پرلیت بر اساس ترکیب شیمیایی آن، شکل ساختمانی ذرات و نیز میزان آب ترکیبی آن، تحت شرایط خاص و درجه حرارت معینی، منبسط می شود که پس از انبساط، رنگ آن سفید شده و بسیار سبک وزن می شود.
زمین شناسی پرلیت (ترکیب و مورفولوژی)
پرلیتهای تجاری در بافتهای مختلف، بسته به عمق جایگیری خود، حائز اهمیت هستند. جایگیری پیشنهاد شده عبارت است از: خارجی ترین قسمت را پرلیت پامیسی تشکیل می دهد که به تدریج به طرف داخل بافت پرلیت، بهم فشرده شده و سرانجام فلسیک یا اسیدی تشکیل می شود. بر اساس این مدل انواع پرلیت عبارتند از:
پرلیت کلاسیکی
از لحاظ چینه شناسی، زیر پرلیت گرانولار (دانه ای) در گنبد دیده می شود. جسم تیپیک خاکستری مرواریدی با اجزا متمرکز پوست پیازی است. به رنگ خاکستری تیره یا یاه می باشد.
ابسیدین در صورت وجود در داخل این پرلیت یافت میشود که آبگیری ابسیدین و تشکیل پرلیت از آنرا نشان می دهد. به طرف داخل جریان، مقدار ابسیدین در پرلیت کلاستیکی تمایل به افزایش دارد اگر چه در ذخایر پرلیت، هسته های ریولیتی، برشهای جریانی و دیگر مواد و ساختارهای بهم پیوسته با جریانهای ولکانیکی و گنبدها یافت میشود. علاوه بر ابسیدین که ممکن است حاوی ادخالهای شناخته شده تریدیمیت باشد اغلب مواد غیر قابل انبساط نظیر کوارتز، فلدسپات، بیوتیت، منیتیت و دیگر کانیهای نادر همانند محصولات شیشه زدایی، ممکن است در توده پرلیتی موجود باشد.
پرلیت گرانولار
همجوار و عمیق تر از پرلیت پامیسی در جایگیری عمومی یافت می شود. بسیار چگالتر از بافت پوشاننده اش بوده، ظاهری شکری یا ساکاروئیدی، رنگ خاکستری تا قهوه ای چربی دارد که اغلب نوارهای جریانی نشان می دهد. از نظر اسباب کردن، نقطه ثابت انبساط و دامنه بندی در حد رضایت بخشی بوده و مغزه گیری از آن برای معدنکاری به آسانی صورت می گیرد.
پرلیت پامیسی
نزدیک به سطح، دارای وزن کم و کف دار است. در محیط تشکیل چندین پرلیتی، حفره دار شدن کمتر توسط فشار لیتواستاتیک و هیدرواستاتیک محدود میشود. در نتیجه حفره دار شدن و درجه تغییر شکل حفرات، تابعی از فشار محدود کننده محلی و مقدار ویسکوزیته جریان در طول حفره دار شدن مایع سرد شونده سطحی می باشد. این نوع، تمایل به شکست و پودر شدن بیشتری دارد.
خواص پرلیت
پرلیت به یک شیشه ولکانیکی آلومینه سیلیکاته با ترکیب مشابه ریولیت یا آندزیت اطلاق می شود که مقدار دو تا پنج در صد (5-2) آب در شبکه بلوری خود جای داده است و با یک سیستم شکافهای متحدالمرکز یا شعاعی معروف به بافت پرلیتی مشخص می شود. پرلیت اغلب به صورت سنگی شکننده و نامتراکم با رنگ روشن دیده می شود که به دلیل تراکم ناچیز، این توده ها در اثر ضربات چکش به راحتی خرد شده و به اجزا اسفروئیدال متحدالمرکز تبدیل می شود که همین اجزا با ترکهای متحدالمرکز باعث اطلاق اسم بافت پرلیتی به سنگ گردیده اند. این بافت با انقباض و چروکیدگی به هنگام سرد شدن حاصل میشود که طی آن اشکال کروی پیازی شکل با قطری در حدود میلی متر تا سانتی متر در سنگ به وجود می آید.
موارد استفاده پرلیت
• از آنجائیکه مواد شیمیایی و اسیدها بر آن بی اثرند و به دلیل تخلخل و قدرت جذب و نگهداری بالایی که دارد در تهیه خاکهای مخصوص برای پرورش گل و کلا کشاورزی پرلیت به علت خنثی بودن تاثیری بر فرآورده نهایی ندارد و از این رو جزو لیست فرآورده های مجاز شیمیایی و غذایی آمریکا می باشد.
• در رنگ سازی، پوششهای سطحی، لاستیکها و صنایع شیشه
• استفاده از پرلیت به عنوان عامل فیلتراسیون و کمک فیلتر در صنایع غذایی به دلیل ساختمان میکروسکوپی خاصی که پس از انبساط پیدا می کند و نیز به علت خنثی بودن آن
• استفاده از پرلیت به عنوان پر کننده در پاک کننده ها
• استفاده از پرلیت فن آوری شده به عنوان جاذب مایعات در نگهداری و حمل مواد سمی
• پرلیت در نماسازی ساختمانها (به عنوان مثال نمای ساختمان سازمان ملل متحد) و در قطعات پیش ساخته، تهیه سیمان سبک عایق و نیز برای سیمانکاری دیواره چاه ها و حفرات
• از آنجائیکه پرلیت تا بیش از 1000 درجه سانتی گراد در برابر مقاوم می باشد در صنایع ذوب فلزات و ریخته گری به عنواتن سرباره گیر و نگهداری حرارت پاتیل ها در حد مورد نیاز بسیار مناسب می باشد.
انبساط پرلیت
اکثر پرلیتها دارای ارزش تجارتی زیادی هستند و علت آنهم، قابلیت انبساط زیاد و ناگهانی (افزایش حجمی در حدود 20 برابر) در مقابل حرارت می باشد. البته این خاصیت در سنگهای شیشه ای دیگری که ساخت و بافت پرلیتی نداشته و حتی از نظر ژنز نیز اولیه نبوده، بلکه محصول دگرسانی ریولیتها یا ابسیدین ها هستند ولی با وجود اینکه در طبیعت، پرلیت با ترکیب آندزیتی و داسیتی نیز یافت می شود ولی آنها فاقد ارزش تجارتی هستند.
نوع آب موجود در شیشه های ولکانیکی، مقدار و شرایط رها شدن، غلظت شیشه و تغییرات آن در درجه حرارت های مختلف از عوامل مهمی هستند که در مقدار و شرایط انبساط موثر هستند و نیز تغییر در ترکیب شیمیایی، سبب تغییر در نقطه نرم شدن، اندازه حبابها و ضخامت دیواره بین حفرات و تخلخل می شود لذا جهت تولید پرلیت منبسط شده از شیشه های ولکانیکی، بایستی آزمایشات و آنالیزهای دقیقی بعمل آید. آب موجود در پرلیتها یکی از عواملی است که خروج آن در اثر حرارت معینی موجب انبساط سریع سنگ می شود. وقتی دانه های پرلیت خرد شده، به طور ناگهانی تا درجه حرارت نزدیک به نقطه ذوب (1200-800) گرم می شوند آب تبدیل به بخار آب شده و اجزای نرم متخلخلی از آن باقی می ماند که همان پومیس مصنوعی است.
در درجه حرارتهای بین 1200-800 فشارهای ناشی از تبخیر آب افزایش یافته چون در این حالت، سنگ شیشه، نرم شده و حالت خمیری پیدا کرده، خروج ناگهانی بخار آب و گازهای فرار باعث ایجاد تخلخل ریز در سنگ شده و توده شیشه ای به ماده سبک سفید رنگی تبدیل می شود.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پرلیت
• ترکیب:پرلیت دارای اکسیدهای زیر می باشد:
H2O(2-5),K2o+Na2o(5.5-7),Cao+Mgo(3.1-5),Fe2o3+Tio2(1.5-2.3)Al2o3(12.5-13.7),Sio2(69.8-73.5)
• وزن مخصوص: g/cm32.4-2.2و 5- سختی
• شکستگی: پوست پیازی (شبیه مروارید حتی اصطلاح پرلیت از لغت فرانسوی (Perle) به معنای مروارید گرفته شده است.
• نقطه ذوب: 1300-900 7- حلالیت: محلول در قلیاهای داغ و نیمه محلول در سود نرمال
• نوع هوازدگی: مکانیکی 4- رنگ: خاکستری تیره تا قهوه ای، سبز و سیاه
آب موجود در پرلیت
یک صفت عمومی همه شیشه های ولکانیکی، داشتن مقدار قابل ملاحظه ای آب ترکیبی (Cobined.W) می باشد. مثلا ابسیدین دارای 1% و یا کمتر و پیچستون ممکن است تا 10% آب داشته باشد و در حد واسط این دو مقدار، پرلیت و پامیس قرار می گیرند. قسمت اعظم آب موجود در پرلیت، به مولکولی حل شده در شیشه و فقط قسمت کمی از آن به صورت هیدروکسیل است. (البته مقدار فراوانی این دو نوع آب به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد). این آب می تواند منشا ماگمایی و یا بعد ماگمایی داشته باشد.
استخراج پرلیت و آماده سازی آن
تهیه پرلیت شامل سه مرحله تا رسیدن به مصرف نهایی می باشد: 1. استخراج سنگ خام. 2- آماده کردن جهت کوره 3- انجام عمل پف دادن در کوره و تهیه محصول نهایی.
استخراج پرلیت درگیر روشهای نسبتا ساده استخراج می باشد. بدین ترتیب که خاکهای باطله توسط بولدوزر برداشته می شود و اگر این قسمت سخت شده باشد، حفاری و سپس منفجر میشود. بعد از این مرحله، سنگ را مستقیما وارد سنگ شکن اولیه در محل معدن می کنند و سپس سنگ خرده شده، توسط کامیون یا نوار نقاله به آسیاب منتقل می شود.
آمادگی پرلیت جهت ورود به کوره یک عمل تخصصی بسیار حساس بوده و مهمترین عامل مورد نیاز عبارت است از اندازه و استاندارد کردن نمونه ها و دانه ها و ذرات به وسیله خرد کردن و آرد کردن است. سری اندازه های ذرات مورد نیاز نیز بسته به ترکیب پرلیت از جمله مقدار آب آن دارد و در طراحی کوره، خوراک کوره به طور ایده آل از ذرات در اندازه 0.01-0.01 اینچ (0.25-0.25) سانتی متر تشکیل میشود، البته جدا کردن ذرات کوچکتر از 0.01 اینچ بسیار مهم می باشد این ذرات، فوق العاده ریز بوده و فضای خالی بین دانه های درشت را پر می کنند. چون پرلیت نسبتا ترد و شکننده می باشد و به وسیله ترکهای میکروسکوپی بیشتر شکننده می شود، باید بلافاصله بعد از رسیدن به اندازه مورد نظر از آسیاب خارج شود که از خرد شدن بیش از حد آن جلوگیری شود. همچنین نمونه برداری، تجزیه و الک کردن به طور مرتب برای اطمینان و کنترل محصولات جهت ارسال به کارخانه انبساط پرلیت باید صورت گیرد.
زمین شناسی پرلیت (ترکیب و مورفولوژی)
پرلیتهای تجاری در بافتهای مختلف، بسته به عمق جایگیری خود، حائز اهمیت هستند. جایگیری پیشنهاد شده عبارت است از: خارجی ترین قسمت را پرلیت پامیسی تشکیل می دهد که به تدریج به طرف داخل بافت پرلیت، بهم فشرده شده و سرانجام فلسیک یا اسیدی تشکیل می شود. بر اساس این مدل انواع پرلیت عبارتند از:
پرلیت کلاسیکی
از لحاظ چینه شناسی، زیر پرلیت گرانولار (دانه ای) در گنبد دیده می شود. جسم تیپیک خاکستری مرواریدی با اجزا متمرکز پوست پیازی است. به رنگ خاکستری تیره یا یاه می باشد.
ابسیدین در صورت وجود در داخل این پرلیت یافت میشود که آبگیری ابسیدین و تشکیل پرلیت از آنرا نشان می دهد. به طرف داخل جریان، مقدار ابسیدین در پرلیت کلاستیکی تمایل به افزایش دارد اگر چه در ذخایر پرلیت، هسته های ریولیتی، برشهای جریانی و دیگر مواد و ساختارهای بهم پیوسته با جریانهای ولکانیکی و گنبدها یافت میشود. علاوه بر ابسیدین که ممکن است حاوی ادخالهای شناخته شده تریدیمیت باشد اغلب مواد غیر قابل انبساط نظیر کوارتز، فلدسپات، بیوتیت، منیتیت و دیگر کانیهای نادر همانند محصولات شیشه زدایی، ممکن است در توده پرلیتی موجود باشد.
پرلیت گرانولار
همجوار و عمیق تر از پرلیت پامیسی در جایگیری عمومی یافت می شود. بسیار چگالتر از بافت پوشاننده اش بوده، ظاهری شکری یا ساکاروئیدی، رنگ خاکستری تا قهوه ای چربی دارد که اغلب نوارهای جریانی نشان می دهد. از نظر اسباب کردن، نقطه ثابت انبساط و دامنه بندی در حد رضایت بخشی بوده و مغزه گیری از آن برای معدنکاری به آسانی صورت می گیرد.
پرلیت پامیسی
نزدیک به سطح، دارای وزن کم و کف دار است. در محیط تشکیل چندین پرلیتی، حفره دار شدن کمتر توسط فشار لیتواستاتیک و هیدرواستاتیک محدود میشود. در نتیجه حفره دار شدن و درجه تغییر شکل حفرات، تابعی از فشار محدود کننده محلی و مقدار ویسکوزیته جریان در طول حفره دار شدن مایع سرد شونده سطحی می باشد. این نوع، تمایل به شکست و پودر شدن بیشتری دارد.
خواص پرلیت
پرلیت به یک شیشه ولکانیکی آلومینه سیلیکاته با ترکیب مشابه ریولیت یا آندزیت اطلاق می شود که مقدار دو تا پنج در صد (5-2) آب در شبکه بلوری خود جای داده است و با یک سیستم شکافهای متحدالمرکز یا شعاعی معروف به بافت پرلیتی مشخص می شود. پرلیت اغلب به صورت سنگی شکننده و نامتراکم با رنگ روشن دیده می شود که به دلیل تراکم ناچیز، این توده ها در اثر ضربات چکش به راحتی خرد شده و به اجزا اسفروئیدال متحدالمرکز تبدیل می شود که همین اجزا با ترکهای متحدالمرکز باعث اطلاق اسم بافت پرلیتی به سنگ گردیده اند. این بافت با انقباض و چروکیدگی به هنگام سرد شدن حاصل میشود که طی آن اشکال کروی پیازی شکل با قطری در حدود میلی متر تا سانتی متر در سنگ به وجود می آید.
موارد استفاده پرلیت
• از آنجائیکه مواد شیمیایی و اسیدها بر آن بی اثرند و به دلیل تخلخل و قدرت جذب و نگهداری بالایی که دارد در تهیه خاکهای مخصوص برای پرورش گل و کلا کشاورزی پرلیت به علت خنثی بودن تاثیری بر فرآورده نهایی ندارد و از این رو جزو لیست فرآورده های مجاز شیمیایی و غذایی آمریکا می باشد.
• در رنگ سازی، پوششهای سطحی، لاستیکها و صنایع شیشه
• استفاده از پرلیت به عنوان عامل فیلتراسیون و کمک فیلتر در صنایع غذایی به دلیل ساختمان میکروسکوپی خاصی که پس از انبساط پیدا می کند و نیز به علت خنثی بودن آن
• استفاده از پرلیت به عنوان پر کننده در پاک کننده ها
• استفاده از پرلیت فن آوری شده به عنوان جاذب مایعات در نگهداری و حمل مواد سمی
• پرلیت در نماسازی ساختمانها (به عنوان مثال نمای ساختمان سازمان ملل متحد) و در قطعات پیش ساخته، تهیه سیمان سبک عایق و نیز برای سیمانکاری دیواره چاه ها و حفرات
• از آنجائیکه پرلیت تا بیش از 1000 درجه سانتی گراد در برابر مقاوم می باشد در صنایع ذوب فلزات و ریخته گری به عنواتن سرباره گیر و نگهداری حرارت پاتیل ها در حد مورد نیاز بسیار مناسب می باشد.
انبساط پرلیت
اکثر پرلیتها دارای ارزش تجارتی زیادی هستند و علت آنهم، قابلیت انبساط زیاد و ناگهانی (افزایش حجمی در حدود 20 برابر) در مقابل حرارت می باشد. البته این خاصیت در سنگهای شیشه ای دیگری که ساخت و بافت پرلیتی نداشته و حتی از نظر ژنز نیز اولیه نبوده، بلکه محصول دگرسانی ریولیتها یا ابسیدین ها هستند ولی با وجود اینکه در طبیعت، پرلیت با ترکیب آندزیتی و داسیتی نیز یافت می شود ولی آنها فاقد ارزش تجارتی هستند.
نوع آب موجود در شیشه های ولکانیکی، مقدار و شرایط رها شدن، غلظت شیشه و تغییرات آن در درجه حرارت های مختلف از عوامل مهمی هستند که در مقدار و شرایط انبساط موثر هستند و نیز تغییر در ترکیب شیمیایی، سبب تغییر در نقطه نرم شدن، اندازه حبابها و ضخامت دیواره بین حفرات و تخلخل می شود لذا جهت تولید پرلیت منبسط شده از شیشه های ولکانیکی، بایستی آزمایشات و آنالیزهای دقیقی بعمل آید. آب موجود در پرلیتها یکی از عواملی است که خروج آن در اثر حرارت معینی موجب انبساط سریع سنگ می شود. وقتی دانه های پرلیت خرد شده، به طور ناگهانی تا درجه حرارت نزدیک به نقطه ذوب (1200-800) گرم می شوند آب تبدیل به بخار آب شده و اجزای نرم متخلخلی از آن باقی می ماند که همان پومیس مصنوعی است.
در درجه حرارتهای بین 1200-800 فشارهای ناشی از تبخیر آب افزایش یافته چون در این حالت، سنگ شیشه، نرم شده و حالت خمیری پیدا کرده، خروج ناگهانی بخار آب و گازهای فرار باعث ایجاد تخلخل ریز در سنگ شده و توده شیشه ای به ماده سبک سفید رنگی تبدیل می شود.
خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پرلیت
• ترکیب:پرلیت دارای اکسیدهای زیر می باشد:
H2O(2-5),K2o+Na2o(5.5-7),Cao+Mgo(3.1-5),Fe2o3+Tio2(1.5-2.3)Al2o3(12.5-13.7),Sio2(69.8-73.5)
• وزن مخصوص: g/cm32.4-2.2و 5- سختی
• شکستگی: پوست پیازی (شبیه مروارید حتی اصطلاح پرلیت از لغت فرانسوی (Perle) به معنای مروارید گرفته شده است.
• نقطه ذوب: 1300-900 7- حلالیت: محلول در قلیاهای داغ و نیمه محلول در سود نرمال
• نوع هوازدگی: مکانیکی 4- رنگ: خاکستری تیره تا قهوه ای، سبز و سیاه
آب موجود در پرلیت
یک صفت عمومی همه شیشه های ولکانیکی، داشتن مقدار قابل ملاحظه ای آب ترکیبی (Cobined.W) می باشد. مثلا ابسیدین دارای 1% و یا کمتر و پیچستون ممکن است تا 10% آب داشته باشد و در حد واسط این دو مقدار، پرلیت و پامیس قرار می گیرند. قسمت اعظم آب موجود در پرلیت، به مولکولی حل شده در شیشه و فقط قسمت کمی از آن به صورت هیدروکسیل است. (البته مقدار فراوانی این دو نوع آب به میزان فراوانی اکسید کلسیم و منیزیم بستگی دارد). این آب می تواند منشا ماگمایی و یا بعد ماگمایی داشته باشد.
استخراج پرلیت و آماده سازی آن
تهیه پرلیت شامل سه مرحله تا رسیدن به مصرف نهایی می باشد: 1. استخراج سنگ خام. 2- آماده کردن جهت کوره 3- انجام عمل پف دادن در کوره و تهیه محصول نهایی.
استخراج پرلیت درگیر روشهای نسبتا ساده استخراج می باشد. بدین ترتیب که خاکهای باطله توسط بولدوزر برداشته می شود و اگر این قسمت سخت شده باشد، حفاری و سپس منفجر میشود. بعد از این مرحله، سنگ را مستقیما وارد سنگ شکن اولیه در محل معدن می کنند و سپس سنگ خرده شده، توسط کامیون یا نوار نقاله به آسیاب منتقل می شود.
آمادگی پرلیت جهت ورود به کوره یک عمل تخصصی بسیار حساس بوده و مهمترین عامل مورد نیاز عبارت است از اندازه و استاندارد کردن نمونه ها و دانه ها و ذرات به وسیله خرد کردن و آرد کردن است. سری اندازه های ذرات مورد نیاز نیز بسته به ترکیب پرلیت از جمله مقدار آب آن دارد و در طراحی کوره، خوراک کوره به طور ایده آل از ذرات در اندازه 0.01-0.01 اینچ (0.25-0.25) سانتی متر تشکیل میشود، البته جدا کردن ذرات کوچکتر از 0.01 اینچ بسیار مهم می باشد این ذرات، فوق العاده ریز بوده و فضای خالی بین دانه های درشت را پر می کنند. چون پرلیت نسبتا ترد و شکننده می باشد و به وسیله ترکهای میکروسکوپی بیشتر شکننده می شود، باید بلافاصله بعد از رسیدن به اندازه مورد نظر از آسیاب خارج شود که از خرد شدن بیش از حد آن جلوگیری شود. همچنین نمونه برداری، تجزیه و الک کردن به طور مرتب برای اطمینان و کنترل محصولات جهت ارسال به کارخانه انبساط پرلیت باید صورت گیرد.
دیدگاه ها