فلدسپار و کاربردهای آن در جواهرات

فلدسپار (Feldspar)

ازمهم‌ترین کانیهای سنگی آذرین بشمار می‌آیند. فلدسپاتها به سه گروه کلسیک، پتاسیک و سدیک تقسیم‌بندی می‌شوند. آنورتیت به فرمول شیمیایی (CaAl2Si2O8)  فلدسپات نوع کلسیک است و آلبیت به فرمول شیمیایی (NaAlSi3O8)  فلدسپات نوع سدیک و پتاسیم فلدسپات به فرمول شیمیایی  (KAlSi3O8) فلدسپات نوع پتاسیک آن است

چندریختیهای پتاسیم فلدسپات عبارت‌اند از: سانیدین، ارتوکلاز، میکروکلین و آدولاریا. آنورتیت و آلبیت به این امتیاز که می‌توانند جانشین شوند و در ساختمان کانی پلاژیوکلاز شرکت می‌کنند، میان فلدسپات سدیم (آلبیت) و فلدسپات پتاسیم، جانشینی محدودی وجود دارد و فلدسپاتهای این سری به انواع آلکانی فلدسپاتها شهرت دارند .

فلدسپات پتاسیک در اکثر موارد به عنوان کمک ذوب و ماده اصلی سازنده ساخته‌های سرامیکی کاربرد دارد. از آن جا که میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری قرار دارد، ارزش اقتصادی آن نیز از فلدسپات سدیک بیشتر است .

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 الکترودهای 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 کانیهای گروه فلدسپات در صنایع سرامیک و شیشه مورداستفاده قرار می گیرد.

فلدسپات و کاربردهای آن

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 کانیها در مناطق مسطح و بیابانی، پس از رها شدن این کانیها از متن سنگهاست (در اثر عوامل هوازدگی ). فلدسپاتها بر اساس ترکیب شیمیایی به دو گروه فلدسپاتهای آلکالن (قلیایی) و فلدسپاتهای پلاژیوکلاز تقسیم می شوند . فلدسپاتها اکثراً دارای رنگ سفید بوده ولی به رنگهای خاکستری، شیری، قرمز جگری و سبز روشن نیز دیده می شوند .

محیط تشکیل فلدسپاتها

فلدسپاتها ۵۰ درصد سیلیکاتهای جامد زمین، ۶۰ درصد کانیهای سنگهای آذرین درونی، ۳۰ درصد کانیهای سنگهای دگرگونی و ۱۱ درصد کانیهای ماسه سنگها را تشکیل می دهند . فلدسپاتهای پلاژیوکلاز سدیم دار مثل آلبیت و الیگوکلاز در سنگهای آذرین درونی با ترکیب اسیدی مثل گرانیت، پگماتیت، گرانودیوریت و مونزونیت دیده می شود .

پلاژیوکلازهای کلسیم دار مثل آندزین ، لابرادور ، بیتونیت و آنورتیت در سنگهای آذرین درونی با ترکیب بازیک مثل گابرو، بازالت، دیوریت و آندزیت دیده می شود .

میکروکلین در سنگهای عمیق مثل گرانیتها، سینیتها و پگماتیتها که به آرامی سرد شده اند دیده می شود . ارتوکلاز در سنگهای نفوذی که در دمای متوسط و نسبتاً سریع سرد شده اند مشاهده می شود . سانیدین مخصوص گدازه های با دمای زیاد مثل تراکیتها و ریولیتها است. شش سنگ اصلی به عنوان منابع مهم تأمین کننده فلدسپات شناخته می شوند که عبارتند از :

۱ – پگماتیتهای همراه با گرانیت گرافیکی

۲ – آلاسکیت

۳ – آپلیت

۴ – گرانیت

۵ – ماسه های فلدسپاتی سواحل و بستر رودخانه ها

۶ – کوارتزیت فلدسپاتی

حدود ۷۰ تا ۷۵ درصد سنگهای پگماتیتی را فلدسپاتها و ۲۵ تا ۳۰ درصد آن را کوارتز تشکیل می دهد . آلاسکیت سنگی است با ترکیب گرانیتی و رنگ روشن که فاقد کانیهای تیره است . این سنگ از ۴۵ درصد پلاژیوکلاز، ۲۰ درصد میکروکلین، ۲۵ درصد کوارتز و ۱۰ درصد مسکویت تشکیل شده و سالهاست که به عنوان سنگ معدن میکا و فلدسپات در امریکا مورد بهره برداری قرار می گیرد . آپلیتها از جمله سنگهای آذرین درونی هستند که دارای ترکیب گرانیتی بوده و با رنگ روشن و حالت دانه شکری خود دارای مقادیر زیادی فلدسپات هستند.

 کاربرد فلدسپات

در اکثر موارد از فلدسپات پتاسیک به عنوان ماده اصلی سازنده سرامیکها و کمک ذوب استفاده می شود در حالی که از فلدسپات سدیک در تهیه شیشه و لعاب استفاده می گردد. آلومینیم موجود در فلدسپاتها به جای قسمتی از سیلیس در شیشه جایگزین شده و مقاومت فیزیکی شیشه را در برخورد با اشیاء، خمیدگی و حرارتهای ناگهانی افزایش می دهد . مقدار اکسید آهن فلدسپاتها برای مصرف در صنایع چینی و لعاب نباید از ۵/۰ درصد و در صنایع شیشه نباید از ۳۵/۰ درصد بیشتر باشد . مقدار اکسید آلومینیم فلدسپاتها نیز نباید از ۱۵ درصد تجاوز کند .

در حدود ۶۵ درصد از آلکالی فلدسپاتها در صنایع شیشه سازی، ۳۰ درصد در صنایع سرامیک و ۵ درصد به عنوان پرکننده در صنایع لاستیک سازی، رنگ سازی و سایر موارد مصرف می شود. قیمت فلدسپاتهای پتاسیک نیز بیشتر از فلدسپاتهای سدیک است. کانیهایی مثل نفلین و تالک می توانند به عنوان جانشین فلدسپاتها در صنایع سرامیک و شیشه استفاده شود . آمازونیت با رنگ سبز روشن و آنورتیت شیری می تواند به عنوان کانی نیمه قیمتی مورد استفاده قرار گیرد . انواعی از فلدسپاتهای پلاژیوکلاز که خصوصیت بازتاب صدفی نشان می دهند پس از تراش با نام ماه سنگ فروخته می شوند .

جدول مشخصات فلدسپار

مهمترین کشورهای تولیدکننده فلدسپات

مقدار تولید فلدسپات دنیا در سال ۱۹۹۴ حدود ۵/۶ میلیون تن بوده است . کشورهای مهم تولیدکننده فلدسپات دنیا شامل ایتالیا، امریکا، فرانسه، آلمان، روسیه، تایلند، کره جنوبی و مکزیک است.