أهمية معدن الفلسبار السليكاتي .. وإستخداماته
أهمية معدن الفلسبار السليكاتي
يشير خبراء علم الجيولوجيا إلى أن الأرض، وخاصة قشرتها الأرضية، مليئة بالعديد من المعادن، بما في ذلك الفلسبار. فما هي أهمية الفلسبار؟ يمكن تلخيص أهميته في ما يلي
- يعتبر واحدًا من أهم المعادن الموجودة في صخور كوكب الأرض.
- الجزء الأكبر من مكونات القشرة الأرض.
- تشكل معظم قشرة اليابسة على سطح الأرض من الصخور البركانية مثل الجرانيت والديوريت والجرانوديوريت
- يعد الفلسبار أحد المكونات الهامة للجابرو والبازلت.
- الفلسبار هو المكونة الرئيسية للصخور في القشرة المحيطية للأرض، ويتكون من نوعين رئيسيين.
- تتكون الصخور عادةً من معادن الفلسبار، وعند تحويل الصخور النارية والتجوية، تصبح معادن الفلسبار مكونات للرواسب والصخور الرسوبية والصخور المتحولة.
استخدامات معدن الفلسبار السليكاتي
- يستخدم الفلسبار لصناعة المواد الكاشطة.
- يدخل في استخدامات المصانه.
- يتم استعمال الفلسبار في تصنيع المواد المعزولة للكهرباء.
- يدخل الفلسبار في صناعة الدهانات.
- يستخدم لتصنيع ألواح الزجاج .
- يستخدم الفلسبار في صناعة الأدوات المصنوعة من الفخار.
- يتم استخدامه في صناعة مواد السيراميك، وكذلك في جميع أنواع البلاط الزخرفي المختلفة.
- يدخل في صناعة حاويات الزجاج.
- يستخدم الفلسبار في تصنيع العديد من المواد البلاستيكية.
- يدخل في صناعة المطاط.
- يستخدم في صناعات البناء.
- يدخل في صناعة أدوات المائدة.
- يستخدم في صناعة الأدوات الصحية.
- يستخدم في اليوريثان.
- يستخدم في تصنيع قضبان اللحام (إنتاج الفولاذ).
- رغوة اللاتكس، لحام طلاء القضبان، وركام الطرق.
- يساعد الفلسبار في تشكيل المينا، مما يؤدي إلى عدم وجود عيوب وتحقيق دقة عالية في المنتج النهائي.
- يدخل في صناعة البورسلين الكهربائي.
- كما يدخل في تصنيع بعض الهدايا.
- يستخدم في صناعة عزل الألياف الزجاجية.
- يستخدم لتقوية المرحلة البلورية للمواد وتليينها وذوبانها وترطيب دُفعات المواد المستخدمة في الصناعات.
- يقلل درجة حرارة انصهار الكوارتز.
- يساعد الفلسبار على التحكم في لزوجة الزجاج.
- يساعد على تحسين القوة والمتانة للأجسام الصلبة.
- نادرة أنه يتم استخدامه بشكل نادر في الأحجار الكريمة.
ما هو معدن الفلسبار السليكاتي
يعتبر معدن الفلسبار بشكل كبير واحدا من أكثر مجموعات المعادن وفرة في قشرة الكرة الأرضية، ويشكل حوالي 60% من صخور الأرض.
تتكون معظم الرواسب من الفلسبار الصوديوم والفلسبار البوتاسيوم والفلسبار المختلط. يستخدم الفلسبار بشكل أساسي في التطبيقات الصناعية بسبب احتوائه على مواد هامة مثل الألومينا والقلويات.
يجب الإشارة إلى أن مصطلح الفلسبار يشمل مجموعة كاملة من المواد، ويتم استخدام معظم منتجات الحياة اليومية للإنسان من الفلسبار، مثل الزجاج المستخدم في الشرب والحماية المنزلية والألياف الزجاجية المستخدمة في العزل، وبلاط الأرضيات وأحواض الاستحمام في الحمامات، وأدوات المائدة التي يستخدمها الناس. وبالتالي، يعتبر الفلسبار جزءا من حياة الإنسان اليومية، كما سبق الإشارة إليه في استخدامات الفلسبار
يتوفر الفلسبار بكثرة في الصخور النارية مثل الجرانيت، والتي تحتوي على ما يصل إلى 50% أو 70% من الفلسبار القلوي بشكل خاص.
وتعرف المعادن التي يتكون تركيبها بين ألبيت وأنورثيت باسم الفلسبار بلاجيوجلاز ، بينما تسمى المعادن المكونة بين ألبيت وأورثوكلاز، الفلسبار القلوي، وذلك نظرًا لوجود فلزات قلوية الصوديوم والبوتاسيوم، الفلسبار القلوي له أهمية خاصة من حيث الاستخدام الصناعي للفلسبار، كما سبق الإشارة لذلك.
تعد معادن الفلسبار مكونات أساسية في ثلاثة أنواع من الصخور وهي الصخور البركانية والمتحولة والرسوبية، إلى درجة أن تصنيف العديد من الصخور يعتمد على محتوى الفلسبار. يمكن التعبير عن التركيب المعدني لمعظم الفلسبار بالنظام الثلاثي حيث يتألف من Orthoclase (KAlSi3O8)، Albite (NaAlSi3O8)، و Anorthite (CaAl2Si2O8)، كيميائيا، يشكل الفلسبار سيليكات الألومنيوم ويحتوي على الصوديوم أو البوتاسيوم أو الحديد أو الكالسيوم أو الباريوم أو مجموعات من هذه العناصر.
أهم خواص معدن الفلسبار
يتم استخدام الفلسبار كمواد مالئة وموسعات في صناعات الدهانات والبلاستيك والمطاط، ويعتبر ذلك بسبب الخصائص الهامة والمفيدة التي يتمتع بها الفلسبار في تلك الصناعة بشكل خاص، وكذلك يفيد بشكل عام في صناعات أخرى، وتتمثل أهم خصائص الفلسبار في ما يلي:
- للفلسبار قابلية التشتت الجيدة
- الفلسبار له خمول كيميائي عالي
- درجة الفلسبار في الحموضة المستقرة
- المقاومة العالية للتآكل
- اللزوجة المنخفضة عند تحميل الحشو العالي
- معامل الانكسار المثير
- المقاومة للصقيع
- لا يتمتع الفلسبار بنقطة انصهار لأنه يذوب تدريجيًا عند درجات حرارة مختلفة، ولذلك يستخدم في صناعة السيراميك.
- تتميز الفلسبار بخواص تجعلها مفيدة للصناعات التحويلية، ومن هذه الخواص محتواها من القلويات والألومينا.
معادن السليكيات
يتكون معظم صخور قشرة الأرض من معادن السيليكات، مثل الكوارتز والفلدسبار والميكا والأمفيبول والبيروكسين والزبرجد الزيتوني والعديد من المعادن الطينية المتنوعة.
اللبنة الأساسية لكل هذه المعادن هي السيليكا رباعية الأوجه، وهي مزيج من أربع ذرات أكسجين وذرة سيليكون واحدة، يتم ترتيبها بحيث تشكل المكونات المرسومة عبر ذرات الأكسجين رباعية السطح
بسبب أن شحنة أيون السيليكون +4، وأن لكل أيون أكسجين أربعة أيونات شحنة -2، فإن شحنة رباعي الأسطح السيليكا هي -4
تتم ترتيب التتراهيدرا في معادن السيليكات وربطها معًا بطرق مختلفة، من خلال الوحدات الفردية إلى الأطر المعقدة.
– يتكون الهيكل الأبسط للسيليكات، وهو معدن الألفين، من رباعي الأسطح المعزولة المرتبطة بأيونات الحديد و/أو المغنيسيوم.
في الزبرجد الزيتوني، يتم تعديل شحنة سيليكا رباعي الوجوه بواسطة كاتيونات حديد أو مغنيسيوم ثنائية التكافؤ (بتوازن -4).
يمكن أن يكون الأوليفين إما Mg2SiO4 أو Fe2SiO4، أو مزيجا من الاثنين (Mg، Fe) 2SiO4. الكاتيونات ذات التكافؤ الثنائي للمغنيسيوم والحديد متقاربة جدا في نصف القطر (0.73 مقابل 0.62 أنجستروم).
بسبب التشابه في الحجم وكونهما كاتيونات ثنائية التكافؤ (شحنتهما +2)، يمكن استبدال الحديد بالمغنيسيوم بسهولة في الزبرجد الزيتوني والعديد من المعادن الأخرى
في الزبرجد الزيتوني، ترتبط جزيئات رباعي السطوح السيليكا بالحديد و/أو المغنيسيوم، على الرغم من أنها لا تترابط مع بعضها البعض كما يحدث في معظم معادن السيليكات الأخرى.
الصخور التي تحتوي على السليكيات
تشكل السيليكات، التي تمثل الغالبية العظمى من الصخور، مجموعة كيميائية تتكون من ذرة واحدة من السيليكون محاطة بأربع ذرات أكسجين، أو SiO4، وتأتي على شكل رباعي الوجوه.
- أمفيبول
الأمفيبولات هي جزء من المعادن الداكنة (المافيك) في الصخور النارية والمتحولة، يحتوي Hornblende ، الأمفيبول الأكثر انتشاراً على الصيغة (Ca، Na) 2-3 (Mg، Fe + 2، Fe + 3، Al) 5 (OH) 2 [(Si، Al) 8O22]، يشير جزء Si8O22 في صيغة الأمفيبول إلى سلاسل مزدوجة من ذرات السيليكون مرتبطة مع ذرات الأكسجين، الذرات الأخرى مرتبة حول السلاسل المزدوجة.
- أندلسي
الأندلس هو حجر متعدد الأشكال من Al2SiO5، يتواجد بجانب الكيانيت والسليمانايت مع وجود شوائب كربونية صغيرة، وهو يعرف أيضًا باسم الكياستوليت.
- اكسينيت
الأكسينيت ليس حجر منتشر، بل هو معدن ثلاثي الميل وعادة ما يحتوي على بلورات جيدة تعرض التناظر أو عدم التناظر، وهو ممثل نموذجي للفئة البلورية.
يتميز لونه بني أرجواني ويظهر تأثيرًا جيدًا بجوار اللون الأخضر الزيتوني للبيدوت واللون الأبيض اللبني للكالسيت، وتكون البلورات المخططة فيه واضحة بشكل واضح.