میکا (Mica) (1)

ماده ی معدنی میکا، نام خود را از واژه ی لاتین میکار (micare) گرفته است. این ماده به معنی درخشنده می باشد. میکا یک گروه از مینرال هایی است که ضرورتا از جنس آلومینیوم سیلیکات هیدراته هستند اما وجود یک یا چند عنصر اضافی، موجب شده است که یک خانواده ی جدید از مواد معدنی، بوجود آیند. از لحاظ مینرالی، نه مینرال در گروه مواد معدنی میکا، حضور دارند:
موسکویت یا میکای پتاسیمی ()
فلوگوپیت یا میکای پتاسیم- منیزیمی ()
بیوتیت یا میکای پتاسیم- منیزیم- آهن ()
لپیدولیت یا میکای پتاسیم- لیتیمی ()
پاراگونیت یا میکای سدیمی
زین والدیت یا میکای لیتیم- آهن
لپیدوملان یا میکای آهن
فوشیت ()
ورمیکولیت (محصول دگرگون شده ی میکا)
در برخی مقالات، روسکولیت (Roscoelite) و فوشیت (fuchsite) به عنوان گونه های مختلف از میکا در نظر گرفته شده اند. اما با توجه به بیشتر کتاب های مینرالوگرافی، این مواد ضرورتاً گونه هایی از موسکوویت هستند. در روسکولیت، آلومینویم به صورت جزئی، با وانادیوم جایگزین شده است، در حالی که کروم نیز به صورت اضافی، وجود دارد. به هر حال، تمام این گونه ها، جزء گونه های تجاری مطلوب نیستند. تنها موسکوویت، فلوگوپیت، لپیدولیت و ورمیکولیت، گونه های تجاری هستند. این در حالی است که امروزه، بیوتیت و فوشیت، به مقادیر اندکی استخراج می شوند و مصارف اندکی دارند. از بین این مواد، لپیدولیت، به عنوان منبعی از لیتیم مورد استفاده قرار می گیرد و از بررسی روند این مقاله، خارج می باشد. این در حالی است که ورمیکولیت، یک محصول دگرگون شده از میکاست که امروزه، در سیکل های صنعتی مختلف، به عنوان ماده ی جداکننده مورد استفاده قرار می گیرد. در این مقاله، تنها بر روی گونه های موسکوویت، فلوگوپیت، بیوتیت و فوشیت، تمرکز خواهیم کرد.
موسکوویت در بسیاری از سنگ ها، مانند گارنت، سنگ خارای زبر، سینیت، گنیس، شیست متورق و آهک کریستالی، یافت می شود اما از لحاظ شیمیایی، مهم ترین منابع این ماده، در سنگ خارای زبری یافت می شود که دارای مقادیر زیادی کوارتز باشد. این منبع، به صورت منابع اولیه ای می باشند که از آن دسته ماگماها تشکیل می شوند که از لحاظ آلومینا و پتاس، غنی هستند. فلوگوپیت در سنگ آهک کریستالی و دولومیت، تشکیل می شود و همچنین در آمفیبول، پیروکسن، سپنتین و ... . این ماده در نواحی متامورفی تماسی، یافت می شود. بیوتیت نیز که از لحاظ تجاری، اهمیت کمتری دارد، به طور گسترده ای در مینرال های آتشفشانی و سنگ های دگرگون مانند گارنت، سینیت، دیوریت، گنیس، شیست متورق و ... یافت می شود. این نوع ماده ی معدنی هم در سنگ های اولیه و هم در محصولات دگرگون، یافت می شوند. به هر حال، منابع قابل بهره برداری از میکا، در کشورهایی مانند آمریکا، برزیل و هند یافت می شوند. این کشورها، در واقع پیشگامان تولید این ماده در جهان به شمار می آیند.
موسکوویت

تاریخچه

در زمان های قدیم، مردم میکا را تنها به عنوان ماده ی معدنی موسکوویت می شناختند. این ماده در برخی کشورها مانند هند، از زمان های قدیم، یافت می شد. علاوه بر پزشکی، این ماده در سایر کاربردها، نیز مورد استفاده قرار می گرفته است. علت این استفاده، به دلیل درخشش خاص این ماده می باشد. در واقع از این ماده در دکوراسیون کوزه، لباس، وسایل بازی بچه ها و سایر محصولات، استفاده می شود. همچنین از این ماده در تولید رنگ و شیشه های خاص، نیز استفاده می شود. یک تعداد از آثار عتیقه در مناطقی از هند یافت شده است که در آنها، از این ماده، استفاده شده بوده است. در بخش های مختلف جهان، صفحات شفاف موسکوویت به عنوان سایه بان لامپ، پنجره های شومینه و ... استفاده می شده است. در روسیه، اولین استفاده ی ثبت شده از این ماده، به پنجره های شیشه ای بر می گردد که "شیشه ی موسکوویتی" نامیده می شده اند.
این استفاده های سنتی از موسکوویت ادامه یافت تا زمانی که در اواخر قرن 19 میلادی، وقتی الکتریسیته در بخش صنعتی، مورد استفاده قرار گرفت. در این زمان، خواص عایق کاری الکتریکی فوق العاده ی موسکوویت، تشخیص داده شد و از این رو، از این ماده در تولید مواد عایق کاری، استفاده شد. متناسب با توسعه های انجام شده در این زمینه، معدن کاری های سازمان دهی شده ی این ماده، شروع شد. در هند، فرایند مدرن کردن صنایع معدنیدر سال 1910، شروع شد و این مسئله در مورد معدن کاری موسکوویت نیز شروع شد.
برای سال های متمادی، تولید میکای ورقه ای در برخی کشورها، مانند هند، تنها به منظور تأمین نیاز صنایع کشورهایی مانند آمریکا، انگلیس و آلمان، انجام شد. در طی دوره ی زمانی بین سال های 1897 تا 1950، صادرات کلی این ماده در هند، در حدود 163000 تن بوده است. با توجه به آمار انتشار یافته، تولید کل این ماده در سال 1958 به اوج خود رسیده است (در حدود 32000 تن) و بعد از آن، این تولید کاهش یافته است و در سال 1990، به 3860 تن در سال رسیده است. در سال 2006، تولید موسکوویت خام در هند به 1259 تن در سال رسیده است. دلیل این افت، عمدتاً افزایش فشارهای قانونی در زمینه ی معدن کاری این ماده، تلقی می شود. در واقع این مسئله به دلیل افت تقاضای جهانی در زمینه ی این ماده، انجام شده است.
طبقه بندی صنعتی
موسکوویت خام به انواع و گریدهای مختلفی طبقه بندی می شود. این طبقه بندی بر اساس سنگ منبع، رنگ، وجود یا عدم وجود لک یا آلودگی، ضخامت، اندازه و فرایند مورد استفاده در تولید، می باشد. رویه ی طبقه بندی این ماده، به صورت زیر است:
میکای صفحه ای: میکای کریستالی خام از معدن به صورتی استخراج می شود که به آن، "کتاب های موسکوویتی" گفته می شود. این کتاب ها از صفحات مشابه برگ های یک کتاب، تشکیل شده اند. اولین طبقه بندی بر اساس رنگ و در محل معدن بر روی نمونه ها، انجام می شود:
یاقوتی رنگ: رنگ زرد متمایل به صورتی تا رنگ قهوه ای
سبز رنگ: این نوع از موسکوویت، موسکوویت غیر یاقوتی رنگ نیز نامیده می شود و دارای رنگ سبز مایل به زرد تا سبز است.
اگرچه واژه ی میکای سبز، اغلب مورد استفاده قرار می گیرد، واژه ی میکای غیر یاقوتی رنگ، استانداردتر است و بوسیله ی مراجع قانونی مربوط به مهندسی معدن، بیشتر مورد تأیید می باشد. میکای یاقوتی و غیر یاقوتی نسبت به همدیگر، از لحاظ رنگ و سایر ویژگی ها، متفاوت می باشند. هر کدام از این موسکوویت ها، بر اساس ضخامت، اندازه و نوع فراوری، به انواع تجاری زیر، طبقه بندی می شوند:
میکای بلوک: میکای ملبس با ضخامت مینیمم 0.007 اینچ. این نوع میکا همچنین به گریدهای مختلف تقسیم بندی می شود. این تقسیم بندی، بر اساس استفاده، شکل و ابعاد، انجام می شود. از پایین ترین گرید که شامل بلوک های مدور با مساحت مینیمم یک اینچ مربع است، گریدهای بالا می توانند بلوک هایی به اندازه ی 100 اینچ مربع را تشکیل دهند.
میکای ورقه ای یا فیلم مانند: این نوع میکا، از میکای بلوکی تشکیل شده اند که ضخامت مینیمم آنها، 0.0012 اینچ است. مشابه میکای بلوکی، این میکا نیز بر اساس استفاده، شکل و ابعاد، به گریدهای مختلف تقسیم بندی می شوند. این نوع میکا نیز در ابعاد مختلف، تولید می شود.
میکای شکافته شده: این نوع میکا، در واقع صفحات جدا شده از میکاست که دارای مساحت کمتر از 6 اینچ مربع می باشند. این صفحات بسیار نازک هستند و عموماً چندین قطعه ی جدا از هم، به هم متصل می شوند تا یک محصول میکایی را تشکیل دهند.
هر یک از این میکای صفحه ای، می تواند خود و بر اساس عیوب ظاهری مانند نقاط، ترک ها، پیچش ها و ناخالصی های خارجی، تقسیم بندی شوند:
میکای تمیز (سخت، با رنگ ثابت، مسطح و عاری از تمام تنش های یا سایر عیوب)
میکای حاوی عیوب: این گرید بسته به میزان عیوب بصری، طبقه بندی شده اند.
میکای ضایعاتی: این نوع میکا، حاوی ضایعات معدنی و قطعاتی از میکاست که حین معدن کاری، بدست می آیند. البته در حین فرآوری میکا در کارخانه نیز ضایعاتی ایجاد می شوند. این ضایعات در طی آماده سازی صفحات میکایی، تشکیل می شود. این نوع از میکا، عموماً به صورت آسیاب شده، مصرف می شود.
میکای پولکی: برخلاف میکای ضایعاتی، میکای پولکی یا فلسی شکل، میکایی است که به عنوان مینرال اصلی یا محصول فرعی در حین فرآوری فلدسپار، خاک چینی یا رس های دیگر، بدست می آید. مشابه حالت میکای ضایعاتی، این نوع از میکا نیز به صورت آسیاب شده، مورد استفاده قرار می گیرد.
میکای آسیاب شده: ضایعات آسیاب شده و فلسی شکل، دارای اندازه ای در حدود 1 میلی متر تا 45 میکرون می باشد.
بنابراین، بهترین کیفیت و بالاترین گرید موسکوویت، آن دسته می باشد که دارای بلوک های مستطیل شکل هستند. البته میکاهای نازک نیز برای کاربردها، مناسب می باشند.

فرآوری

برای بدست آوردن میکاهای صفحه ای با کیفیت بالا از کتاب های موسکوویتی، آماده سازی دقیق ضروری است. این آماده سازی با کمک دست و بر اساس مهارت نیروی انسانی شاغل در این زمینه، انجام می شود. یک کتاب مدور ابتدا تمیز می شود و تمام آلودگی های چسبنده ای که بر روی سطح آن است، گرفته می شود. همچنین مواد خارجی مانند کوارتز و فلدسپار و لایه های معیوب میکا، از روی این قطعات، جداسازی می شود. بعد از آن، این کتاب های تمیز شده، به صفحاتی تقسیم می شوند که به آنها، اسلب های موسکویتی، گفته می شود. ضخامت این اسلب ها، در حدود یک چهارم اینچ است. در طی این کار نیز ضایعات میکا تولید می شود. ضخامت این اسلب ها کاهش می یابد و بدین وسیله، صفحات مورد نیاز، بدست می آید. در طی این فرایند، در حدود 70 تا 80 % از کتاب اولیه، ممکن است تخریب شود. بعد از این فرایند، طبقه بندی با استفاده از بررسی های بصری، انجام می شود. در فرایند قضاوت و بررسی، اندازه و شکل قطعات انجام می شود. میکاهای مستطیلی شکل، بعد از این بررسی های بصری، طبقه بندی می شوند.
میکای آسیاب شده: محصولات خرد شده و در واقع ضایعات، به صورت آسیاب شده، مورد استفاده قرار می گیرند. فرایند تولید این محصولات آسیاب شده، به صورت زیر است:
آسیاب کاری خشک: ضایعات ناخالص معدنی و میکاهای فلسی شکل، معمولاً تحت فرایند آسیاب کاری قرار می گیرد که میکرونیزاسیون نامیده می شود. میزان نرمی پودر حاصله با این روش، در واقع به زیر 150 میکرون می باشد. لبه های دانه های ایجاد شده، تیز یا غیر یکنواخت است. همچنین نسبت طول به عرض این ذرات پایین است. این فرایند شامل حذف مواد زائد بوسیله ی جت آب، خشک کردن و د نهایت، آسیاب کاری با آسیاب چکشی می باشد.
آسیاب کاری تر: عمدتاً ضایعات کارخانه ها و همچنین ضایعات بدست آمده از معادن که اغلب دارای مقادیر ناخالصی اندکی است، تحت این فرایند قرار می گیرد. با این روش، صفحه های کوچک با لبه های مدور و سطوح درخشان ایجاد می شود که دارای اندازه ی در حد 100 تا 45 میکرون است. این ذرات دارای نسبت طول به عرض بالایی است. به دلیل ریزی و مسطح بودن این صفحات کوچک، احتمال وجود ذرات و نمک های محلول در آب، در این روش، کمتر است. این فرایند، شامل آسیاب کاری اولیه با افزودن همزمان آب با استفاده از غلطک های چوبی در یک آسیاب و سپس ورود محصولات حاصله در داخل جریانی از آب می باشد. در این جریان آب، ذرات ریگ مانند ته نشین شده در حالی که دوغاب حاوی ذرات میکا، از این جریان، عبور پیدا می کند و بعد از این کار، خشک می شوند. بعد از غربال گری اولیه، غربال گری نهایی ذرات میکای خشک شده، با استفاده از غربال های پارچه ای، انجام می شود.
به دلیل تفاوت در اندازه و طبیعت دانه ها، میکای آسیاب شده ی خشک و میکای آسیاب شده ی تر، دارای کاربردهای منحصربفرد خود هستند.
منبع:
Uses of Industrial Minerals, Rocks and Freshwater/ Kaulir Kisor Chatterjee
استفاده از مطالب این مقاله، با ذکر منبع راسخون، بلامانع می باشد.