاظ تحصیل تیتانیوم و انادیوم نیز مناسب تر باشند
۳ـ۱ کانسارهای آهن در ایران
کانسارهای آهن در ایران زمین نیز منحصر به دوره خاصی از تاریخ زمین ساختی ایران نمی باشند بطوری که با پیدایش و شکل گیری پوسته ایران زمین در پروتروزوئیک بالایی و عملکرد و ادامه فعالیتهای تکنو ماگمایی تاکنون کانه زایی آهن به موازات آنها رخ داده است .روند این کانه زایی از پروتروزوئیک بالایی تا الیگومیوسن در ایران قابل پیگیری است، چنانکه در ایران زمین کانسارهای زیادی باسن پروتروزوئیک بالایی ـ کامبرین زیرین(بافق، زنجان، بندرعباس) و کانسارهای باسن الیگومیوسن(شهرک در زنجان) وجود دارند.
قابل توجه است که ذخایر نهشته شده در پروتروزوئیک بالایی و پالئوزوئیک زیرین نسبت به زمانهای دیگر نمود بسیار بارزتری دارند. تا بحال حدود ۴ میلیارد تن سنگ آهن باخاستگاههای متفاوت ماگمایی(سنگان، چادرملو، گل گهر)،متاسوماتوز(چغارت)،اسکارنی(همه کسی)، و رسوبی(بندرعباس،شابلاغ) تشکیل شده است.
قبل از اینکه به فازهای کانه زایی آهن درایران بپردازیم اشاره ای به مکانهای آهن در ایران می کنیم:
۱ـ ایران مرکزی با بیشترین تمرکز در منطقه بافق(حدود دو میلیارد تن)
۲ـ زون سنندج ـ سیرجان شامل مناطق سیرجان(کانسار گل گهر با ذخایر احتمالی۲/۱ میلیارد تن) شمس آباد اراک(۱۰۰ میلیون تن) و منطقه همدان (همه کسی ۵ میلیون تن).
۳ـ خاور ایران(حدود ۷۰۰ میلیون تن)، شامل کانسارهای سنگان در منطقه تایباد(۶۲۰ میلیون تن) ده زمان واقع در کاشمر(حدود ۲۰ میلیون تن) و کانسارهای کوچکی چون نیزار کلات ناصر، ذخایر دیگری نیز بطور پراکنده وجود دارند که از نظر اقتصادی قابل توجه نیستند مانند ناحیه زنجان(شابلاغ)، سمنان و غیره
البته ذخایر خاک سرخ ایران را نیز می توان جزء کانسارهای آهن نام برد که در بخش های مرکزی ایران و جزایر جنوبی خلیج فارس تمرکز دارند.
۴ـ ۱ فازهای کانه زایی آهن درایران
۱_ پروتروزوئیک بالایی(از نظر کانه زایی کم مایه بوده، کانسار آهن منگنزدارناریگان)
۲_ پروتروزوئیک بالایی ـ کامبرین زیرین(ناحیه بافق، سلطانیه زنجان وهرمز)
۳_اردویسین ـ سلورین(کانسار آهن گل گهر سیرجان)
۴_ پالئوزوئیک بالایی(آهن ده زمان کاشمر، آهن کلات ناصر در قائن)
۵_کرتاسه(آهن ناحیه شمس آباد اراک، آهن آهنگران ملایر)
۶_ترسیری از ائوسن بالایی تا اوایل کواترنر(آهن سنگان، آهن البرز شرقی)
۵ـ ۱ کانسارهای خاک سرخ و منشاءآنها
کانسارهای و ذخایر خاک سرخ و اخراهای غنی از آهن که حاوی رس ها وسیلیس هم هستند. بر اثر فرایندهای هوازدگی تشکیل شده اند و به عبارتی جزء ذخایر حاصل از فرایند هوازدگی هستند.
فرایندهای هوازدگی در انواع ذخایر بالا باعث تمرکز مواد با ارزش در همان محل اصلی یا اولیه می شود به همین علت به این نوع ذخایر، ذخایر بر جای مانده یا ذخایر باقیمانده می گویند.
تشکیل تمرکزهای باقیمانده را می توان ناشی از خارج شدن کانیها و سنگهای باطله از محیط با خروج آنها در اثر هوازدگی و انحلال شیمایی و نهایتا بر جا ماندن ماده معدنی دانست. با این روند حجم مواد باطله خروجی کاهش یافته و خلوص مواد باقیمانده افزایش می یابد.
البته در مورد آهن می توان گفت که در اکثر سنگها وجود دارد و در صورت وجود شرایط مناسب ممکن است از این سنگهای حاوی آهن مقادیر قابل توجهی از ترکیبات آهندار را بصورت باقیمانده انباشته شوند.
منابع اصلی ذخایر باقیمانده آهن عبارتند از:
۱ـ نهشته های رگه ای سیدریت، آنکریت، سولفور آهن
۲ـ کانیهای آهن موجود در آهکهای فاقد Al
3ـ سنگهای آهک حاوی Fe که در آنها کانیهای Fe به طریقه جانشینی قبل و یا در حین پدیده هوازدگی به جای آهک قرار گرفته اند.
۴ـ سنگ های آذرین بازیک
۵ـ رسوبات سیلیس آهن دار
از میان اینها سیدریت و سنگهای آذرین بازیک و رسوبات سیلیس آهن دار بیشتر از بقیه اهمیت دارند.
تقسیم بندی ژنتیکی ذخایر که بطور کلی آنها را دو گروه نفوذی یا درونی و خروجی قرار میدهد، حاکی از آن است که اخراها در دسته ذخایر باقی مانده، ازرده ذخایر ناشی از هوازدگی(ذخایر خروجی) محسوب می شوند قرار دارند. سنگ دیواره گل اخرا معمولاً از جنس شیل پیریتی یا کانه های سولفیدی است که گاهی توسط آبهای معدنی احاطه شده است.
واکنشهای انجام شده برای تشکیل گل اخرا(اکسید آهن آبدار) را می توان به صورت زیر نشان داد:
۲ FeS2+H2O———>2 FeSO4+2H2O
2 FeSO4+2H2SO4+2O2———–> 2 Fe2(SO4)3+H2O
Fe2(SO4)3+6H2O———– > Fe(OH)3+3H2SO4
(مخلوط گوتیت و لپیدوکروسیت)
در این ذخایر که از انواع باقیمانده و ناشی از هوازدگی گل اخرا بصورت پوسته یا قشر هوازده گاهی متجاوز از ۱۰۰ متر ضخامت دارد، بعنوان نمونه ای از این ذخایر می توان اخرای هورنی لوکاویس در چکسلواکی را ذکر نمود.
گاهی نیز اخرا همراه با رس فراوان دیده می شود این ذخایر تحت عنوان رس اخرایی از دسته رسوبات مکانیکی هستند که در تقسیم بندی ژنتیکی ذخایر در رده ذخایر رسوبی از گروه ذخایر خروجی قرارمیگیرند.
ذخایر رس اخرایی که به شکل لایه ای دیده می شوند، در نتیجه دوباره شسته شدن سنگهای هوازده قرمز(در محیطهای گرمسیری) یا کانیهای آهن(اخرا) یا منگنز(آمبر) بوجود می آیند. ذخیره دنسیس(DENSIS) در چکسلواکی نمونه ای از همین ذخایر است.
بطور کلی اخراها همان طور که قبلاً نیز گفته شد در اثر تجزیه و دگرسانی ترکیبات آهن از جمله اکسیدها و سیلیکاتهای آهن بوجود می آیند. اخراهای زرد یا خاک زرد یا لیمونیت خاکی عموماً در اثر هوازدگی گوتیت، لیمونیت،پیریت و سایر سولفیدها ایجاد می شود.
خاک سرخ که گاهی از آن به عنوان اخرای قرمز و یا هماتیت خاکی نیز یاد می شود در اثر دگرسانی و هوازدگی هماتیت حاصل می شود و همانطور که قبلاً گفته شد تفاوت آن با هماتیت سخت که در صنایع فولاد مصرف می شود فقط در دانه بندی آن است.
کانسارهای عمده خاک سرخ معمولاً تحت تاثیر فرایندهایی مثل غنی شدگی از اکسیدها و سیلیکاتنهای آهن و هوازدگی پیریت بصورت کانسارهای بر جای یا باقیمانده بوجود می آیند و یا ممکن است در اثر غنی شدگی آهن توسط آبهای نافذ در درون شکستگیها و گسلها، هماتیت خاکی شکل تجمع یافته و بدین ترتیب کانسار خاک سرخ تشکیل شود. همچنین ممکن است این کانسارها بصورت رسوبی تشکیل شوند.
تشکیل Fe2O3 در اثر هوازدگی یا دگرسانی در ذخایر اقتصادی وغیر اقتصادی گل اخرا ممکن است در اثر تغییرات و واکنشهایی به ترتیب زیر باشد:
۱ـ آزاد شدن آهن سه ظرفیتی از کانیهای اولیه
۲ـ انتقال آهن آزاد شده از سطح به اعماق
۳ـ ترکیب آهن با سیلیس و آلومین و ایجاد کانیهای رسی
۴ـ رسوب آهن بصورت Fe(OH)3 و تبدیل آن به Fe2O3
وضعیت مناسب هنگامی خواهد بود که شرایط موجود مانع ترکیب سیلیس(SiO2) با آهن موجود شود.
در این حالت Fe2O3 بصورت کانی هماتیت ظاهر می شود. این مسئله در محیطهای اسیدی بخوبی محسوس است.
آب در این محیطها نقش عمده ای ایفا می کند و سبب می شود که سیلیس غیر محلول و آهن سه ظرفیتی بصورت محلول در آید.
