مقاله بررسی موقعيت جغرافيايي بافق و معدن اسفوردي در بافق

مقاله بررسي موقعيت جغرافيايي بافق و معدن اسفوردي در بافق در 41 صفحه ورد قابل ويرايش

موقعيت جغرافيائي و شرايط جوي منطقه بافق و معدن اسفوردي

شهرستان بافق به مركزيت شهر بافق با مساحتي حدود 17850 كيلو متر مربع، به فاصله 120 كيلومتري جنوبشرقي شهرستان يزد، در طول َ38، o55 شرقي و عرض َ47،o31 شمالي واقع شده است.

اين شهرستان به وسيله راه آهن و راه آسفالته منشعب از يزد قابل دسترسي مي‌باشد. از ديگر راههاي ارتباطي مي‌توان به محورهاي بافق- بهاباد، بافق- شيطور و بافق- معدن چادرملو اشاره كرد.

جاده ارتباطي معدن اسفوردي بطول 5/2 كيلومتر، از كيلومتر 25 جاده بافق- بهاباد منشعب مي‌گردد.

معدن اسفوردي در 35 كيلومتري شمال شرقي شهر بافق و در ارتفاع 1700 متري از سطح دريا واقع شده است و داراي كوههايي با روند شمال غربي - جنوب شرقي مي‌باشد.

ميزان بارندگي سالانه در منطقه بطور متوسط 50 ميلي‌متر و ميزان تبخير فوق‌العاده شديد مي‌باشد. به همين دليل داراي آب و هواي گرم و خشك و اختلاف درجه حرارت زياد در شبانه‌روزي مي‌باشد. آب و هوا در قسمتهاي كوهستاني منطقه معتدلتر مي‌باشد. از لحاظ جريان آب در منطقه مذكور هيچگونه جريان آب دائمي وجود ندارد. پوشش گياهي منطقه ضعيف و شامل بوته‌ها و به مقدار كمتر درخت و درختچه مي‌باشد. از مهمترين حوضه‌هاي آبگير منطقه مي‌توان به دشت حسن‌آباد، دشت شيطور، دشت بهاباد و ده قطروم اشاره نمود.

اين كانسار كه در منطقه نسبتاً كوهستاني و با ارتفاع متوسط 1700 متر از سطح دريا قرار دارد داراي كوههايي با روند شمال غرب- جنوب شرقي مي‌باشد. اين كوهها به صورت ارتفاعات نه چندان مرتفع در منطقه كشيده شده‌اند و در ادامه آنها تپه‌هايي با دره و فرو رفتگي‌هاي كم و بيش عريض قرار گرفته است.

از نظر آب و هوائي داراي آب و هواي خشك و بياباني مي‌باشد. و از نظر ميزان نزولات جوي، داراي بارندگي نسبتاً كم و در حدود تقريبي 50 ميليمتر در سال مي‌باشد. البته گاهي اوقات مقدار بارندگي از اين مقدار ذكر شده نيز تجاوز مي‌نمايد. از لحاظ جريان آب در منطقه مذكور، هيچگونه جريان آب دائمي وجود ندارد و تنها رودخانه منطقه، رود شور است كه به درياچه شور بافق مي‌ريزد.

از لحاظ دما، دماي متوسط هوا در اين منطقه در حدود 40 سانتي‌گراد است كه اين دما از حدود صفر درجه در زمستان تا 50 درجه در تابستان در حال تغيير است.

از نظر پوشش گياهي، پوشش گياهي منطقه نسبتاً ضعيف بوده بطوريكه ارتفاعات فاقد پوشش گياهي و مناطق پست داراي پوشش گياهي شامل بوته‌ها و درختچه‌ها مي‌باشند.

2-2- زمين شناسي عمومي منطقه

محدوده مورد بحث در يكي از بالا، آمدگيهاي قديمي كه قسمتي از واحد زمين شناسي ايران مركزي محسوب مي‌شود قرار گرفته است. فازكوهزايي آلپي در تشكيل بلوكهاي ساختماني مجزايي آن نقش اساسي را ايفا كرده است. يكي از اين بلوكهاي تشكيل شده، بلوك پشت بادام- بافق مي‌باشد. كه از طرف شرق و غرب بوسيله گسلهاي بزرگ كوهبنان و دويران محدود شده است. بطوريكه اين بلوك منطقه وسيعي از جمله كانسار فسفات اسفوردي را شامل شده است.

بلوك مورد نظر در محدوده شناخته شده متالوژني ايران قرار دارد. در اين بلوك معادني از قبيل چفارت (آهن) اسفوردي (فسفات)- كوشك (سرب ورودي)- چادرملر (آهن و آپاتيت) قرار دارند.

در اين ناحيه سنگهايي كه كاني‌سازي آپاتيت در آنها انجام شده است. سنگهاي آذرين (نفودي- خروجي) به سن پركامبرين- كامبرين مي‌باشند كه در اينجا براي واضحتر شدن موضوع، توضيح مختصري در رابطه با چينه‌بندي- تكتونيك- ماگماستيم و متامورفيسم آن داده مي‌شود.

2-2-1- چينه‌شناسي منطقه

چينه‌شناسي منطقه مذكور با توالي قديم به جديد عبارتست از:

دوره پركامبرين

ابتدا سنگهاي دگرگوني با رخساره شيست سبز- آمفيبوليت- مرمر- گنيس (كمپلكس سركوه - كمپلكس بنه شور) بوجود آمده‌اند بعد روي اين واحدها را سنگهايي با رخساره شيست- گريواك- ماسه سنگ كوارتزيتي- شيلهاي اسليتي (سازند تا شك) پوشانيده‌اند.

دوره اينفراكامبرين

در اين دوره مجموعه سنگهاي منتسب به سري ريز و درزو در اين دوره بوجود آمده‌اند كه اين سري با يك رخساره و لكانيكي- رسوبي و زمين ساختي در هم و بهم خورده شامل رسوبات پوشش تلماسه‌اي- دولوميتهاي خاكستري تا قهوه‌اي رنگ چرت‌دار- ماسه سنگ‌هاي زرد رنگ- آهكهاي سياهرنگ- ريوليتهاي صورتي- آجري و بالاخره افقهاي آهن- آپاتيت و دايكهاي ديابازي پوشيده مي‌شود. بين سنگهاي اين سري و سنگهاي ولكانيكي با تركيب اسيدي تا متوسط و بين سنگهاي اين سري با نهشته‌هاي كامبرين حد فيزيكي شناخته شده‌اي وجود ندارد.

دوره مزوزوئيك

در اين دوره نهشته‌هاي قاره‌اي ترياس و ژوراسيك و نهشته‌هاي كرتاسه بصورت گسترده‌اي و به فرم دگر شيبي روي واحدهاي قديميتر قرار گرفته‌اند.

دوره نئوزوئيك: اين دوره به سه بخش تقسيم مي‌شود.

سنگهاي پالئوسن تا ائوسن: سنگهاي پالئوسن مربوط به گلنگلومراي كرمان هستند. سنگهاي ائوسن شامل لايه‌هاي قاره‌اي همراه با مواد آتشفشاني مي‌باشند كه بصورت محدود در طول مناطق گسله رخنمون دارند. رسوبات ميوسن شامل لايه‌هاي قرمز قاره‌اي مي‌باشند كه به طور دگرشيبي روي سنگهاي مربوط به دوره ائوسن قرار گرفته‌اند و نهايتاً توسط كنگلومراي دوره نئوژن به صورت دگرشيب پوشيده مي‌شوند.


دوره كواترنري

اين دوره شامل پادگانه‌هاي آبرفتي- مخروطه افكنه‌هاي قلوه سنگي- آبرفتهاي جديد تلماسه‌اي- كوهپايه‌ها و رسوبات كويري و نواحي بياباني وسيع پيرامون رشته كوهها مي‌باشد.

2-2-2- وضعيت تكتونيكي منطقه

از نظر تكنونيكي، منطقه تحت تاثير رخداد زمين ساختي بابگالي (كاتانگايي) و نيز حركات كوهزايي پس از دوره ترياس قرار گرفته است كه پيامد آن، شكستگي پي سنگ پره كامبرين و نيز ايجاد و دگرشيبي زاويه‌اي شديد بين رسوبات كرتاسه و نهشته‌هاي قديمتر مي‌باشد.

در دوره‌هاي جديدتر (پليو- پليستوسن) منطقه تحت تاثير پيشروي دريا قرار گرفته است. بطوريكه در نهايت و بدنبال حوادث ذكر شده، گسلهاي بزرگ بويژه گسلهاي اصلي با روند شمال- جنوب پديد آمده است.

2-2-3- وضعيت ماگماتيسم در منطقه

از لحاظ ماگماتيسم در اين منطقه، سنگهاي آذرين در دامنه وسيعي از سنگهاي بازيك تا كاملاً اسيدي حضور دارند كه بصورت انواع نفوذي- نيمه عميق و خروجي ديده مي‌شوند كوارتزپورفيرها- ريوليتها- سينيتها- مونزونيتها- گرانيت‌ها- آنذري بازالتها- پلاژيوپورفيرها- آلبيتوفيرها شاهدي براي گفته فوق مي‌باشند.

2-2-4- وضعيت دگرگوني در منطقه مورد مطالعه

از نظر دگرگوني در مناطق مختلف اين بلوك نيز دو فاز پيوسته دگرگوني ديناميكي و حرارتي به ترتيب با ويژگيهاي فشار زياد و حرارت زياد در سنگهاي منتسب به پره كامبرين تشخيص داده شده‌اند كه هر يك از نظر دگر شكلي- تشكيل ميگماتيتها و سپس آناتكسي ويژگيهاي خود را داشته‌اند.

2-3- زمين‌شناسي كانسار اسفوردي

كانسار اسفوردي در بقاياي هوازده سنگهاي پره كامبرين - كامبرين و مزوزوئيك واقع شده است. واحدهاي سنگي محدوده كانسار، كه قسمتي از واحدهاي سري ريز و درز محسوب مي‌شوند شامل مجموعه‌اي در هم و خرد شده‌اي هستند كه مركب از سنگهاي ولكانيكي و رسوبي و همچنين سنگهاي آذرين نفوذي مي‌باشند كه بشدت چين خورده و گسله خورده شده‌اند طبقات مزوزوئيك آن را عمدتاً ريوليتهاي ترياس تشكيل مي‌دهند.

2-5-2- ماگنتيت و هماتيت

ماگنتيت و هماتيت، اكثراً در افق ديده مي‌شوند. هماتيت اين افق در نتيجه مارتيراسيون ماگنتيت موجود در توده آهن مي‌باشد و بر طبق آزمايشات ميكروسكوپي، دانه‌هاي تميز- يكنواخت و زاويه‌دار ماگنتيت در زمينه‌اي از كلسيت متبلور و كوارتز تجمع يافته است.

2-5-3- ترموليت و اكتينوليت

كانيهاي مهم تشكيل دهنده افق سوم ترموليت و اكتينوليت مي‌باشند كه داراي بلورهاي فيبري و سوزني شكل هستند اين دو كاني مخصوصاً در اطراف رگه‌ها و دايكهاي آپاتيتي بيشتر ديده مي‌شوند.

10- عناصر خاكي نادر

مطالعات انجام يافته در سالهاي گذشته و اخير، وجود مقادير قابل توجهي عناصر خاكي نادر (Rare earth elements) را در كانسار اسفوردي ثابت نموده است.

اولين بار حسن برومندي از شركت ملي ذوب آهن ايران، با توجه بوجود اين عناصر در كانسار چغارت، مطالعات پر دامنه‌اي در اين زمينه انجام داده است. نامبرده با استفاده از روش فلوئورسنس X-Ray نمونه‌هاي متنوعي از سنگهاي معدني منطقه و از جمله كانسار اسفوردي را مورد آزمايش قرار داده و وجود مقدار قابل ملاحظه‌اي خاكهاي نادر را در سنگهاي آپاتيتي گزارش نموده است. در اين آزمايشات، وجود عناصري از قبيل استرنسيوم (Sr) و زيركونيم (Zr) بميزان كم و بيش قابل توجه و نيز ارسنيك (As)، منگنز (Mn)، روبيديوم (Rb)، واناديوم (V) و باريم (Ba) در اين سنگها اثباتش ده است. بر اساس اين واقعيات و با توجه به احتمال جانشيني كاتيونهائي از قبيل منيزيم، آهن، استرنسيوم، باريم، سريم، لانتانيم، ايتريم و نئوديميم بجاي كلسيم در ساختمان شبكه آپاتيت، تشكيل كانيهائي نظير مونازيت (Ce, la)pa4 و گزنوتيم Ypo4 در نظر گرفته شده است.

تحقيقات انجام شده توسط علي درويش‌زاده از دانشگاه تهران روي سنگهاي محدوده معدني اسفوردي. علاوه بر اينها نشاندهنده وجود عناصر كمياب ديگري از قبيل اورانيوم و توريوم در سنگهاي آپاتيتي بوده است. البته اين موضوع بمعني وجود رابطه مستقيم بين اين عناصر و كاني آپاتيت نبوده، ولي نقش قابل ملاحظه آنرا در چرخه ژئوشيمي اين عناصر ثابت مي‌كند. نامبرده وجود چنين عناصري و همچنين خاكهاي نادر را، در سنگهاي معدني آپاتيت‌دار، به مشاركت آنها در ساختمان بلورين آپاتيت (و نه ديگر كانيهاي همراه) مربوط مي‌داند.

و بازيابي مخلوط REO توسط روش شستشوي حلال مي‌باشد.

شرح بازيابي REE از لجن اسيد فسفريك توليدي كارخانه فالابوروا (آفريقاي جنوبي)

در اين قسمت شرح فرآيند بازيابي يك مخلوط اكسيد عناصر نادر از لجنهاي سولفات كلسيم به دست آمده در كارخانه توليد اسيد فسفريك از ذخيره آپاتيت آفريقاي جنوبي تشريح شده است.

بازيابي ليچينگ مواد شامل REE از لجنها توسط اسيد نيتريك، با افزودن نيترات كلسيم به حلال شستشو ، به طور قابل ملاحظه‌اي افزايش يافته به بيش از 85 درصد رسيده است. مواد شامل REE مي‌تواند از محلول ليچ شامل اسيد نيتريك 1 مولار و نيترات كلسيم 5/0 مولار بازيابي شود كه اين كار با افزودن نيترات آمونيوم 5/2 مولار و استخراج در دي بوتيل، بوتيل فسفات با 33 درصد حجمي صورت مي‌گيرد. سپس فاز آلي با آب شسته مي‌شود (ترجيحاً در دماي بيش از دماي محيط) كه باعث بازيابي محلول نيتراتهاي نادر خاكي مي‌شود كه مي‌تواند با افزودن اسيد اگزاليك و كلسيناسيون رسوب باقي مانده، بازيابي شود.

در فرآيند جريان متقابل پيوسته كه در مقياس آزمايشگاهي انجام گرديده. از كل 140 كيلوگرم لجن مورد عمل براي توليد 265 ليتر مايع ليچ، كه در 5 مرحله استخراجي، فرآوري و 5 بار شستشو داده شد، مجموعاً 4 كيلوگرم اكسيد عناصر نادر خاكي با خلوص 98 دردص بازيابي گرديد.

در مقياس نيمه صنعتي، فاز آلي به فسفات تري بوتيل با 40 درصد حجمي تغيير يافت و محلول ليچ به اسيد نيتريك 1 مولار بعلاوه نيترات كلسيم 3 مولار تغيير يافت و در نهايت 3200 كيلوگرم اگزالاتهاي لانتانيد مخلوط آماده گرديد و در كوره روتاري كلسينه شد تا اينكه 1600 كيلوگرم اكسيد مخلوط با خلوص 94-89 درصد بدست بيايد. در عمليات نيمه صنعتي، محلول بي‌بار حاصل از فرآيند استخراج حلال، بازيافت و به مرحله ليچينگ ارسال شد، بدون اينكه هيچ تاثير مضري روي بازيابي ليچينگ ظاهر شود.

4-3-1- روش آزمايشگاهي

در مطالعات آزمايشگاهي اين كارخانه در ابتدا، مواد اوليه از لجن كارخانه اسيد فسفريك معدن تهيه گرديده است و بعد اين لجن با آب، سپس با متانول شسته شده و در هواي آزاد خشك گرديده و جهت انجام تست آزمايشگاهي نيمه صنعتي، محلول ليچ در 41 آزمايش غير پيوسته با استفاده از قسمتهاي 2 كيلوگرمي لجن خشك شده، با زمانهاي 48 ساعته، مهيا شده است. لجن اسيد فسفريك توسط فيلتر صفحه‌اي براي ته نشين شدن 54 درصد اسيد P2O5 آماده شده و تستهاي ليچينگ به نسبت جامد به مايع 2/1 به مت 6 ساعت در استوانه پاچوكا انجام شده است.

جدايش جامد و مايع توسط فيلتر نواري انجام شده و لجن ليچ شده توسط جريان متقابل با آب شسته شده و محلول عبوري فيلتر به مرحله استخراج با حلال پمپ گرديده است.

در بخش استخراج با حلال، ايزوترمهاي استخراج و شستشو با تماس حجمهاي مناسبي از فازهاي آلي و آبي مشخص شدند. در آزمايشگاه توسط همزن مغناطيسي و در ظروف شيشه‌اي آزمايشها صورت گرفت و دماي بهينه روي تنظيم گرديد. از آناليزهاي اسپكتروفوتومتريك عنصر نئوديمم (Nd) بعنوان وسيله‌اي ساده و سريع در ادامه فرآيند واكنشهاي ليچينگ، جهت نمايش اجراي عملي كارخانه‌هاي استخراج با حلال استفاده گرديد.

4-3-2- انتخاب حلال اسيدي

آزمايشهاي اوليه نشان مي‌دهد كه واكنش لجن با اسيد نيتريك خيلي موثرتر از اسيد سولفوريك تحت شرايط يكسان مي‌باشد. بنابراين ليچينگ لجن، شامل 8/2 درصد Ln2O3 براي 48 ساعت در دماي محيط و يك نسبت جامد به مايع واحد با اسيد نيتريك 4 مولار، محلولي شامل gr/lit4/2 نئوديميوم مي‌دهد در حاليكه همين تست با اسيد سولفوريك، 43/0 gr/lit نئوديميوم با مصرف اسيد سولفوريك 2 مولار مي‌دهد.

بازيابي در تست اسيد نيتريك 40 درصد و با اسيد سولفوريك 7 درصد بوده است. تستهاي بعدي با اسيد نيتريك مشخص نمود كه اگر زمانهاي ليچينگ تا 24-48 ساعت طولاني شود، همزدن پالپ لازم نيست.

4-3-3- بررسي شرايط محيطي ليچينگ

4-3-3-1- تاثير غلظت اسيد و نسبت جامد به مايع

تاثير فوق روي ليچينگ لجن با 8/6 درصد REO براي 48 ساعت در oc20 در جدول 4-5 نشان داده شده است (بر حسب درصد بازيابي نئوديميوم در محلول ليچ).

همانطور كه مي‌بينيم بيشترين بازيابي در غلظت اسيد 3 مولار است، اما در عمل بكارگيري اسيد با غلظت بيشتر از 2 مولار بازيابي كمتري داده است.