کلسیناسیون کائولن

تکلیس یا کشته سازی اصطلاحی در علم مواد و شیمی است که به حرارت دادن مواد برای حذف رطوبت، تشکیل ترکیبات واسط، انجام واکنش در حالت جامد و نفوذ  گفته می‌شود. به زبان عامیانه کلسینه کردن یعنی اینکه ماده را برای مدت زمان مشخصی در دمای مشخصی در کوره گذاشته شود تا یک سری مواد داخل آن از بین برود. دمای کلسیناسیون دمای خیلی زیادی است و تقریبا بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد می باشد. این عمل در کوره های مخصوص که در انواع مختلفی وجود دارد انجام می پذیرد.

كائولينيت در دماي 300-253 درجه سانتيگراد بخش زيادي از آب خود را از دست مي‌دهد و در دماي 650 درجه سانتيگراد تمامي ملكول‌هاي آب موجود در شبكه ساختماني آن بخار مي‌شود. در دماي 800 درجه سانتيگراد اين عمل پايان مي‌يابد و يك كاني به شكل نيمه بلورين بنام متاكائولن پديد مي‌آید.

مجموعه واكنش هاي فوق تا پايان اين مرحله از نوع حرارت‌گير است. چنانچه دما از 800 درجه سانتيگراد بالاتر رود، ساختمان لايه‌اي كانه شكسته شده و ديگر توان جذب آب دوباره را ندارد. با این وجود، دمای خروج هیدروکسیل از ساختمان کائولینیت ارتباط مستقیمی با نظم اولیه موجود در کانی کائولینیت دارد.

ذخایر کائولن در ایران و جهان

ذخاير كائولين به انواع، ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده و ذخاير دياژنزي تقسیم می شوندو در عین حال براساس نحوه تشکيل به دوصورت اوليه و ثانويه تشکيل مي‌شوند :

  • ذخاير کائولن اوليه : هوازدگي ، کرمابي و سولفاته.
  • ذخاير کائولن ثانويه : رسوبي ، کائولينيتي ، بال کلي و خاک نسوز.

ذخيره کائولن داراي گستردگي لازم جهت تأمين نيازهاي اين ماده معدني در طي ساليان آينده مي‌باشد. و مقدار آن در حدود 20 ميليارد تن در جهان تخمين زده شده است. ذخاير کمربند جورجيا ، کاروليناي جنوبي در ايالات متحده امريکا بين 5 تا 10 ميليارد تن برآورد شده است. کشورهاي هندوستان ، برزيل ، چين ، انگلستان و اکراين داراي ذخاير عظيم کائولن مي باشند.

ايران در بين کشورهاي جهان با دارا بودن ذخيره اي در حدود 40 ميليون تن ، کمتر از 1% از کل ذخاير کائولن جهان را به خود اختصاص داده است. در حال حاضر ذخاير احتمالي کائولن در کشور بيش از 230 ميليون تن تخمين زده شده است و در سنگ هاي آذرين اسيدي از پرکامبرين تا ميوسن در استان هاي فارس ، اصفهان ، آذربايجان ، زنجان ، خراسان ، مرکزي ، قزوين و تهران پراکنده شده اند. مصرف عمده ايران در آجرهاي شاموتي، پوشش داخلي كوره ها، ديگ هاي گرمايي و كاشي مي‌باشد.

مشخصات کانی کائولینیت

كائولينيت، يك كاني رسي صفحه‌اي به رنگ‌هاي سفيد (در حالت خالص) و خاكستري متمايل به زرد بصورت خاك رس بسيار نرم و ظريفي است كه در اثر فشردن بين انگشتان خرد شده و پودر مي‌گردد. اين كاني به سهولت در آب و عموما در مايعات پراكنده مي‌شود، نفودناپذير بوده و در حالت خشك مقدار زيادي آب از دست مي‌دهد اما منبسط نمي‌گردد. همين خاصيت كائولن را از گروه اسمكتيت متمايز مي‌نمايد. خمير آن با آب، شكل‌پذير بوده و با پختن، شكل و رنگ آن تغيير نمي‌کند. در اثر دميدن بر روي آن بوي خاك مي‌دهد. شكستگي و كليواژ آن قاعده‌اي كامل دارد و جلاي آن تيره (خاكي) تا مرواريدي تيره مي‌باشد. داراي لمس چوب و صابوني است و مزه خاك رسي دارد. قابليت هدايت جريان الكتريسته و گرماي آن اندك است. انقباض طولي آن در 1300 درجه سانتيگراد از 6 درصد تا 17 درصد متغير مي‌باشد. و در شيشه‌سازي اين مقدار حتي به 20 درصد هم مي‌رسد. هنگام پخت به شدت منقبض مي‌شود و رفتار آن در برابر دما عموما مرتبط به آب موجود در آن، خصوصا آب شبكه‌اي، بسيار قابل توجه است. بي‌آب شدن كانه‌هاي رسي از جمله كائولينيت عموما در برابر دما، دگرگوني‌هايي را در ساختمان اين كانه پديد مي‌آورد.