بایگانی دسته: مطالب مرتبط با میکا

مطالب مرتبط با میکا

روش اکتشاف، استخراج و فرآوری میکا

ميکاي نوع ورقه اي هم به صورت زيرزميني و هم به صورت روباز استخراج مي شود.

استخراج زيرزميني

استخراج زيرزميني با حفر يک چاه در داخل پگماتيت با عمق و زاويه مناسب انجام مي گيرد. اين کار توسط ماشين هاي حفاري که با هوا کار مي کنند يا به وسيله آتشباري انجام مي شود. هنگامي که ميکا يافت شد آن را با دقت تمام و بدون اينکه آسيبي به آن برسد به سطح منتقل مي کنند. استخراج اين نوع ميکا بيشتر در هند در جايي که هزينه کارگر کمتر است و قوانين محيط زيستي از انعطاف بيشتري برخوردار هستند، انجام مي گيرد.

استخراج روباز

در حال حاضر ميکاهاي نوع يک در امريکا از پگماتيت ها و ميکاشيست هاي هوازده به دست مي آيند. در اين مورد معدنکاري به صورت روباز انجام مي گيرد. در مورد مواد نرم از شاول، اسکراپر و لودر براي انتقال مواد استفاده مي شود. در اغلب موارد کائولن، کوارتز و فلدسپار همراه ميکا بازيابي مي شوند.
در مورد استخراج ميکا از سنگ هاي سخت احتياج به عمليات حفاري و آتشباري مي باشد. بعد از عمليات آتشباري مواد به دست آمده توسط آسيا خرد مي شوند و سپس توسط کاميون به کارخانه فرآوري جهت بازيابي ميکا، کوارتز و فلدسپار فرستاده مي شود.

روش هاي متداول فرآوري ميکا

ميکا را مي توان با بازدهي بالا توسط روش هاي تغليظ ثقلي بازيابي کرد، اين در حالي است که کنسانتره نهايي بيشتر در اثر اختلاف در شکل ذرات به دست مي آيد تا اختلاف در وزن مخصوص.
کنسانتره ميکا را مي توان به دو صورت تر و خشک فرآوري کرد. فرآوري ميکا در حالت تر به وسيله اسپيرال و توسط روشي به نام زيگزاگ انجام مي گيرد. در حالتي که کنسانتره خشک باشد، کاني در دو مرحله توسط سنگ شکن فکي خرد مي شود. بعد از سنگ شکن اول ذرات خرد شده توسط سرند به پنج بخش ابعادي مختلف تقسيم مي شوند که عبارتند از: ذرات درشت (mm65/1+) که اين ذرات براي خردايش مجدد به داخل سنگ شکن بر مي گردد. سه فراکسيون بعدي (mm 65/1+وmm 4/0+8/0وmm 15/0+4/0-) هر کدام به صورت جداگانه بر روي ميز فرآوري مي شوند تا کنسانتره نهايي به دست آيد. محصول مياني به دست آمده از هر کدام از ميزها وارد سنگ شکن دوم شده و پس از خردايش مجدداٌ سرند مي شوند تا اندازه هاي مورد نظر به دست آيد. عمده محصولات فرعي ميکا که در کارخانه هاي فرآوري توليد مي شود، عبارتند از کائولن – کوارتز و فلسپار. در بعضي از کارخانه ها همه اين محصولات توليد مي شود در حالي که در بعضي ديگر يک يا دو مورد از آن ها به عنوان محصول ارائه مي شود. شيشه از نوع سيليکا مي تواند در بيشتر کارخانه هاي فرآوري ميکا با اضافه کردن مقدار کافي از کوارتز به دست آيد.

در حال حاضر ميکاهاي نوع يک در امريکا از پگماتيت ها و ميکاشيست هاي هوازده به دست مي آيند. در اين مورد معدنکاري به صورت روباز انجام مي گيرد. در مورد مواد نرم از شاول، اسکراپر و لودر براي انتقال مواد استفاده مي شود. در اغلب موارد کائولن، کوارتز و فلسپار همرا ميکا بازيابي مي شوند.
در مورد استخراج ميکا از سنگ هاي سخت احتياج به عمليات حفاري و آتشباري مي باشد. بعد از عمليات آتشباري مواد به دست آمده توسط آسيا خرد مي شوند و سپس توسط کاميون به کارخانه فرآوري جهت بازيابي ميکا، کوارتز و فلدسپار فرستاده مي شود.

معرفی میکا

ميکا اصطلاحي عمومي است که به گروهي از کاني هاي آلومينوسيليکات گفته مي شود. اين کاني ها ساختار ورقه اي شکل دارند و از ترکيبات فيزيکي و شيميايي مختلف تشکيل شده اند. كاني هاي خانواده ميكا از سيليكات هاي صفحه اي هستند كه شامل موسكوويت، ورمیکولیت، بيوتيت، فلوگوپيت، لپيدوليت و ناترونيت مي گردند. موسكوويت، مهمترين و فراوانترين كاني صفحه اي به شمار مي رود. موسكوويت ورقه اي در پگماتيت ها و نوع پولكي در گرانيت، پگماتيت ها و شيست ها پيدا مي شود. ليپدوليت در پگماتيـت هاي غني از ليتيوم تشكيل مي شود. فلوگوپيت به صورت رگه اي و توده اي در پيروكسنيت ها و اسكارن هاي منيزيم دار گزارش شده است.
کاني هاي گروه ميکا که از نظر اقتصادي داراي اهميت هستند به صورت زير طبقه بندي مي گردند:

موسكوويت: پتاسيم ميکا (به رنگ سبز يا ياقوتي) 3 H2KAl3(SiO4)
بيوتيت: منيزيم آهن ميکا (به رنگ تيره)(Mg,Fe)3 Al(SiO4)3) (H2K)
فلوگوپيت: منيزيم ميکا (زرد، قهوه اي تيره( H2K(Mg)3Al(SiO4)3
ورميکوليت: بيوتيت آبدار (زرد پر رنگ)
ليپيدوليت: ليتيوم ميکا (زرد کم رنگ(KLi Al(OH,F)2Al(SiO4)3
سيستم بلوري اين کاني ها منوکلينيک است. اين گروه از کاني ها داراي ترکيبات مختلفي از سيليکات آلومينيم آهن، منيزيم و ميکا هستند. حضور فلوئورين، باريم، منگنز، واناديم نيز در اين کاني ها گزارش شده است. از بين اين کاني ها، موسکوويت به خاطر خواص فيزيکي، شيميايي، حرارتي و مکانيکي استثنايي که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد. ورميکوليت و فلوگوپيت هم مانند ميکا از اهميت برخوردار هستند. از بيوتيت به ندرت در مصارف صنعتي استفاده مي شود.

از نظر کاني شناسي کاني هاي گروه ميکا به سه گروه تقسيم مي شوند که عبارتند از:

گروه اصلي ميکا، گروه ميکاهاي شکننده و گروه کلريتي. همه کاني هاي اين گروه ها داراي ساختمان منوکلينيک هستند. ساختار ميکا ترکيبي از دو لايه تتراهدرال سيليکا و يک لايه اکتاهدرال مرکزي است.
از بين کاني هاي ميکا، موسکوويت به خاطر خواص فيزيکي، شيميايي، حرارتي و مکانيکي استثنايي که دارد، در صنعت کاربرد فراوان دارد.
موسكوويت نوع پولكي بيشتر براي ساختن صفحه هاي ميكايي به كار مي رود. مصارف بيشتر موسكوويت پولكي عبارتند از : پركننده در سيمان، آسفالت و رنگ، تزيين بتن، جلوگيري از گيركردن مته ها به هنگام حفاري، و نوع بسيار دانه ريز موسكوويت براي بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگي و فرسايش به كار مي رود.
موسكوويت نوع صفحه اي در الكترونيك(خازن ها و لامپ ها)، سـاختن ورقه 84 و همچنين به دليل خاصيت دي الكتريك آن در ساخت لوازم عايق حرارتي و الکتريکي كاربرد دارد. به علت مقاومت بالاي حرارتي و شفاف بودن آن، در پنجره هاي كوره هاي الكتريكي از موسكوويت بهره مي گيرند. ميکاي ورقه اي با کيفيت بالا، عمدتاً مسکويت، در بسياري از صنايع خصوصاٌ الکتريسيته به کار مي رود. اين امر به دليل آن است که اين کاني داراي مقاومت دي الکتريک بالاست. همچنين استفاده از اين کاني از اتلاف انرژي جلوگيري مي کند. از ديگر مشخصه هاي اين کاني حساسيت الکتريکي بالا و ضريب حرارتي پايين مي باشد. علاوه بر اين خصوصيات، ميکا در دماي بالا مقاوم باقي مي ماند.
پنجره هايي که از ميکا ساخته مي شود داراي مقاومت مکانيکي بالايي هستند و از هدر رفتن انرژي جلوگيري مي کنند. انواع ميکا داراي ضريب دي الکتريک بين 5 تا7 است. به طوري که ازآن مي توان در ساختن خازن استفاده کرد. خواص الکتريکي و مکانيکي بالاي ميکا همراه با چسبندگي کم و همچنين توانايي دور کردن گرما از خود باعث شده است که از آن در ساختن ترانزيستور استفاده شود و از ميکا ها با ضخامت 0.1ميلي متر براي ساختن پوشش براي سيم ها استفاده مي شود. کاربرد اين سيم ها بيشتر در مبدل هاي الکتريکي است، که باعث کوچک تر شدن و سبک تر شدن آنها مي شود.
مقاومت بالاي ميکا درمقابل گرما، چگالي کم و مقاومت مکانيکي بالاي آن باعث شده است که از آن در ساختن مقاومت هاي الکتريکي استفاده شود. همچنين ميکا، به دليل بالا بودن کيفيت در توليد ليزرهاي هليوم نئون فيلترهاي اپتيکي مخصوص، آسترها و پوشش براي شيشه هايي که بايد فشار بالاي بخار را تحمل کنند، ساخت ديافراگم براي وسايل تـنفس اکسـيژن، وسايلي جـهت رديابي و همچنين وسايلي براي سنجش گرما استفاده مي شود.
تحقيقات و آزمايش هاي اخير نشان داده است که از ميکا مي توان در ساخت محدوده وسيعي از وسايل مانند ساختن پرده هاي پنکه هاي هوايي، ساخت داشبورد ماشين و کف پوش استفاده کرد. همچنين از آن به عنوان جانشيني براي آزبست در ساخت ترمز ماشين استفاده مي شود.

گفته می شود که بهره برداری از میکا در هند، پیشینه ای 2000 ساله دارد. در آغاز، در پزشکی و داروسازی و سپس اندک اندک در رشته های گوناگون کاربرد یافته است و واژه لاتین میک (Micate) به معنی درخشند یا براق است که نخستین بار توسط اگریکولا در سال 1546 میلادی به کار گرفته شده است. در سده نوزدهم میلادی در ایالات متحده امریکا، میکا در پنجره های کوچک بازدید کوره کاربرد داشته است.

 

معادن میکا در ایران

1-معدن مسكوويت (ميكا، فلدسپات) ماسوله : اين معدن در فاصله حدود 65 كيلومتري غرب شهرستان رشت و 35 كيلومتري جنوب غرب شهرستان فومن واقع مي باشد. عمده اين فاصله به جز چند كيلومتر انتهايي جاده آسفالته و بقيه جاده شوسه خاكي مي باشد.

ماده معدني در داخل سنگ هاي آذرين دوران اول كه تا حدود زيادي نيز دگرگون شده اند يافت و تركيب كاني شناسي ماده معدني استخراجي عمدتاً شامل كوارتز، فلدسپات و مسكوويت مي باشد. ذخيره اين معدن طبق گواهينامه كشف صادره براي آن در حدود 20000 تن ميكا و 100000 تن فلدسپات مي باشد.  اين معدن هم اكنون غيرفعال بوده و در حال حاضر عمليات اكتشافي با استفاده از اعتبارات بند (الف) بودجه سال 1379 توسط وزارت معادن و فلزات در غالب طرح اكتشاف سراسري ميكا بر روي آن در حال انجام مي باشد.

2-معدن ميكا (بيوتيت) يا علي گوابر املش :اين معدن كه در بخش جنوبي محدوده اكتشافي اين شركت (پروانه حاضر) و در فاصله 5 كيلومتري جنوب غربي مركز شهرستان املش واقع مي باشد، به وسيله يك جاده شني درجه 3 به طول تقريبي 3 كيلومتر به محل كارخانه فرآوري كه متعلق به شركت گيلان ميكا مي باشد متصل بوده و به واسطه قرار داشتن در مجاورت روستاي يا علي گوابر به اين نام، نام گذاري شده است.

3-معدن ميكاي قره باغ : اين معدن در بين گردنه قوشجي و درياچه اروميه و در فاصله 75 كيلومتري شهر اروميه و در كنار روستاي قره باغ واقع مي باشد. ذخيره قطعي اين معدن با توجه به عمق سونداژ انجام شده حداكثر 20 متري معادل 11500
تن گزارش گرديده است. از اين معدن هر دو نوع ميكاي سياه و سفيد (بيوتيت و مسكوويت) استخراج گرديد. اين معدن هم اكنون هم فعال مي باشد.

از ساير معادن قابل توجه ميكاي كشور ميتوان به معادن زير اشاره نمود :

4- معدن ميكاي ناحيه اي يارم قيه خوي در استان آذربايجان غربي.

5- معدن ميكاي ناحيه اي زارعان در 24 كيلومتري شمال شرقي شهرستان خوي.

6- معدن ميكاي زمان آباد و كمري منگاوي و كندهلان در استان همدان.

بررسي ميكاي مورد نياز كشور : انواع ميكاي مصرفي در كشور به صورت هاي ورقه اي، خرده ميكا و ميكاي فلسي از همه انواع ميكاها بوده و ضمناً خرده هاي ميكا به صورت بلوكها و ورقه هاي نازك به دست مي آيد كه به صورت قالبي ساخته شده و براي
ساختن كاغذ، ميكا به كار مي رود.

طبق آمارهاي موجود كشور، با توجه به نياز روز افزون صنايع مختلف به ويژه صنعت نفت، لاستيك سازي، متالوژي و … ساليانه به حدود 1800 تن ميكا نياز دارد، كه البته8 نزديك به 40 درصد آن در صنعت نفت (در بخش حفاري هاي نفتي) مورد مصرف قرار مي گيرد. از ساير واحدها عمده مصرف كننده اين ماده ارزشمند و حياتي مي توان، صنايع لاستيك سازي كشور با مصرف ساليانه بيش از 350 تن، صنايع تزئيني و آرايشي با مصرف 150 تا 200 تن و صنايع رنگ سازي، برق الكترونيك و… مجموعاً با بيش از 400 تن اشاره نمود.

 

توضیحات جامع درباره میکا

به لحاظ علمی کانیهای گروه میکا از سیلیکاتهای آلومینیوم آبدار هستند که متعلق به گروه فیلو سیلیکات ها یا سیلیکاتهای ورقه ای می باشند.

این کانیها از نظر ظاهری هگزا گونال دیده می شوندولی در حقیقت در سیستم مونو کلینیک متبلور می شوند ، این کانیهای سیلیکاته ،غنی از پتاسیم و آلومینیومند و مقدار کمی منیزیم ،آهن و لیتیم دارند و به دلیل ساختار و ویژگیهای فیزیکی –شیمیایی خاص،کاربرد زیادی در صنعت دارند و به همین دلیل در گروه کانی های صنعتی قرار می گیرند.

1- ترکیب شیمیایی و ساختمان

ترکیب شیمیایی میکا ها عبارت است از :

X2y4-6z8o22(oH,f)4

که در آن به جای x عناصر پتاسیم ،سدیم ، سزیم ، روبیدیم و گاهی کلسیم و باریم قرار می گیرند و به جای y عناصر سه ظرفیتی کرم، آهن، آلومینیوم و آنادیوم و نیتانیوم و عناصر دو ظرفیتی ، سیلسیم و آلومینیوم می تواند به عنوان عنصر جانشین شونده ،جانشین سیلسیم شود.

این کانیها ساختمان لایه ای دارند. به طوری که اتم سیلسیم در مرکز یک دسته اتمها اکسیژن تترا هدرال قرار گرفته است. این دسته ها به سه اتم اکسیژن که در میان صفحه جای گرفته اند،اتصال می یابند.هر کدام از این اتمهای اکسیژن در دو تترا هدر مشترکند ولی اگر در این گروه،تترا هدرهای متصل شده به طور متناوب ادامه پیدا کنند ،یک طرح هگزا گونالولی را پدید می آورند.درساختمان گروه میکاها لایه های T-O-T و کاتیون های میان برگه ای همراه کمی آب قابل تعویض یا به طور کلی بدون آب ، اسکلت بلور را تشکیل می دهند.

در حقیقت به هر یک از اتمهای سیلیسیم یک اتم اکسیژن و اتمهای مشترک اکسیژن می رسد.از این رو ، بنیان این کانیها به صورت si2o5 در می آید که در آنها رئوس آزاد چهار وجهی ها در هر یک از این برگ ها در یک جهت قرار می گیرند.

برگ های چهار وجهی نسبت به هم به گونه ای قرار می گیرند که این رئوس آزاد هر برگ بسوی یکدیگر گرایش می یابند و در میان آنها فضاهای خالی پدید می آیند که یون های( OH-) در آنها جای می گیرند.با توجه به وجود فضا های پدید آمده و جای گرفته یون های( OH- ) در آن فضاها،بنیان آنیونی جسم به صورت si2o5(OH) نشان داده می شود.با ورود کاتیونهایی مانند آلومینیوم در این بنیان آنیونی فضاهای خالی میان دو برگه اشباع می شود.بنابراین پس از این مکانیسم شکل فرمول به صورت Alsi2o5(OH) در می آید. برگ های پیوند خورده که بدین وسیله به حالت اشباع در آمده اند از لحاظ بار الکتریکی خنثی هستند.پیکره کلی ساختمان جسم از تکرار این برگه های دو گانه پدید می آیند، به طوری که هر برگه دو گانه نسبت به برگه دوگانه دیگر، فاقد نیروی الکترو استاتیک است.یعنی همدیگر را جذب نمی کنند.از همین رو است که آن برگه ها به آسانی از هم جدا می شوند و این آشکارترین و گویاترین ویژگی میکا هاست ، رخ های خوب در جهت (001) ایجاد می کند.

2- کانی های گروه میکا

تمام انواع میکاها اگر چه دارای ترکیب شیمیایی متفاوتی هستند ولی از نظر فیزیکی ساختمان هندسی مشابهی دارند. ارزش کانی میکا در خصوصیات فیزیکی منحصر به فردشان نهفته است .ساختار بلورهای میکاها باعث می شوند که صفحات مسطح انعطاف پذیر ، کشسان ، شفاف تا کدر ، ارتجاعی ، منعکس کننده و دی الکتریک باشند.

میکاها را بر اساس ترکیب شیمیایی به دو دسته تقسیم می کنند:

1-میکاهای قلیایی

2- میکاهای آهن و منیزیم دار

که به طور خلاصه در جدول 1 نام کانی ها و فرمول آنها آورده شده است.گاه میکا ها را از نظر رنگ دسته بندی می کنند ، جدول 2 کانی های میکا را با توجه به رنگشان نشان می دهد .معمولاً این دسته بندی بیشتر در معادن میکا رایج است.

از تمام گونه های میکای یاد شده ، سه دسته میکا به دلیل فراوانی و کاربرد گسترده آنها در صنعت در اینجا توصیف می شوند.میکاهای دیگر معمولاً کمیاب هستند و در صنعت به دلیل کمیابی ، کمتر به کار گرفته می شوند.

3-میکای مسکویت

مسکویت فراوانترین ومعروفترین کانی درگروه میکاهاست.فرمول شیمیایی آنkAl2(Alsi3o10)(oH)2 است که در سیستم مونو کلینیک به صورت بلورهای تخت و بیشتر هگزاگونال کاذب متبلور می شود و بلورهای مشخص آن کمیاب است .وجوه منشوری(110)که با زوایای نزدیک به 60 درجه قرار گرفته اند،در برخی از ورقه ها طرح الماسی شکل ایجاد می کنندو نیز وجوه منشوری به خاطر وجوه شیارهای افقی چهره ای خشن، بیشتر ناهموار و نوک تیز پیدا کرده اند.

مسکویت ها در نوع ورقه ای به صورت ورقه های ریز تا درشت و در نوع پولکی به صورت انبوهه های پر مانند تا کروی شکل پدید می آیندو هم به صورت نهان بلورین و توده های متراکم نیز به وجود می آیند.همچنین ماکل های تداخلی با محور ماکل در امتداد(310) در مسکویت فراوان دیده می شوند.سختی مسکویت 2 تا 5/2 و چگالی آن76/2 تا 88/2 ، جلای آن شیشه ای تا ابریشمی و مرواریدی است .ورقه های نازک آن بیرنگ و شفاف و ورقه های سبز آن، نیمه شفاف و به رنگ هایی چون زرد، قهوه ای، سبز وقرمز دیده می شوند.

جانشینی اندکی در فرمول شیمیایی آن ممکن است رخ دهد که به صورت زیر است :

k به جای ( Cs,Rb,Na)

( ( Cr,Ti,Mn,Fe3,Fe2,Mg به جای Al

)ّّF) به جای (OH)

3-1 زمین شناسی مسکویت

مسکویت یک کانی سنگ ساز با گسترش وسیع است کانی مشخص گرانیتها و پگماتیتهای گرانیتی است. در سنگها دگرگونی فراوان دیده می شود.سازنده اصلی شیست های میکا دار است.همچنین از اجزا سازنده برخی از شیل ها، خاک ها و رسوبات عهد حاضر محسوب می شود.

در برخی از سنگهای شیستی ، پولک های ریز مسکویت به صورت انبوهه های ریز رشته ای با جلای ابریشمی نمایان می شوند.که به ” سریسیت” معروفند.

میکا مسکویت به عنوان ذخیره میکا در پگماتیت سنگ های آذرین اسیدی یا در پگماتیت دگرگونی منشا پلیتی که درجه دگرگونی آنها نسبتا بالا باشد ،یافت می شود ؛اما مسکویت ریز دانه در اغلب سنگهای دگرگونی با منشا پلیتی که دگرگونی در آنها در رخساره ضعیف است، نیزپیدا می شود.

4- میکا فلوکوپیت( سبز – قهوه ای)

4-1 شرح میکای فلوکوپیت

این کانی ساختمانی شبیه به بیوتیت دارد و فرمولی شیمیایی آن چنین است:

kMg3{(Al,Fe)si3o10}(OH) 2 فلوکوپیتها به صورت ورقه ای 6 گوش یا بلورهای منشوری مخروطی یا به صورت توده های متورق یافت می شود. سیستم آن منو کلینیک و رنگ آن قهوه ای مایل به سبز است. جلای شیشه ای تا مرواریدی و در سطوح رخ بیشتر ، بازتابی همانند مسکویت داردو هر گاه در نور منکسره دیده شودبه خاطر وجود میانبارهای جهت یافته بسیار ریز روتیل حالت ستاره سانی ” استریم” نشان می دهد.ورقه های فلوگوپیت قابل ارتجاع و محکم است .ویژگی اختصاصی فلو گوپیت ، رخ میکایی و رنگ قهو های مایل به زرد آن است. در حرارت های بالا پایداری ویژه ای دارد، چگالی آن 7/2تا 9/2 و سختی آن 2 تا 5/2 است.این کانی از نظر نوری منفی و زاویه محوری آن از 0 تا 15 درجه تغییر می کند.عموماً این کانی در سنگ های مارنی سرشار از منیزیم دگرگون شده ، در سنگ های مافیک و الترامافیک متاسوماتیزم شده یافت می شود. فلوگوپیت کانی متداول کیمبر لیت ها است.

4-2- ترکیب شیمیایی فلوگوپیت

در ترکیب فلوگوپیت مقداری ناچیز Na و تا اندازه ای Cs,Ba,Rb, ممکن است جایگزین k شود.

Fe2+ با قرار گرفتن به جای Mg یکسری ایزو مورف یا بیو تیت پدید می آورد.ساختمان فلوگوپیت همسانی فراوانی با ساختمان مسکویت داردو تنها ناهمسانی در لایه های اکتا هدرال آنها دیده می شود. مکانهای برجسته فلوگوپیت در سطح جهان عبارت است از کانادا، فنلاند، سوئد ، سوئیس، سری لانکا ماداگاسکار و ایالات متحده است.

5- میکای سیاه ( بیوتیت)

ترکیب شیمیایی بیوتیت صورت زیر است :

K(Mg,Fe)3 (Alsi3o10)(OH,F)2

فرم طیعی آن کمیاب است و بیشتر در پیکره هگزا گونال دروغین نمایان میشود. توده های ورقه ورقه و نامنظم داردو بیشتر به صورت پولک های پراکنده و انبو هه های فلسی شکل است . ترکیب بیوتیت از مسکویت متنوع تر است. ترکیب ان بسیار نزدیک به فلو گوپیت است . جایگزینی ایزو مورفی و مخلوط های جامد بیو تیت و فلوگو پیت را به هم پیوند می دهد.

بیوتیت در اغلب سنگ های آذرین از گرانیتها گرفته تا گابروها و پریدوتیت ها و گدازه های روشن پور فیری پیدا می شود.همچنین در سنگ های دگرگون به گو نه ای گسترده نیز پدید می آید.

برخی از بیوتیت ها دارای عناصر با شعاع بزرگ اندکه این باعث شده تا نام های خاص پیدا کنند:از جمله بیوتیت پر آهن که با نام های ” هاوتونیت ” و سیدرو فیلیت مشخص می شوند و یا ” منگانوفیلیت” که منگنز داردو یا دانیت و تینانوبیوتیت که تیتانیوم دارندو همچنین کاسیو تیت که کلسیم فراوان دارد.

گاهی برخی لامپرو فیرها مقدار قابل توجهی میکا، بیوتیت و یا میکا فلوگوپیت دارند.

خصوصیات کلی میکا

نوار میکا یا (Mica tape) گزینه مناسبی برای عایق سیم و کابل های برق می باشد . خواص نوار میکا که شامل خواص مکانیکی خاص است به این ترتیب است که در ذیل می آید :

میکا نسبتا نرم است و می تواند برش داده شود، ماشین کاری و یا سوراخ شود.میکا انعطاف پذیر، الاستیک و دارای استحکام کششی بالایی است. می تواند در برابر فشارهای بزرگ مکانیکی عمود بر صفحه مقاومت کند و به راحتی می تواند به برگ های بسیار نازک تقسیم شود. مواد معدنی میکا ترکیباتی از سنگ های مختلف آذرین هستند، مانند گرانیت، سنگ های دگرگونی و سنگ های آذرین. بهترین میکای ورقه ای مسکویت در مناطقی از زمین شکل می گیرد که عاری از زلزله و اختلالات آتشفشانی هستند. نوار میکا  در یک سیستم مونوکلینیک در حین فرایند تشکیل سنگ پگماتیت متبلور می شود و دارای ترکیباتی از مواد معدنی عادی مانند گرانیت، فلسپار،کوارتز و غیره است.

شکل گیری رسوبات فلوگوبیت ها محدود به مناطقِ زیر توده های آذرینی بزرگی از سنگ های فروزنیک است که با با کلسیت، آپاتیت، سنگ آهک، دولومیت، تالک، سنگ مرمر و یا سنگ های سرپینتا و فسفات آمیخته شده اند اما به ندرت در زیر سنگ های پگماتیت، گرانیت قرار دارند

 نحوه شکل گیری میکا: هنوز هم موضوع تحقیقات متعددی است. با این حال، با آزمایش عملی ثابت شده است که درجه عدم وجود فلسپار ارتوکلاز در پگماتیت ها تا حد زیادی نشان دهنده وجود رسوبات میکا در یک رگه معدنی است. این ثابت می کند که میکا در واقع با از بین رفتن فلسپار ارتوکلاز شکل می گیرد. حضور کریستال های کهربا و فلسپار تجزیه شده در پگماتیت نیز نشان دهنده فرصت برای پیدا کردن رسوبات میکا ست مانند میکای پیدا شده در ایالت بیهار (هند)

میکا طبیعی مانند سایر مواد تجاری نیست که توسط یک ماشین تولید شود و مانند سایر فلزها در واحدهای متر مربع خریداری شود. این یک ماده معدنی طبیعی است که با حفاری از بطن زمین استخراج می شود. این ماده معدنی باید با استفاده از ابزارهای اکتشاف، نقشه برداری و آزمودن سنگ ها و صخره ها تعیین موقعیت شود. زمین با دقت حفاری می شود و مواد تولید شده با مهارت زیاد توسط حفاری و انفجار سنگ های معدنی بدست می آیند. خواص کلی نوار میکا به شکل کلی این هاست :

– مقاومت حرارتی ۸۰۰-۷۵۰ درجه سانتی گراد

– ضریب دی الکتریک۲۰ <kv/mm

– ضریب جذب آب  % ۱>

نوار میکا در ابعاد زیر قابل دسترسی می باشد:

ضخامت(Thickness):   ۰٫۴ – ۰٫۲mm

عرض(width) : 5-1000mm

طول(Length): 250 – 500 – 1000m

میکا و خاصیت های کاربردی آن

ميكا به علت برق زدن قطعات آن كه حاصل انعكاس نور از بلورهاي پولكي شش گوش آن است براي انسانهاي اوليه كانى با ارزشى محسوب مى شد. اين حقيقت كه بلورهاى درشت ميكا خاصيت تورق دارند و ورقه هاى بسيار نازك آن تقريباً شفاف هستند سبب شد كه انسان از آنها براى پنجره هاى محل سكونت خود استفاده كند. مصرف عمده اين كانى در حال حاضر، به عنوان پركننده در صنايع رنگ، لاستيك، كاغذ ديوارى، سيمان و گل حفاري است كه براقى آنها را باعث مى شود.

ميكاها از نظر نوع آنها به دو گروه: صفحه اي و پولكي، تقسيم مي شوند. میکا مسكويت نوع صفحه اي، در الكترونيك (خازنها و لامپها)، ساختن ورقه 84 و همچنين به دليل خاصيت دي الكتريك آن در ساخت لوازم عايق حرارتي و الكتريكي كاربرد داردو به علت مقاومت بالاي حرارتي و شفاف بودن آن، درپنجره هاي كوره هاي الكتريكي از میکا مسكويت بهره مي گيرند. نوع پولكي آن بيشتر براي ساختن صفحه هاي ميكايي به كار مي رود. مصارف بيشتر میکا مسكويت پولكي عبارتند از: پركننده در سيمان، آسفالت و رنگ، تزئين بتن، جلوگيري از گير كردن مته ها به هنگام حفاري، و نوع بسيار دانه ريز میکا مسكويت براي بالا بردن مقاومت رنگ در برابر رطوبت، چسبندگي و فرسايش به كار مي رود. . مقادير كمى از میکا نيز در پولك سازي و حتى براى براق كردن روژ لب مورد استفاده قرار مى گيرد. بلورهاى درشت ميكا به عنوان عايق پنجره استفاده مي شود.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص: برای کنترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.
مواد تغییر دهنده غلظت : به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از بنتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.
کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری : ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

»» مواد معدنی مورد استفاده در حفاری
بنتونیت : به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.
میکا : برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.
گرافیت : هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.
باریت : برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.
گالن : به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.
آهک و دولومیت : جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.
ژیپس : برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.
آزبست : به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.
نمک : در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.
کربنات و بی‌کربنات سدیم : به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.
پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی : این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند.

»» انواع گل حفاری :
a) گل پایه آبی
b) گل هوا و کف : نوعی گل پایه آبی بوده که در طبقات با شکستگی زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.
c) گل پایه روغنی : بخش عمده آن گازوئیل ( ۹۵٪ تا ٩۸٪ ) و بقیه آن آب نمک و دیگر افزودنیها می باشد.به چند دلیل در حفاریها از گل روغنی استفاده می شود :
1. در بخشهای مخزنی جهت جلوگیری از ریزش چاه
2. جلوگیری از ریزش شیل
3. عدم نفوذ زیاد گل بدرون سازند

الف ) گاهی نوع خاص از گل تزریق می شود به نام پیل : که با ویسکوزیته بیشتر است و هنگامی که چاه ساکن است بدرون چاه اضافه می شود و جلوگیری از هرزروی که یا از LCM (مواد کنترل کننده هرزروی) و یا از Hv Pill (پیل با ویسکوزیته زیاد یا پیل غلیظ)استفاده می شود.
ب ) سلاگ : با وزن حجمی بیشتری است و در هنگام لوله لوله بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

»» موادی که به گل اضافه می شود :
1) کاستیک (Na OH) برای تغییر در PH و قلیائی نمودن گل
2) رس : جهت بالا بردن ویسکوزیته آن
3) باریت : (Ba SO4) : بمنظور بالا بردن وزن گل
4) CMC Hv : جهت بالا بردن ویسکوزیته در پیل
5) کلسیم (Ca) : بالا بردن سختی گل حفاری
6) بنتونیت به منظور بالا بردن ویسکوزیته
7) LCM (Loss Controller Material): افزودنیهائی مثل پوست گردو ، پوست شکلات میکا و . . . برای نفوذ در داخل خلل و فرج ( در هنگام هرزروی بالا استفاده می شود).

»» مشخصات گل حفاری :
صاف آب (WL : Water Loss): بر حسب cc.
پایه آبی : PH
Ca بر حسب ppm
ALK : آلکالینیتی
پایه روغنی : ES : مربوط به سالینیتی ( شوری ) و عدم دو فاز شدن گل
HPHT : مربوط به صاف آب است .

»» آنالیز گل حفاری
در بخش گل حفاری خواص سیال حفاری را مورد بررسی قرار می دهند و از آنجا که مثلاً بنتونیت Bentonite به تنهائی از پس کلیه وظایف گل حفاری بر نمی آید. یک سری افزودنی به گل اضافه می کنند که در این آزمایشگاه با انجام آزمایشهای مختلف ترکیب یک گل با خصوصیات مورد نظر بدست می آورند. مثلاً یکی از افزودنیها CMC می باشد که برای افزایش viscosity به گل اضافه است. از خواص دیگر گل می توان به موارد زیر اشاره کرد :
»» viscosity (گرانروی ) که در دورRPM 600 اندازه گیری می شود با استفاده از دستگاه Rheometer انجام می گیرد. (یکی دیگر از خواص گلPlastic viscosity است ) تعیین yield point یکی دیگر از خواص گل حفاری است.
»» هرچه yield point بالاتر باشد حمل قطعات وcuttings توسط گل راحت ترصورت می گیرد.
»» از خواص مهم گل mud filtrate است که با دستگاه API Standard filter press اندازه گیری می شود. Mud filtrate مقدار آبی است که سیال حفاری در حین circulation از دست می دهد. در دستگاه مورد نظرگل را داخل یک محفظه می ریزند و مقدار آبی که در زمان 30 دقیقه تحت فشارpsi 100 از گل جدا می شود برحسب cc/30 min گزارش می گردد. همچنین دراین آزمایش ضخامت mud cake را نیز اندازه گیری می کنند. با افزودن یک سری مواد می توان ضخامت mudcake را کاهش داد.
»» از خصوصیات دیگر گل حفاری استحکام ژله ای گل است.
یکی دیگر از دستگاههایی که برای اندازه گیری هرز روی و بهینه کردن آن بکار می رود تا آن را به حداقل برساند bridging material tester) BMT) می باشد. در این دستگاه برای هر نوع سازندی یک مدل اختیار می شود. مثلاً برای سازند ماسه سنگی یک مدل گلوله ای را در نظر می گیرند و میزان هرز روی گل را از داخل این مدل اندازه گیری می کنند.
در آزمایشگاه اسید زنی آزمایشات مربوط به اسیدکاری انجام می شود. می دانیم که پس از سیمان کاری به چاه اسید می زنند تا سیمان باقی مانده خارج شده و شسته شود. Acidizing Instrument در این واحد قرار دارد، قلب این دستگاه پمپ آن است. در این دستگاه فشار و حرارت بر روی سنگ اعمال می شود. در واقع اسید با یک فشار معین به داخل core تزریق می شود. در این دستگاه فشار و حرارت برروی سنگ اعمال می شود. به این وسیله کربناتهای داخل مغزه حل می شوند. پس از اسید زنی تراوایی را دوباره اندازه گیری می گیرند، خروجی این دستگاه بصورت print شده تهیه شود.

خواص مکانیکی گل که باید در آزمایشگاه تعیین شوند عبارتند از :
1.Plastic viscosity) PV)
2. Yield point) YP)
3. Gel Strength) gs)
4. Filtration Lost) FL)

»» سیستم گردش گل
سیال حفاری اگر مایع باشد قسمت عمده آن آب است و گاهی نفت جزء اصلی آن است. از رس های مخصوصی برای شکل دادن به گل حفاری استفاده می شود و باریت برای افزایش وزن مخصوص گل بکار میرود. مواد شیمیائی برای کنترل گرانروی (Viscosity) گل و افزایش توانائی ذرات جامد گل برای اندود نمودن دیواره چاه بکار می روند. ١٪ تمامی چاههای نفت حفاری شده از هوای متراکم یا گاز طبیعی برای سیال حفاری بجای گل استفاده کرده اند. مخازن گل دارای همزن هائی هستند(Agitators) (پارو مانند) که گل را بهم زده و مخلوط می کنند.

»» گردش گل حفاری :
بخش های مختلف مسیر گردش گل به قرار زیر می باشند :

۱- مخازن گل :
الف) مخزن ذخیره گل Reserve Tank
ب ) مخزن مکش Suction Tank از آنها بدرون پمپها هدایت می شود.
ج ) مخزن شیکر Shaker Tank پس از خروج از چاه
د ) مخزن میانی Middle Tank قبل از مخزن مکش قرار دارد.

*مخزن Trip : در حین پر کردن و خالی نمودن چاه در شرایطی غیر از حفاری مثلا” لوله بالا مورد استفاده قرار می گیرد
۲ – پمپهای گل :
۳- Mud Hose : لوله ای که از پمپ به Swivel وارد می شود.
۴- شیل شیکر (Shale Shaker)
۵- Mud Cleaner : شامل ١ – Desander (ماسه زدا) و۲- Desilter (سیلت زدا)
۶- Degasser
۷- Mud Aggitator : شفتی است که با چرخش خود در مخزن ترکیبات گل را با یکدیگر مخلوط می کند و از ته نشینی مواد موجود در گل جلوگیری می نماید. (دستگاه سانتریفوژ روی Suction Tank) قرار دارد).
۸- Stand Pipe Manifold روی Floor حفاری قرار داشته با چهار مسیر بشرح زیر :
1) Fill Up Line: هنگام پر کردن چاه از گل
2) Jet Cellar: مسیری است که باعث خالی شدن Cellar میگردد.
3) Bottom Kill Line: به سمت Pipe Rams پائین میرود.
4) Top Kill Line: که به سمت Pipe Rams بالائی می رود.

٩- Mud Pit : حوضچه ای که زائده های داخل گل درون آن میریزد.
Over Balance= هرزروی گل در اثر فشار کم سازند
Under Balance= فشار سازند از گل بیشتر بوده و نتیجتا” فوران خواهیم داشت( Flow یا Kick ).

روش های متدوال فرآوری میکا

ميکا را مي توان با بازدهي بالا توسط روش هاي تغليظ ثقلي بازيابي کرد، اين در حالي است که کنسانتره نهايي بيشتر در اثر اختلاف در شکل ذرات به دست مي آيد تا اختلاف در وزن مخصوص.کنسانتره ميکا را مي توان به دو صورت تر و خشک فرآوري کرد. فرآوري ميکا در حالت تر به وسيله اسپيرال و توسط روشي به نام زيگ زاگ انجام مي گيرد. در حالتي که کنسانتره خشک باشد، کاني در دو مرحله توسط سنگ شکن فکي خرد مي شود. بعد از سنگ شکن اول ذرات خرد شده توسط سرند به پنج بخش ابعادي مختلف تقسيم مي شوند که عبارتند از: ذرات درشت (+1.65 mm) که اين ذرات براي خردايش مجدد به داخل سنگ شکن بر مي گردد. سه فراکسيون بعدي (+1.65 mm)، (0.4+0.8)mm ،(-0.4+1.5)mm هر کدام به صورت جداگانه بر روي ميز فرآوري مي شوند تا کنسانتره نهايي به دست آيد. محصول مياني به دست آمده از هر کدام از ميزها وارد سنگ شکن دوم شده و پس از خردايش مجدداٌ سرند مي شوند تا اندازه هاي مورد نظر به دست آيد. عمده محصولات فرعي ميکا که در کارخانه هاي فرآوري توليد مي شود، عبارتند از کائولن – کوارتز و فلسپار. در بعضي از کارخانه ها همه اين محصولات توليد مي شود در حالي که در بعضي ديگر يک يا دو مورد از آنها به عنوان محصول ارائه مي شود. شيشه از نوع سيليکا مي تواند در بيشتر کارخانه هاي فرآوري ميکا با اضافه کردن مقدار کافي از کوارتز به دست آيد.

Mika-zaminkav-02188385541-(2)

کاربردهای عمده پودر میکا

پودر میکا (عمدتاً مسکوویت) در ایالات متحده جهت ساخت گستره ای از محصولات مورد استفاده قرار می گیرد.

دیواره های مفصل دار

کاربرد اصلی پودرمیکا در دیواره های مفصل دار (joint compound) است که در آنها جهت پوشش درزها (seams) و رفع نقایص در تخته های دیواری ساخته شده از ژیپس مورد استفاده قرار می گیرد. این میکا که به عنوان پرکننده انجام وظیفه می نماید، انعطاف پذیری دیواره ها را بهبود بخشیده و ترک خوردگی در محصول نهایی را کاهش می دهد. در سال 2011 حدود 69 درصد از پودرمیکای خشک شده مصرف شده در ایالات متحده در دیواره های مفصل دار مورد استفاده قرار گرفت.

رنگ

پودرمیکا به عنوان یک بسط دهنده رنگدانه (pigment extender: رنگ یار) در رنگ مورد استفاده قرار می گیرد که به معلق ماندن رنگ دانه کمک نموده، خاکه دهی (chalking)، آبرفتگی و ترک خوردگی سطح تمام شده را کاهش داده، از نفوذ آب و هوازدگی کاسته و به براقیت ته رنگ رنگدانه می افزاید . در برخی از رنگ های اتومبیلی، از پولک های ریز میکا جهت ایجاد جلای مروارید استفاده می گردد.

گِل حفاری

پودرمیکا یک افزونه به گل حفاری است تا با مهر و موم کردن بخش های متخلخل سوراخ حفاری، سبب کاهش هرزروی گِل حفاری (circulation loss) گردد. در سال 2011 حدود 7 درصد از پودرمیکای خشک مصرف شده در ایالات متحده جهت بکارگیری در گل حفاری مورد استفاه قرار گرفت.

پلاستیک ها

صنایع اتومبیل سازی در ایالات متحده، پودر میکا را جهت بهبود کارآیی قطعات پلاستیکی بکار می بندند. در پلاستیک ها، ذرات پودر میکا به عنوان عاملی جاذب صدا و لرزه عمل نموده و می توانند ویژگی های مکانیکی را بوسیله افزایش پایداری، سفتی و مقاومت افزایش دهند.

میکا

دانه بندی میکا و مصارف آن

انواع تولیدات میکا
میکای سفید سایز 2 میلیمتر تا 5 میلیمتر .
میکای سفید سایز 0 میلیمتر تا 2 میلیمتر .
انواع پودر میکا از 50میکرون (325 مش) تا 5 میکرون (2500مش)
مصارف میکا :
• مصارف ساختمانی میکا: پوششهای سلولزی بانامهای مختلف و پوششهای مختلف خارجی و استفاده بعنوان عایق
• مصارف تزئینی میکا : شمع سازی ، گل سازی ، مجسمه سازی
• مصارف آرایشی میکا : لوازم آرایشی مانند : ماتیک ، انواع سایه ها ، پودرهای آرایشی و غیره
• مصارف صنعتی میکا : پودر جوش ، گِل حفاری ( معمولاً در صنعت استخراج و چاه های شرکت نفت) ، رنگ و عایق دما ،
• عایق الکتریسیته ، لاستیک ، کامپیوتر ، صنایع هوا – فضا ، کاغذ سازی و غیره
• مصارف بهداشتی میکا : استفاده در خمیردندان ، انواع پودر بهداشتی و غیره
Mika-zaminkav-02188385541-(13)