دسته: معدن
بازدید: 35 بار
فرمت فایل: doc
حجم فایل: 34 کیلوبایت
تعداد صفحات فایل: 41
مقاله بررسی موقعیت جغرافیایی بافق و معدن اسفوردی در بافق در 41 صفحه ورد قابل ویرایش
موقعیت جغرافیائی و شرایط جوی منطقه بافق و معدن اسفوردی
شهرستان بافق به مركزیت شهر بافق با مساحتی حدود 17850 كیلو متر مربع، به فاصله 120 كیلومتری جنوبشرقی شهرستان یزد، در طول َ38، o55 شرقی و عرض َ47،o31 شمالی واقع شده است.
این شهرستان به وسیله راه آهن و راه آسفالته منشعب از یزد قابل دسترسی می‌باشد. از دیگر راههای ارتباطی می‌توان به محورهای بافق- بهاباد، بافق- شیطور و بافق- معدن چادرملو اشاره كرد.
جاده ارتباطی معدن اسفوردی بطول 5/2 كیلومتر، از كیلومتر 25 جاده بافق- بهاباد منشعب می‌گردد.
معدن اسفوردی در 35 كیلومتری شمال شرقی شهر بافق و در ارتفاع 1700 متری از سطح دریا واقع شده است و دارای كوههایی با روند شمال غربی - جنوب شرقی می‌باشد.
میزان بارندگی سالانه در منطقه بطور متوسط 50 میلیمتر و میزان تبخیر فوق‌العاده شدید می‌باشد. به همین دلیل دارای آب و هوای گرم و خشك و اختلاف درجه حرارت زیاد در شبانه‌روزی می‌باشد. آب و هوا در قسمتهای كوهستانی منطقه معتدلتر می‌باشد. از لحاظ جریان آب در منطقه مذكور هیچگونه جریان آب دائمی وجود ندارد. پوشش گیاهی منطقه ضعیف و شامل بوته‌ها و به مقدار كمتر درخت و درختچه می‌باشد. از مهمترین حوضه‌های آبگیر منطقه می‌توان به دشت حسن‌آباد، دشت شیطور، دشت بهاباد و ده قطروم اشاره نمود.
این كانسار كه در منطقه نسبتاً كوهستانی و با ارتفاع متوسط 1700 متر از سطح دریا قرار دارد دارای كوههایی با روند شمال غرب- جنوب شرقی می‌باشد. این كوهها به صورت ارتفاعات نه چندان مرتفع در منطقه كشیده شده‌اند و در ادامه آنها تپه‌هایی با دره و فرو رفتگی‌های كم و بیش عریض قرار گرفته است.
از نظر آب و هوائی دارای آب و هوای خشك و بیابانی می‌باشد. و از نظر میزان نزولات جوی، دارای بارندگی نسبتاً كم و در حدود تقریبی 50 میلیمتر در سال می‌باشد. البته گاهی اوقات مقدار بارندگی از این مقدار ذكر شده نیز تجاوز می‌نماید. از لحاظ جریان آب در منطقه مذكور، هیچگونه جریان آب دائمی وجود ندارد و تنها رودخانه منطقه، رود شور است كه به دریاچه شور بافق می‌ریزد.
از لحاظ دما، دمای متوسط هوا در این منطقه در حدود 40 سانتی‌گراد است كه این دما از حدود صفر درجه در زمستان تا 50 درجه در تابستان در حال تغییر است.
از نظر پوشش گیاهی، پوشش گیاهی منطقه نسبتاً ضعیف بوده بطوریكه ارتفاعات فاقد پوشش گیاهی و مناطق پست دارای پوشش گیاهی شامل بوته‌ها و درختچه‌ها می‌باشند.
2-2- زمین شناسی عمومی منطقه
محدوده مورد بحث در یكی از بالا، آمدگیهای قدیمی كه قسمتی از واحد زمین شناسی ایران مركزی محسوب می‌شود قرار گرفته است. فازكوهزایی آلپی در تشكیل بلوكهای ساختمانی مجزایی آن نقش اساسی را ایفا كرده است. یكی از این بلوكهای تشكیل شده، بلوك پشت بادام- بافق می‌باشد. كه از طرف شرق و غرب بوسیله گسلهای بزرگ كوهبنان و دویران محدود شده است. بطوریكه این بلوك منطقه وسیعی از جمله كانسار فسفات اسفوردی را شامل شده است.
بلوك مورد نظر در محدوده شناخته شده متالوژنی ایران قرار دارد. در این بلوك معادنی از قبیل چفارت (آهن) اسفوردی (فسفات)- كوشك (سرب ورودی)- چادرملر (آهن و آپاتیت) قرار دارند.
در این ناحیه سنگهایی كه كانی‌سازی آپاتیت در آنها انجام شده است. سنگهای آذرین (نفودی- خروجی) به سن پركامبرین- كامبرین می‌باشند كه در اینجا برای واضحتر شدن موضوع، توضیح مختصری در رابطه با چینه‌بندی- تكتونیك- ماگماستیم و متامورفیسم آن داده می‌شود.
2-2-1- چینه‌شناسی منطقه
چینه‌شناسی منطقه مذكور با توالی قدیم به جدید عبارتست از:
دوره پركامبرین
ابتدا سنگهای دگرگونی با رخساره شیست سبز- آمفیبولیت- مرمر- گنیس (كمپلكس سركوه - كمپلكس بنه شور) بوجود آمده‌اند بعد روی این واحدها را سنگهایی با رخساره شیست- گریواك- ماسه سنگ كوارتزیتی- شیلهای اسلیتی (سازند تا شك) پوشانیده‌اند.
دوره اینفراكامبرین
در این دوره مجموعه سنگهای منتسب به سری ریز و درزو در این دوره بوجود آمده‌اند كه این سری با یك رخساره و لكانیكی- رسوبی و زمین ساختی در هم و بهم خورده شامل رسوبات پوشش تلماسه‌ای- دولومیتهای خاكستری تا قهوه‌ای رنگ چرت‌دار- ماسه سنگهای زرد رنگ- آهكهای سیاهرنگ- ریولیتهای صورتی- آجری و بالاخره افقهای آهن- آپاتیت و دایكهای دیابازی پوشیده می‌شود. بین سنگهای این سری و سنگهای ولكانیكی با تركیب اسیدی تا متوسط و بین سنگهای این سری با نهشته‌های كامبرین حد فیزیكی شناخته شده‌ای وجود ندارد.
دوره مزوزوئیك
در این دوره نهشته‌های قاره‌ای تریاس و ژوراسیك و نهشته‌های كرتاسه بصورت گسترده‌ای و به فرم دگر شیبی روی واحدهای قدیمیتر قرار گرفته‌اند.
دوره نئوزوئیك: این دوره به سه بخش تقسیم می‌شود.
سنگهای پالئوسن تا ائوسن: سنگهای پالئوسن مربوط به گلنگلومرای كرمان هستند. سنگهای ائوسن شامل لایه‌های قاره‌ای همراه با مواد آتشفشانی می‌باشند كه بصورت محدود در طول مناطق گسله رخنمون دارند. رسوبات میوسن شامل لایه‌های قرمز قاره‌ای می‌باشند كه به طور دگرشیبی روی سنگهای مربوط به دوره ائوسن قرار گرفته‌اند و نهایتاً توسط كنگلومرای دوره نئوژن به صورت دگرشیب پوشیده می‌شوند.
دوره كواترنری
این دوره شامل پادگانه‌های آبرفتی- مخروطه افكنه‌های قلوه سنگی- آبرفتهای جدید تلماسه‌ای- كوهپایه‌ها و رسوبات كویری و نواحی بیابانی وسیع پیرامون رشته كوهها می‌باشد.
2-2-2- وضعیت تكتونیكی منطقه
از نظر تكنونیكی، منطقه تحت تاثیر رخداد زمین ساختی بابگالی (كاتانگایی) و نیز حركات كوهزایی پس از دوره تریاس قرار گرفته است كه پیامد آن، شكستگی پی سنگ پره كامبرین و نیز ایجاد و دگرشیبی زاویه‌ای شدید بین رسوبات كرتاسه و نهشته‌های قدیمتر می‌باشد.
در دوره‌های جدیدتر (پلیو- پلیستوسن) منطقه تحت تاثیر پیشروی دریا قرار گرفته است. بطوریكه در نهایت و بدنبال حوادث ذكر شده، گسلهای بزرگ بویژه گسلهای اصلی با روند شمال- جنوب پدید آمده است.
2-2-3- وضعیت ماگماتیسم در منطقه
از لحاظ ماگماتیسم در این منطقه، سنگهای آذرین در دامنه وسیعی از سنگهای بازیك تا كاملاً اسیدی حضور دارند كه بصورت انواع نفوذی- نیمه عمیق و خروجی دیده می‌شوند كوارتزپورفیرها- ریولیتها- سینیتها- مونزونیتها- گرانیت‌ها- آنذری بازالتها- پلاژیوپورفیرها- آلبیتوفیرها شاهدی برای گفته فوق می‌باشند.
2-2-4- وضعیت دگرگونی در منطقه مورد مطالعه
از نظر دگرگونی در مناطق مختلف این بلوك نیز دو فاز پیوسته دگرگونی دینامیكی و حرارتی به ترتیب با ویژگیهای فشار زیاد و حرارت زیاد در سنگهای منتسب به پره كامبرین تشخیص داده شده‌اند كه هر یك از نظر دگر شكلی- تشكیل میگماتیتها و سپس آناتكسی ویژگیهای خود را داشته‌اند.
2-3- زمین‌شناسی كانسار اسفوردی
كانسار اسفوردی در بقایای هوازده سنگهای پره كامبرین - كامبرین و مزوزوئیك واقع شده است. واحدهای سنگی محدوده كانسار، كه قسمتی از واحدهای سری ریز و درز محسوب می‌شوند شامل مجموعه‌ای در هم و خرد شده‌ای هستند كه مركب از سنگهای ولكانیكی و رسوبی و همچنین سنگهای آذرین نفوذی می‌باشند كه بشدت چین خورده و گسله خورده شده‌اند طبقات مزوزوئیك آن را عمدتاً ریولیتهای تریاس تشكیل می‌دهند.
2-5-2- ماگنتیت و هماتیت
ماگنتیت و هماتیت، اكثراً در افق دیده می‌شوند. هماتیت این افق در نتیجه مارتیراسیون ماگنتیت موجود در توده آهن می‌باشد و بر طبق آزمایشات میكروسكوپی، دانه‌های تمیز- یكنواخت و زاویه‌دار ماگنتیت در زمینه‌ای از كلسیت متبلور و كوارتز تجمع یافته است.
2-5-3- ترمولیت و اكتینولیت
كانیهای مهم تشكیل دهنده افق سوم ترمولیت و اكتینولیت می‌باشند كه دارای بلورهای فیبری و سوزنی شكل هستند این دو كانی مخصوصاً در اطراف رگه‌ها و دایكهای آپاتیتی بیشتر دیده می‌شوند.
10- عناصر خاكی نادر
مطالعات انجام یافته در سالهای گذشته و اخیر، وجود مقادیر قابل توجهی عناصر خاكی نادر (Rare earth elements) را در كانسار اسفوردی ثابت نموده است.
اولین بار حسن برومندی از شركت ملی ذوب آهن ایران، با توجه بوجود این عناصر در كانسار چغارت، مطالعات پر دامنه‌ای در این زمینه انجام داده است. نامبرده با استفاده از روش فلوئورسنس X-Ray نمونه‌های متنوعی از سنگهای معدنی منطقه و از جمله كانسار اسفوردی را مورد آزمایش قرار داده و وجود مقدار قابل ملاحظه‌ای خاكهای نادر را در سنگهای آپاتیتی گزارش نموده است. در این آزمایشات، وجود عناصری از قبیل استرنسیوم (Sr) و زیركونیم (Zr) بمیزان كم و بیش قابل توجه و نیز ارسنیك (As)، منگنز (Mn)، روبیدیوم (Rb)، وانادیوم (V) و باریم (Ba) در این سنگها اثباتش ده است. بر اساس این واقعیات و با توجه به احتمال جانشینی كاتیونهائی از قبیل منیزیم، آهن، استرنسیوم، باریم، سریم، لانتانیم، ایتریم و نئودیمیم بجای كلسیم در ساختمان شبكه آپاتیت، تشكیل كانیهائی نظیر مونازیت (Ce, la)pa4 و گزنوتیم Ypo4 در نظر گرفته شده است.
تحقیقات انجام شده توسط علی درویش‌زاده از دانشگاه تهران روی سنگهای محدوده معدنی اسفوردی. علاوه بر اینها نشاندهنده وجود عناصر كمیاب دیگری از قبیل اورانیوم و توریوم در سنگهای آپاتیتی بوده است. البته این موضوع بمعنی وجود رابطه مستقیم بین این عناصر و كانی آپاتیت نبوده، ولی نقش قابل ملاحظه آنرا در چرخه ژئوشیمی این عناصر ثابت می‌كند. نامبرده وجود چنین عناصری و همچنین خاكهای نادر را، در سنگهای معدنی آپاتیت‌دار، به مشاركت آنها در ساختمان بلورین آپاتیت (و نه دیگر كانیهای همراه) مربوط می‌داند.
و بازیابی مخلوط REO توسط روش شستشوی حلال می‌باشد.
شرح بازیابی REE از لجن اسید فسفریك تولیدی كارخانه فالابوروا (آفریقای جنوبی)
در این قسمت شرح فرآیند بازیابی یك مخلوط اكسید عناصر نادر از لجنهای سولفات كلسیم به دست آمده در كارخانه تولید اسید فسفریك از ذخیره آپاتیت آفریقای جنوبی تشریح شده است.
بازیابی لیچینگ مواد شامل REE از لجنها توسط اسید نیتریك، با افزودن نیترات كلسیم به حلال شستشو ، به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته به بیش از 85 درصد رسیده است. مواد شامل REE می‌تواند از محلول لیچ شامل اسید نیتریك 1 مولار و نیترات كلسیم 5/0 مولار بازیابی شود كه این كار با افزودن نیترات آمونیوم 5/2 مولار و استخراج در دی بوتیل، بوتیل فسفات با 33 درصد حجمی صورت می‌گیرد. سپس فاز آلی با آب شسته می‌شود (ترجیحاً در دمای بیش از دمای محیط) كه باعث بازیابی محلول نیتراتهای نادر خاكی می‌شود كه می‌تواند با افزودن اسید اگزالیك و كلسیناسیون رسوب باقی مانده، بازیابی شود.
در فرآیند جریان متقابل پیوسته كه در مقیاس آزمایشگاهی انجام گردیده. از كل 140 كیلوگرم لجن مورد عمل برای تولید 265 لیتر مایع لیچ، كه در 5 مرحله استخراجی، فرآوری و 5 بار شستشو داده شد، مجموعاً 4 كیلوگرم اكسید عناصر نادر خاكی با خلوص 98 دردص بازیابی گردید.
در مقیاس نیمه صنعتی، فاز آلی به فسفات تری بوتیل با 40 درصد حجمی تغییر یافت و محلول لیچ به اسید نیتریك 1 مولار بعلاوه نیترات كلسیم 3 مولار تغییر یافت و در نهایت 3200 كیلوگرم اگزالاتهای لانتانید مخلوط آماده گردید و در كوره روتاری كلسینه شد تا اینكه 1600 كیلوگرم اكسید مخلوط با خلوص 94-89 درصد بدست بیاید. در عملیات نیمه صنعتی، محلول بی‌بار حاصل از فرآیند استخراج حلال، بازیافت و به مرحله لیچینگ ارسال شد، بدون اینكه هیچ تاثیر مضری روی بازیابی لیچینگ ظاهر شود.
4-3-1- روش آزمایشگاهی
در مطالعات آزمایشگاهی این كارخانه در ابتدا، مواد اولیه از لجن كارخانه اسید فسفریك معدن تهیه گردیده است و بعد این لجن با آب، سپس با متانول شسته شده و در هوای آزاد خشك گردیده و جهت انجام تست آزمایشگاهی نیمه صنعتی، محلول لیچ در 41 آزمایش غیر پیوسته با استفاده از قسمتهای 2 كیلوگرمی لجن خشك شده، با زمانهای 48 ساعته، مهیا شده است. لجن اسید فسفریك توسط فیلتر صفحه‌ای برای ته نشین شدن 54 درصد اسید P2O5 آماده شده و تستهای لیچینگ به نسبت جامد به مایع 2/1 به مت 6 ساعت در استوانه پاچوكا انجام شده است.
جدایش جامد و مایع توسط فیلتر نواری انجام شده و لجن لیچ شده توسط جریان متقابل با آب شسته شده و محلول عبوری فیلتر به مرحله استخراج با حلال پمپ گردیده است.
در بخش استخراج با حلال، ایزوترمهای استخراج و شستشو با تماس حجمهای مناسبی از فازهای آلی و آبی مشخص شدند. در آزمایشگاه توسط همزن مغناطیسی و در ظروف شیشه‌ای آزمایشها صورت گرفت و دمای بهینه روی تنظیم گردید. از آنالیزهای اسپكتروفوتومتریك عنصر نئودیمم (Nd) بعنوان وسیله‌ای ساده و سریع در ادامه فرآیند واكنشهای لیچینگ، جهت نمایش اجرای عملی كارخانه‌های استخراج با حلال استفاده گردید.
4-3-2- انتخاب حلال اسیدی
آزمایشهای اولیه نشان می‌دهد كه واكنش لجن با اسید نیتریك خیلی موثرتر از اسید سولفوریك تحت شرایط یكسان می‌باشد. بنابراین لیچینگ لجن، شامل 8/2 درصد Ln2O3 برای 48 ساعت در دمای محیط و یك نسبت جامد به مایع واحد با اسید نیتریك 4 مولار، محلولی شامل gr/lit4/2 نئودیمیوم می‌دهد در حالیكه همین تست با اسید سولفوریك، 43/0 gr/lit نئودیمیوم با مصرف اسید سولفوریك 2 مولار می‌دهد.
بازیابی در تست اسید نیتریك 40 درصد و با اسید سولفوریك 7 درصد بوده است. تستهای بعدی با اسید نیتریك مشخص نمود كه اگر زمانهای لیچینگ تا 24-48 ساعت طولانی شود، همزدن پالپ لازم نیست.
4-3-3- بررسی شرایط محیطی لیچینگ
4-3-3-1- تاثیر غلظت اسید و نسبت جامد به مایع
تاثیر فوق روی لیچینگ لجن با 8/6 درصد REO برای 48 ساعت در oc20 در جدول 4-5 نشان داده شده است (بر حسب درصد بازیابی نئودیمیوم در محلول لیچ).
همانطور كه می‌بینیم بیشترین بازیابی در غلظت اسید 3 مولار است، اما در عمل بكارگیری اسید با غلظت بیشتر از 2 مولار بازیابی كمتری داده است.