مترجم: حبیب الله علیخانی
منبع:راسخون
منبع:راسخون
از لحاظ لغوی، لاتریت به معنای سنگ آجری است. این ماده نام خود را از واژه ی لاتین "آجر" گرفته است. این واژه در سال 1807 به این ماده اتلاق شد. در این زمان، از این ماده به عنوان آجر در ساختمان سازی، استفاده می شد. نام این ماده به این دلیل آجر نامید شد که از آن در ساخت آجر، استفاده می شده است. ذخایر لاتریت (Laterite) بوسیله ی هوازدگی سنگ های بستر زیری در نواحی مرطوب و گرمسیری، ایجاد شده است. نفوذ آب باران موجب می شود تا مواد معدنی اولیه حل شوند و میزان حل شدن عناصر با حل شوندگی بالاتر مانند سدیم، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و ... ، بیشتر است. این مسئله موجب می شود تا یک سری از مینرال ها، به صورت باقیمانده، وجود داشته باشند. این مواد معدنی باقیمانده، بیشتر از نوع اکسیدهای آهن و آلومینیوم هستند. لاتریت ها تشکیل شده در نواحی غیر گرمسیری، نتیجه ای از فرسایش در دوره های زمین شناسی قبل است.
فرایند تشکیل لاتریت، لاتریتاسیون (lateritization) نامیده می شود. اکر فرایند توسعه یابد، بوکسیت که یک لاتریت غنی از آلومیناست، می تواند در سنگ های بستر مختلف تشکیل شود. در واقع این تشکیل، به دلیل نفوذ میزان قابل توجهی آب در این نواحی، ایجاد می شود. این مسئله منجر به لیچینگ سیلیس و افزایش طبیعی غنای هیدروکسیدهای آلومینیوم می شود. لاتریتاسیون سنگ های آذرین اولترامافیک اغلب منجر به افزایش غلظت نیکل در این نواحی می شود.
تعریف
اجزای اصلی مربوط به لاتریت، عبارتند از آلومینا، اکسید آهن و سیلیس. مینرال های تشکیل دهنده ی لاتریت، عبارتند از کائولینیت، گوتیت، هماتیت، گیبسیت و کوارتز. گیبسیت (〖Al〗_2 O_3.3H_2 O) در موقع هوازدگی این ماده تشکیل می شود و کوارتز در این حالت، به صورت ماده ی معدنی relic باقی می ماند. اما تعریف لاتریت، هنوز به صورت یک مسئله ی معما، وجود دارد.
در علوم زمین شناسی، تنها آن دسته از محصولات هوازدگی، به عنوان لاتریت، تعریف می شوند که از لحاظ زمین شناسی و مینرالی، تغییر شکل یافته باشند. این مینرال ها، نسبت به ساپورلیت ها، تغییر شکل کمتری یافته اند. در واقع ساپورلیت ها، از لحاظ ظاهر، مشابه با لاتریت ها هستند.
A.W.R. Joachim و S. Kandiah در سال 1941، یک تعریف پیشنهاد کرده اند که بر اساس نسبت سیلیس به مجموع مقادیر آلومینا و اکسید آهن، می باشد. با توجه به کارهای آنها، اگر این نسبت کمتر از 1.33 باشد، پس ماده لاتریت است و اگر این نسبت بین 1.33 تا 2.00 باشد، ماده خاک لاتریتی است و اگر این نسبت بیش از 2.00 باشد، بنابراین، این خاک، یک خاک غیر لاتریتی است. اما تعریف بیان شده، هنوز مورد تأیید همه ی محققین نیست.
برای اهداف صادراتی، برخی کشورها مانند هند، لاتریت را به عنوان ماده ی معدنی تعریف کرده اند که حاوی 40 % آلومیناست.
تاریخچه
بیشتر بخش های معبد خمر در کامبوج، از جنس لاتریت ساخته شده است و این معبد برای 1000 سال است که باقیمانده است. سنگ لاتریت که معمولاً در برخی مناطق مانند بخش هایی از هند یافت می شود، به صورت سنتی، برای قرن هاست که به عنوان ماده ی ساختمانی، مورد استفاده قرار گرفته اند. معابد، قلعه ها و خانه های قدیمی تولید شده از آجرهای لاتریتی، در برخی از بخش های نواحی شمالی بخش Kerala در هند، یافت می شوند.
لاتریت در هند، عمدتاً برای ساخت محصولات ساختمانی استفاده می شده است. تولید این ماده، در سال 1947، برابر 64285 تن بوده است و این میزان در سال 2007، به میزان 931297 تن رسیده است.
معیار استفاده
رنگ: لاتریت دارای رنگ طبیعی و دل پذیر قهوه ای متمایل به قرمز است که این رنگ به دلیل وجود اکسیدهای آهن در این ماده، ایجاد شده است.
تخلخل: میزان تخلخل این ماده، بین 8 تا 30 % است. این اعتقاد وجود دارد که این تخلخل به دلیل انجام فرایند لیچینگ بواسطه ی ی آب باران (در طی تشکیل لاتریت) بوجود آمده است.
تورم: لاتریت با جذب آب، متورم نمی شود.
خواص فیزیکی- مکانیکی: سنگ لاتریت نرم است و در صورت تازه بودن، می توان آن را به سهولت برش داد و به بلوک های با شکل مشخص، تبدیل کرد. بنابراین، برش این ماده، اقتصادی است. این ماده، یک ماده ی ساختمانی بسیار ارزان قیمت در نواحی است که این ماده، به وفور یافت می شود. استحکام فشاری لاتریت تازه، پایین است و تنها برابر با 150 تا 400 کیلوگرم بر متر مربع است. دلیل این مسئله که در هنگام برخورد هوا با این ماده، سخت می شود، هنوز ناشناخته است. در واقع احتمالا این مسئله به دلیل تشکیل یک ماده ی شیشه ای و پر شدن تخلخل های این ماده به دلیل رخ دادن واکنش میان آلومینیوم، آهن و سیلیکون و مواد قلیایی در طی زمان، می باشد. این فرایند همچنین در حین حرارت دادن لاتریت، نیز مشاهده می شود.
ترکیب شیمیایی: از لحاظ شیمیایی، لاتریت یک ماده ی غنی از آلومینا و سیلیس است که علاوه بر این مواد، اکسید آهن نیز وجود دارد. این مواد شیمیایی، موجب می شود تا برخی از گیاهان گرمسیری، رشد خوبی داشته باشند.
استفاده ها
از لحاظ تاریخی، در هند بسترهای ضخیم و با تخلخل بالا از لاتریت، به عنوان منبع آب زمینی، مورد استفاده قرار می گرفتند. اما لاتریت، در واقع به دلیل قیمت پایین، نرمی در زمان تازه بودن و سخت شدن در هنگام برخورد هوا با این ماده، این خواص موجب می شود تا این ماده برای کاربردهای زیر، مناسب باشند:
مواد ساختمانی: این ماده به صورت سنتی در نواحی مورد استفاده قرار می گرفته اند که این ماده به وفور یافت می شود. در این نواحی، این ماده به عنوان جایگزینی برای آجرهای رسی، استفاده می شدند. آجرهای لاتریتی، عموماً در اندازه هایی بزرگتر از اندازه ی آجرهای معمولی، تولید می شوند. امروزه، ماشین های برش مکانیزه ی این آجرها، وجود دارد از این رو، ایجاد آجرهای با اندازه ی دقیق تر، میسر شده است. علاوه بر این، برخلاف آجرهای معمولی، آجرهای لاتریتی نیاز به سیمان و سیمان برای ایجاد اتصال ندارند. این فاکتور به همراه فاکتور اندازه ی بزرگ، موجب می شود تا آجرچینی با این آجرها، سریع تر انجام شود. یکی از بدی های این نوع آجرها، این است که آجرهای لاتریتی سنگین تر از آجرهای معمولی هستند و از این رو، جابجایی آنها سخت تر است.
ساخت سد و جاده: لاتریت سخت شده می تواند برای ساخت جاده های معمولی، استفاده شود. در ساخت سدهای خاکی نیز از این ماده استفاده می شود. تجربه نشان داده است که حرارت دادن این نوع ماده ی معدنی نیز موجب سخت شدن آن می شود. این تجربیات در اوایل دهه ی 1980، بدست آمده است. این مشاهده شده است که در دمای 1000 تا 1100 درجه، گوتیت به هماتیت تبدیل می شود و در دمای 1300 تا 1400 درجه ی سانتیگراد نیز هماتیت به مگنتیت تبدیل می شود. به هر حال، برای کارهای معمولی، حرارت دهی در دمای 800 درجه به مدت 8 ساعت، مناسب می باشد. اما این فرایند، هزینه ها را افزایش می دهد.
آکواریوم: امروزه، یک بستر از شن لاتریتی در آکواریوم ها، استفاده می شود. این شن ها، بستر خوبی برای رشد گیاهان گرمسیری است.
تولید سیمان: سیمان ضرورتاً یک ترکیب پیچیده از آهک، آلومینا، سیلیس و اکسید آهن است که با نسبت های معین، مخلوط می شوند. به منظور ایجاد تعادل میان اجزای آلومینا، سیلیس و اکسید آهن، یکی از این مواد بوسیله ی تولیدکننده های سیمان، ترجیح داده می شود. همچنین افزودن لاتریت، موجب می شود تا هر سه ماده ی ذکر شده، تأمین شود. استانداردی برای لاتریت مورد استفاده در این فرایند، تدوین نشده است. در واقع این استفاده، به ترکیب ماده ی اولیه، وابسته است.
منبع فلز آلومینیوم: امکان استخراج فلز آلومینیوم از لاتریت های آلومینایی، که حاوی حداقل 35 % آلومینا می باشند، مقدور می باشد. این فرایند شامل : 1) فرایند کربوترمیک، 2) فرایند تووت (Toth process) و 3) فرایند کواهارا می باشد. در فرایند کربوترمیک، آلومینای لاتریت با کربن، کاهش می یابد. آلومینیوم کاربید تولید شده، از رس جداسازی می شود و در دمای 2100 درجه ی سانتیگراد تجزیه می شود. این ماده سپس به آلومینیوم کاهش می یابد. فرایند تووت که در آمریکا توسعه یافته است، شامل کلسیناسیون لاتریت و وارد کردن مواد کلسینه شده در یک رآکتور بستر سیال می باشد. این ماده ی وارد شده به این بخش، سپس تحت فرایند کلریناسیون قرار می گیرد. در این فرایند کلرید آلومینیوم تشکیل می شود که با استفاده از منیزیم به آلومینیوم کاهش می یابد. در فرایند کواهارا که در ژاپن توسعه یافته است، لاتریت با زغال سنگ مخلوط می شود و این مخلوط آسیاب شده و به صورت بریکت در می آیند. سپس این بریکت ها، در کوره ی کک تا دمایی بین 600 تا 900 درجه ی سانتیگراد و در اتسفر خنثی حرارت داده می شوند. این بریکت های کک، در کوره ی قوس الکتریکی و تا دمای 2000 درجه ی سانتیگراد، حرارت داده می شوند تا یک آلیاژ تشکیل شود. این آلیاژ حاوی 60% آلومینا، 40 % آهن، سیلیکون و تیتانیوم است. با اسپری مذاب سرب در دمای 1200 درجه ی سانتیگراد، آهن، سیلیکون و تیتانیوم جدا می شود و آلیاژ سرب- آلومینیوم باقی می ماند. این آلیاژ وارد یک ظرف می شود و در حالت مذاب، آلومینیوم در بالا و سرب در پایین قرار می گیرد. معمولاً این آلومینیوم حاوی 1 % سرب است.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
فرایند تشکیل لاتریت، لاتریتاسیون (lateritization) نامیده می شود. اکر فرایند توسعه یابد، بوکسیت که یک لاتریت غنی از آلومیناست، می تواند در سنگ های بستر مختلف تشکیل شود. در واقع این تشکیل، به دلیل نفوذ میزان قابل توجهی آب در این نواحی، ایجاد می شود. این مسئله منجر به لیچینگ سیلیس و افزایش طبیعی غنای هیدروکسیدهای آلومینیوم می شود. لاتریتاسیون سنگ های آذرین اولترامافیک اغلب منجر به افزایش غلظت نیکل در این نواحی می شود.
تعریف
اجزای اصلی مربوط به لاتریت، عبارتند از آلومینا، اکسید آهن و سیلیس. مینرال های تشکیل دهنده ی لاتریت، عبارتند از کائولینیت، گوتیت، هماتیت، گیبسیت و کوارتز. گیبسیت (〖Al〗_2 O_3.3H_2 O) در موقع هوازدگی این ماده تشکیل می شود و کوارتز در این حالت، به صورت ماده ی معدنی relic باقی می ماند. اما تعریف لاتریت، هنوز به صورت یک مسئله ی معما، وجود دارد.
در علوم زمین شناسی، تنها آن دسته از محصولات هوازدگی، به عنوان لاتریت، تعریف می شوند که از لحاظ زمین شناسی و مینرالی، تغییر شکل یافته باشند. این مینرال ها، نسبت به ساپورلیت ها، تغییر شکل کمتری یافته اند. در واقع ساپورلیت ها، از لحاظ ظاهر، مشابه با لاتریت ها هستند.
A.W.R. Joachim و S. Kandiah در سال 1941، یک تعریف پیشنهاد کرده اند که بر اساس نسبت سیلیس به مجموع مقادیر آلومینا و اکسید آهن، می باشد. با توجه به کارهای آنها، اگر این نسبت کمتر از 1.33 باشد، پس ماده لاتریت است و اگر این نسبت بین 1.33 تا 2.00 باشد، ماده خاک لاتریتی است و اگر این نسبت بیش از 2.00 باشد، بنابراین، این خاک، یک خاک غیر لاتریتی است. اما تعریف بیان شده، هنوز مورد تأیید همه ی محققین نیست.
برای اهداف صادراتی، برخی کشورها مانند هند، لاتریت را به عنوان ماده ی معدنی تعریف کرده اند که حاوی 40 % آلومیناست.
تاریخچه
بیشتر بخش های معبد خمر در کامبوج، از جنس لاتریت ساخته شده است و این معبد برای 1000 سال است که باقیمانده است. سنگ لاتریت که معمولاً در برخی مناطق مانند بخش هایی از هند یافت می شود، به صورت سنتی، برای قرن هاست که به عنوان ماده ی ساختمانی، مورد استفاده قرار گرفته اند. معابد، قلعه ها و خانه های قدیمی تولید شده از آجرهای لاتریتی، در برخی از بخش های نواحی شمالی بخش Kerala در هند، یافت می شوند.
لاتریت در هند، عمدتاً برای ساخت محصولات ساختمانی استفاده می شده است. تولید این ماده، در سال 1947، برابر 64285 تن بوده است و این میزان در سال 2007، به میزان 931297 تن رسیده است.
معیار استفاده
رنگ: لاتریت دارای رنگ طبیعی و دل پذیر قهوه ای متمایل به قرمز است که این رنگ به دلیل وجود اکسیدهای آهن در این ماده، ایجاد شده است.
تخلخل: میزان تخلخل این ماده، بین 8 تا 30 % است. این اعتقاد وجود دارد که این تخلخل به دلیل انجام فرایند لیچینگ بواسطه ی ی آب باران (در طی تشکیل لاتریت) بوجود آمده است.
تورم: لاتریت با جذب آب، متورم نمی شود.
خواص فیزیکی- مکانیکی: سنگ لاتریت نرم است و در صورت تازه بودن، می توان آن را به سهولت برش داد و به بلوک های با شکل مشخص، تبدیل کرد. بنابراین، برش این ماده، اقتصادی است. این ماده، یک ماده ی ساختمانی بسیار ارزان قیمت در نواحی است که این ماده، به وفور یافت می شود. استحکام فشاری لاتریت تازه، پایین است و تنها برابر با 150 تا 400 کیلوگرم بر متر مربع است. دلیل این مسئله که در هنگام برخورد هوا با این ماده، سخت می شود، هنوز ناشناخته است. در واقع احتمالا این مسئله به دلیل تشکیل یک ماده ی شیشه ای و پر شدن تخلخل های این ماده به دلیل رخ دادن واکنش میان آلومینیوم، آهن و سیلیکون و مواد قلیایی در طی زمان، می باشد. این فرایند همچنین در حین حرارت دادن لاتریت، نیز مشاهده می شود.
ترکیب شیمیایی: از لحاظ شیمیایی، لاتریت یک ماده ی غنی از آلومینا و سیلیس است که علاوه بر این مواد، اکسید آهن نیز وجود دارد. این مواد شیمیایی، موجب می شود تا برخی از گیاهان گرمسیری، رشد خوبی داشته باشند.
استفاده ها
از لحاظ تاریخی، در هند بسترهای ضخیم و با تخلخل بالا از لاتریت، به عنوان منبع آب زمینی، مورد استفاده قرار می گرفتند. اما لاتریت، در واقع به دلیل قیمت پایین، نرمی در زمان تازه بودن و سخت شدن در هنگام برخورد هوا با این ماده، این خواص موجب می شود تا این ماده برای کاربردهای زیر، مناسب باشند:
مواد ساختمانی: این ماده به صورت سنتی در نواحی مورد استفاده قرار می گرفته اند که این ماده به وفور یافت می شود. در این نواحی، این ماده به عنوان جایگزینی برای آجرهای رسی، استفاده می شدند. آجرهای لاتریتی، عموماً در اندازه هایی بزرگتر از اندازه ی آجرهای معمولی، تولید می شوند. امروزه، ماشین های برش مکانیزه ی این آجرها، وجود دارد از این رو، ایجاد آجرهای با اندازه ی دقیق تر، میسر شده است. علاوه بر این، برخلاف آجرهای معمولی، آجرهای لاتریتی نیاز به سیمان و سیمان برای ایجاد اتصال ندارند. این فاکتور به همراه فاکتور اندازه ی بزرگ، موجب می شود تا آجرچینی با این آجرها، سریع تر انجام شود. یکی از بدی های این نوع آجرها، این است که آجرهای لاتریتی سنگین تر از آجرهای معمولی هستند و از این رو، جابجایی آنها سخت تر است.
ساخت سد و جاده: لاتریت سخت شده می تواند برای ساخت جاده های معمولی، استفاده شود. در ساخت سدهای خاکی نیز از این ماده استفاده می شود. تجربه نشان داده است که حرارت دادن این نوع ماده ی معدنی نیز موجب سخت شدن آن می شود. این تجربیات در اوایل دهه ی 1980، بدست آمده است. این مشاهده شده است که در دمای 1000 تا 1100 درجه، گوتیت به هماتیت تبدیل می شود و در دمای 1300 تا 1400 درجه ی سانتیگراد نیز هماتیت به مگنتیت تبدیل می شود. به هر حال، برای کارهای معمولی، حرارت دهی در دمای 800 درجه به مدت 8 ساعت، مناسب می باشد. اما این فرایند، هزینه ها را افزایش می دهد.
آکواریوم: امروزه، یک بستر از شن لاتریتی در آکواریوم ها، استفاده می شود. این شن ها، بستر خوبی برای رشد گیاهان گرمسیری است.
تولید سیمان: سیمان ضرورتاً یک ترکیب پیچیده از آهک، آلومینا، سیلیس و اکسید آهن است که با نسبت های معین، مخلوط می شوند. به منظور ایجاد تعادل میان اجزای آلومینا، سیلیس و اکسید آهن، یکی از این مواد بوسیله ی تولیدکننده های سیمان، ترجیح داده می شود. همچنین افزودن لاتریت، موجب می شود تا هر سه ماده ی ذکر شده، تأمین شود. استانداردی برای لاتریت مورد استفاده در این فرایند، تدوین نشده است. در واقع این استفاده، به ترکیب ماده ی اولیه، وابسته است.
منبع فلز آلومینیوم: امکان استخراج فلز آلومینیوم از لاتریت های آلومینایی، که حاوی حداقل 35 % آلومینا می باشند، مقدور می باشد. این فرایند شامل : 1) فرایند کربوترمیک، 2) فرایند تووت (Toth process) و 3) فرایند کواهارا می باشد. در فرایند کربوترمیک، آلومینای لاتریت با کربن، کاهش می یابد. آلومینیوم کاربید تولید شده، از رس جداسازی می شود و در دمای 2100 درجه ی سانتیگراد تجزیه می شود. این ماده سپس به آلومینیوم کاهش می یابد. فرایند تووت که در آمریکا توسعه یافته است، شامل کلسیناسیون لاتریت و وارد کردن مواد کلسینه شده در یک رآکتور بستر سیال می باشد. این ماده ی وارد شده به این بخش، سپس تحت فرایند کلریناسیون قرار می گیرد. در این فرایند کلرید آلومینیوم تشکیل می شود که با استفاده از منیزیم به آلومینیوم کاهش می یابد. در فرایند کواهارا که در ژاپن توسعه یافته است، لاتریت با زغال سنگ مخلوط می شود و این مخلوط آسیاب شده و به صورت بریکت در می آیند. سپس این بریکت ها، در کوره ی کک تا دمایی بین 600 تا 900 درجه ی سانتیگراد و در اتسفر خنثی حرارت داده می شوند. این بریکت های کک، در کوره ی قوس الکتریکی و تا دمای 2000 درجه ی سانتیگراد، حرارت داده می شوند تا یک آلیاژ تشکیل شود. این آلیاژ حاوی 60% آلومینا، 40 % آهن، سیلیکون و تیتانیوم است. با اسپری مذاب سرب در دمای 1200 درجه ی سانتیگراد، آهن، سیلیکون و تیتانیوم جدا می شود و آلیاژ سرب- آلومینیوم باقی می ماند. این آلیاژ وارد یک ظرف می شود و در حالت مذاب، آلومینیوم در بالا و سرب در پایین قرار می گیرد. معمولاً این آلومینیوم حاوی 1 % سرب است.
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد. منبع مقاله :
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
.jpg "چگونه ماهی تازه را پاک کنیم؟")
