بایگانی دسته: معرفی کائولن

kaolin_کائولن

خواص مهم صنعتی کائولن

کائولن دارای خواص منحصربفردی است که در صنعت به عنوان یک ماده معدنی مهم شناخته می‌شود. رنگ سفید، اندازه ریز ذرات، غیرقابل سایش بودن، پایداری شیمیایی و نقطه ذوب بالای آن از جمله ویژگی‌های کائولن است که باعث می‌شود در بسیاری از صنایع یک ماده کاربردی و مقرون به صرفه باشد.

از جمله خصوصيات اقتصادي مهم كائولن اندازه ريز ذرات آن مي‌باشد. این کانی از مجموعه‌هاي سستي از بلورهاي ريز كه بيشتر شكل و اندازه ثابتي دارند، تشكيل شده است. اندازه کائولن مورد استفاده در صنعت كمتر از دو ميكرون است و اندازه ذرات كائولن را بر حسب درصد وزني ذرات كوچك‌تر از دو ميكرون بيان مي‌کنند. از آنجا که اغلب ديگر موادي كه به عنوان رنگدانه، پركننده، پوشش‌دهنده و روان‌ساز استفاده مي‌شوند، بايد به وسيله عمليات هزينه بر خردايش و آسيا كردن، كاهش اندازه داده و به پودر تبديل شوند که این موضوع علاوه بر هزينه‌دار بودن، تقليل اندازه آنها نيز تصادفي بوده و به طور غيرمنظم شكسته مي‌شوند، ریز بودن ذرات کائولن، يك مزيت اقتصادي براي آن محسوب مي‌شود. مورد استفاده صنعتی کائولن وابستگی زیادی به توزیع اندازه ذرات آن دارد. در برخی از صنایع کائولن با دانه‌بندی درشت‌تر و در برخی دیگر توزیع ذرات ریزی از ذرات کائولن مورد نیاز است. در شکل زیر پراکندگی اندازه ذرات کائولن که در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند نشان داده شده است.

کاربردهاي کائولن

بیشترین مصارف کائولن در پر کننده، پوشش دهنده با جلای خاص و سفید کننده، منبسط کننده،ایجاد کننده مقاومت در مقابل سایش، رقیق کننده، سخت کننده در صنایع پتروشیمی، نرم کننده سطح و به عنوان کاتالیزور در صنایع مختلف،کاغذسازی، سرامیک، مرکب و رنگسازی، دیرگداز، پلاستیک، لاستیک، دارویی، فایبرگلاس، صنایع نسوز، مصالح ساختمانی،حشره کش، جذب کننده، مواد پاک کننده، مواد غذایی، تهیه داروها، صنایع کشاورزی وتهیه کودهای شیمیایی است.

در ایران از این ماده معدنی در آجرهای شاموتی، پوشش داخلی کوره ها، دیگ های گرمایی و کاشی استفاده می شود.

 حدود 50 درصد از کائولن در کاغذسازی به عنوان پرکننده و روکش(پوشش دهنده سطح)،20 درصد در صنایع سرامیک و دیرگداز، 10 درصد در لاستیک سازی به عنوان پرکننده و 20 درصد در رنگ سازی پلاستیک استفاده می شود.قدرت جذب مرکب و پوشش دهندگی خوب و پر کردن سطوح ناهموار کاغذ از خمیر سلولز و ایجاد شفافیت در کاغذ از مزایای استفاده از کائولن در صنعت کاغذسازی می‌باشد.

قیمت مناسب کائولن طی سال های اخیر سبب شده است تا صنایع مصرف کننده این محصول علاقه مند به استفاده از کائولن شوند. کائولن یا خاک چینی به رنگ سفید بیشترین کاربرد را درتولید چینی و سرامیک دارد.

فرمول کائولن که از فلدسپات می باشد kaolin

فرمول کائولن که از فلدسپات می باشد kaolin

کائولن  (kaolin)

فلدسپات‌ها برحسب اکسیدهائی که در آنها وجود دارد نامگذاری می‌شوند. وقتی فلدسپات تحت تأثیر عواملی نظیر هوا قرار می‌گیرد تخریب شده و سود، پتاس و آهک خود را بصورت محلول در آب رها می‌کند و آلومین و سیلیس آن باقی می‌ماند. بخشی از این سیلیس نیز تحت تأثیر عوامل شیمیایی تجزیه می‌شود و بقیه آلومین و سیلیس در اثر مجاورت طولانی با رطوبت ئیدرولیز شده و دارای ترکیبات شیمیایی آب می‌شود. عمل آب‌گیری طی میلیونها سال انجام می‌شود و امکان تجدید آن در آزمایشگاه کاری غیرممکن است. این ماده همان کائولن است که خاک چینی نام دارد.

خصلت فیزیکی گل سرامیک

خصلت فیزیکی گل سرامیک بخوبی خصلت شیمیایی آن مشخص نیست زیرا تعیین عوامل چسبندگی و شکل و اندازه ذرات آن فقط با مطالعات میکروسکوپی معلوم می‌شود.

 

نحوه خرید و ارتباط با شرکت

شرکت زمین کاو

www.zaminkav.com

info@zaminkav.com

تلفن: 3-88385541-021

موبایل شرکت: 09365077781

 

#پودر_کائولن , #پرکننده , #پوشش_دهی_خوب , #کائولن_سفید_رنگ , #kaolin

تاثیرات کائولن بر آفتاب سوختگی و فتوسنتز گیاهان

از آنجا که کائولن نور خورشید را از سطح گیاه بازتاب می‌دهند، این شبهه ایجاد می‌شود که استفاده از آن ها باعث اختلال در فتوسنتز گیاه می‌شود. اما مطالعاتی که برای استفاده از کائولن به منظور کاهش اثر نور و گرمای آفتاب سوختگی انجام داده‌اند نشان داده که استفاده از کائولن تاثیر نامطلوب قابل توجهی بر فتوسنتز گیاه نخواهد داشت. در ثانی مزایای جلوگیری از آفتاب‌سوختگی بیش از آسیب احتمالی آن خواهد بود.

موادی که برای محلول‌پاشی مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولا از پودرهایی تشکیل شده‌اند که حاصل ايجاد تغييرات در كائولن خام هستند. با افزودن تركيبات چسبنده و امولسيفاير به پودر کائولن تركيب پودری قابل تعليق در آب براي پوشش بافت قسمت‌های مختلف گیاه تهیه می‌شود. این مواد به این صورتی طراحی شده‌اند که به صورت یک لایه بر سطح محصولات قرار می‌گیرند. میزان اسپری محلول‌های پودری باید در سطح میوه یا گیاه به حدی باشد که محلول نزدیک به چکه کردن از سطح گیاه باشد. در صورت لزوم شاید کشاورزان ناچار به شستشوی محصولات پیش از عرضه به مشتری باشند.

محلول‌پاشی کائولن در سطح انواع گیاهان تزئینی، محصولات باغی، خشکبار و صیفی‌جات قابل انجام است. در ادامه نتیجه محلول‌پاشی بر روی انار، پسته و پرتقال ارائه شده است.

تاثیر آفتاب‌سوختگی بر گیاهان

در تحقیقات، باغ‌های انار استان یزد برای انتخاب بهترین روش جلوگیری از آفتاب‌سوختگی انتخاب شدند. خشكيدگي تنه وسر شاخه، مهمترين عامل خسارت‌‌زاي درختان انار در این ناحیه محسوب مي‌گردد. در اثر تابش مستقيم آفتاب بر قسمت‌هاي آفتابگير تنه و سرشاخه‌هاي درختان انار، پوست از بين‌رفته، متورق و از چوب جدا مي‌گردد. زردي، كم‌برگي، پژمردگي، ريزش برگ و كوچك ماندن ميوه از جمله علائم اوليه، درختان تحت تاثیر آفتاب‌سوختگی مي‌باشد. در مواردی که خسارت شدیدی است، معمولا سوسك چوبخوار انار نیز در درختان مشاهده می‌شود و سبزخشكي يا زردخشكي درختان صدمه ديده را بدنبال دارد. اما ريشه‌ها سالم هستند و در همان سال و يا سال‌هاي بعد پاجوش زيادي توليد ميكنند. آلودگي سمت‌دار بوده و در اكثر موارد سمت آفتابگير تنه و ناحيه فوقاني سرشاخه‌ها آسيب مي‌بينند. نتایج حاصل از چهار سال تحقيق روي اين عارضه راه‌هاي كنترل آن را مورد بررس قرار می‌دهد. نتیجه این تحقیقات نشان می‌دهد که رنگ‎آميزي تنه سرشاخه‎هاي در معرض تابش مستقيم توانسته است آنها را از سبزخشكي نجات دهد و درصد خشكيدگي را در حد ناچيزي نگه دارد. بنابراين رنگ‌آميري تنه و سرشاخه‌ها بوسيله يك ماده سفيد رنگ بي‌اثر، مثل گل‌سفيد (نوعي رس) و آرد جو در فصل بهار و تابستان روشي مؤثر و مفيد براي كنترل اين عارضه مي‌باشد.

در تحقیقی که برای بررسی اثر کائولن بر برخی ویژگی‌های فیزیولوژیک و آفتاب سوختگی پرتقال رقم واشنگتن ناول انجام شده، نتیجه‌ها نشان داد که درختان تیمار شده با 3 درصد کائولن تحت تنش کمتری نسبت به سایر تیمارها قرار گرفته‌اند.

تاثیر غلظت‌های مختلف سیلیکات آلومینیوم (کائولن) و زمان‌های متفاوت کاربرد آن در کاهش میزان عارضه آفتاب‌سوختگی میوه پسته رقم اوحدی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد که کاربرد این ماده در کاهش عارضه آفتاب‌سوختگی تاثیر مثبتی داشته و غلظت 5 درصد این ماده در سه نوبت پاشش توانسته تا 50 درصد خسارت را کاهش دهد.

ذخایر کائولن

ذخایر کائولن بر اساس نحوه تشکیل به دو صورت اولیه و ثانویه تشکیل می شوندپ. ذخاير كائولين به انواع زير تقسيم مي‌شوند : ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده، ذخاير دياژنزي

ذخاير كائولين به انواع زير تقسيم مي‌شوند : ذخاير هوازده، ذخاير گرمابي، ذخاير حمل شده، ذخاير دياژنزي. ذخاير کائولن 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.

کانسارهاي کائولن و رس هاي کائوليني در 4 گروه زير براساس موقعيت جغرافيايي تقسيم بندي مي‌شوند :

الف ) ذخاير رس هاي کائوليني در بخش هاي مرکزي ايران

ب ) ذخاير رس هاي کائوليني در بخش هاي خاور ايران

ج ) رس هاي کائوليني در بخش هاي شمال و شمال باختر ايران

د) ذخاير کائوليني در بخش هاي جنوب و جنوب باختر ايران

فرآوری کائولن (Kaolin Processing)

فرآوری ماده معدنی

کانه‌آرایی یا فرآوری مواد معدنی شامل مجموعه عملیاتی می‌شود که بر روی ماده معدنی، پس از استخراج، انجام می‌شود تا آن ماده را قابل مصرف کند. کانه‌آرایی دارای مراحل مختلفی است که اولین مرحله آن شامل خردایش، ریز کردن و یا آسیاب کردن ماده معدنی مورد نظر به منظور به دست آوردن محصولی با یک دانه‌بندی خاص می‎باشد. مرحله بعد کانه‌آرایی شامل پرعیارسازی ماده معدنی است. این مرحله بر مبنای خواص فیزیکی، شیمیایی و یا شیمی فیزیکی کانه و ناخالصی‌های همراه با آن انجام می‌شود.. این مرحله به روش‌های سنگجوری، ثقلی، الکتریکی، مغناطیسی، فلوتاسیون، هیدرومتالوژی و غیره انجام می‌شود. مرحله سوم کانه‌آیی غالبا به روش تر انجام می‌شود و شامل جداسازی فاز جامد و مایع از یکدیگر است. به عبارتی این مرحله شامل خشک کردن و آبکش کردن محصولات مرحله قبل است.

فرآوری کائولن

فرآوری کائولن شامل جداسازی ناخالصی‌ها به منظور استفاده در صنایع مختلف می‌باشد. ناخالصی‌های همراه با کائولن شامل زاج، گچ، پيريت، فلدسپات‌ها تجزيه نشده و گاها کوارتز می‌باشد. همچنین در طی فرآوری کائولن، برمبنای نوع صنعت مورد استفاده، ممکن است عملیات کائولن‎شویی به منظور جداسازی عناصر مزاحم نظير سديم، پتاسيم و كلسيم توسط آب نیز انجام شود.

با توجه به نوع خاص استخراج کائولن، ناگریز بخش اعظم مراحل مختلف مربوط به فرآوری کائولن در بخش مربوط به استخراج مورد توجه قرار گرفته است. اما نکته قابل توجه در این بخش این است که ممکن است در هر مرحله از فرآوری کائولن، ماده معدنی فرآوری شده، برای استفاده در مصارف صنعتی خاصی قابل استفاده باشد. با توجه به نوع استفاده کائولن، ممکن است فرآوری فقط شامل خرد کردن، خشک‌کردن و نرم کردن کائولن ‌باشد (مرحله اول فرآوری)، و یا اینکه، مراحل پیشرفته‌تر فرآوری شامل شستشو با آب نیز برای جداسازی کانی‌های غیر کائولنی موجود در مایع رس‌دار، انجام شود. همچنین در برخی موارد عملیات تکلیس نیز بر روی کائولن انجام می‌شود. عملیات تکلیس شامل خارج کردن آب میان شبکه‌ای کائولن است که با حرارت دادن کائولن در دمای بیش از 800 انجام می‌شود. جزئیات دقیق‌تر این عملیات در بخش “ واکنش کائولن در مقابل حرارتتشریح شده است.

محصول نهایی فرآوری کائولن

مرغوبترين کائولن‌ها تا حدود 20 درصد ناخالصي را دارا مي‌باشند که به منظور کاهش اين ناخالصي‌ها به طرق مختلف فرآوري مي‌گردد و در هر روش نوعي خاص از اين ماده حاصل مي‌شود و هر کدام مصرف ويژه خود را دارد که علاوه بر صفات خاص ژنتيکي، نوع فرآوري نيز محصول را از يکديگر متمايز مي‌نمايد.

مراحل استخراج تا فرآوری کائولن

 

 

 

 

معدن کائولن KaMin و تجهیزات فرآوری آن، در گرجستان

روشهای عمده استخراج کائولن

کائولن به روش‌هاي مختلف روباز استخراج مي‌شود. انواع بيل‌ها، كج‌بيل‌ها، اسكراپر و… در استخراج كائولن بكار مي‌رود. همچنين استخراج بوسيله لودرهاي هيدروليكي يا شياركش‌ها صورت گرفته و انتقال آن به محل كارخانه با كاميون، تسمه‌نقاله، خطوط لوله و… انجام مي‌پذيرد. كائولن‌هاي نرم و شكننده با فشار آب كه از دور توسط مونيتور كنترل مي‌شود، برداشت مي‌شود.

معدن‌كاري به صورت انتخابي براساس داده‌هاي حفاري صورت مي‌گيرد. استخراج كائولن در دنيا عمدتا بصورت روباز صورت مي‌پذيرد. هر چند در استخراج اين ماده معدني، ماشين‌آلات و تجهيزات خاصي موردنياز نمي‌باشد. اما وجود ماشين آلاتي از قبيل لودر، بولدوزر، كاميون، تانكر، پيكور، ديزل ژنراتور … با تعداد متفاوت برحسب ظرفيت استخراج اجتناب ناپذير است. از آنجائي كه بايد سعي شود كه دربرداشت ماده معدني، ناخالصي‌ها و كاني‌هاي همراه كائولن به ميزان حداقل ممكن باشد. لذا استخراج آن بايد دقت كافي صورت پذيرد. به منظور انتخاب يك روش استخراج مناسب بايد اطلاعات زمين‌شناسي كانسار از قبيل وضعيت توده معدني، شكل، شيب، اندازه، عيار و توزيع كاني مورد توجه قرار گيرند. همچنين داده‌هاي زمين‌شناسي و معدني كانسار از قبيل وضعيت سنگ معدني و سنگ هاي درون‌گير، گسل ها، درزه ها و عوامل تكتونيكي و نيز آب هاي سطحي و فشارهاي طبقات مدنظر قرار داده شوند.

اکتشاف کائولن

اكتشاف كائولن همانند اكتشاف هركانسار غيرفلزي ديگر، شامل سه مرحله نمونه‌برداري، تجزيه و اندازه‌گيري كميت‌هاي موردنياز و بالاخره تحليل داده‌ها، بخصوص مطالعه تغييرپذيري كميت‌هاي موردنياز دركل نهشته (كانسار) مي‌باشد. سپس با حذف مناطقي كه كيفيت مناسب را دارا نمي‌باشند، بايد به محاسبه و تعيين ذخيره و نهايتا رسم منحني‌هاي عيار ذخيره پرداخت. دراينجا بحث عيار كمي پيچيده‌تر از عيار دركانسارهاي فلزي است، زيرا دركانسارهاي غيرفلزي، بخصوص در كانه‌هاي رسي، تركيب شيميايي و خواصي كه مي‌تواند مفيد يا مضر باشند از پيچيدگي بيشتري برخوردار هستند، بنابراين منظور از عيار در اينجا حدود قابل قبول خواص كائولن مي‌باشد. حال در ذيل به هريك از مراحل فوق‌الذكر مي‌پردازيم:

نمونه‌برداری

شكي نيست كه به منظور طراحي بهينه نمونه‌برداري از يك كانسار كائولن، ميبايستي قبلا اطلاعاتي درمورد موقعيت كانسار بدست آورد و به درك صحيحي از موقعيت زمين‌شناسي آن دست يافت. بنابراين بخش بزرگي ژنز كانسار ضروري است. اين امر از آن جهت با اهميت است كه مي‌تواند ما را در شناخت تغييرپذيرهاي اوليه و كميت‌هاي مهم ياري دهد. براي مثال دريك كانسار كائولن هيدروترمال (هيپوژن) كه شدت فرآيند كائولينيتيزاسيون به شدت تابع عمق است، ممكن است مقدار سيليس اضافي كه همراه اين نوع كانسارها ديده مي‌شود، در زون سليسيفيكاسيون، به شدت افزايش يابد. درهمين تيپ كانسارها، ممكن است به علت تغييرپذيري شدت ليچينگ، مقدار عناصر قليايي و قليايي خاكي دربخشي از كانسار از مرغوبيت و كيفيت مطلوب برخوردار نباشد، و يا زون‌هاي پيريتي كه ممكن است با اين تيپ كانسارها همراه نباشند، پس از اكسيداسيون موجب افزايش مقدار كاني‌هاي آهن‌دار شده و از مرغوبيت بخشي از كانسار بكاهد.

همچنين موقعيت فضائي كانسار (توسعه ابعاد كانسار در سه جهت) نيز از اهميت خاصي برخوردار است، زيرا در كانسارهاي هيدروترمال با شيب تند، اغلب متغييرهاي فوق در امتداد قائم منطقه‌بندي مي‌شوند، درصورتي كه در كانسارهاي با شيب ملايم از اين نوع، همين تغييرات، ممكن است با شيب ملايم نسبت به عمق ديده شود ولي تغييرات جانبي در تعداد شمالي -جنوبي و يا خاوري- باختري ممكن است بيشتر باشد. درمورد كانسارهاي برجاي كائولن، درك صحيحي از پالئوژئوگرافي نيز مي‌تواند درمحلي با انباشتگي زياد و يا كم در اكتشاف كمك نمايد و درمورد كانسارهاي رسوبي كه فاز حمل و نقل را نيز تحمل نموده‌اند، جهت جريان آب هاي سطحي در جهت كشف بخش‌هاي ضخيم نيز مي‌تواند مفيد واقع گردد. اطلاعات زير در شناخت ژنز كانسار بسيار مهم به شمار مي‌روند. مشخصات سنگ‌شناسي، كاني‌شناسي و همچنين وضع ريزش‌هاي جوي و توپوگرافي ناحيه منشاء كه با مستقيما از طريق هوازدگي باعث توليد كاني‌هاي رسي از جمله كائولن گرديده و يا براي مثال توليد ماسه سنگ فلدسپاتي را سبب شده كه خود مي‌تواند در تحولات بعدي به كائولن تبديل شود. وضع تكتونيكي ناحيه منشاء، كه خود به شدت روي سطوح پالئوتوپوگرافي اثر داشته و آن را كنترل مي‌نمايد. علاوه برآن عوامل تكتونيكي مي‌تواند در تغيير دادن نسبت تخريب شيميايي (توليد كائولن در ناحيه منشاء) به تخريب مكانيكي (توليد ماسه سنگ فلدسپاتي يا ميكايي) مؤثر واقع گردد. درحالتي كه نسبت تخريب مكانيكي به شيميايي بالا باشد، ماسه سنگ فلدسپاتي پس از حمل و نقل و رسوبگذاري در محيط رسوبي، شانس تبديل شدن به مواد رسي از جمله كائولن را دارا مي‌باشد. مورفولوژي حوضه‌هاي رسوبي و همچنين توزيع انرژي در آن ها نيز از اهميت خاصي برخوردار است، زيرا در حوضه‌هاي رسوبي پرانرژي، مخلوط ماسه و رس كائولني شانس بسيار زيادي براي جداكردن اين‌دو از يكديگر داشته و درنتيجه باعث بالا رفتن عيار كائولن رسوبي خواهد شد.

الف- طراحي نمونه‌برداری سطحي

به منظور طراحي نمونه‌برداري سطحي، لازم است تا اطلاعاتي كه در فوق به آنها اشاره شد. در مورد ژنز كانسار، در اختيار قرار بگيرد و سپس براساس تغييرات لايه‌بندي و شناخت امتداد و حداكثر و حداقل تغييرپذيري‌هاي سطحي ممكن، اقدام به برداشت تعدادي نمونه در امتداد پروفيل كه امكان تغييرپذيري بر روي آنها حداكثر است نمود. سپس براساس اطلاعات حاصل از آناليز نمونه‌ها، در صورت نياز به برداشت نمونه سطحي بيشتر اقدام نمود.

ب- نمونه‌گيری عمقي

جهت نمونه‌گيري عمقي، اقدام به حفاري مغزه‌گيري با استفاده از شبكه‌هاي حفاري مي‌گردد براي حفاري با قطر زياد موردنظر هستند، استفاده از گل حفاري بنتونيتي بدليل امكان آلودگي ماده معدني در حفاري كائولن محدود گرديده است. تعيين مناسب‌ترين مكان‌هاي حفاري اوگري يا مغزه‌اي براساس اطلاعات بدست آمده از مطالعات سطحي امكان‌پذير مي‌باشد.

2- تعيين تست‌های لازم

تعيين تست‌هاي لازم جهت اندازه‌گيري خواص مهم و ويژه‌اي كه برحسب مورد مصرف تكنولوژيكي ماده معدني تغيير خواهد كرد. بسيار با اهميت است. دراين خصوص ليستي از متغيرهاي مختلف در ذيل ذكر شده است، ولي لازم به توضيح است كه در همه موارد نيازي به اندازه‌گيري همه اين متغيرها نخواهد بود. بلكه از بين آن ها مي‌توان با توجه به اهداف مصرفي ماده معدني، تعدادي از آن ها را كه در ارزيابي ماده معدني مفيد واقع مي‌شوند، انتخاب نمود.

الف- تعيين تركيب شيميايي:

شامل اكسيدهاي اصلي:

MgO_ CaO_FeO_Al2O3_SiO2_Na2O_K2O

تعيين عناصر كمياب نظير: ارسنيك، آنتيموان، جيوه، بر

ب- تعيين تركيب كاني‌شناسي:

از آنجا كه ممكن است كائولن همراه كاني‌هاي رسي ديگر از خانواده اسمكيت (مونت موريونيت)، اليت، سريسيت باشد درنتيجه شناخت آن ها ضروري است.

ج- تعيين دانه‌بندی

درمورد كائولن‌هاي نرم كه معمولا در كانسارهاي رسوبي توسعه يافته، در آب هاي شيرين تشكيل مي‌شوند، ماكروكريستال‌هاي كائولينيت، دانه درشت‌ترند، درصورتي كه كائولن‌هائي كه در حوضه‌هاي رسوبي آب شور تشكيل مي‌شوند، معمولا دانه ريزترند.

د- درجه سفيدی

اين عامل تا حدودي تابع مقدار آهن و ساير اكسيدها و هيدروكسيدهاي فلزي است.

ه- تعيين قدرت جذب و تعادل يوني

و- تعيين نقطه ذوب

ز- تعيين نقطه شيشه‌اي شدن

ح- تعيين وزن مخصوص

ت- تعيين وزن نسوزندگي

ي- تعيين رنگ پس از پخت

محاسبات آماری و تخمين تغييرپذيری خواص اندازه‌گيری شده

تعيين عيار

پس از بررسي‌هاي سطحي و آناليز نمونه‌هاي عمقي، عيار ماده معدني (ماده معدني با كيفيت مناسب) و همچنين ضخامتي كه در آن، عيار ثابت درنظر گرفته مي‌شود. مشخص مي‌گردد و سپس كل كانسار به بلوك‌هاي متفاوتي از نظر كيفيت تقسيم مي‌شود. تهيه نقشه هاي مورد نياز زمين شناسي و توپوگرافي (محاسبه ذخيره هر بلوك كه در سراسر آن خواص مفيد يا مضر ماده معدني ثابت فرض مي‌شود).

رسم منحني‌هاي كيفيت ذخيره براساس اطلاعات بدست آمده از كليه بلوك‌ها

ارزيابي اقتصادی کانسار

در ارزيابي يك ذخيره كائولن، پارامترهاي تجاري مهم بوده، و درتمام مراحل اكتشاف بايد مورد توجه قرار بگيرد. از جمله شفافيت، رنگ پخت، سفيدي، قطر اجزاء، خواص شكل‌پذيري و خواص حرارتي.

 

در مراحل اولیه شناسایی کانسارهای کائولن کانسارهای فلزی با هاله آلتراسیون آرژیلیکی و آرژیلیکی پیشرفته مانند مس پرفیری احتمالاً در اکتشاف کانسار مد نظر مفید باشد؛ همچنین دانستن کانی‌سازی‌های غیرفلزی دیگری به غیر از کانسار مورد اکتشاف به فرد در تصمیم‌گیری درست برای انتخاب ناحیه هدف کمک شایانی می‌نماید. بنا به خصوصیات فیزیکی خاص کائولن نظیر حساسیت‌پذیری پایین، چگالی پایین و هدایت الکتریکی مناسب می‌توان از روش‌های ژئوفیزیک هوایی متناظر هر یک از این خصوصیات برای تشخیص پتانسیل کائولن استفاده نمود و به همین منظور برداشت‌های هوایی مغناطیسی، گراویتی و الکترومغناطیس در این مورد پیشنهاد می‌شود.

مطالعه ژئوشیمیایی رسوبات آبراهه‌ای نیز می‌تواند در شناسایی نوع و درصد کائولینیت استفاده شود

کاربرد روش ژئوفيزيكی در شناسايی زون‌های کائولن

يكي از روش هايمتداول و مؤثر در شناسايي و تعيين زون هاي غني از كائولن استفاده از روش‌هاي ژئوفيزيكي مي‌باشد. در اكتشاف كائولن چنانچه تمايز خاك چيني و سنگ هاي دربرگيرنده قانع كننده نباشد، روش‌هاي ژئوفيزيكي مي‌تواند جهت تشخيص و تعيين كانسار و كاهش هزينه‌هاي حفاري مورد استفاده قرار بگيرد.

در اين رابطه ابتدا برداشت پروفيل ژئوفيزيكي با روش IP و سپس مطالعه دقيق كاني‌شناختي و سنگ شناختي، براي تفكيك زون‌هاي آلتره و تهيه نقشه دقيق گسترش ماده معدني انجام مي‌گيرد. در مرحله بعد درصورت مثبت بودن شواهد و دلايل كاني‌سازي، مطالعه ژئوفيزيكي دقيق با روش‌هاي الكتريكي انجام مي‌شود.

ویژگی‌های کائولن

كائولن از نظر صنعتي به رس‌هايي كه داراي مقدار قابل توجهي كائولينيت باشند اطلاق مي‌گردد. ویژگی‌های خاص این ماده باعث شده تا به عنوان یک ماده پر کاربرد در صنعت معرفی شود. به طور خلاصه خصوصيات مهم كائولن، كه مصارف متعدد آن را سبب شده است مي توان به صورت زير نام برد؛ در ادامه برخی از این ویژگی‌ها به تفصیل مورد بررسی قرار می‎گیرد.

  • از نظر شيميايي در گستره وسيعي از تغييرات PH بدون تغيير مي‌ماند.
  • داشتن رنگ سفيد كه آن را به صورت ماده رنگي قابل استفاده مي‌سازد.
  • دارا بودن خاصيت پوششي بسيار خوب
  • نرمي و غير سايشي بودن آن
  • قابليت اندك هدايت جريان الكتريسيته و گرما
  • قيمت ارزان

سنگ کائولن برحسب نوع پيوندهايش به دو گروه پيوند نرم و پیوند سخت طبقه‌بندي مي‌شود. كائولن داراي پيوندهاي نرم عمدتا در صنايع كاشي‌سازي و چيني‌سازي و سراميك‌سازي و مجمسه‌سازي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. پيوند در اين كائولن فقط با هيدرات ميسر است. كائولن داراي پيوندهاي سخت كه عمدتا در صنايع لاستيك‌سازي و كاغذسازي مصرف دارند. پيوند در اين نوع فقط با كلسيم امكان‌پذير است و اصطلاحاً در چنين حالتي شبكه پر مي‌باشد.

از جمله خصوصيات اقتصادي مهم كائولن اندازه ريز ذرات آن مي‌باشد. این کانی از مجموعه‌هاي سستي از بلورهاي ريز كه بيشتر شكل و اندازه ثابتي دارند، تشكيل شده است. اندازه کائولن مورد استفاده در صنعت كمتر از دو ميكرون است و اندازه ذرات كائولن را بر حسب درصد وزني ذرات كوچك‌تر از دو ميكرون بيان مي‌کنند. بنابراین ریز بودن ذرات کائولن، يك مزيت اقتصادي براي آن محسوب مي‌شود. اغلب ديگر موادي كه به عنوان رنگدانه، پركننده، پوشش‌دهنده و روان‌ساز استفاده مي‌شوند، بايد به وسيله عمليات هزينه بر خردايش و آسيا كردن، كاهش اندازه داده و به پودر تبديل شوند که این موضوع علاوه بر هزينه‌دار بودن، تقليل اندازه آن ها نيز تصادفي بوده و به طور غيرمنظم شكسته مي‌شوند.

از دیگر خصوصيات صنعتي که در مورد كائولن قابل توجه است، ماهيت شيميايي خنثي آن مي‌باشد. پایداری شیمایی كائولن تحت شرايط شيميايي صنعتي و در گستره PH بين 3 تا 9 این قابلیت را ایجاد می‌کند که به راحتي به عنوان رنگدانه، پوشش و پركننده با ساير تركيبات استفاده شود. اما با وجود پایداری شیمایی کائولن در گستره وسیعی از تغییرات pH، این ماده در اسيد سولفوريك غليظ حل شده و ژل سيليسي از خود بجا مي‌گذارد. گداخته آن در اسيد كلريدريك نيز حل مي‌شود.

كائولينيت در دماي 253 – 300 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 شد و ديگر توان جذب آب دوباره را ندارد. در دماي 925 درجه سانتيگراد واكنش حرارت‌زايي آن آغاز مي‌شود و در اين مرحله با خارج شدن سيليس از متاكائولينيت مازاد، تركيب بصورت يك فاز شبكه اسپينل (2Al2O3 ,3 SiO2) درمي‌آید. سيليس آزاد‌شده بصورت بي‌شكل (آمورف) و يا نيمه بلورين پديدار مي‌شود. به گونه‌اي كه شناسايي آن با آزمايش ديفراكسيون اشعه ايكس امكان‌پذير نمي‌باشد. در دماي حدود 1100-950 درجه سانتيگراد اين فاز شبه اسپينل شروع به شكسته شدن كرده و بخش زيادتري از سيليس خود را آزاد مي‌كند. فرآورده پاياني اين مرحله موليتي است كه احتمالا مقدار سيليسي آن از تركيب طبيعي موليت بيشتر و سيليس پديد آمده بصورت كريستوباليت مي‌باشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد. كاني‌هاي بدست آمده بصورت كريستوباليت مي‌باشد كه امكان شناسائي آن با اشعه ايكس وجود دارد. كاني‌هاي بدست آمده از واكنشهاي ياد شده با بالا رفتن دما ناپايدار مي‌شوند و در اين راستا همواره بسوي نوعي ناپايداري بيشتر مي‌روند. از اين رو در دماهاي بالاتر از 1300 درجه سانتيگراد يا بيشتر از اين مسير تعادلي كاني‌هاي كامل شده و به مرحله پايداري مي‌رسند. در اين مرحلكه كاني موليت بدون سيليس مازاد پديد مي‌آید. بنابر اين فاز پاياني اين فرآيندهاي حرارتي شيميايي، موليت و كريستوباليت مي‌باشد كه مقدار كمي كوارتز و به ندرت تريديميت آن ها را همراهي مي‌کنند