فلدسپات را بیشتر بشناسیم

نام فلدسپات یا فلدسپار Feldspar از واژه آلمانی (Feldspar)معادل واژه انگلیسی(Field Stone) گرفته شده است. “Spar” به معنی کانی با رنگ روشن نام این گروه از کانیها از دو کلمه feld  به معنی صحرا و spar به معنی لکه گرفته شده است. دلیل نامگذاری این گروه از کانیها به فلدسپار (فلدسپات) ایجاد نقاط سفید رنگ توسط این کانیه ا در مناطق مسطح و بیابانی، پس از رها شدن این کانیها از متن سنگهاست (در اثر عوامل هوازدگی ). فلدسپات ها بر اساس ترکیب شیمیایی به دو گروه فلدسپات های آلکالن (قلیایی) و فلدسپاتهای پلاژیوکلاز تقسیم می شوند . فلدسپاتها اکثر اً دارای رنگ سفید بوده ولی به رنگهای خاکستری، شیری، قرمز جگری و سبز روشن نیز دیده می شوند.

و دارای محصولات هوازدگی بسیار نرم است. به عبارت دیگر به دلیل این که در نواحی ای که این کانی رخنمون داشته آثار دگرسانی و کائولینی شدن گسترش داشته به نام فلدسپار نام گذاری شده است. فلدسپات ها یک گروه از آلومینوسیلیکات های قلیایی خاکی هستند که فراوان ترین گروه کانی های موجود در پوسته زمین ( حدود ۶۰ %) تشکیل می دهند.

 تاریخچه فلدسپات

نام فلدسپات از کلمه آلمانی Feldspar اخذ شده که معادل کلمه Field Stone در انگلیسی است. “Spar” به معنی کانی با رنگ روشن و دارای محصولات هوازدگی بسیار نرم است. به عبارت دیگر به دلیل این که در نواحی ای که این کانی رخنمون داشته آثار دگرسانی و کائولینی شدن گسترش داشته به نام فلدسپار نام گذاری شده است.

میکروکلین از دو واژه یونانی به معنی کم و شیبدار به دلیل انحراف ناچیز زاویه رخ ها از ۹۰ درجه، گرفته شده است.

نام ارتوکلاز از رخ های با زاویه قائمه این کانی گرفته شده است.

سانیدین از دو واژه یونانی، سانیس به معنی صفحه ای و ایدوس به معنی ظاهر، به دلیل حالت صفحه ای مشخص بلورهای آن گرفته شده است.

آلبیت از واژه یونانی آلبوس به معنی سفید، به دلیل رنگ سفید کانی گرفته شده است.

نـــام الیگوکلاز از دو واژه یونانی به معنی کم و شکستگی، گرفته شده است، به دلیل اینکه گمان می شد که رخ آن ناقص تر از آلبیت است.

نام آندزین از رشته کوه های آند گرفته شده است به دلیل اینکه آندزین فلدسپات عمده گدازه های آندزیتی است.

نام لابرادوریت از ساحل لابرادور گرفته شده، به دلیل اینکه در آن جا این کانی به صورت توده های بزرگ رخ پذیر وجود دارد.

نام بیتونیت از بیتون کانادا (درحال حاضر شهر اُتاوا) گرفته شده است.

نام آنورتیت از واژه ای یونانی به معنی کج، به دلیل سیستم تبلور تری کلینیک کانی گرفته شده است.

نام پلاژیو کلاز از واژه ای یونانی به معنی کج، به علت زاویه مایل میان رخ های آن گرفته شده است.

استفاده از محصولات هوازدگی فلدسپات ها یعنی کائولن سابقه بسیار طولانی داشته و اسنادی دراین مورد از قرن ششم قبل از میلاد مسیح وجود دارد.

همراه با کائولن، فلدسپات های هوازده و به تدریج خود فلدسپات نیز در صنایع سفال و سرامیک و شیشه رایج گردیدند. اما استفاده صنعتی از فلدسپات به سال ۱۸۰ میلادی برمی گردد.

صنعتگران ایرانی نیز با کاربرد فلدسپات و محصولات تجزیه آن به خوبی آشنا بوده و از آنها درتولید سفال، سرامیک، لعاب و شیشه استفاده کرده اند. این صنعت که تاریخ کهنی در ایران دارد، عمدتاً درمناطقی که فلدسپات رخنمون داشته گسترش یافته و در حفاری های انجام شده از شهرهای هگمتانه و توس سفال ها و سرامیک هایی به دست آمده است که قطعاً مواد اولیه آن از نواحی مجاور تأمین شده است که این امر مؤید آشنایی کامل صنعتگران ایرانی با این ماده معدنی بوده است.

مشخصات بلورشناسی فلدسپار

کانی های گروه فلدسپات درتقسیم بندی کلی کانی های سیلیکاته جزء تکتوسیلیکاتها قرار می گیرند و درساختمان آنها به فرمول عمومی AT_۴O8 که در موقعیت T عناصر Si,Al در موقعیت A عناصر Na,K,Ca,Ba قراردارند و چهار وجهی های AlO_۴ و SiO_۴ به صورت اشتراک در گوشه ها شبکه سه بعدی را به وجود می آورند. اساس ساختمان فلدسپات ها را می توان سرچشمه گرفته از ساختمان کانیهای SiO_۲ دانست با این تفاوت که Al در شبکه چهاروجهی ها وارد شده و در پی آن Na⁺ یا K⁺ یا Ca^۲+حفره های موجود در ساختمان را اشغال کرده اند. هنگامی که Al^۳+ جایگزین فقط یک Si4⁺درواحد فرمولی فلدسپات. شود، ساختمان فلدسپات با ورود یک یون K⁺ یا یک Na⁺ بی اثر می شود ولی درصورتی که Al3⁺ جانشین دو Si^۴+ (درواحد فرمولی فلدسپات) شود، بار الکترواستاتیکی شبکه به یک کاتیون دو ظرفیتی مثل Ca^۲+ موازنه می شود (کانی شناسی سیلیکاته۱۳۷۵)

.

کانی های گروه فلدسپات، دارای دو سیستم تبلور منوکلینیک یا تری کلینیک بوده ولی شکل بلوری آنها تفاوت چندانی نداشته و اغلب آنها دارای فرم منشوری هستند.

مشخصات شیمیایی فلدسپار

فرمول عمومی فلدسپار به صورت WZ_۴O_۸ می باشد که در آن W می تواند کاتیونهای دو ظرفیتی نظیر کلسیم و باریم در فلدسپاتهای قلیایی خاکی و سدیم و پتاسیم برای سری فلدسپاتهای آلکالن و عناصری نظیر Pb, Eu, La, Rb, Cs, Sr نیز می توانند در ساختار کانیهای گروه فلدسپات مشارکت داشته باشند.

Z می تواند Al, Si باشد، نسبت Si:Al بین ۳:۱ تا ۱:۱ متغیر است و همچنین Mg , B, G, Ge, Fe^۲+, Fe^۳+ نیز می توانند بخشــی را به خــود اختصــاص دهنــد و مقادیر جزئی از P، Ti نیز درنمونه های طبیعی گزارش شده است.

ترکیب شیمیایی بیشتر کانیهای گروه فلدسپات را می توان در سیستم ارتورکلاز(Or )، آلبیت (Ab) و آنورتیت (An) مطالعه کرد. دراین سیستم، عضوهای سری که ترکیبی بین آرتوز و آلبیت را دارند جزء فلدسپاتهای آلکالن (فلدسپاتهای قلیایی) و عضوهای سری بین آلبیت و آنورتیت جزء فلدسپاتهای پلاژیوکلاز قرار می گیرند.

انواع مختلف فلدسپار در ساختمان شبکه های سه بعدی یا تکتوسیلیکاته (داربستی) متبلور شده اند.در این ساختمان هر چهار وجهی SiO_۴، تمام گوشه های خود را با سایر چهاروجهی ها به اشتراک گذاشته است و نسبت Si :O، ۱:۲ است. در این ساختمان، اتم سیلیسیوم چهار ظرفیتی توسط ۲ اتم اکسیژن دو ظرفیتی متعادل شده است. در این نوع سیلیکاتها بخشی از اتم های سیلیسیوم توسط آلومینیوم جایگزین شده است و به صورت (Si,Al)O^۲ در می آید. از آن جائی که تمام فلدسپارها حداقل دارای مقداری Al می باشند، فرمول عمومی آنها را می توان به شکل دقیق تر WAl(Al,Si)Si_۲O_۸ دانست که در آن مقادیر متغیر (Al,Si) را می توان از طریق تغییر در نسبت کاتیون های یک ظرفیتی و دو ظرفیتی متعادل کرد. جایگزینی Al^۳+ به جای Si^۴+ حضور یون های مثبت بیشتری را ایجاب می نماید تا ساختمان از نظر بار الکتریکی همچنان خنثی بماند. ساختمان فلدسپارها شبکه سه بعدی ممتدی از چهار وجهی های SiO_۴ و AlO_۴ است که در آن یونهای مثبت سدیم، پتاسیم، کلسیم و باریم در خلل و فرج این شبکه دارای بار منفی قرار گرفته اند. شبکه چهار وجهی های AlO_۴, SiO_۴ تا حدودی الاستیک بوده و می تواند وضعیت خود را نسبت به اندازه های متفاوت کاتیونها تنظیم نمود.

بدین ترتیب که وقتی کاتیون ها نسبتاً بزرگ است (K,Ba) تقارن مونوکلینیک یا مونوکلینیک کاذب می شود و اگر کاتیون ها کوچک باشند (Na, Ca) ساختمان کمی بهم ریخته و تقارن تری کلینیک می شود.

فلدسپات ها از نظر شیمیایی آلومینوسیلیکات هایپتاسیم، سدیم و کلسیم با ترکیب شیمیایی Na[AlSi_۳O_۸]، K[AlSi_۳O_۸] و Ca[Al_۲Si_۲O_۸] هستند و گاهی نیز آلومینو سیلیکاتباریمترکیب شیمیایی Ba[Al_۲Si_۲O_۸] نیز طبیعت یافت می شود. در مواردیروبیدیم، لیتیمو سدیمبه مقدار کم به صورت ناخالصی ایزومرفیبه جای عناصر قلیایی و استرنسیم به جای کلسیم در شبکه بلورین فلدسپات ها جایگزین می شوند.

یکی از خصوصیات ویژه کانی های این گروه تشکیل محلول جامد به صورت زیر است:

Na[AlSi _۳ O_۸]-Ca[Al _۲  Si _۲ O_۸]

Na[AlSi _۳ O_۸]-K[AlSi _۳O_۸]

K[AlSi_۳O_۸]-Ba[Al_۲Si_۲O_۸]

فلدسپات ها در سیستم منوکلینیکو تری کلینیکمتبلور می شوند و در شکل ظاهری تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. بررسی فلدسپات ها به وسیله پرتوایکس شباهت های زیادی در ساختار بلوری آن ها نشان داده است. فلدسپات ها در خصوصیات فیزیکی نیز شباهت های زیادی نشان می دهند. شکست نور در آن ها نسبتا کم است، سختی ۶ تا ۶.۵ دارند و رخ (کلیواژ) کامل در دو جهت با زاویه نزدیک به ۹۰ درجه نشان می دهند، چگالی در آن ها نسبتا پایین است و ۲.۵ تا ۲.۷ گرم بر سانتی متر مکعب است. بر مبنای ویژگی های فوق می توان فلدسپات ها را از کانی های مشابه تشخیص داد.

فلدسپات ها مشهورترین گدازآور در صنعت سرامیک هستند. اگر چه به طور کلی گدازآورها خاصیت پلاستیسیتهندارند ولی در موارد بسیار خاصی بعضی از فلدسپات ها از خود خاصیت پلاستیسیته ضعیفی بروز داده و در مقابل روان کننده عکس العمل نشان می دهند. قلیایی های موجود در فلدسپات ها به طور معمول در آب محلول نیستند. ولی چنانچه فلدسپات ها به نحوی خرد شوند که ابعاد ذرات، بسیار ریز شود ممکن است مقداری از قلیایی های آن ها در آب حل شود. به همین دلیل در بعضی موارد فلدسپات ها به صورت خشک خرد و پودر می شوند.

فلدسپات ها کانی های آذرین هستند و به طور معمول در سنگ های اولیه یا آذرین یافت می شوند. به همین دلیل معمولا دارای ناخالصی های {{میکا}} و به خصوص کوارتز هستند. اکسید آهن نیز به صورت ناخالصی در فلدسپات ها یافت می ‏شود. وجود ناخالصی کوارتز در رنگ فرآورده ها تاثیری نداشته بلکه عمدتا در رفتار ذوب فلدسپات ها موثر است. ولی وجود اکسید آهن و میکا به خصوص در فرآورده های سفید بسیار مضر است. به طور کلی مقدار آهن موجود در فلدسپات ها جهت مصرف در بدنه های سفید نباید از حدود ۰.۲ درصد بیشتر باشد. فلدسپات ها به طور طبیعی عمدتا مخلوطی از ایزومورفی از فلدسپات های سدیم، پتاسیم و کلسیم دار بوده و در مواردی فلدسپات های لیتیم دار، باریم دار و منیزیمدار نیز در مخلوط یافت می شود. با این همه فلدسپات های سدیم و پتاسیم دار در طبیعت فراوانترند در حالی که فلدسات های کلسیم دار به نسبت کمتر یافت می شوند.

ترکیب ایده آل کانیهای اصلی گروه فلدسپات(راسکیل،۱۹۹۹)

یکی از خصوصیات شیمیایی مهم سری فلدسپاتهای آلکالن و فلدسپاتهای پلاژیوکلاز، آن است که هرکدام از این سری ها در دماهای بالا محلول جامد کاملی را تشکیل می دهند ولی در دماهای پایین، این حالت از بین می رود. برای مثال، در سری فلدسپات های آلکالن، اعضاء سری سانیدین- آلبیت دما بالا، در دماهای زیاد پایدار هستند ولی با کم شدن دما به دو فاز جدا از هم، به صورت آلبیت دما پایین ومیکروکلین تبدیل می شوند. متداول ترین حالت جدایش این دو فاز،‌ هنگامی است که لایه های نازک آلبیت در یک بلور میزبان فلدسپات پتاسیم قرار گیرد. این حالت که درنتیجه عدم آمیزش (اکسولوشن) ایجاد می شود، به پرتیت معروف است. در برخی از موارد، مشاهده شده که کانی میزبان یک پلاژیوکلاز و تیغه ها از جنس KAlSi_۳O_۸ باشد، این حالت از درهم رشدی، آنتی پرتیت نامیده می شود.

بین KAlSi_۳O_۸ و CaAl_۲Si_۲O_۸ یک محلول جامد به صورت فوق العاده محدود وجود دارد که به علت نــزدیک نبودن شعاع های یــونی پتاسیم) ۳۳/۱(AO و کلسیم ۰)/۹۹ (AO است.

بنابراین نمی توانند دریک ساختمان بلوری جایگزین یکدیگر شوند، فقط درصورتی که دما بالا باشد به صورت محدود بین ارتوکلاز و آنورتیت محلول جامد دیده می شود و با کاهش دما بین آن ها اکسولوشن رخ می دهد. برخی از مشخصات شیمیایی این کانی ها، موجب شناسایی آن ها، از سایر کانی های دیگر می شود. برای مثال کانی های سری پلاژیوکلاز، دربرابر شعله فوتک دردرجه ۴ تا ۵/۴ گدازپذیر بوده و شیشه بی رنگی را به وجود می آورند.

آلبیت در HCl نامحلول بوده اما آنورتیت در آن متلاشی می شود. بین این دو محدوده هرچه عضوی میزان کلسیم بیشتری داشته باشد حلالیت بیشتری نشان می دهد. عضوهای سرشار از سدیم شعله را زرد رنگ شاخص Na  می کنند.

ارتوکلاز که یکی از فلدسپاتهای پتاسیم دار است در برابر فوتک به سختی گدازپذیر است و در اسیدها نامحلول می باشد.

نتایج تجزیه شیمیایی نمونه های طبیعی کانیهای گروه فلدسپات  در این جدول ارائه شده است.

نتایج تجزیه شیمیایی نمونه های طبیعی کانیهای گروه فلدسپات

مشخصات فیزیکی و مکانیکی فلدسپار

نام فلدسپات یا فلدسپار Feldspar از واژه آلمانی (Feldspar)معادل واژه انگلیسی(Field Stone) گرفته شده است. “Spar” به معنی کانی با رنگ روشن و دارای محصولات هوازدگی بسیار نرم است. به عبارت دیگر به دلیل این که در نواحی ای که این کانی رخنمون داشته آثار دگرسانی و کائولینی شدن گسترش داشته به نام فلدسپار نام گذاری شده است. فلدسپات ها یک گروه از آلومینوسیلیکات های قلیایی خاکی هستند که فراوان ترین گروه کانی های موجود در پوسته زمین ( حدود ۶۰ %) تشکیل می دهند. فلدسپارها، اکثراً بی رنگ یا دارای رنگ روشن بوده و دوجهت رخ با زاویه ۹۰ درجه یا نزدیک به آن دارند. سختی این کانیها حدود ۶ بوده و وزن مخصوص آنها از ۵۵/۲ تا ۷۶/۲ (بجز فلدسپاتهای باریم دار) تغییر می کند.

فلدسپارها از نظر شکل و خواص فیزیکی رابطه نزدیکی با یکدیگر دارند ولیکن می توان آنها را به ۳ گروه تقسیم نمود که عبارتند از:

کلسیت،

پتاسیک

و سدیک.

فلدسپارهای باریم کمیاب بوده و دارای تقارن مونوکلینیک می باشد و اهمیتی به عنوان کانی های سنگ ساز ندارند..

فلدسپارهای پتاسیم دار تقارن مونوکلینیک می باشد. کانی های فلدسپار پتاسیم به چندین شکل مشخص تشکیل می شوند و دارای خواص فیزیکی و نوری متفاوت اما پیوسته می باشند.

فلدسپارهای سدیم و کلسیم دار (پلاژیوکلازها) که دارای تقارن تری کلینیک می باشد.

فلدسپار آمونیم (بودینگ تونیت) با تقارن مونوکلینیک نیز در سال ۱۹۶۴ از رسوب یکی از چشمه های آب گرم در کالیفرنیا معرفی شده است.

در بررسی ها معمولاً‌ از عنوان”کانی های گروه فلدسپات” استفاده می شود. این گروه شامل کانی های آلومینو سیلیکاته با کلاس تکتوسیلیکات ها هستند که حاوی پتاسیم، سدیم و یا کلسیم و به ندرت باریم هستند.

با درنظر گرفتن نوع کاتیون، نحوه تشکیل (حرارت و محیط تشکیل)، منشاء و سنگ مادر در طبیعت می توان آن ها را به شرح زیر تفکیک کرد: فلدسپات های آلکالن یا اُرتوکلازها (میکروکلین، ارتوز، سانیدین، آنورتوز) که از آنها درمنابع مختلف به نام های پتاسیم فلدسپات و آلکالن فلدسپات نیز نام برده می شود.

پلاژیوکلازها (ایزومورف های سری آلبیت، آنورتیت)

فلدسپاتهای سنگین (سلسیان – هیالوفان) که نادر بوده و فاقد ارزش اقتصادی هستند.

ازنظر تجاری کانیهای گروه فلدسپات، نفلین سینیت و آپلیت های غنی از فلدسپات همگی در صنایع سرامیک و شیشه مورداستفاده قرار می گیرند.

نفلین سینیت نیز یک سنگ آذرین درونی است و به دلیل اینکه ۸۰% تا ۹۵% آن از کانیهای فلدسپاتیک تشکیل شده از نظر تجاری همراه با فلدسپات ها مورد بررسی قرار می گیرد. فلدسپات ها و نفلین سینیت به عنوان منابع آلومینا و کمک ذوب های قلیایی درصنایع شیشه و سرامیک کاربرد گسترده ای دارند.

فلدسپاتهای پتاسیم دار، شامل سه کانی:

• ارتوکلاز
• میکروکلین
• سانیدین هستند

ارتوکلاز، دارای رخ کامل در راستای (۰۰۱)، یک جهت رخ خوب موازی با (۰۱۰) و رخ ناقصی در راستای (۱۱۰) دارد. بی رنگ، سفید، خاکستری، قرمز گوشتی و به ندرت زرد یا سبز بوده و رنگ خاکه آن سفید است.

میکروکلین، رخ کاملی در راستای (۰۰۱) و رخ خوبی در جهت (۰۱۰) با زاویه 89o 30’ دارد و به رنگهای سفید تا زرد روشن و به ندرت قرمز تا سبز دیده می شود. میکروکلینهای سبز به سنگ آمازون معروف هستند. این کانی نیمه شفاف تا شفاف است.

سانیدین، رخ کاملی درجهت (۰۰۱) و رخ خوبی در راستای (۰۱۰) دارد. بی رنگ و معمولاً شفاف است و رنگ خاکه آن سفید است. بطور کلی سری فلدسپاتهای پلاژیوکلاز، دارای رخ کاملی در راستای (۰۰۱) و رخ خوبی در جهت (۰۱۰) هستند. معمولاً‌ بی رنگ، سفید و خاکستری بوده و به ندرت به رنگهای سبز، زرد و قرمز گوشتی دیده می شوند. جلای آنها شیشه ای تا مرواریدی است و کانیهای شفاف تا نیمه شفاف هستند.

مشخصات فیزیکی ،مکانیکی و کانی شناسی-کانیهای اصلی فلدسپات

فلدسپارهای سدیم و کلسیم دار (پلاژیوکلازها):

• آنورتیت Anortite :

آنورتیت به فرمول شیمیایی (CaAl2Si2O8) فلدسپات نوع کلسیت است.

• بیتونیت
• لابرادور
• آندزین
• الیگوکلاز

• آلبیت Albite :

آلبیت به فرمول شیمیایی (NaAlSi3O8) فلدسپات نوع سدیک است. آنورتیت و آلبیت به دلیل آن که می توانند جانشین شوند، در ساختمان کانی پلاژیوکلاز شرکت می کنند.

فلدسپاتهای پتاسیم دار :

چند ریختی های فلدسپات پتاسیم عبارتند از :

سانیدین، ارتوکلاز، میکروکلین و آدولاریا.

• میکروکلین

نوع دمای پایین فلدسپات های پتاسیم دار، میکروکلین است. میکروکلین به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است. میکروکلین در سیستم تری کلینیک متبلور شده و در طیف وسیعی از سنگ های آذرین و دگرگونی در دماهای متوسط تا پائین می باشد.

این کانی از نظر ترکیب مشابه سانیدین و ارتوز است اما از آنجایی که درسیستم تری کلینیک متبلور می شود فرم تقارن آن مانند سانیدین نبوده و بنابراین مشابه آلبیت است.میکروکلین یک عضو سازنده مهم سنگهای آذرین مانند گرانیت ها و سینیت ها است که در عمق نسبتاً زیاد به آرامی سرد شده اند. این کانی فلدسپات پتاسیم دار متداول در پگماتیت ها است. در پگماتیت ها ممکن است میکروکلین و کوارتز با هم رشد کنند و دراین حالت بافت گرافیک را بوجود می آورند. این کانی در ایران، بیشتر در سنگهای آذرین درونی اسیدی مانند گرانیت ها و سینیت ها وجود دارد.

• ارتوز (ارتو کلاز)

پتاسیم فلدسپات به فرمول شیمیایی (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است. ارتوکلاز معمولی یکی از انواع مونوکلینیک در طیف وسیع سنگ های آذرین و دگرگونی در دماهای متوسط تا پائین می باشد.

میان سدیم فلدسپات (آلبیت) و پتاسیم فلدسپات، جانشینی محدودی وجود دارد و فلدسپات های این سری به انواع آلکالی فلدسپات ها شهرت دارند.

ارتوکلاز یکی از کانی های سازنده مهم گرانیت ها، گرانودیوریت ها و سینیت هایی است که در عمق متوسط و به صورت بسیار سریع رشد کرده اند. در ایران بیشتر در سنگهای آذرین درونی اسیدی از جمله در پگماتیت های ارتوکلازدار مشهد دیده می شود.

• سانیدین

سانیدین که پلی مورف دمای بالا و مونوکلینیک بوده و در سنگ های آتشفشانی رخ می دهد. سانیدین درسنگهای آذرین خروجی اسیدی، مانند ریولیت ها و تراکیت ها و توف های اسیدی دیده می شود. این کانی در سنگهایی دیده می شود که از سرد شدن سریع مواد مذاب آتشفشانی با دمای اولیه بالا به وجود آمده اند. در ایران، این کانی در تراکیت های شیشه ای زئولیت دار علی آباد قم یافت می شود (کانی شناسی سیلیکاتها، ۱۳۷۵)

• آدولاریا

آدولاریا که می تواند در سیستم مونوکلینیک یا تری کلینیک متبلور شود، فلدسپاری است که دارای شکل بلوری خاصی بوده و در رگه های هیدروترمال دمای پائین می باشد.

میکروکلین و سانیدین پلی مورف هایی با ارتباط نظم- بی نظم بوده و اتم های Al, Si به صورت تصادفی در مواضع شبکه ای خود در سانیدین توزیع شده اند اما در میکروکلین این توزیع دارای نظم می باشد.

شکل بی نظم،پلی مورف پایدارتر در دماهای بالاتر از ۷۰۰ درجه سانتگراد است و میکروکلین را می توان در این دما به صورت هیدروترمال تبدیل به سانیدین کرد.عکس این تبدیل تا کنون در آزمایشگاه انجام نپذیرفته است که علت امر نیز ظاهراً انرژی اکتیواسیون بالایی است که برای نظم بخشیدن به اتم های Al, Si لازم است.

ارتوکلاز و آدولاریا از نظر ساختمانی حدواسط بین سانیدین و میکروکلین می باشد.

احتمالا ًبیشتر ارتوکلازها در آغاز به صورت سانیدین متبلور شده اند. آدولاریا ظاهراً شکل نیمه پایداری است که تحت شرایط تبلور سریع در حوزه پایداری میکروکلین تشکیل می شود، بدین ترتیب که تبلور سریع مانع از ایجاد یک آرایش منظم Al,Si می گردد. در دماهای بالا محلول جامد کامل بین KALSi3O8 و NaAlSi3O8 وجود دارد. اعضای پتاسیم دارتر این سری دارای تقارن مونوکلینیک بوده و ارتوکلاز سدیم دار نامیده می شوند که پتاسیم در آنها بیش از سدیم است.

آنورتوکلاز:

اعضای سدیم دارتر این سری بیش از ۶۳% آلبیت دارند، دارای تقارن تری کلینیک بوده و آنورتوکلاز نامیده می شوند.

در دماهای کمتر محلول های جامد بینابینی موجود در بین ارتوکلاز و آلبیت نیمه پایدار بوده و در شرایط سرد شدن تدریجی شکسته شده و به صورت رشد درهمی از تیغه های نیمه موازی جهت دار در می آیند که ترکیب آنها به طور متناوب سدیم دار و پتاسیم دار می باشد. چنین رشد درهمی را پرتیت یا آنتی پرتیت می نامند. در پرتیت ها، پلاژیوکلاز به صورت لایه هایی دارای جهت یکنواخت، رگه ها یا قطعات پراکنده ای در ارتوکلاز یا میکروکلین دیده می شود. در آنتی پرتیت ها این رابطه برعکس می باشد.

چهارچوب چهار وجهی های متصل به هم AlO_۴, SiO_۴ در ساختارهای مونوکلینیک و تری کلینیک به شکل پیوسته و یک دست است. در دماهای بالا، یون های Na, K به صورت تصادفی در این چهارچوب ساختمانی توزیع شده و بلوری همگن را بوجود آورده اند.

در دماهای پائین تر بر اثر تشکیل لایه های غنی در پتاسیم و لایه های غنی در سدیم نظم به وجود آمده و صفحات متناوبی با تقارن مونوکلینیک یا رشته های مونوکلینیک و تری کلینیک بوجود می آید.

طبقه بندی سنگهای آذرین، به میزان زیادی براساس نوع و مقدار فلدسپات موجود است. به عنوان یک اصل، هرچه درسنگی درصد SiO_۲ بالاترباشد،مقدارکانیهای تیره آن کمتر فلدسپاتهای پتاسیم دار بیشتر و پلاژیوکلازهای آن سدیم دارتر خواهند بود و برعکس کاهش درص SiO_۲،موجب افزایش کانی های تیره و کلسیم دارتر شدن پلاژیوکلازها می شود.

تقسیم بندی فلدسپار ها براساس نوع کاتیون:

فلدسپارها را بسته به نوع کاتیون، نحوه تشکیل(حرارت و محیط تشکیل)، فشار و سنگ مادر می توان تقسیم بندی نمود :

• فلدسپارهای آلکالن یا ارتوکلازها ( میکروکلین، ارتوز، سانیدین و آنورتوز
• پلاژیوکلازها ( ایزومورف های سری آلبیت – آنورتیت )
• فلدسپارهای سنگین ( سلسیان – هیالوفان ) که نادر بوده و فاقد ارزش اقتصادی است.

• شرایط تشکیل و ژنز فلدسپار:

منابع عمده فلدسپارها عبارتند از:

پگماتیت ها، سنگ های گرانیتی، آپلیت ها، ماسه های فلدسپاتی و کوارتزیت فلدسپاتی.

کانی های گروه فلدسپات فراوانترین کانی ها در پوسته زمین هستند و حدود ۶۰% پوسته زمین را تشکیل می دهند. این کانی ها در ترکیب سنگ های آذرین، دگرگونی و رسوبی شرکت داشته و از نظر شرایط تشکیل بسیار متنوع هستند. مهمترین منبع تأمین کننده فلدسپات ها در پگماتیت ها، آپلیت ها و توده های نفوذی گرانیتی فاقد کانیهای تیره هستند. علاوه بر آن نفلین سینیت ها نیز به عنوان منبع فلدسپات مورداستفاده قرار گرفته اند.

زمین شناسی و پراکندگی فلدسپار در ایران

ذخایر عمده فلدسپات مربوط به توده های گرانیتی و محصولات هوازدگی فیزیکی آنها هستند. بنابراین جهت پی بردن به پراکندگی آن باید ادوار و محل هایی که توده های گرانیتی در پوسته ایران جایگزین شده اند، مورد بررسی قرار گیرند. براساس نتایج مطالعات و بررسیهای موجود، سن و موقعیت جغرافیایی سنگهای نفوذی عمده ایران به شرح زیر است (پورحسینی، ۱۹۸۳):

 توده های نفوذی پرتروزوئیک پسین‌

سنگهای نفوذی این دوره عمدتاً‌ در سنگهای دگرگونی منتسب به پروتروزوئیک بالایی تزریق شده اند و از نظر ترکیب شیمیائی سنگ به سه گروه تقسیم می شوند.

گرانیت ها و دیوریت های ذوب بخشی و میگماتیت ها که در ناحیه چاپدونی رخنمون دارند (حقی پور، ۱۹۷۸)ـ سنگ های نفوذی کالک آلکالن که در نواحی پشت بادام، موته، کلمرد و حسن رباط رخنمون دارند.

– سنگ های نفوذی آلکالن که در نواحی زنجان (گرانیت دوران)،‌برنورد، موته، زریگان، ناریگان و چادرملو رخنمون دارند. توده های نفوذی مزوزوئیک

بررســی گسترش و پــراکندگی توده های نفوذی مزوزوئیک نشان می دهد که این سنگها عمدتاً در لبه فعال قاره ای مزوزوئیک در جنوب غرب ایران مرکزی گسترش داشته و منشاء آنها مرتبط با فرآیندهای همراه با فرورانش در طول مزوزوئیک است. فعالیتهای ماگمایی در طی مزوزوئیک به صورت متناوب صورت گرفته که بیشترین فعالیت ها مربوط به تریاس میانی، ژوراسیک پسین و کرتاسه پسین بوده است. مهمترین فعالیت ماگمایی تریاس میانی در نواحی سیرجان و اسفندقه (بخش جنوبی زون سنندج – سیرجان) مشاهده می شود و علاوه برآن در امتداد زون سنندج- سیرجان، البرزغربی، کپه داغ و مشهد- آق دربند، کوههای تالش و لاهیجان نیزتوده های نفوذی تریاس گزارش شده است. فعالیت های ماگمایی در ژوراسیک پسین در بخشهای شمال غربی زون سنندج – سیرجان گسترش داشته و علاوه بر آن توده های نفوذی در آذربایجان، ماسوله، اسماعیل آباد، شیرکوه و کلاه قاضی، گلپایکان، شاه کوه، ده بید و بروجرد گزارش شده است.

 توده های نفوذی ائوسن پسین – الیگوسن

در ائوسن حجم عظیمی از گدازه و توف در البرز و ایران مرکزی تشکیل شده است که در ائوسن پسین و الیگوسن توسط سنگهای نفوذی قطع شده اند. سنگهای نفوذی با اهمیت این دوره در جنوب شرقی ایران و نزدیکی زاهدان رخنمون دارند.

 توده های الیگوسن – میوسن

آخرین فعالیت عمده ماگماتیسم در این زمان صورت گرفته که در قسمت های مرکزی و جنوب شرقی جبال بارز گسترش دارند. همچنین در شرق البرز توده های اکاپل و نوشا نیز مربوط به این دوره هستند.

 توده های نفوذی پلیوسن

لوکوگرانیت علم کوه و کوارتز پورفیری بانه و گرانیت قهرود کاشان احتمالاً مربوط به فعالیتهای این دوره هستند. معادن فلدسپات شناخته شده ایران در ارتباط با توده های نفوذی اسیدی بوده و از نظر موقعیت زمین شناسی در مناطق زیر گسترش دارند :

• کانسارهای فلدسپات در زون سنندج – سیرجان واقع در استانهای همدان و لرستان
• کانسارهای فلدسپات در زونهای البرز و البرز – آذربایجان واقع در استانهای آذربایجان، زنجان، تهران و گیلان
• کانسارهای فلدسپات زون ایران مرکزی واقع در استانهای خراسان و یزد.
• کانسارهای فلدسپات زونهای بینالود و منطقه لوت (بلوک لوت) واقع در استانهای خراسان و سیستان و بلوچستان.

باتوجه به گسترش فعالیتهای ماگمایی اسیدی در ادوار مختلف زمین شناسی و رخنمونهای متعددی از توده های نفوذی اسیدی پتانسیل معدنی کشور قابل توجه بوده ولی متأسفانه مطالعات سیستماتیک و دقیقی برروی آن انجام نگرفته است. بیشتر معادن موجود از نوع معادن کوچک بوده و در اثر پی جویی افراد محلی کشف و به صورت سنتی مورد بهره برداری قرار می گیرند.

انواع کانسارهای فلدسپار

انواع کانسارهای فلدسپات به ترتیب اهمیت عبارتند از :

• پگماتیت ها

سنگهای تمام بلورین هستند که حداقل برخی از بلورهای آن بسیار درشت بوده و همین درشتی بلورها معیار تشخیص آنها نسبت به سنگهای درونی است. پگماتیتها محصول باقیمانده تبلور بخشی مذابها هستند که از نظر سیلیس، آلومین، قلیائیها، آب، مواد فرار و عناصر فرعی و جزئی که به هر دلیل در مراحل قبلی نتوانسته اند وارد ساختمان بلورین کانیها شوند، غنی شده اند (میسون دمور،‌۱۹۸۲).

به دلیل وجود مواد فرار و آب، گرانروی مذاب پگماتیتی بسیار کم بوده و فشار مواد فرار نیز به توان آن برای تزریق شدن در داخل سطوح ضعف و شکستگیها می افزاید.

پگماتیت ها اکثراً همراه گرانیت ها بوده و عمدتاً‌ شامل کوارتز، فلدسپات، موسکوویت و در مواردی بیوتیت (ترکیبی مشابه گرانیت) است. مهمترین تفاوت در اندازه بلورها و تفاوت های بافتی است. پگماتیت ها براساس ساخت به دو گروه پگماتیت های ساده و پگماتیت های پیچیده تقسیم می شوند (گیلبرت و پارک، ۱۹۸۶).

در پگماتیت های ساده مهمترین کانیهای اقتصادی، کوارتز و فلدسپات هستند. درصورتی که اهمیت پگماتیت های پیچیده به دلیل حضور عناصر و کانی های نادر است.

پگماتیت های ذوب بخشی زیر در مناطق دارای دگرگونی شدت زیاد تشکیل می شوند. منشاء تشکیل این پگماتیت ها اولین محصول ذوب بخشی محسوب می شود. به طور کلی دمای تشکیل پگماتیت ها ۷۰۰ – ۵۰۰ درجه سانتیگراد است.

• آپلیت ها (تعبیر تجارتی)

سنگ های گرانیتی ریز بلور را که عمدتاً‌ از فــلدسپات و کـوارتز تشکــیل شده اند، آپلیت می گویند. این تعبیر برای توصیف دایکهای ریز بلور گرانیتی و یا رخساره حاشیه سرد شده سنگهای درونی گرانیتی که دارای ضریب رنگینی پائین و بافت مشخص که اصطلاحاً آن را “دانه قندی” یا “آپلیتی ” گویند، استفاده شده است (میدلموست، ۱۹۸۵).

از دیدگاه علمی آپلیت ها می توانند از نظر شیمیایی در محدوده گرانیت و گرانودیوریت ها باشند اما عبارت آپلیت عموماً ‌برای سنگهای ریز بلور با ترکیب گرانیت های آلکالن لوکوکرات یا گرانیت ها مورد استفاده قرار می گیرد. نسبت کوارتز و فلدسپات در آپلیت ها بسیار متغیر بوده و برخی از آنها ممکن است به رگه های کوارتزی ختم شوند. به طور کلی آپلیت ها و پگماتیت ها عمدتاً‌ در زون های حاشیه ای توده های گرانیتی مشاهده می شود.

• نفلین سینیت

نفلین سینیت یک سنگ متوسط تا درشت دانه است که اساساً‌ از نفلین، میکروکلین، آلبیــت تشکــیل شــده اند.

ترکیب شیمیایی نفلین (Na, K) AlSiO_۴ بوده که ترکیب ایده آل آنNaAl SiO_۴ است اما در طبیعت همواره در آن مقدار پتاسیم وجود دارد. سنگ های دارای نفلین در سراسر جهان پراکنده اند اما مقدار محدودی دارای ترکیب شیمیایی مناسب برای بهره برداری اقتصادی هستند.

فلدسپاتوئیدها گروهی از کانیهای آلومینو سیلیکاته هستند که دارای پتاسیم و سدیم و کلسیم بوده و ترکیب آنها مشابه فلدسپاتها است اما مقدار سیلیکای آنها کمتر است. این کانی ها از ماگماهای تحت اشباع (فقیر از سیلیس) متبلور شده و شواهد موجود نشان می دهد که یک ماگمای مادر اولیه مسئول تشکیل سنگهای تحت اشباع نیست (میدلموست، ۱۹۸۵). تئوری هایی که مورد تشکیل این خانواده از سنگها وجود دارد شامل:

• تشکیل ماگمای اولیه آلکالن
• متاسوماتیسم در گوشته بالایی یا پوسته تحتانی
• اختلاط ماگمایی در گوشته بالایی یا پوسته تحتانی

از نظر بهره برداری تنها نفلین سینیت هایی که دارای ۲۵-۲۰ درصد نفلین، ۵۴-۴۸ درصد آلبیت و ۲۳-۱۸ درصد میکروکلین باشند، مناسب هستند.

محصولات هوازدگی فیزیکی سنگهای فوق الذکر : کلیه سنگهای فوق الذکر در صورتیکه تحت تأثیر هوازدگی عمدتاً ‌فیزیکی قرار گیرند می توانند به عنوان ماده اولیه در تولید فلدسپات مورداستفاده قرار گیرند.

• آلاسکیت (تعبیر تجارتی)
• گرانیتها
• ماسه های فلدسپات
• کوارتزیت های فلدسپاتی

تاثیرات زیست محیطی

آژانس بین المللی سلامت جهانی سیلیس متبلور را به عنوان ماده سرطان زا معرفی کرده است. برای مثال مواد شیمیایی و معدنی که ۱/۰% یا بیشتر سیلیس متبلور داشته باشند، براساس استاندارد مؤسسه سلامت و بهداشت جمعیت برای مقابله با خطرات ناشی از ارتباط با محیط آلوده (Occupational Safety & Health Administration s`Hazard Communication Standard)  در آمریکا تحت نظارت قانون قرار گرفته اند، به طوریکه به صورت قانون کار، آموزش کارگران و برچسب زدن بر چنین محصولاتی مطابق روش های اعلام شده برای مواد سرطان زا (Material Safety Data Sheet, MSDS) می بایست انجام گیرد.

بنابراین تا زمانی که طی فرآوری، درصد سیلیس متبلور در فلدسپار کمتر از ۱% شود، فلدسپار تحت قانون فوق قرار می گیرد.

مصارف عمده فلدسپار

به طور کلی صنایع عمده مصرف کننده کانیهای گروه فلدسپات شامل : صنایع شیشه (جام، ظروف شیشه ای، فایبرگلاس)، صنایع سرامیک (بدنه سرامیک، کاشی، چینی بهداشتی،….) لعاب، پر کننده ها، ساینده ها و ا لکترودهای جوشکاری می‌باشد. از فلدسپات فرآوری نشده در تولید الومینا از نفلین سینیت، قطعات سنگی سخت قابل مصرف در راه سازی، اطفاء شعله در صنایع کبریت سازی و …. استفاده می‌شود.

تفکیک تجاری کانیهای گروه فلدسپات شامل فلدسپاتهای پتاسیم دار با حداقل K2O=0/010 و فلدسپاتهای سدیم دار با حداقلNa2o=0/07  می‌شود. مجموع درصد دو اکسید قلیایی k2O,Na2o تعیین کننده میزان مصرف آن در صنایع شیشه است.

قسمت اعظم کانی های گروه فلدسپات در صنایع سرامیک و شیشه مورداستفاده قرار می گیرد. میزان مصرف فلدسپات و نفلین سینیت در جهان در سال ۱۹۹۸ نشان می دهد.

میزان مصرف فلدسپات و نفلین سینیت در جهان در سال ۱۹۹۸

همان طور که دراین جدول مشاهده می شود، در سال ۱۹۹۸، حدود ۸۵ درصد از تولیدات جهانی کانی های فلدسپات در شیشه سازی و سرامیک سازی مصرف شده است.

یکی از اجزاء تشکیل دهنده فلدسپات ها، اکسیدهای عناصر آلکالن هستند که حضورشان به عنوان کمک ذوب در ساخت شیشه و سرامیک الزامی است و در واقع همین اکسیدها دلیل اصلی مصرف زیاد کانی های فلدسپات دراین دو صنعت است. تولید آلومینا از نفلـین سینــیت در سال ۱۹۹۸، حدود ۷% از کل مصرف را تشکیل می دهد.

سایر مصارف فلدسپات و نفلین سینیت در سال ۱۹۹۸ بالغ بر ۱۲۵۰ هزارتن بوده که در تولید ظروف شیشه ای، سرامیکهای خانگی، فیبر شیشه ای و لعاب، ترکیبات شیمیایی، پرکننده ها و آگرگات ها به کار می رود.

استفاده از فلدسپات سدیک معدن کاوان در تهیه لعاب و شیشه:

از فلدسپات سدیک به سبب دمای ذوب پایین(C1150^{^} ) چسبندگی کم و سایر موارد در تهیه انواع لعاب ها و شیشه استفاده می کنند،

استفاده از فلدسپات پتاسیک معدن کاوان به عنوان کمک ذوب:

حال آنکه فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته های سرامیکی کاربرد دارد.

• از آنجا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است.

آلکالی فلدسپاتها مصارف صنعتی فراوانی دارند ولی کاربرد صنعتی پلاژیوکلاز ها اندک است. مهمترین منبع آلکالی فلدسپات ها، پگماتیت ها و به ویژه نوع پگماتیت های بسیار عمیق آن است. بیش از ۵۰ درصد آلکالی فلدسپات ها در تهیه شیشه به مصرف می رسند. نقش فلدسپات ها در شیشه، بالا بودن مقاومت آن در مقابل خمش و جلوگیری از تبلور است.

کاربرد فلدسپات  معدن کاوان در چینی و سرامیک:

۳۰ درصد از الکالی فلدسپارها در صنایع سرامیک کاربرد دارند. در ساخت انواع محصولات سرامیکی از آلکالی فلدسپات بهره می برند.سرامیک های سیلیسی از رس، کوارتز، فلدسپار، نفلین سینیت و دیگر افزودنی ها مانند تالک، کربنات کلسیم و ولاستونیت ساخته می شوند.این آمیزه به همراه ۳۰ تا ۳۵% آب و مواد ضد فلوکه شدن مانند سیلیکات سدیم بالاتر از ۸۰۰ درجه سانتیگراد حرارت داده می شوند.

با انجام فرآیندهای لازم از آن می توان در تهیه چینی شفاف و نیمه شفاف، سرامیک کف و دیوار، سرویس بهداشتی، چینی الکتریکی، لعاب، کالاهای سفید و مینا استفاده کرد. میزان فلدسپار در سرامیک ۵۵-۱۰%، سرویس های سفید چینی شیمیایی و چینی هتل ۳۰-۱۵%، ۳۵-۲۵% در سرویس بهداشتی و ۵۰-۳۰% در چینی الکتریکی است.

فلدسپار سدیم نیز در چینی ها مورد استفاده قرار می گیرد چرا که ارزان تر بوده و خاصیت سیلان بیشتری دارد ولی نوع پتاسیم، هدایت الکتریکی کمتر، خاصیت نسوزی بیشتر و قویتر دارد که در چینی های عایق ولتاژ بالا کاربرد دارد.

استفاده از فلدسپات معدن کاوان به عنوان کمک ذوب:

فلدسپات ها به عنوان کمک ذوب در بدنه سرامیک ها استفاده می شود. صنعت سرامیک سازی حدوداً‌ ۶/۶ میلیون تن در سال، کمک ذوب مصرف می کند که قسمت عمده آن را فلدسپات ها تشکیل می دهند. به نظر می رسد که بیش از ۴۰% تقاضا برای فلدسپات و نفلین سینیت، یعنی حدود ۵/۵ میلیون تن در سال، در این صنعت مصرف می شود (راسکیل، ۱۹۹۹) محصولات عمده این صنعت شامل ظروف سفالی، ظروف چینی، ظروف سرامیکی، سفال سخت، کاشی دیوار و کف، سرامیک ساختمانی، سرامیک های تزئینی، چینی بهداشتی، چینی استخوانی، چینی بدل، چینی هنری، چینی صنعتی و مانند چینی الکتریکی است. گروه دیگری از سرامیک ها به نام سرامیک های ظریف وجود دارند که مصرف فلدسپات در آنها کم است.

مواد فلدسپاتی که در تولید سرامیک به کار می رود شامل فلدسپات، نفلین سینیت، آپلیت، پگماتیت های فلدسپاتی کرنیش ستون و ریولیت دانه ریز است.

فرمولاسیون سرامیک ها به دو بخش تقسیم می شود:

• شامل مواد سازنده نرم و خمیری و مواد سازنده سخت است. اجزاء‌تشکیل دهنده نرم،‌ رس ها و پرکننده های خنثی هستند که باعث تبدیل مواد به شکل دلخواه می شوند .
• اجزاء تشکیل دهنده سخت که اساساً ‌شامل کمک ذوب ها هستند این امکان را فراهم می کنند که شکل موردنظر، با کاهش حرارت مذاب تغییر نکرده و به همان حالت اولیه باقی بماند.

پودر فلدسپات دراین صنعت به علت وجود اکسیدهای آلکالن در حرارت نسبتاً‌ پائین ذوب شده و بــه صورت شـیشـه بقیه مواد را در برمی گیرد و علاوه برآن، سیلیس را به بدنه سرامیکی اضافه می کند و همچنین موجب افزایش مقاومت و ویسکوزیته لعاب های شیشه ای به کار رفته دراین صنعت می شود.

فلدسپات های سدیم دار و فلدسپات های پتاسیم دار هردو در این صنعت مصرف می شود ولی فلدسپات های پتاسیک کاربرد بیشتری دراین صنعت دارند. استفاده از نفلین سینیت ها دراین صنعت به جای فلدسپات های پتاسیم دار موجب صرفه جویی در مصرف انرژی می شود زیرا در درجه حرارت های کمتری ذوب می شود.

خواص فلدسپات ها به عنوان کمک ذوب به میزان سیلیس آزاد، درصد اکسیدهای آلکالن، نسبت سدیم و پتاسیم و ترکیب بدنه سرامیکی موردنظر بستگی دارد.

شیشه:

در حدود ۶۵ درصدازآلکالی فلدسپات ها در صنایع شیشه سازی استفاده می شود.در صنایع شیشه سازی از فلدسپات برای تأمین آلومینیوم و سدیم مورد نیاز شیشه استفاده می شود. فلدسپار به عنوان منبع Na_۲O, Al_۲O_۳ K_۲O, و سیلیس در تولید انواع شیشه (تخت، ظروف، فایبرگلاس، شیشه بوروسیلیکات و تلویزیون)بکار می رود. درصد فلدسپار شیشه از ۵/۰-۰% در شیشه تخت و الیاف فایبرگلاس، ۸ % در ظروف شیشه و ۱۱% در برخی شیشه های خاص ۱۸% در فایبرگلاس های عایق. آلومینا باعث افزایش امکان کارکردن با شیشه مذاب شده و مقاومت آن را در برابر مواد شیمیایی و خوردگی زیاد می کند. آلکالی ها نقش روان کننده داشته و با حمله به دیگر کانی های مخلوط مانند سیلیس انحلال و ذوب آن را آسانتر می کنند.

صنایع شیشه سازی یکی از مهمترین مصرف کنندگان فلدسپات و نفلیت سینیت است که تقریباً‌ نیمی از تقاضا برای آنها را پوشش می دهد. دراین صنعت مواد اولیه به سه منظور مورداستفاده قرار می گیرند. برخی از این مواد سازنده های شیشه هستند، گروهی به عنوان پایدارکننده و برخی دیگر به عنوان کمک ذوب مصرف می شوند.

درساخت شیشه بیش از ۷۰ کانی برای حصول خصوصیات مورد نظر به کار می رود که مهمترین آنها سیلیس، کربنات کلسیم و بی کربنات سدیم هستند. کانی اصلی تشکیل دهنده شیشه، سیلیس است که استفاده از آن، باعث پایداری بالای شیشه در درجه حرارت معمولی و درصورت داشتن ساختمان بی نظم موجب پایداری شیشه در درجه حرارتهای بسیار بالاتر می شو MgO،CaO و Al_۲O_۳ به عنوان پایدارکننده در شیشه به کار می روند. در شیشه سازی فلدسپات به عنوان ماده اولیه برای افزودن آلومینا (Al_۲O_۳) به شیشه به کار می رود که یکی از اجزاء بسیار مهم شیشه است. شیشه معمولی یک تا دو درصد آلومینا دارد. گرچه درصد قابل توجهی آلومینا در اغلب شیشه ها وجود ندارد ولی این اکسید باعث می شود که کارکردن با شیشه آسان شده و همچنین باعث افزایش مقاومت شیشه در برابر خوردگی شیمیایی، افزایش سختی و دوام شیشه شده و امکان تبلور شیشه را کاهش می دهد. هنگامی که مقداری از مواد نسوز کوره در شیشه حل می شود آلومینا هم وارد شیشه می شود. بسیاری از مواد اولیه به کار رفته در شیشه، آلومینا را به صورت ناخالصی به همراه دارند ولی بهترین روش اضافه کردن آلومینا به شیشه، استفاده از فلدسپات به عنوان ماده اولیه است. K_۲O،Na_۲OوB2O_۳ به عنوان کمک ذوب در صنایع شیشه مورداستفاده قرار می گیرند و مصرف آنها باعث پائین آوردن نقطه ذوب و آمیختن سایر مواد خام با یکدیگر می شود. کانیهای گروه فلدسپات تأمین کننده اکسیدهای قلیایی (Na_۲O, K_۲O) دراین صنعت است.

شیشه ها انواع گوناگون دارند که برحسب نیاز بازار میزان تقاضا برای آنها متفاوت است و مهمترین انواع آنها، ظروف شیشه ای، شیشه جام و فایبرگلاس است. ظروف شیشه ای برای بسته بندی مواد به کار می رود و در فرآیندهای ممتـد با به کـار بردن قالبــهای گونـاگون بـه شکل دلخواه ساخته می شود. این گروه بیشترین مصرف شیشه را به خود اختصاص می دهد و در اکثر کشورهای جهان بیش از ظروف آلومینیومی، استیل و پلاستیکی، برای بسته بندی مواد به کار می رود. نوع دیگر شیشه که مصارف زیادی دارد. شیشه جام یا تخت است. در این شیشه هر دو رویه تخت بوده و نور را از خود عبور می دهد. از این نوع شیشه در ساخت پنجره، شیشه اتومبیل، آئینه، صفحات خورشیدی و … استفاده می شود. عمده ترین روش تولید این نوع شیشه، فرآیند شناورسازی است که توسط پیلکینگتون در سال ۱۹۹۵ ابداع شد. دراین فرآیند شیشه مذاب بر روی یک لایه مذاب نازک شناور شده و باعث می شود که یک سطح کاملاً‌یکنواخت در شیشه به وجود بیاید.

یکی دیگر از محصولات مهم صنایع شیشه سازی، فایبرگلاس ها هستند. کاربرد عمده این محصول برای عایقها استحکام و فیبرهای نوری است. بازار اصلی فلدسپات و نفلین سینیت در فایبرگلاس در تولید عایقها است. به طوری که بیش از ۱۸% مواد اولیه را در اینگونه محصولات تشکیل می دهد. فایبرگلاس معمولاً‌دراثر کشیده شدن یک تکه از شیشه مذاب و تغییر شکل آن به صورت یک رشته، با استفاده از رقیق کردن یا چرخش سریع مذاب، ساخته می شود.

ساخت فریت های لعاب و لعاب شیشه ای :

به طور کلی لعاب ها بـرای پوشــاندن سطح فلزات به کار می روند. کاربرد لعاب های شیشه ای نیز با عملکردی مشابه با سایر لعاب ها برای پوشش سطح بدنه های سرامیکی است. علت اصلی استفاده از لعاب ها، افزایش مقاومت محصولات در برابر واکنشهای شیمیایی، ‌افزایش مقاومت حرارتی و بهبود بخشیدن به ظاهر این گونه محصولات است.

مهمترین جزء سازنده لعاب ها و لعاب های شیشه ای، فریت ها هستند. مواد خام اصلی تشکیل دهنده فریت ها شامل کوارتز، فلدسپات و بوراکس است که از گداختن این گونه مواد، نوعی مذاب شیشه ای حاصل می شود که آن را بر روی غلطک های سرد شده یا داخل آب ریخته و سریع سرد می کنند. ماده بدست آمده نوعی شیشه شکننده بوده که فریت نامیده می شود. به دلیل فرآیند سردشدن سریع فریتها چه درحالت خشک و چه درحالت مرطوب به آسانی به پودر تبدیل می شوند.

استفاده از فلدسپات معدن کاوان در ساینده ها‌ :

مقدار کمی فلدسپات ها درساخت ساینده ها به کار می رود. ساینده ها موادی هستند که برای آسیاب کردن، صیقل دادن، خراشیدن، پرداخت کردن و پاک کردن به کار می روند. علت استفاده فلدسپات ها در ساخت این گونه مواد، شکستگی زاویه دار و سختی متوسط آنها است. این کانی ها دارای دو سیستم رخ عمود برهم هستند که همین امر باعث ایجاد لبه های تیز،‌ ذرات جدا از هم برای سایش و تجمع سطحی سست در آنها است.

ساینده هایی که از فلدسپات هایی مانند آنورتوزیت ساخته می شوند برای پاک کردن گرد و غبار موجود در سطح اشیاء نسبت به سایر ساینده ها برتری دارند. آنها جانشین خوبی برای ساینده هایی از جنس ماسه سنگها هستند زیرا سختی کمتری داشته و بنابراین به میزان کمتری سطوح شیشه یا لعاب ها را خراش می دهند.

استفاده از فلدسپات معدن کاوان در الکترودهای جوشکاری :

فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان کمک ذوب درساخت پوشش الکترودهای جوشکاری به کار می رود. اگر چه وجود مواد فلدسپاتی نقش مهمی را به عنوان کمک ذوب در فرآیند جوشکاری ایفا می کند ولی تقاضا برای این مواد در ساخت الکترودهای جوشکاری اندک است.

مخلوط فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان تشکیل دهنده روباره در کمک ذوب های بین ۵ تا ۱۰ درصد مواد اولیه خشک را در مخلوط شامل می شوند. مصارف جوشکاری عمدتاً‌ در کشتی سازی، ساخت وسایل نقلیه، ساخت سازنده های فلزی ساختمان سازی و ساخت دیگ های بخار است.

آینده مصرف فلدسپات در الکترودهای جوشکاری ارتباط مستقیمی با صنعت فولاد دارد. تولید فولاد به شدت متأثر از اوضاع اقتصادی در جهان است. برای مثال، میزان تولید آن در اوایل دهه ۷۰، ۸۰، ۹۰ به دلیل رکورد اقتصادی، کاهش نشان می دهد. میزان تقاضا برای فولاد در میزان تقاضا برای ساخت الکترودهای جوشکاری و درنتیجه برمیزان مصرف فلدسپات در ساخت آنها اثر می گذارد.

دیگر کاربردهای فلدسپات معدن کاوان:

براساس خواصی مانند سختی، درخشندگی، ضریب شکست، خنثی بودن و… باعث شده فلدسپار و نفلین سینیت به عنوان یک پرکننده در صنایع پلاستیک، لاستیک، چسب، عایق، در مواردی تمیز کننده و همچنین صابون مفید شناخته شود ولی میزان مصرف آنها در این گونه صنایع بسیار اندک ( ۵ % ) است.

برای مثال کاربرد مواد فلدسپاتی به عنوان پرکننده و توسعه دهنده بسیار کم بوده و تقریباً مقدار به کار رفته درتولید رنگ است که سبب مقاومت در برابر سایش می شود.

میزان مصرف مواد فلدسپاتی در تولید پلاستیک حدود ۳۰۰۰۰ تن درهرسال است (راسکیل، ۱۹۹۹). یکی از مشکلات استفاده از فلدسپات به عنوان پرکننده،‌مقدار سیلیس موجود در آن است. زیرا استنشاق آنها مخصوصاً‌ در مواقعی که اندازه ذرات پودر شده بسیار ریز باشد موجب عارضه سیلیکوز در انسان می شود. این عارضه سینه دردی است که در اثر تنفس پودر سیلیس به وجود می آید. این امر سبب شده که در بسیاری از کشورها میزان سیلیس پودر شده در پودر فلدسپات را تا حد قابل قبولی کاهش دهند. اثرات زیان آور پودر سیلیس در سلامت انسان، موجب شده که تقاضا برای نفلین سینیت به عنوان پرکننده در بازار نسبت به فلدسپات ها افزایش یابد.

 کاربردهای فلدسپات فرآوری نشده:

کاربرد فلدسپات در تولید آلومینا:

یکی از کاربردهای این گونه فلدسپات ها در تولید آلومینا است. در کشورهای مشترک المنافع عضو اتحاد جماهیر شوروی سابق (CIS) آلومینا از نفلین سینیت تولید می شود و سپس در ساخت فلز آلومینیوم به کار می رود. در این کشورها میزان آلومینای تولید شده از نفلین سینیت بیشتر از بوکسیت است چون روسیه از نظر ذخایر بوکسیت فقیر است.

کاربرد فلدسپات در ساخت

سایر مصارف فلدسپات های فرآوری نشده در ساخــت قطعات سنگی قابل مصرف در راه سازی، اطفاء شعله در صنایع کبریت سازی، مخلوط تشکیل دهنده بدنه آجر، پوشش دانه ای سقف، سنگ ریزه های موردمصرف در مرغداری و به عنوان بالادست خط آهن است.

تفکیک تجاری کانیهای گروه فلدسپار شامل فلدسپارهای پتاسیم دار با حداقل۱۰%K_۲O= و فلدسپارهای سدیم دار با حداقل ۷%Na_۲O= می شود.

مجموع درصد دو اکسید قلیایی(K_۲OوNa_۲O) تعیین کننده میزا ن مصرف آن در صنایع شیشه است. درصنایع گوناگون بیشتر از نفلین سینیت به عنوان پرکننده استفاده می شود. کاربرد اصلی فلدسپات و نفلین سینیت به عنوان پرکننده در صنایع رنگسازی است که تقریباً‌ حدود ۳۰۰ هزارتن در هر سال، معادل ۹۰-۸۵ درصد مصرف پرکننده ها دراین صنعت است (راسکیل، ۱۹۹۹)،

تقاضا برای فلدسپات و نفلین سینیت در صنعت رنگ سازی با ابداع تکنولوژی جدید تولید آسترها افزایش پیدا کرده است. آسترهای دربردارنده آب مهمترین نوع آستر بوده و حلال اصلی آن آب است. ماده پرکننده اصلی به کار رفته در این گونه آسترها نفلین سینیت و ولاستونیت است چون آسترهای دربردارنده آب باید PH بازی داشته باشند و کانی ذکر شده، PH این آسترها را تا حدود ۱۰ بالا می برد. مزیت دیگر استفاده از این کانی ها، سهولت پراکندگی آنها در آب است.

توسعه تکنولوژی در صنایع تولید آستر، منجر به تولید آستر پودری شده است. پرکننده اصلی به کار رفته در اینگونه آسترها باریت و ولاستونیت است ولی استفاده از نفلین سینیت در ساخت آنها به سرعت رو به افزایش است. نفلین سینیت موجب افزایش مقاومت سایش در آسترها شده و ظرفیت گرمایی ویژه بالای آن، جریان مذاب را در تولید این گونه آسترها بهبود می بخشد.

مطالعات بسیار زیادی برروی کمیت و کیفیت کانی های گروه فلدسپات در صنایع انجام گرفته و بسته به نوع محصول تولیدی، روش تولید و کیفیت آن، مقادیر متفاوتی از این کانه در صنایع گوناگون مصـرف می شود. در صنایع سرامیک، میزان مصرف کانیهای گروه فلدسپات در ظروف سرامیکی ۲۰-۱۷ درصد، کاشی دیوار ۱۱-۰ درصد و چینیهای الکتریکی ۳۵-۲۵ درصد است.

درصنایع شیشه، میزان مصرف این کانی در ظروف شیشه ای ۸ درصد، عایقها تولیدشده از فایبرگلاس ۱۸% و شیشه های مخصوص ۱۱۱ درصد است (۱۹۹۸،Industrial Minerals.) کیفیت کانیهای گروه فلدسپات براساس ترکیب شیمیایی آنها تعیین شده که برهمین اساس نیز مورد مصرف آن درصنایع مختلف تعیین می شود. علاوه برآن یکنواختی دانه بندی نیز دارای اهمیت است.

تفکیک تجارتی کانیهای گروه فلدسپات شامل فلدسپات های پتاسیم دار با حداقل _۱۰%=K_۲O، فلدسپات های سدیم دار، باحداقل ۷%=Na2O می شود. مجموع درصد اکسیدهای قلیایی (K_۲O, Na_۲O) تعیین کننده میزان مصرف آن در صنایع شیشه است.

فلدسپات های مناسب برای صنعت شیشه باید حدود ۱۹%،Al_۲O_۳ داشته باشد درصورتی که نفلین سینیت مورد مصرف در صنایع شیشه باید دارای ۲۳%، Al_۲O_۳ باشد.

درانواع فلدسپات های مختلف تجارتی مقدار آهن یکی از عوامل تعیین کننده کیفیت آن است. برای تولید شیشه های با کیفیت بالا مقدار آهن نباید از ۰۵/۰ درصد تجاوز کند. حد عمومی اکسید آهن (Fe_۲O_۳) در فلدسپات های مورد مصرف در صنایع شیشه ۰۸/۰ درصد است. در مورد نفلین سینیت نیز برای انواع فقیر از آهن ۱/۰ درصد و غنی از آهن ۳۵/۰ درصد است. در صنایع سرامیک حد مجاز آهن به صورت Fe_۲O_۳ حدود ۰۷/۰ درصد است. گرچه دربعضی از محصولات در تولید بدنه می توان این حد را کمی بالاتر برد. درمورد نفلین سینیت مصرفی در صنایع سرامیک نیز حد مجاز آهن حدود ۰۷/۰ درصد تعیین شده است (راسکیل ۱۹۹۹) فلدسپات به کار رفته در ساخت الکترودهای جوشکاری وساینده به ترتیب می تواند دارای ۵/۱% و۲/۱% آهن باشد (راسکیل، ۱۹۹۹) علاوه برتفاوت در مقدار آهن به کار رفته در صنایع گوناگون، اندازه ذرات فلدسپات نیز، در هریک از صنایــع مصرف کننده متفاوت است. اندازه ذرات فلدسپات های موردمصرف درصنایع شیشه بین ۴۰-۲۰ مش بوده و این اندازه برای نفلین سینیت ۳۰ مش است. اندازه ذرات فلدسپات ها و نفلین سینیت های موردمصرف در صنایع سرامیک کمتر از ۲۰۰ مش است.

تعداد زیادی از نهشته های فلدسپات با مشخصات تجاری متفاوت در اکثر نقاط جهان بهره برداری می شود. بنابراین مشخصات کمی و کیفی آن در صنایع مصرف کننده در اکثر کشورهای جهان به طور دقیق مشابه یکدیگر نیست.

مشخصات فلدسپات تجاری موردمصرف در صنایع شیشه و ظروف سفالی

مقادیر اکسیدهای آلکالن و آلومین در انواع مختلف شیشه( درصد)

ترکیب شیمیایی فلدسپات هایی که به طور متداول در ساخت بدنه ظروف چینی در کشورهای عمده تولید کننده این ظروف به کار می رود

ترکیب شیمیایی تپییک نمونه های فلدسپات در ایران

مشخصات فلدسپاتهای به کار رفته به عنوان پرکننده

موادی که به عنوان پرکننده به کار می روند باید به صورت پودر، عاری از سنگ ریزه، خنثی و نامحلول بوده وضریب شکست بالا و وزن مخصوص پائینی داشته باشند. بایداندازه ذرات ریز بوده و دانه بندی آنها متناسب با نوع کاربردشان باشد. استفاده ازمواد فلدسپاتی درمقایسه با سایرپرکننده ها از برخی جهات دارای برتری است. آنها دارای شفافیت خشک خوب، پراکندگی خوب، PH ثابت بوده و خنثی هستند، اینگونه پرکننده ها در برابر اسیدها مقاوم بوده و میزان جذب روغن در آنها پائین است.

اندازه ذرات نفلین سینیت به کار رفته در رنگ به عنوان یک پرکننده باید حدود ۱۰ تا ۴۴ میکرون، جذب روغن آن بین ۲۰ تا ۳۵ (g/100g)،‌وزن مخصوص ۶۱/۲، ضریب شکست حدود ۷۰/۲ و شکل ذرات آن باید گرد باشد (۱۹۹۸) ( Industrial Minerals).

اندازه ذرات فلدسپات به کار رفته در کمک ذوب موردمصرف در ساخت پوشش الکترودهای جوشکاری، نباید متجاوز از ۲۵۰ میکرون باشد چون ممکن است باعث ایجاد خصوصیات جوش خوردگی غیرقابل پیش بینی شود. استاندارد اندازه ذرات در آنها به طور مشخص حدود ۷۵ میکرون است. این کمک ذوب ها باید نسبتاً‌ خنثی باشند. اندازه ذرات فلدسپات به کار رفته در ساینده ها، حدود ۱۰۰ میکرون است در مورد پودرهای صنعتی پرداخت کننده، اندازه ذرات درشتر از ۱۰۰ میکرون و در برخی از موارد برای ترکیبات صیقل دهنده کمتر از ۲ میکرون است. اندازه ذرات به کار رفته در ساینده ها باید به دقت مشخص شود، به طوری که نه آنقدر درشت باشد که باعث خراشیدن سطوح شود و نه آنقدر ریز باشد که هیچگونه عمل سایشی را انجام ندهد.

 استانداردها:

• در شیشه نوع سدیم

و در

• سرامیک نوع پتاسیم

ارجحیت دارند.

فلدسپار با درجه بندی شیشه:

۶-۴% K2O،۷-۵% Na2O،۱۹% Al2O3 و حداکثر ۰۸/۰% Fe2O3 و اندازه ۴۰-۲۰ مش.

استاندارد فلدسپار در سرامیک یا سفال:

۵-۱۴% K_۲O، حداکثر ۰۷/۰% Fe_۲O_۳ و ۲۰۰ مش.

باتوجه به وجود پدیده انحلال جامد در بین کانی های گروه فلدسپات تعیین استاندارد از دیدگاه کانی شناسی مشکل بوده و معیار آن ترکیب شیمیایی محصول تولیدی است.

علاوه برآن اندازه ذرات به عنوان معیار دیگری برای محصول تولیدشده درصنایع مختلف موردتوجه قرار می گیرد. تجزیه شیمیایی تیپیک فلدسپات های تجارتی را نشان می دهد(هندی بوک کانی های صنعتی، ‌۱۹۹۸ و لوفوند، ۱۹۸۳)

تجزیه شیمیایی تپیک فلدسپات های تجارتی

کاربرد فلدسپات در بازیافت:

بازیافت ظروف شیشه ای در حال افزایش است، نرخ بازیافت آن در آمریکا ۳۵% و دربعضی کشورهای اروپایی تا ۹۰% است. کاربری دیگر ظروف بازیافتی، پیش ماده فایبرگلاس است (تا۴۰%) بازیافت بعد از مصرف شیشه تخت، فایبرگلاس و انواع خاص شیشه بسیار نادر است.
کاربرد فلدسپات در جایگزین ها:

 کاربرد فلدسپات درساینده:

بوکسیت وآلومینا(آلومینای ذوب شده)،کروندم، الماس، دیاتومیت، گارنت، منیتیت، نفلین سینیت، الیوین، پرلیت، پومیس، ماسه سیلیسی، استارولیت، تریپلی، کاربید سیلیسیوم، ایلمنیت.

کاربرد فلدسپات بعنوان پرکننده :

تری هیدرات آلومینیوم، باریت، کربنات کلسیم، کائولن، میکا، نفلین سینیت، پرلیت، پیروفیلیت، تالک، سیلیس میکروکریستالین، سیلیس سنتز شده(پودر شده)، سیلیس مصنوعی وولاستونیت.

کاربرد فلدسپات در تهیه شیشه:

آلومینای کلسیم دار شده یا کلسیته یا هیدرات آلومینا (شیشه های مخصوص)،آپلیت، سرباره فولاد، خرده شیشه، کائولن،کولت (فایبرگلاسهای مصرف شده در نساجی)، نفلین سینیت (ظروف شیشه ای و فایبرگلاس های مصرف شده در ساخت عایق) و روباره در صنایع فولاد بوده که پس از جدایش آهن به روشــهای مناطیسی به عنوان منبع آلومینا و کمــک ذوب در صنـایع شیشه مورد استفـاده قرار می گیرد.

میزان مصرف ظاهری فلدسپات در جهان

در طی این دوره ( ۱۹۹۷ – ۲۰۰۱) با نرخ رشد ۵/۷%، از ۱۱۰۳۰ هزار تن در سال ۱۹۹۷ به ۱۲۱۴۹ هزار تن در سال ۱۹۹۹ و ۱۴۶۴۹ هزار تن در سال ۱۹۹۸ افزایش یافته است.

مصرف جهانی فلدسپات در سالهای (۲۰۰۱-۱۹۹۷ )

میزان مصرف جهانی فلدسپات در فاصله سال های( ۲۰۰۱-۱۹۹۷)

روش های فراوری فلدسپار

فلدسپات ها در ابتدا به صورت بلورهای درشت از پگماتیت ها مورد بهره برداری قرار گرفته اند و به همین دلیل از نظر خلوص نیازی به فرآوری نداشته اند. با افزایش تقاضا، روش های فرآوری به منظور استحصال فلدسپات ها از سنگهای متفاوت مدنظر قرار گرفت و هم اکنون بسیاری از واحدهای بزرگ تولیدی جهان محصولات خود را پس از فرآوری به بازار جهانی عرضه می کنند.

بعد از خردکردن اولیه فلدسپار در خردکننده ثقلی تا اندازه ۲۵ میلیمتر خرد می شود و سپس توسط آسیاب میله ای تا ۲۰-۴۰ مش ریز می شود. در ادامه کانه در هیدروسیکلون آهک زدایی شده و در طی شناورسازی میکاهای همراه بوسیله یک آمین جمع آوری می گردد. توسط یک جمع کننده آنیونی کانه های آهن (بیشتر گارنت و ایلمنیت) نیز از مجموعه حذف می گردد و سرانجام یک آمین دیگر فلدسپار را برداشت کرده و کوارتز را باقی می گذارد. فلدسپار برداشت شده، فیلتر شده، خشک شده و ممکن است با یک آهنربای با شدت بالا تمیز شود و سرانجام آسیاب شده ودر فضای بسته توسط هوا طبقه بندی می شود.

آلکالی فلدسپات ها همراه با گرانیت ها، آپلیت ها، آلاسکیت ها و رگه های کوارتز فلدسپات پیدا می شوند. آلکالی فلدسپات ها از پگماتیت ها به روش سنگ جوری جدا می شوند. در حالی که تهیه آنها از گرانیت ها، آپلیت ها، آلاسکیت ها به روش فلوتاسیون انجام می گیرد. میکاها و تورمالین از جمله کانی های مزاحم آنها به حساب می آیند.

درتولید فلدسپات های تجارتی تکنیکهای متفاوت کانه آرایی مورداستفاده قرار می گیرد. این مراحل به صورت عمومی شامل خردایش، پودر کردن، جدایش مغناطیسی، فلوتاسیون، فیلتراسیون و خشک کردن هستند. درمورد کانسنگ های پگماتیتی نیز تنها خردایش و پودر کردن به صورت خشک انجام می گیرد.

فلوتاسیون یکی از روشهای متداول درتولید فلدسپات ها است که در دهه ۴۰ در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت و اولین واحد فوتاسیون فلدسپات در اروپا درسال ۱۹۶۵ فعال گردید. شکل (۲) فلوشیت کارخانه فلوتاسیون ”اسن اگزاسیباسی” ترکیه را که دارای ظرفیت ۶۵۰ هزارتن در سال است را نشان می دهد.

فلوشیت کارخانه فلوتاسیون اسن اگزاسپباسی ترکیه (راسکیل ،۱۹۹۹)

درکارخانه های فلوتاسیون آمریکا عموماً‌ از سه مرحله فلوتاسیون به منظور جدایش میکا، گارنت های آهن دار و کوارتز استفاده می شود. درصورتی که خوراک اولیه از ماسه های فلدسپاتی که معمولاً‌ فاقد میکا هستند تأمین شود، مرحله فلوتاسیون میکا حذف خواهد شد. از مهمترین کانسنگ های فلدسپات آلاسکیت را می توان نام برد که در سه واحد فرآوری در آمریکا مورداستفاده قرار می گیرد.

همان گونه که قبلاً ‌ذکر شد تنها دو کارخانه فرآوری نفلین سینیت در جهان مورد بهره برداری قرار گرفته که یکی در انتاریوی کانادا و دیگری در آلتافیورد نروژ واقع شده است. دراین فرآیند سه مرحله خردایش وجود دارد و سپس به کمک جداکننده مغناطیسی با شدت بالا، درصد اکسید آهن به ۱/۰ درصد رسانیده می شود. محصول تولیدی این فرآیند در دو رده تولید برای صنایع شیشه و سرامیک مــورد استفاده قـرار می گیرد.

جدول مراحل فرآوری فلدسپار

.

فلوشیت فرآوری نفلین سینیت در نروژ(راسکیل،۱۹۹۹)

ناخالصیهای فلدسپار و ضرورت فرآوری آن

علاوه برکانیهای اصلی همراه با کانسنگ فلدسپات، فلدسپات پتاسیم دار، فلدسپات سدیم دار،‌کوارتز و مسکوویت، کانیهای فرعی و جزئی نظیر لپیدولیت، زیرکن، گارنت، تورمالین، ‌توپاز، اپیدوت، آپاتیت، آلانیت،‌ بریل، فلوریت،‌ ولفرامیت،‌کاسیتریت نیز به مقادیر متفاوت ممکن است حضور داشته باشند.

معمولاً ‌کانی های اصلی از نظر ابعاد درشت هستند اما کانیهای فرعی و جزئی ریزتر بوده و جهت جدایش آن ها نیاز به خردایش و انجام مراحل مختلف کانه آرایی است.

درکشورهای اروپایی تعداد زیادی از معادن کوچک و بزرگ وجود دارد که بخش اعظم آنها معادن روباز کوچک هستند، به همین دلیل معدنکاری درمقیاس بزرگتر و ایجاد کارخانه های فرآوری به منظور تولید محصول با کیفیت مناسب و همگن به صورت اقتصادی ضرورت یافته است. به دلیل اهمیت اقتصادی کانیهای همراه با فلدسپات ها معمولاً‌درطی فرآیند فرآوری محصولات جانبی نیز تولید خواهد شد که بسته به ترکیب کانی شناسی کانسنگ دارد.

روش های استخراج فلدسپار

آلکالی فلدسپاتها مصارف صنعتی فراوان دارند، ولی کاربرد صنعتی پلاژیوکلازها اندک است. آلکالی فلدسپاتها همراه با گرانیت ها، آپلیت ها، آلاسکیت ها و رگه های کوارتز فلدسپات پیدا می شوند، آلکالی فلدسپات ها از پگماتیت ها به روش سنگ جوری جدا می شوند در حالی که تهیه آنها از گرانیت ها، آپلیت ها و آلاسکیت ها به روش فلوتاسیون انجام می گیرد. میکاها و تورمالین از جمله کانیهای مزاحم آنها به حساب می آیند.

سنگ های سخت فلدسپار با روش های روباز، طی مراحل حفاری، انفجار، شکست ثانویه خردشده با بیل جمع آوری می شود. سنگ های درونی هوازده با اسکراپر یا لودر به کامیون ها یا تسمه نقاله منتقل می شود.

ذخایر و پتانسیل های عمده فلدسپار در ایران

با توجه به اینکه معادن فلدسپات شناخته شده ایران در ارتباط با توده های نفوذی بوده و محل استقرار توده های نفوذی نیز اکثراً در زونهای گسله و تکتونیکی است، می‌توان گفت به دلیل اینکه ایران، یک سرزمین فعال از نظر بالطبع ذخایر فلدسپات در آن بسیار فراوان است.

معادن فلدسپات شناخته شده ایران عمدتاً مرتبط با توده های نفوذی اسیدی مانند گرانیت ها و گرانیتوئیدها و بوده و از نظر موقعیت مکانی در مناطق زیر قرار دارند:

٭ کانسارها و توده های فلدسپات دار استان خراسان که درزون های ساختمانی- رسوبی بینالود، ناحیه لوت و ایران مرکزی واقع شده اند.

٭ کانسارها و توده های فلدسپات دار استانهای زنجان، آذربایجان، گیلان و تهران که در زورن ساختمانی البرز- آذربایجان واقع شده اند.

٭ کانسار و توده های فلدسپات دار واقع در استانهای همدان و لرستان که در زون سنندج – سیرجان واقع شده اند.

٭ کانسار و توده های فلدسپات دار واقع در استان یزد که در زون ایران مرکزی واقع شده اند.

٭ توده های فلدسپات دار در استان سیستان و بلوچستان که در ناحیه لوت واقع شده اند.

ذخایر عمده فلدسپار در جهان

مقادیر ذخیره پایه و اقتصادی فلدسپات در سال ۲۰۰۴ در دسترس نیست. ذخایر شناخته شده فلدسپات بیش از مقدار مورد تقاضا در سطح جهان است. ذخایر اقتصادی فلدسپات در ۷۰ کشور جهان شناخته شده است و درحال حاضر ۵۰ کشور در زمینه تولید فلدسپات فعالیت دارند.

بر اساس داده هامجموع ذخایر کشورهای آمریکا، آرژانتین، ایتالیا، برزیل، کره جنوبی، اسپانیا و ترکیه بالغ بر ۴/۹۰۴ میلیون تن گزارش شده است. در جدول میزان ذخایر منتشره در این کشورها آورده شده است.

میزان ذخایر فلدسپات در برخی از کشورهای جهان در سال ۱۹۹۸ (میلیون تن)

میزان ذخایر فلدسپات در برخی از کشورهای جهان در سال ۱۹۹۸

میزان واردرات  فلدسپار

میزان واردات فلدسپار در ایران در این دوره ( ۱۳۷۶-۱۳۸۰) با نرخ متوسط ۳/۵۳%، از ۵/۳۰ هزارتن در سال ۱۳۷۶ به ۶۲ هزارتن در سال ۱۳۷۸ و ۸/۴۳ هزارتن درسال ۱۳۸۰ افزایش نشان می دهد.

میزان واردات فلدسپار ایران در سال های ۱۳۸۰-۱۳۷۶(هزار تن)

میزان واردات ایران در سالهای ۱۳۸۰-۱۳۷۶ (تن)

واردات کانیهای گروه فلدسپات به ایران در بین سالهای ۷۲-۶۹ مقدار ناچیزی بوده است. اما از سال ۷۶-۷۳ میزان قابل توجهی افزایش یافته و در حال حاضر ذخایر موجود نیاز داخل کشور را کاملاً تأمین کرده و عمده واردات به صورت نفلین سینیت می باشد. مهمترین کشورهای صادرکننده به ایران عبارتند از : امارات متحده عربی، ترکیه، و اوکراین متوسط نرخ رشد واردات دراین دوره ۳۵% بوده است.

واردات کانیهای گروه فلدسپات به ایران در بین سالهای ۱۳۶۹ تا ۱۳۷۲ تقریباً‌ وجود نداشت یا مقدار ناچیزی بوده اما از سال ۱۳۷۳ تا ۱۳۷۶ به میزان قابل توجهی افزایش یافت. درحال حاضر ذخایر موجود، نیاز داخل کشور را کاملاً‌ تأمین کرده و نیازی به واردات در کشور وجود ندارد. در سالهای اخیر ایران تنها، صادرکننده کانیهای گروه فلدسپات است.

میزان واردات فلدسپات در ایران طی سال های 69_79(بر حسب تن)

میزان واردات فلدسپار در جهان

میزان واردات جهانی فلدسپار در این دوره ( ۱۹۹۷-۲۰۰۱) با نرخ رشد ۶/۱۲%، از ۲۵۱۴ هزارتن در سال ۱۹۹۷ به ۸/۳۲۶۹ هزارتن در سال ۱۹۹۹ و ۶/۴۰۳۹ هزارتن در سال ۲۰۰۱ افزایش نشان می دهد بخش اعظم واردات جهانی فلدسپار توسط کشورهای ایتالیا، تایوان، مالزی، اندونزی و آلمان صورت می پذیرد

میزان واردات کشورهای عمده در سال های ۲۰۰۱-۱۹۹۷

واردات جهانی فلدسپات در سال های ۲۰۰۱-۱۹۹۷

کشورهای ایتالیا و تایوان دارای بیشترین حجم واردات فلدسپات می باشند. واردات ایتالیا با متوسط نرخ رشد ۹/۲۷% از ۷۱۴ هزار تن در ۱۹۹۷ به ۱۸۶۵ هزار تن در ۲۰۰۱ افزایش یافته است. کشورهای اندونزی و مالزی نیز با متوسط نرخ رشد ۲۰% افزایش واردات داشته اند. با این حال واردات تایوان با نرخی معادل ۷/۱۰ کاهش یافته و از ۷۵۵ هزار تن در ۱۹۹۷ به ۴۷۳ هزار تن در ۲۰۰۱ رسیده است.

صنایع مصرف کننده کانیهای گروه فلدسپات عمدتاً در کشورهای عمده تولید کننده واقع هستند. در مواردی نیز به علت گستردگی صنایع مصرف کننده با وجود تولید انبوه نیاز به واردات وجود دارد. تایوان و مالزی از واردکنندگان عمده ای هستند که علت میزان بالای واردات، نبود منابع مناسب در محدوده جغرافیایی این کشورها است. ایتالیا نیز علیرغم تولید قابل به علت گسترش صنایع سرامیک جهت تأمین مواد اولیه مورد نیاز جزء وارد کنندگان عمده می باشند.

مهمترین واردکنندگان فلدسپات درجهان شامل ایتالیا، تایوان، مالزی، و اندونزی بوده و هنگ کنگ نیز به عنوان صادرکننده مجدد دارای واردات کانیهای گروه فلدسپات از سایر کشورها است

میزان واردات فلدسپات توسط کشورهای اصلی واردکننده

مشخصات کشورهای عمده واردکننده فلدسپات به ترتیب اهمیت آورده شده است:

 ایتالیا :

ایتالیا بزرگترین تولیدکننده کانیهای گروه فلدسپات در جهان است اما میزان واردات آن به نحو گسترده ای افزایش یافته به نحوی که از حدود ۱۶۰۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۱ به حدود یک میلیون تن در سال ۱۹۹۸ رسیده است. علت این امر رشد صنایع سرامیک و کاشی در ایتالیا بوده به نحوی که معادن و صنایع معدنی داخلی امکان تولید کافی را نداشته اند.

مهمترین تأمین کننده کانیهای گروه فلدسپات ایتالیا، کشور ترکیه است. ایتالیا نفلین سینیت مصرفی خود را از کانادا (۳۵۰۰۰ تن) و نروژ (۱۸۴۰۰ تن) تأمین می کند.

تایوان :

تایوان از واردکنندگان اصلی فلدسپات و نفلین سینیت در جهان بوده، به نحوی که فاقد هرگونه تولید داخلی بوده و کلیه نیاز خود را از طریق واردات تأمین می کند. درسال ۱۹۹۸، تایوان بالغ بر ۷۸۲۰۰۰ تن واردات کانیهای گروه فلدسپات را داشته است. این میزان از واردات، کمتر از واردات سال ۱۹۹۳ و مخصوصاً‌ ۱۹۹۴ است که میزان آن تقریباً‌۲/۱ میلیون تن بوده است. عمده ترین کشور صادرکننده فلدسپات به تایوان، کشور چین است که حدود ۶۰۰۰۰۰ تن از واردات تایوان را در سال ۱۹۹۸ به خود اختصاص می دهد که البته بخشی از آن به صورت غیرمستقیم از هنگ کنگ به تایوان وارد می شود.

مالزی :

این کشور نیز از واردکنندگان عمده فلدسپات درجهان محسوب می شود. دراین کشور سنگهای آذرین دارای مقادیر فراوانی از فلدسپات است ولی تا کنون نهشته ای که دارای کیفیت و اندازه مناسبی باشد یافت نشده است و تمام نیاز داخلی این کشور از طریق واردات تأمین می گردد. میزان واردات این کشور در طی دهه ۹۰ افزایش قابل ملاحظه ای را نشان می دهد به طوری که از حدود ۱۰۰۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۱ به ۳۴۰۵۰۰ تن در سال ۱۹۹۸ رسیده است. مهمترین کشور صادرکننده فلدسپات به مالزی، کشور تایلند است. صادرات تایلند به مالزی از ۶۰۹۰۰ تن در سال ۱۹۹۱ به ۱۵۰۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۸ افزایش پیدا کرده است. آمارها نشان می دهد که صادرات استرالیا به این کشور به طور قابل توجه به شروع بهره برداری تجاری از کانی ها در سال ۱۹۹۴ افزایش پیدا کرده است.

اندونزی :

با وجود اینکه اندونزی یکی از تولیدکنندگان عمده فلدسپات در سالهای اخیر است، میزان واردات آن نیز نسبتاً‌زیاد است. این کشور یکی از واردکنندگان عمده فلدسپات از چین هم بطور مستقیم و هم از طریق هنگ کنگ بوده و میزان واردات آن از این کشور، در سال ۱۹۹۸ بالغ بر ۲۱۰۰۰ تن بوده است. سایر منابع صدور فلدسپات به این کشور، هند، مالزی،‌تایلند و ترکیه است. صادرات استرالیا به این کشور نیز از ۱۶۰۰ تن در سال ۱۹۹۶ به حدود ۹۵۰۰ تن در سال ۱۹۹۷ رسیده است. کل واردات فلدسپات به این کشور در سال ۱۹۹۷ بالغ بر ۸۰۵۱۴ تن بوده است که نسبت به سال ۱۹۹۶ کاهش نشان می دهد.

میزان صادرات فلدسپار در ایران

میزان صادرات فلدسپار در ایران در این دوره ( ۱۳۷۶-۱۳۸۰) با نرخ متوسط ۲/۴۲۱% ، از ۱/۱ هزارتن در سال ۱۳۷۶ به ۹/۲ هزارتن در سال ۱۳۷۸ و ۵/۹۲ هزارتن درسال ۱۳۸۰ افزایش نشان می دهد.

میزان صادرات فلدسپار ایران در سال های ۱۳۸۰-۱۳۷۶

– میزان صادرات فلدسپار ایران در سال های ۱۳۸۰-۱۳۷۶

میزان تولید فلدسپات در ایران، در سالهای پس از جنگ میان ایران و عراق، رشد قابل توجهی داشته و به همان نسبت نیز میزان صادرات افزایش یافته است. با توجه به ذخایر فراوان این کانه در ایران، انتظار می رود که این روند رو به رشد در سالهای آینده نیز ادامه داشته باشد. افزایش میزان صادرات و عدم واردات فلدسپات به ایران در سالهای اخیر، نشان می دهد که میزان تولید آن جوابگوی نیازهای داخلی بوده و کشور قادر است که مازاد آن را صادر کند. بدیهی است که افزایش میزان تولید در داخل کشور منجر به افزایش میزان صادرات خواهد شد. ایران در سال ۱۳۷۹ بیشترین میزان صادرات را درطی ده سال اخیر داشته است، به نحوی که صادرات فلدسپات نسبت به سال ۱۳۷۸، حدود ۱۵ برابر افزایش یافته است. بیشترین میزان صادرات در سال ۱۳۷۹ به کشور اُکراین بوده که این میزان بیش از ۲۰۰۰۰ تن است. پس از اُکراین بیشترین میزان صادرات ایران در سال ۱۳۷۹ به کشور امارات متحده عربی بوده که حدود ۱۳۵۰۰ تن است.

میزان صادرات فلدسپات در ایران بین سال های ۱۳۶۹ تا ۱۳۷۹

میزان صادرات فلدسپار در جهان

میزان صادرات جهانی فلدسپار در این دوره ( ۱۹۹۷-۲۰۰۱) با نرخ رشد ۴/۷%، از ۲۶۶۶ هزارتن در سال ۱۹۹۷ به ۸/۳۶۲۰ هزارتن در سال ۱۹۹۹ و ۳۳۹۱ هزارتن در سال ۲۰۰۱ افزایش نشان می دهد.

بخش اعظم صادرات جهانی فلدسپار توسط کشورهای ترکیه، چین، فرانسه، تایلند، هند، نروژ، ایتالیا، آلمان و جهموری چک صورت می پذیرد.

صادرات جهانی فلدسپات در سالهای ۲۰۰۱-۱۹۹۷

صادرات جهانی فلدسپات در سالهای ۲۰۰۱-۱۹۹۷

با توجه به نمودارملاحظه می‌شود که کشورهای ترکیه، چین و تایلند بزرگترین صادر کنندگان فلدسپات در فاصله سال های ۲۰۰۱-۱۹۹۷ بوده اند. صادرات ترکیه از ۹۵۰ هزار تن در ۱۹۹۷ با متوسط نرخ رشد ۵/۱۲ درصد به ۱۲۰۸ هزار تن در ۲۰۰۱ افزایش یافته است. با این حال کشورهای فرانسه و هند بالاترین نرخ رشد صادرات و چین کمترین نرخ رشد دراین مدت رادارا بوده اند.

میزان صادرات کانی های گروه فلدسپات براساس اطلاعات موجود در گزارش راسکیل ۱۹۹۹، درسال ۱۹۹۸ حدود ۳۵/۱ میلیون تن بوده که مقادیر صادر شده توسط ترکیه و تایلند نیز در آن برآورد شده است که با احتساب تخمینی آنها این مقدار به ۵۴/۲ میلیون تن خواهد رسید. کشورهای اصلی صادرکننده ترکیه، تایلند، فرانسه، نروژ، ایتالیا، هند، آلمان، چین و جمهوری چک هستند.

به دلیل مصرف کانیهای گروه فلدسپات درنزدیکی معادن، میزان واردات کشورها به نسبت تولید محدود بوده و به غیراز تایوان و مالزی که فاقد ذخایر این کانیها بوده و واردکننده محض هستند، سایر کشورها علاوه براستفاده از منابع داخلی واردات داشته اند.

در ۲۱ کشور دنیا صادراتی بالغ بر ۵۴/۲ میلیون تن از کانیهای گروه فلدسپات انجام می گیرد که دراین میان ترکیه، تایلند، نروژ، ایتالیا، هند، آلمان، فرانسه،‌جمهوری چک و چین از مهمترین صادرکنندگان (صادرات بیش از ۵۰ هزارتن درسال) محسوب می شوند. کشورهای صادرکننده و محل صدور به همراه مقادیر آنها آورده شده است.

کشورهای عمده صادرکننده جهان (صادرات بیش از ۱۰۰۰۰۰ تن درسال) شامل چین، فرانسه، تایلند، و ترکیه هستند.

کشورهای صادرکننده و میزان صادرات آنها طی سال های ۱۹۹۵تا ۱۹۹۹
دراین بخش مشخصات کشورهای عمده صادرکننده فلدسپات به ترتیب اهمیت آورده شده است.

 ترکیه :

صادرات فلدسپات از این کشور در سالهای اخیر رشد قابل توجهی را نشان می دهد به طوریکه از ۴۸۰۰۰ تن در سال ۱۹۸۸ به حدود ۲/۱ میلیون تن در سال ۱۹۹۸ می رسد. دلیل اصلی رشد سریع صادرات در ترکیه، افزایش صادرات فلدسپات به کشور ایتالیا، به دلیل افزایش تقاضا برای این کانه در صنایع سرامیک سازی این کشور است. صادرات ترکیه به ایتالیا در سال ۱۹۹۷ بالغ بر ۶۳۴۰۰۰ تن بود. صادرات ترکیه به اسپانیا نیز یک روند صعودی را نشان می دهد به طوریکه از ۶۳۰۰ تن در سال ۱۹۹۱ به ۱۳۴۳۰۰ تن در سال ۱۹۹۷ می رسد.

چین :

صادرات فلدسپات از این کشور در سال ۱۹۹۸ بیش از ۶۵۰۰۰۰ تن بود. واردکننده اصلی فلدسپات از چین، کشور تایوان است که حدود ۳۸۳۶۰۰ تن از صادرات چین را در سال ۱۹۹۸ به خود اختصاص می دهد. دومین کشور واردکننده فلدسپات از چین، هنگ کنگ است. میزان واردات این کشور از چین در سال ۱۹۹۸ بالغ بر ۱۸۲۲۰۰ تن بود. صادرات فلدسپات از چین به کشور تایوان در سالهای اخیر کاهش قابل توجهی را نشان می دهد به طوری که از ۷۹۷۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۴ به حدود نصف این میزان در سال ۱۹۹۸ کاهش پیدا می کند. دلیل این کاهش، افزایش صادرات مجدد کشور هنگ کنگ به تایوان است. در سال ۱۹۹۸، هنگ کنگ تقریباً‌۱۳۵۰۰۰ تن فلدسپات وارد شده به این کشور را صادر کرد که از این میزان حدود ۱۲۵۰۰۰ تن به کشور تایوان صادر شده است.

تایلند‌ :

واردکننده اصلی فلدسپات از این کشور، تایوان است که بیش از ۱۸۰۰۰۰ تن فلدسپات در سال ۱۹۹۵ از تایلند به این کشور صادر شده است. دومین کشور واردکننده فلدسپات از تایلند، کشور مالزی است. این دو کشور تقریباً‌۲۲۰۰۰۰ تن از کل صادرات این کشور را در سال ۱۹۹۷ که حدود ۲۴۱۰۰۰ تن است به خود اختصاص می دهند. آمارهای واردات منتشر شده در دو کشور مالزی و تایوان نشان می دهد که واردات تایلند به این دو کشور تا حدود ۲۶۰۰۰۰ تن در سال ۱۹۹۸ افزایش یافته است.

فرانسه :

فرانسه یکی از صادرکنندگان مهم فلدسپات به اروپای غربی، مخصوصاً‌ اسپانیا است. صادرات فلدسپات به اسپانیا در سال ۱۹۹۷ بالغ بر ۶۸۰۰۰ تن است که تقریباً‌نیمی از کل صادرات فرانسه را به خود اختصاص می دهد. سایر کشورهای واردکننده فلدسپات از این کشور، شامل بلژیک و لوکزامبورگ، آلمان و پرتغال است.