معرفی جامع کانی های معدنی

[S H i M A]

کانی چیست؟​

كاني ماده‌ي طبيعي، غيرآلي، بلوري و جامد است كه در تركيب سنگ‌هاي پوسته‌ي زمين

يافت مي‌شود. برخي كاني‌ها از يك عنصر خالص و بسياري از آن‌ها از دو يا چند عنصر درست

شده‌اند. در هر صورت، كاني‌ها تركيب شيميايي معيني دارند. واژه‌ي كاني از واژه‌ي فارسي

كان گرفته شده است كه در زبان عربي به آن معدن گفته مي‌شود. بنابراين، كاني به ماده‌اي

گفته مي‌شود كه به طور طبيعي از معدن(كان) به دست مي‌آيد و معدن بخشي از پوسته‌اي

زمين است كه در آن‌جا به اندازه‌ي چشم‌گيري، كاني يافت مي‌شود. موادي مانند شيشه،

چيني، آلياژ‌هاي گوناگون، كه انسان‌ آن‌ها را ساخته است، و موادي مانند مرواريد صدف،

استخوان، عاج و بسياري ديگر، كه جان‌داران مي‌سازند، كاني نيستند.


ويژگي‌هاي كاني‌ها

كاني‌ها چيزهاي همگني هستند؛ يعني، ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي همه‌ي ذره‌هاي ​

سازنده‌ي آن‌ها، يكسان است. براي مثال، اگر يك قطعه هاليت(نمك خوراكي) را به ذره‌هاي ​

بسيار كوچكي بشكنيم، همه‌ي ذره‌هاي به دست آمده، مزه‌ي شوري دارند، به سادگي در ​

آب حل مي شوند و ديگر ويژگي‌هاي نمك را نشان مي‌دهند. ​

كاني‌ها مواد بلوري و جامدي هستند؛ يعني، ذره‌هاي سازنده‌ي آن‌ها بر اساس نظم و قانون

معيني كنار هم قرار گرفته‌اند؛ به نحوي كه، همه‌ي سطح‌هاي بيروني يك كاني، صاف است.

شكل بلوري و منظم كاني‌ها از آرايش اتم‌ها و مولكول‌هاي دروني آن‌ها ناشي مي‌شود.


هر كاني تركيب شيميايي ثابتي دارد. براي مثال، پيريت هميشه FeS2 و كلسيت CaCO3 همواره

است. البته، در برخي كاني‌ها ممكن است نسبت برخي عنصرها تغيير كند.

براي مثال، در كاني الوين( FeMgSiO4 ) ممكن است درصد آهن و منيزيم از بلوري به بلوري ديگر،

از صفر تا صد درصد تغيير كند.


برخي كاني‌ها، مانند طلا، از يك عنصر درست شده‌اند. البته، طلا كم‌تر به صورت خالص يافت

مي‌شود. بلورهاي مكعبي و زرد رنگ طلا، اگر با نقره همراه باشند، روشن‌تر و اگر با مس

همراه باشند، قرمزتر به نظر مي‌رسند. بسيار از كاني‌ها از دو يا چند عنصر متفاوت هستند

كه با هم مخلوط شده و ماده‌ي مركبي به وجود آورده‌اند. براي مثال، فراوان‌ترين كاني، يعني

كوارتز، تركيبي از سيليسيم و اكسيژن است.


شكل‌گيري كاني‌ها

كاني‌ها از پيوندهاي گوناگون بين اتم‌هاي عنصرها به وجود مي‌آيند. تا كنون 92 عنصر در ​

طبيعت شناسايي شده است. از بين اين 92 عنصر طبيعي، 8 عنصر اكسيژن، سيليسيوم، ​

آلومينيوم، آهن، كلسيم، سديم، پتاسيم، و منيزيم، حدود 5/98 درصد كاني‌ها را مي‌سازند. ​

از تركيب‌شدن اين عنصرها با هم، كاني‌ها گوناگوني به وجود مي‌آيد. ​

براي مثال، از تركيب شدن اكسيژن با سيليسيوم، اكسيد سيليسيوم SiO2 (كوارتز) و از

تركيب‌شدن اكسيژن، سيليسيوم، منيزيم و آهن، الوين ( FeMgSiO4 ) به دست مي‌آيد. ​

كاني‌ها علاوه بر اين كه از نظر تركيب شيميايي با هم تفاوت دارند، از نظر شكل ظاهري، رنگ،

اندازه و ديگر ويژگي‌ها نيز تفاوت‌هاي زيادي با هم دارند. اين تفاوت‌ها از چگونگي شكل‌گيري

آن‌ها برمي‌خيزد. برخي كاني‌ها از سرد شدن ماده‌ي مذاب به دست مي‌آيند. همه‌ي

كاني‌هاي سنگ‌هاي آذرين، مانند كوارتز، فلدسپات، ميكا و الوين، اين گونه به وجود مي‌آيند.


برخي ديگر از كاني‌ها از سرد شدن بخار در سطح سنگ‌ها يا شكاف‌هاي موجود در آن‌ها به

وجود مي‌آيند. سرد شدن گاز گوگرد در قله‌هاي آتش‌فشاني دماوند و تفتان، نمونه‌اي از اين

فرايند است. كاني‌ها ديگري از بخار شدن محلول‌هايي به وجود مي‌ايند كه به اندازه‌ي اشباع

رسيده‌اند. براي مثال، از بخار شدن آرام‌ درياچه‌هاي مركزي ايران، نمك و گچ به دست مي‌آيد.


برخي كاني‌ها از واكنش‌هاي شيميايي يون‌ها در آب به وجود مي‌آيند.

براي مثال، در درياهاي گرم، يون كلسيم(+2 Ca) با يون كربنات(+CO32)تركيب مي‌شود و كاني

كلسيت(CaCO3) ته‌نشين مي‌شود. برخي كاني‌ها نيز پيامد تخريب شيميايي كاني‌ها ديگر

هستند. براي مثال، از تجزيه‌ي شيميايي فلدسپات‌ها، كاني‌هاي رستي(كاني‌هاي

تشكيل‌دهنده‌ي خاك) به وجود مي‌آيند.

 

[S H i M A]

شناسایی کانی ها​

زمين‌شناسان براي شناسايي كاني‌ها از روش‌هاي گوناگوني،مانند رنگ‌ شعله، طيف نوري،

ميكروسكوپ‌هاي پلاريزان، ميكروسكوپ الكتروني و پرتو ايكس، بهره مي‌گيرند.



رنگ‌شعله.

در اين روش تكه‌اي از كاني يا پودر آن را روي شعله نگه مي‌دارند و با دستگاهي به آن

مي‌دمند. با تغيير رنگي كه در شعله پديد مي‌آيد، مي‌توان برخي از كاني‌ها را شناسايي

كرد.

سديم رنگ زرد، پتاسيم رنگ نارنجي، منيزيم رنگ قرمز، كلسيم رنگ نارنجي، باريم رنگ

سبز مايل به زرد و مس رنگ سبز درخشان، به وجود مي‌آورد.


طيف نور.

در اين روش مقدار اندكي از يك كاني را در دستگاهي، كه با جرقه‌ي الكتريكي و در فشار

زياد كار مي‌كند، قرار مي‌دهند تا كاني بخار شود. در اين حالت، اتم‌هاي عنصرهاي

سازنده‌ي كاني، طول موج ويژه‌اي توليد مي‌كنند كه پس از عكس‌برداري مي‌توان با كمك

آن‌ها به عنصرهاي سازنده‌ي كاني پي ‌برد.


ميكروسكوپ پلاريزان.

در اين روش، ضخامت يك قطعه سنگ را كه داراي كاني‌هاي گوناگون است، به اندازه‌اي

كم مي‌كنند تا شفاف شود و نور از آن بگذرد. سپس آن را زير ميكروسكوپ پلاريزان

بررسي مي‌كنند. اكنون از روي شكل ظاهري، نوع شكستگي، ضريب شكست نور،

رنگ و ديگر ويژگي‌ها، كاني را شناسايي مي‌كنند.


ميكروسكوپ الكتروني.

لايه‌ي نازكي از كاني را با اين ميكروسكوپ مطالعه مي‌كننند. باريكه‌ي الكتروني به

كاني برخورد مي‌كند و بخشي از آن به كاني جذب مي‌شود كه سايه‌اي از كاني روي

صفحه‌ي ويژه‌اي به وجود مي‌آورد.

بررسي اين سايه از نظر شكل ظاهري، شكستگي‌ها و ساختمان دروني كاني‌ها،

به شناسايي كاني مي‌انجامد.


پرتو ايكس.

اين روش در شناسايي كاني‌ها، به‌ويژه كاني‌هايي كه تركيب شيميايي مشابهي دارند،

بسيار كارآمد است. پرتوهاي ايكس را به بلور كاني مي‌تابانند. بخشي از اين پرتوها از

كاني مي‌گذرد و بخشي پس از برخورد با ذره‌هايي كه در گوشه‌هاي شبكه‌ي بلور كاني

قرار دارند، بازتاب مي‌يابد.با برسي عكس به دست آمده از اثر اين پرتوها بر فيلم عكاسي،

مي‌توان كاني مورد نظر را شناسايي كرد.



شناسايي كاني‌هاي آشنا


به كمك ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي كاني‌ها، مي‌تـوان به روش‌هاي ساده‌تري برخي

از كاني‌هاي بسيار شناخته شده را شناسايي كرد.


شكل بلور.

اندازه‌ي بلورها ممكن است بسيار بزرگ يا بسيار كوچك باشد. در حالي كه وزن كاني

بريل ممكن است تا 200 تن هم برسيد، برخي كاني‌ها تنها با پرتوهاي ايكس ديده مي‌شوند.

شكل كاني‌ها نيز بسيار گوناگون است.با وجود اين، زاويه‌هاي بين سطح‌هاي مشابه در

همه‌ي بلورهاي يك كاني همواره يكسان است. براي مثال، بلور نمك، چه بزرگ و چه

كوچك، همواره مكعبي شكل است و بين سطح‌هاي خود، زاويه‌ 90 درجه دارد.


سختي.

دانشمند اتريشي به نام فردريش موهس(1839-1773) مقياسي براي درجه‌ي سختي

كاني‌ها وضع كرد. مقياس او از درجه‌ي يك براي تالك(نرم‌ترين كاني) تا درجه‌ي 10 براي

الماس (سخت‌ترين كاني) است. بر اساس اين مقياس، سختي ناخن انسان، 5/2،

سكه‌ي مسي 5/3 و چاقوي فولادي قلم‌تراش، 5/5 است. اكنون با توجه با اين كه در

اثر كشيدن اين چيزها بر سطح كاني، در آن خراش ايجاد مي‌شود يا نه، سختي كاني را

اندازه مي‌گيرند و با توجه با سختي، كاني را شناسايي مي‌كنند.


رَخ(كليواژ).

رخ به شكستگي كاني‌ها در راستاي سطح صاف، پس از وارد شدن ضربه‌اي شديد،

مانند ضربه‌ي چكش، گفته مي‌شود. ميكا در يك جهت مي‌شكند و ورقه ورقه مي شود؛

كوارتز خورد مي‌شود؛ نمك خوراكي رخ سه جهتي قائم و كلسيت رخ سه جهتي غير

قائم دارد.


رنگ.

برخي كاني‌ها هميشه به يك رنگ ديده مي‌شوند. براي مثال، طلا همواره زرد، مالاكيت،

گرافيت هميشه سياه و مالاكيت به رنگ سبز فيروزه‌اي است. رنگ را بايد در سحي كه

به تازگي شكسته شده است، مشاهده كرد. زيرا هوازدگي رنگ سطح رويي را تغيير

مي‌دهد.


اثر بر چيني بدون لعاب.

در اين روش كاني را بر چيني بدون لعاب( پشت نعلبكي بخشي كه لعاب ندارد) مي‌كشند

تا لايه‌ي نازكي از آن بر سطح چيني بماند. كاني‌هاي نافلزي اثر بي‌رنگ يا به رنگ روشن

دارند و كاني‌هاي فلزي رنگ‌هاي تيره‌تري پديد مي‌آورند. براي مثال، كاني زرد رنگ پيريت،

رنگ سياه برجاي مي‌گذارد و اثر هماتيت، كه بيش‌تر به رنگ خاكستري و ساه است،

قرمز قهوه‌اي ديده مي‌شود.


جلا.

جلو يا درخشندگي سطح كاني نيز در شناسايي آن سودمند است. كاني‌هاي فلزي

نور را به‌خوبي بازمي‌تابانند و به اصطلاح جلاي فلزي دارند.

هاليت و كوارتز، جلاي شيشه‌اي و اوپال و اسفالريت، جلاي صمغي دارند.


چگالي(جرم‌حجمي).

براي به دست آوردن چگالي كاني‌ها، جرم آن‌ها را با ترازو و حجم را با استوانه‌ي درجه‌بندي

شده داراي آب، اندازه مي‌گيرند تا با تقسيم كردن جرم بر حجم، چگالي كاني به دست

آيد.

چگالي بيش‌تر كاني هاي سيليكاتي، كه بخشي زيادي از پوسته‌ي زمين را مي‌سازند،

حدود 5/2 تا 5/3 گرم بر سانتي‌متر مكعب است.

كاني‌هايي كه در ساختمان خود عنصرهاي سنگيني مانند سرب و باريوم دارند، داراي

چگالي بالايي هستند. براي مثال، چگالي گالن(PbS)،حدود 5/7 گرم بر سانتي‌متر مكعب

است.

 

[S H i M A]

نام گذاری کانی ها​

بيش‌تر كاني‌ها نام‌هاي كهني دارند و اثر واژگان يوناني و رومي را بر خود دارند.

برخي كاني‌ها نيز به نام كاشفشان يا براي سپاس‌گذاري از كوشش‌هاي دانشمندان

بزرگ نام‌گذاري شده‌اند. به‌طور كلي نام كاني‌ها به روش‌هاي زير برگزيده شده است:


1. نام برخي كاني‌ها بسيار كهن است و هنوز دليل ناميده شدن به چنين نام‌هايي را

به‌درستي نمي‌دانيم؛

مانند كوارتز.


2. نام برخي از كاني‌ها از نام كاشفشان گرفته شده است؛

مانندكووليت از كوولي، كاني‌شناس ايتاليايي.


3. نام برخي كاني‌ها از نام جايي گرفته شده كه نخستين‌بار در آن‌جا پيدا شده‌اند؛

مانند آرگونيت از آرگون در اسپانيا.


4. برخي كاني‌ها نام‌هاي افسانه‌اي دارند؛

مانند مارتيت از مارس(خداي جنگ).


5. نام برخي كاني‌ها از تركيب شيميايي آن‌ها گرفته شده است؛

مانند سيدريت از سيدروس به معناي آهن.


6. نام برخي از كاني‌ها از ويژگي‌هاي فيزيكي آن‌ها گرفته شده است؛

مانند باريت از باروس به معناي سنگين.


7. نام برخي از كاني‌ها از نوع كاربرد آن ها گرفته شده است؛

مانند نفريت از نفرون كليه‌ها، زيرا اين كاني براي درمان آسيب‌ها كليه سودمند است.


8. نام برخي از كاني‌ها از رنگ آن‌ها گرفته شده است؛

مانند الوين به معناي كاني سبز زيتوني.


9. برخي كاني‌ها نام محلي دارندكه جنبه‌ي جهاني پيدا كرده است؛

مانند كرندوم و سافير كه نام هندي اين كاني‌هاست.



كاني‌هايي با نام‌هاي ايراني:


1. بيرونيت( Birunite ): سيليكات كلسيم و كربنات كلسيم آب‌دار.


اين كاني در سال 1957 ميلادي كشف و به افتخار دانشمند ايراني، ابوريحان بيروني

نام‌گذاري شد تا بزرگ‌داشتي بر پژوهش‌هاي وي درباره‌ي كاني‌ها و سنگ‌ها باشد.


2. آويسنيت( Avicennite ): اكسيد تاليوم و آهن


اين كاني در سال 1958 ميلادي كشف شد و به افتخار دانشمندايراني، ابن سينا،

نام‌ گذاري شد. ابن سينا نخستين طبقه‌بندي كاني‌ها را در كتاب شفا آورده است.


3. تالمسيت( Talmessite ): آرسنات آب‌دار كلسيم، منيزيم و باريوم


اين كاني را باريان و هرپن در سال 1960 در معدن قديمي تالمسي در كنار دهي به همين

نام در انارك يزد كشف كردند و نام اين معدن را بر آن گذاشتند.

اين كاني ويژگي فاوئورسان دارد و رنگ آن بي‌رنگ تا سبز مي‌شود.


4. ايرانيت( Iranite ): كرومات سرب آب‌دار


اين كاني را باريان و هرپن در سال 1963 در يكي از معدن‌هاي قديمي سه‌برز در شمال

غربي انارك كشف كردند و نام ايرانيت را بر آن نهادند. اين كاني زرد زعفراني و داراي

جلاي شيشه‌اي، در پيرامون نايبندان نيز يافت مي‌شود.


5. خونيت( Khuniite ): كرومات سرب، روي و مس


اين كاني را اديب و اتمان در سال 1970 ميلادي در معدن قديمي خوني در شمال انارك

كشف كردند. اين كاني به كاني ايرانيت شباهت زيادي دارد، اما رنگ زرد آن به قهوه‌اي

گرايش دارد.


6. اناركيت( Anarakite ): كلريد بازي روي و مس


اين كاني را اديب و اتمان در سال 1972 در انارك كشف كردند و نام همين بخش را بر اين

كاني سبز رنگ نهادند.


7. خادميت( Khademite ): سولفات بازي و آب‌دار آلومينيوم


اين كاني را باريان، برتلون و صدرزاده در ساغند يزد كشف كردند و به افتخار نصرالله خادم،

رياست آن زمان سازمان زمين‌شناسي ايران، نام‌گذاري كردند.

 

[S H i M A]

طبقه بندی و کاربرد کانی ها​

طبقه‌بندي ممكن است برپايه‌ي چگونگي شكل‌گيري انجام شود.بر اين اساس، آن‌ها

را به كاني‌هاي ماگمايي، رسوبي و دگرگوني طبقه‌بندي مي‌كنند.

روش ديگر براي طبقه‌بندي كاني‌ها، توجه به تركيب شيميايي آن‌هاست كه در اين‌جا

مورد توجه است.


1. سليكات‌ها: از تركيب شدن سيليسوم، اكسيژن و يك يا چند فلز به دست مي‌آيند. به

دو دسته‌ي سيليكات‌هاي تيره(داراي آهن و منيزيم) و سيليكات‌هاي روشن(بدون آهن و

منيزيم) تقسيم مي‌شود. الوين، پيروكسين، آمفيبول، ميكاي سياه، تورمالين، تالك،

سرپانتين و آزبست، نمونه‌هايي از دسته‌ي نخست، كوارتز، فلدسپات، ميكاي سفيد و

كائولينيت، نمونه‌هايي از دسته‌ي دوم هستند.


2. سولفات‌ها: از تركيب شدن اكسيژن، گوگرد و يك يا چند فلز به دست مي‌آيند.

حدود 150 كاني از اين گونه وجود دارد كه انيدريت، ژيپس، باريت و آلونيت از آن‌ها هستند.


3. كربنات‌ها: از حل شدن دي‌اكسيدكربن در آب باران، اسيدكربنيك به دست مي‌آيد و اين

اسید يون بي‌كربنات را به وجود مي‌آيورد. از تركيب شدن اين يون با يون‌ها مثبت فلزي، حدود

70 گونه كاني كربناتي به وجود آمده است.

كلسيت، دولوميت، منيزيت، سيدريت، اسميت‌ سونيت، سروزيت و مالاكيت از آن‌ها هستند.


4. فسفات‌ها: از تركيب شدن فسفر، اكسيژن و يك يا چند فلز به دست مي‌آيند. آپاتيت و

فيروزه نمونه‌هايي از اين دسته هستند.


5. هاليدها: تركيب‌هاي گوناگوني از هالوژن‌ها، يعني كلر، فلئور، برم و يد با يك فلز هستند.

هاليت، سيلويت و فلئوريت از اين دسته‌اند.


6. سولفيدها: تركيبي از گوگرد با يك فلز هستند. بيش از 200 نوع سولفيد در طبيعت پيدا

شده كه گالن، پيريت، اسفالريت وكالكوسيت از آن‌ها هستند.


7. اكسيدها: از تركيب شدن اكسيژن با يك فلز به دست مي‌آيند. يخ، هماتيت، مانيتيت،

ليمونيت و كورندوم از اين دسته‌اند.


8. عنصرها: از بين همه‌ي عنصرهايي كه در زيمن پيدا مي‌شود، فقط حدود 20 عنصر به صورت

خالص مي‌تواند سازنده ي كاني باشند. طلا، نقره، مس، كربن و گوگرد از اين دسته‌اند.



كاربرد كاني‌ها


كاني‌ها در آغاز به همان صورت كه از پوسته‌ي زمين به دست مي‌آمدند، به كار مي‌رفتند.

برخي از اين كاني‌ها كه بلورهاي ظريف و پايدار در برابر فرسايش داشتند، پس از صيقل‌كاري و

تراش خوردن، به عنوان آرايش به كار مي‌رفتند. به اين كاني‌ها سنگ‌هاي قيمتي يا جواهر

مي‌گوييم. الماس، فيروزه، ياقوت كبود، زمرد، زبرجد، لعل، چشم گربه، عقيق، مرواريد، و

درّكوهي از مهم‌ترين كاني‌هاي گران‌بها هستند.


از زماني كه بشر به فن‌آوري ذوب كردن فلز، قالب‌ريزي و توليد آلياژ دست يافت، كاربرد

كاني‌ها نيز گسترش يافت. امروزه بيش از 40 نوع كاني و صدها تركيبي كه از آن‌ها به

دست مي‌آيد، در صنعت كاربرد دارند. در ادامه به برخي از اين كاربردها اشاره مي شود.



اليوين: جواهر و مواد ديرگداز


پيروكسن‌ها: جواهر، به دست آوردن فلزهاي كمياب


آمفيبول‌ها: جواهر، پارچه‌ي مقاوم به آتش و مواد ديرگداز


ميكاها: عايق الكتريكي در راديو، تلويزيون و ديگر دستگاه‌هاي الكتريكي، شيشه‌ي دريچه‌ي

كوره‌هاي ذوب فلز، كاغذ ديواري، لاستيك‌سازي، كاغذ معمولي، رنگ‌روغن نسوز، طلق

سماور و چراغ آشپزخانه


تورمالين: الكترونيك، به دست آوردن بُر، جواهر


تالك: كاغذسازي، نساجي، لاستيك سازي، صابون خياطي، صفحه كليد برق،

سراميك‌سازي، حشره‌كش، عايق پشت‌بام، پودر بچه و مواد آرايشي


سرپانتين: سنگ‌ روكار ساختمان، مواد ديرگداز، به دست آوردن منيزيم


آزبست: پارچه‌ي نسوز، توري چراغ، عايق حرارتي، لنت ترمز، لوله و ورقه‌هاي سيماني.

كاربرد آن به دليل نقش آن در بروز بيماري در شش‌ها، ممنوع شده است.


كوارتز : ساعت‌سازي، ابزارهاي نوري و اخترشناسي، كاغذ، شيشه، سمباده و جواهر


ارتوزها: لعاب چيني و كاشي


پلاژيوكلازها: جواهر و نماي ساختمان


كائولينيت: ظرف چيني، كاغذ، رنگ‌ و پلاستيك


ژيپس: ساختمان‌سازي، مجسمه‌سازي، كاغذ، كند‌كننده در سيمان پورتلند، افزايش باروري

خاك، بتونه‌ي نقاشي و براي رشد مخمرها در صنعت غذا.


باريت: دارو، عكس‌برداري از لوله‌ي گوارش، رنگ، پلاستيك، مواد عايق، كاغذ و گل حفاري


كلسيت: سنگ نماي ساختمان، مجسمه‌سازي، سيمان، تصفيه‌ي آب، شيشه‌سازي،

چرم‌سازي، ابزارهاي نوري براي ايجاد نور پلاريزه، كاغذ سازي، كشاورزي و ذوب فلزها


دولوميت: ساختن آجر براي آستر كوره‌هاي حرارتي و سيمان پورتلند


منيزيت: آجر نسوز، به دست آوردن منيزيم


زرنيخ: پزشكي، رنگ‌سازي، حشرهكش و تهيه‌ي ارسنيك


آپاتيت: كودهاي شيميايي و اسيدفسفريك


مالاكيت: مواد آرايشي، نماي دروني ساختمان و تهيه‌ي مس


هاليت : سديم و كلر، شوينده‌ها، پارچه بافي، چوب‌بري، رنگرزي، چرم‌سازي، كودسازي،

نگهداري مواد غذايي و خنك كننده‌ي موتور يخچال


سيلويت: به دست آودرن پتاسيم و كلر و كود شيميايي


فلوئوريت: ذوب فلزها و ابزارها نوري


گوگرد: اسيدسولفوريك، لاستيك‌سازي، نساجي، دباغي، رنگ‌سازي، كاغذسازي، مواد

منفجره، كبريت‌سازي، سم دفع آفت، كود و حشره‌كش


طلا: جواهر، سكه، دندان، ترانزيستورها و ديودها، هواپيماسازي، صنعت فضا وكاتاليزور

فرايندهاي شيميايي


نقره: جواهر، سكه، كاغذسازي و كاتاليزور فرايندهاي شيميايي


مس: صنعت الكتريكي و الكترونيك، لوله‌سازي، سكه، ظرف، آلياژ، رنگ آب و سبز، آبكاري،

مواد آرايشي، فرايندهاي شيميايي و محلول شوايتزر(حلال سلولز پنبه)


الماس: جواهر، ابزار برنده و سايند و سرمته‌ي حفاري


گرافيت: ساختن بوته‌ي كوره‌هاي فولادسازي، رنگ‌سازي، صنعت برق، نيروگاه‌هاي

هسته‌اي، واكس و مدادسازي



از بسياري از كاني‌ها نيز فلزهاي مهمي به دست مي‌آيد يا در فرآيند توليد فلز به كار

مي‌روند:. سيدريت، مانيتيت، هماتيت و ليمونيت(آهن)، اسميت سونيت و اسفالريت

(روي)، سروزيت و گالن(سرب)، كالكوسيت، كالكوپيريت و كوپريت(مس).

 

[S H i M A]

سنگ چخماخ با نام flint معروف مي باشد، تيره رنگ مي باشد و در شاخه کوارتزها قرار مي گيرد.

Flint نوع کوارتز آلفا مي باشد که تا دماي 573 درجه سانتيگراد پايداري دارد و به صورت گرهکهايي

در گچ و سنگ آهک يافت مي شود .

از سنگهاي حاوي سيليس SiO2 كه عموماً منشاء رسوبي دارند مي باشد. ‌اين سنگها يك پارچه بوده

كه به علت نقص ساختماني در برخورد با يكديگر جرقه زده و O-3 آزاد مي نمايد.

اين سنگ بانام سنگ آتشزنه معروف مي‌باشد .

 

[S H i M A]

کاربرد کانی های معدنی در تهیه کود شیمیایی
​

کودهای شیمیایی، از مواد اصلی مانند فسفر، ازت، پتاسیم و عناصر فرعی از قبیل کلسیم ،

منیزیم و سولفورو و مواد جزئی نظیر آهن ، بور ، مس ، منگنز ، روی ، مولیبدن و کلر تشکیل

شده‌اند.

عیار کودهای شیمیایی به صورت سه عدد گزارش می‌شود.

عدد نخست نشانگر درصد نیتروژن عدد دوم نماینده درصد P2O5 و عدد سوم نشان دهنده درصد

K2O است و به صورت (N , P2O5 , K2O) یا (N , P , K) نمایش داده می‌شود.


کودهای ازت‌دار

پیش از این ، بخش اعظم ازت مورد نیاز گیاهان از کودهای حیوانی فراهم شده می‌شد و اکنون

ازت ، بزرگترین بخش از کودهای شیمیایی را تشکیل می‌دهد. از این ماده به صورتهای آلی و

معدنی استفاده می‌شود. مهمترین منابع ازت تجارتی شامل نیترات آمونیوم ، سولفات آمونیوم ،

نیترات کلسیم ، نیترات پتاسیم و اوره است.

بیش از 75 درصد ازت تولیدی به مصرف تهیه کودهای شیمیایی می‌رسد.

مواد اولیه‌ای که در تهیه آمونیاک بکار می‌روند، شامل چوب ، زغال سنگ ، کک ، گاز و نفت خام

است. استفاده از اوره در سالهای 1970 متداول گردید. میزان ازت اوره از سایر ترکیبات ازت‌دار

بیشتر است.

مقدار کودهای ازت‌دار مصرف شده در سطح جهانی در سال 1955 به میزان 6.51 میلیون تن بود

که در سال 1980 به 57.28 میلیون تن افزایش یافته است.


کودهای فسفات‌دار

فسفر از عناصر اصلی در تغذیه گیاهان محسوب می‌شود. بیش از 90 درصد مواد معدنی فسفاته

به مصرف تهیه کودهای شیمیایی می‌رسد. فسفات در طبیعت در سنگهای رسوبی و آذرین یافت

می‌شود.

آپاتیت و فرانکولیت مهمترین کانیهای فسفاته به شمار می‌روند. بیش از 80 درصد فسفات جهان

از کانسارهای رسوبی و کمتر از 20 درصد آن از کانسارهای آذرین بدست می‌آید.

کربناتیتها و کمپلکسهای آذرین آلکالی مهمترین خاستگاه کانسارهای آذرین محسوب می‌شوند.

کانسارهای فسفات رسوبی به دو صورت فسفرین و گوانو یافت می‌شوند. گوانو عبارت از تجمع

فضولات پرندگان دریایی است.میزان P2O5 سنگهای آذرین غالبا کمتر از 0.2 درصد است. حدود

200 کانی حاوی بیش از 1 درصد P2O5 می‌باشند. فلوئور آپاتیت مهمترین کانی سنگهای آذرین

است که میزان P2O5 آن در حدود 42 درصد است. کربنات آپاتیت و فرانکولیت مهمترین کانیهای

کاسنارهای فسفات دار رسوبی هستند. عناصر مزاحم کانسنگ فسفات به شرح زیرند.


آهن و آلومینیوم

مجموع آهن و آلومینیوم کانسنگ تغلیظ شده ، باید بین 2.5 تا 4.5 درصد باشد.


اکسید کلسیم

نسبت P2O5 : CaO باید کمتر از 1 : 1.6 باشد و بالا بودن میزان CaO موجب افزایش اسید

سولفوریک مصرفی و در نتیجه غیر اقتصادی بودن محصول می‌گردد.


اکسید منیزیم

میزان MgO باید کمتر از 0.25 در کانسنگ تغلیظ شده باشد.


میزان فلوئور

نسبت F2 : P2O5 باید در محدوده 1 : 8 تا 1 : 11 باشد و در صورتی که این نسبت از 1 : 8 کمتر

شود، فلوئور ایجاد شکاف خواهد کرد.


کلرورها

میزان کلرور ، باید کمتر از 0.13 درصد باشد.

افزون بودن کلروها موجب فرسودگی کارخانه می‌شود.


پیریت

در روش مرطوب ، وجود پیریت با آپاتیت موجب خطر می‌گردد.


مواد آلی

میزان ترکیبات آلی باید در کانسنگ حداقل باشد.


کودهای پتاسیم‌دار

پتاسیم از عناصر اصلی تغذیه گیاهان به شمار می‌رود. مهمترین کانیهای پتاسیم‌دار قابل جذب

(که به سرعت توسط گیاهان جذب می‌شود) کلرور پتاسیم است.

کلرور پتاسیم در رسوبات تبخیری یافت می‌شود. از کانیهای دیگر ، سیلیکاتهای پتاسیم‌دار و

سولفات پتاسیم - منیزیم را می‌توان نام برد.

میزان کودهای پتاسیم تولیدی جهان در سال 1955 در حدود 5.33 میلیون تن بود، که در سال

1970 به 12.59 میلیون تن و در سال 1980 به 19.89 میلیون تن افزایش یافته است.


منیزیم

منیزیم به مقدار کم و به صورت یونی توسط گیاهان جذب می‌شود و به مصرف می‌رسد. کانیهای

منیزیم‌دار که توانایی حل و جذب سریع توسط گیاهان را دارند، شامل سولفات پتاسیم و منیزیم

(K2SO4.2MgSO4) ، سولفات منیزیم آبدار (MgSO4.H2O) و سولفات منیزیم آبدار دیگر به فرمول

(MgSO4.7H2O) است.

کانیهای منیزیم‌دار که دارای قدرت حلالیت کم و قابلیت جذب طولانی بوسیله گیاهان هستند، شامل

دولومیت ، بروسیت ، منیزیم و پریکلاز است. از سیلیکاتهای منیزیم‌دار به‌ندرت استفاده می‌شود.


کلسیم

کلسیم نظیر منیزیم در مقایسه با پتاسیم،فسفر و نیتروژن در تغذیه گیاهان از اهمیت کمتری برخوردار

است. کلسیم به حالت یونی قابل جذب توسط گیاه است. مهمترین منبع کلسیم ، کربنات کلسیم

است که به صورت ماده پُرکننده به کودهای شیمیایی افزوده می‌شود.


گوگرد

یکی دیگر از موادی که در تغذیه گیاهان اهمیت دارد، گوگرد است. همراه با سوپر فسفات ، مقداری

ژیپس وجود دارد که به عنوان ماده اولیه گوگرد محسوب می‌شود. در صورتی که ترکیبات فسفاته فاقد

ترکیبات گوگرد دار باشند، به منظور تامین گوگرد آنها می‌توان از سولفات پتاسیم - منیزیم و یا از ژیپس

استفاده نمود.


آهن

این عنصر همراه با ترکیبات فسفاته و سولفاته به خاک افزوده می‌شود.

خاکهای اسیدی به مقدار بیشتری آهن نیاز دارند.


بور

در رژیم غذایی بعضی از گیاهان نظیر ذرت ، پنبه و یونجه ، وجود عنصر بور ضرورت دارد. مهمترین کانیهای

بور دار شامل بوراکسی (Na2B4O7.10H2O) دکولمانیت (Ca2B,sub>6O11.5H2O) است.


سایر عناصر

مس به مقدار کم و به صورت کالکوپیریت ، کالکوزین و یا اکسیدهای مس به کود افزوده می‌گردد.


منگنز

به مقدار کم در رژیم غذایی بعضی از گیاهان مورد نیاز است که به صورت اکسید به خاک اضافه می‌شود.

روی و مولیبدن به میزان کم به صورت سولفید به خاک افزوده می‌شود.


کانسارهای رسوبی فسفات دار

مهمترین منابع فسفات دنیا را کانسارهای رسوبی تشکیل می‌دهند. حدود 85 درصد فسفات دنیا از

کانسارهای رسوبی و 15 درصد آن از کانسارهای آذرین بدست می‌آید. آپاتیت همراه با کمپلکسهای

آذرین آلکالی و کربناتیت در ریفتهای داخل قاره تشکیل شده است.

فلورو آپاتیت ، مهمترین کانی فسفاته سنگهای آذرین است که مقدار قابل توجهی عناصر کمیاب نیز

دارد. سنگهای رسوبی حاوی کانیهای فسفاته را به دو گروه فسفریت و فسفاتی تقسیم می‌نمایند.

فسفریتها به آن دسته از سنگهای رسوبی اطلاق می‌شود که حاوی بیش از ده درصد کانی فسفاته

باشند و سنگهای فسفاتی کمتر از ده درصد کانی فسفاته دارند.

مهمترین کانیهای فسفاته سنگهای رسوبی شامل کربناتوفلور آپاتیت، کلرورآپاتیت، هیدروکسی آپاتیت

و فلورآپاتیت است. منشاء فسفات از سنگهای آذرین غنی از آپاتیت ، بویژه سنگهای آذرین آلکالن و

کربناتیت است.

این سنگها در ریفتهای داخل قاره‌ای تشکیل می‌شوند. فسفریتها در عمق کم و یا در عمق زیاد تشکیل

می‌شوند. فسفریتها از نوع کربنات ، دولومیت ، مارن و یا چرت هستند. بافت فسفریتهای کم‌عمق از

نوع نودولی و الیتی است. در صورتی که بافت فسفریتهای عمق زیاد از نوع توده‌ای و لایه‌ای است.

عیار P2O5 کانسارهای فسفریت 15 تا 30 درصد و میزان ذخیره‌ای 5 تا 4000 میلیون تن است.

 

[S H i M A]

کانی بورات:

بوراتها طبقه پیچیده ای مرکب از قریب 100 کانی اند و تقریبا همه آنها بور و اکسیژن دارند

که با فلزات ترکیب شده اند .

بیش از نیمی از آنها آب نیز دارند , بعضی نیز دارای یون هیدروکسیل یا بورات آرسنات اند.

عنصر اولیه ساختمانی بیشتر بوراتها , یون بور است که به وسیله سه یون اکسیژن که در

یک سطح مستوی قرار دارند (BO3) در میان گرفته شده است .

مثلث بور , مثل تترائدر سیلیسیوم می تواند حلقه ها و زنجیرهای نامحدود بوجود آورد . در

بعضی از بوراتها, مثل بوراکس, بور به وسیله 3 یون اکسیژن و یک یون هیدروکسیل در میان

گرفته شده است .



به دلیل تمایل بور به ایجاد شبکه ای نامنظم از مثلثهای BO3 , در صنایع شیشه سازی به

آن « شبکه ساز » گفته می شود و در تهیه شیشه های مخصوص سبک وزن و با شفافیت

بالا در مقابل تابشهای پر انر ژی به کار می رود.

 

[S H i M A]

کیانیت (دیستن) (Al2Si2O5) :

بلورشناسی : تری کلینیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

5=H موازی کشیسدگی و 7 در جهت عمود بر آن .

3.66-3.55=G .

جلا شیشه ای تا مرواریدی .

رنگ به طور معمول آبی که به سمت مرکز بلور تیره تر می شود . گاهی نیز سفید، خاکستری یا

سبز .

سیماهای تشخیصی: با بلورهای تیغی ، رخ خوب، رنگ آبی و تفاوت سختی در جهتهای مختلف

مشخص می شود .

رخداد : کیانیت بطور شاخص حاصل دگرگونی ناحیه ای سنگهای پلیتی بوده و اغلب با گارنت،

استارولیت و کرندوم همراه است .

کاربرد : از کیانیت مانند آندالوزیت در ساخت شمع اتومبیل و چینی های بسیار دیر گداز استفاده

میشود.

بلور های شفاف آن استفاده گوهری دارد .

نام : از واژه یونانی kyanos به معنی آبی .


سیلیمانیت (Al2Si2O5) :

بلور شناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

6-7=H و 3.23=G .

جلا شیشه ای .

رنگ قهوه ای ، سبز کمرنگ ، سفید . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : به وسیله بلور های باریک با رخ یک جهتی شناخته می شود .

رخداد : سیلیمانیت به صورت یک سازای سنگهای رسی دگرگون شده دما بالا ظاهر میشود. در

سنگهای دگرگون شده همبری ممکن است در گنایسهای سیلیمانیت – کردیریت یا هورنفلسهای

سیلیمانیت – بیوتیت یافت می شود .

نام : به افتخار بنیامین سلیمان ، استاد شیمی دانشگاه ییل .

گونه های مشابه : مولیت با ترکیب نا استوکیومتری تقریبی Al6Si3O15 ، کانی کمیاب اما رایجی

در سیستمهای مصنوعی Al2O3-SiO2 در دماهای بالاست .

دومرتیریت با ترکیب Al7O3(BO3)(SiO4)3 در تهیه چینی با کیفیت بالا بکار می رفته است .


آندالوزیت ( Al2Si2O5) :

بلور شناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی :

رخ خوب .

7.5=H 3.20-3 .16=G .

جلا شیشه ای. رنگ سرخ گوشتی، قهوه ای مایل به سرخ زیتونی .

سیماهای تشخیصی : با منشور های تقریبا مربعی و سختی خود مشخص میشود. کیاستولیت

به اسانی به وسیله میانبارهای ارایش یافته متقارن شناخته می شود .

دگرسانی : ریخت نماهای مسکوویت ریز دانه در قالب آندالوزیت رایج است .

رخداد : آندالوزیت به طور مشخص در هاله های همبری توده های نفوذی در سنگهای رسی شکل

می گیرد که در آنها به طور معمول با کردیریت همزیست است. آندالوزیت را میتوان همراه با کیانیت

یا سیلیمانیت یا هر دو در سرزمین های دگرگون شده ناحیه ای یافت .

کاربرد : آندالوزیت به مقادیر زیاد کالیفرنیا استخراج شده و در ساخت شمع اتومبیل و دیگر چینی

های بسیار دیر گداز استفاده می شود . از گونه های شفاف آن به عنوان یک گوهر سنگ استفاده

می شود .

نام : از آندالوزیا ، استانی در اسپانیا .


استارولیت (Fe2Al9O6(SiO4)4(O,OH)2)

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی:

7.5-7=H و 3.65-3.75=G .

جلا صمغی تا شیشه ای در سطوح تازه ؛ کدر تا خاکی در صورت دگرسانی یا ناخالصی .

سیماهای تشخیصی : به وسیله بلور ها و دوقلوهای مشخصه خود شناخته شده و از آندالوزیت

توسط منشور هایی با انتهایی تقریبا گرد متمایز می شود .

رخداد : استارولیت ضمن دگرگونی ناحیه ای سنگهای غنی از آلومینیم تشکیل شده و در شیست

ها و گنایسها یافت می شود . اغلب در سنگهای دگرگونی درجه بالا ، با گارنت آلماندین و کیانیت

همراه است . ممکن است با سوگیری موازی ، بر روی کیانیت رشد کند . در سنگهای دگرگونی

درجه های پایین تر ، ممکن است با کنلریتویید یافت شود . به معمول ، به عنوان یک کانی شاخص

در سنگهای دگرگونی درجه متوسط از ان استفاده می شود .

کاربرد : در کارولینای شمالی ، دوقلوهای عمود با نام «سنگ فرشته» بعنوان طلسم فروخته میشود.

اما بیشتر دوقلوهای عرضه شده برای فروش ، نمونه های تقلبی بوده که از سنگ دانه ریز بریده و

رنگ شده است .

نام : از واژه یونانی stauros به معنی صلیب و به دلیل دوقلوهای صلیبی شکل ان .


شیلیت (CaWO4) :

بلور شناسی : تتراگونال .

خواص فیزیکی :

رخ آشکار .

4.5-5=H و 5.96.1=G .

جلا شیشه ای تا الماسی ، رنگ سفید ، زرد ، سبز ، قهوه ای ، نیم شفاف.

سیماهای تشخیصی: با گرانی ویژه بالا، شکل بلوری و فلوئورسانی در نور فرابنفش کوتاه شناخته

می شود . برای تشخیص دقیق می توان از ازمونهای تنگستن استفاده کرد.

رخداد : شیلیت در پگماتیت گرانیت ها ، ذخایر دگرگونی همبری و رگه های گرمابی دما بالا با سنگ

های گرانیتی یافت می شود . با کاستیریت ، توپاز ، فلوریت ، آپاتیت ، مولیبدنیت و ولفرامیت همراه

است .

کاربرد : کانسنگ تنگستن . ولفرامیت بیشتر تولید تنگستن جهان را تشکیل می دهد اما شیلیت

در ایالات متحده اهمیت بیشتری دارد . بلور های شفاف ان را به صورت گوهر های وجه دار برش

داد .

نام : از نام کا. دبلیو. شیل . کاشف تنگستن .


ولفرامیت ((Fe,Mn)WO4) :

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

4.5-4=H و 7-7.5=G که با افزایش Fe بیشتر می شود .

جلا نیم فلزی تا صمغی .

رنگ سیاه در فربریت تا قهوه ای در هوبنریت . رنگ خاکه از تقریبا سیاه تا قهوه ای .

سیماهای تشخیصی : رنگ تیره ، رخ کامل در یک جهت و گرانی ویژه بالا ، ولفرامیت را از دیگر

کانی های متمایز می سازد .

رخداد : ولفرامیت یک کانی نسبتا کمیاب است که معمولا در پگماتیتها و رگه های دما بالای کوارتز

همراه با گرانتیها و در موارد کمتری در رگه های سولفیدی یافت می شود . کانی هایی که به طور

معمول با آن همراهند ، عبارتند از کاستیریت ، پیریت ، گالن ، اسفالریت و آرسنوپیریت . در بعضی

رگه ها ، ممکن است ولفرامیت تنها کانی فلزی موجود باشد .

کاربرد : کانسنگ اصلی تنگستن . تنگستن به عنوان فلز سخت کننده و در تهیه فولاد برای وسایل

پر سرعت ، شیرها ، فنر ها، اسکنه ، سوهان و غیره به کار می رود . به دلیل نقطه ذوب بالایی

که دارد برای کاهیدن فلز به فرایند شیمیایی خاصی نیاز است .

نام : نام ولفرامیت از واژه ای قدیمی با منشا آلمانی گرفته شده است .


ژیپس (CaSO4.2H2O) :

بلورشناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی :

2=H و 2.32=G .

جلا معمولا شیشه ای . گاهی مرواریدی و ابریشمی .

رنگ بیرنگ ، سفید ، خاکستری ، سایه های گوناگون زرد ، سرخ ، قهوه ای حاصل ناخالصی است.

شفاف تا نیم شفاف .

ساتین اسپار ژیپس رشته ای با جلای ابریشمی است ، آلاباستر نوع توده ای ریز دانه ان است .

سلنیت نوعی است که پولکهای رخ بزرگ بی رنگ و شفافی ایجاد می کند .

سیماهای تشخیصی : با نرمی و سه رخ نا برابر خود شناخته می شود .

رخداد : ژیپس یک کانی رایج با گسترش زیاد در سنگ های رسوبی و اغلب بصورت لایه های ضخیم

است . به فراوانی در سنگ اهک و شیل میان لایه ای شده و معمولا به صورت لایه ای در زیر لایه

های سنگ نمک یافت می شود .

کاربرد : ژیپس بیشتر برای تولید گچ به کار می رود . برای تهیه این ماده ، ژیپس را پودر کرده و سپس

حرارت می دهند تا حدود 75% آی ان خارج شود . ژیپس در ساختن پلاسترهای غیر متحرک و سخت

برای مصارف داخل ساختمان نیز به کار می رود . بعنوان تهویه کننده خاک یا «پلاستر خاک» بعنوان

کود شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد . ژیپس کلسینه نشده بعنوان تاخیر دهنده در سیمان

پرتلند به کار می رود.

سااتین اسپار و آلاباستر را برش و صیقل می دهند و برای اهداف تزئینی استفاده می کنند اما کاربرد

آنها به دلیل سختی کم ، محدود است .

نام : از واژه یونانی معادل این کانی گرفته شده است و به ویژه برای کانی کلسینه شده است .


باریت (BaSO4) :

بلورشناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی:

رخ کامل .

3.5-3=H و 4.5=G

رنگ بی رنگ ، سفید و سایه های روشنی از آبی ،زرد ، سرخ . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : توسط گرانی ویژه بالا ، رخ و بلور های مشخصه خود شناخته می شود .

رخداد: باریت یک کانی رایج با گسترش زیاد است . به طور معمول به عنوان یک کانی باطله در رگه

های گرمابی همراه با کانسنگ نقره ، سرب ، مس ، کبالت ، منگنز و آنتیموان و همچنین در رگه

های موجود در سنگ های اهکی با کلسیت یا به صورت توده های بازمانده در رس های پوشاننده

سنگ اهک ها و نیز در ماسه سنگ ها با کانسنگ های مس یافت می شود.

کاربرد : بیش از 80درصد باریت تولید شده در حفاری چاه های نفت و گاز به عنوان «گل سنگین»

به منظور کمک به نگه داشتن میله های حفاری و جلوگیری از فوران گاز به کار می رود .

باریت منبع اصلی Ba برای صنایع شیمیایی است .

نام : از واژه یونانی barys به معنای سنگین و به دلیل گرانی ویژه بالای آن .


سلستیت (SrSO4) :

بلور شناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ،

3.5-3=H و 3.97-3.95=G .

جلا شیشه ای تا مرواریدی .

رنگ بیرنگ ، سفید ، گاهی آبی کمرنگ یا سرخ . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : شباهت زیادی به باریت دارد اما با گرانی ویژه پاین تر و آزمون های شیمیایی

استرونسیم از آن متمایز می شود .

رخداد : سلستیت معمولا به صورت افشان در سنگ اهک یا ماسه سنگ یا به صورت آشیانه ای و

حاشیه حفره های این سنگها یافت می شود . با کلسیت ، دولومیت ،باریت ، ژیپس ، هالیت ،

گوگرد ، فلوریت همراه است . گاهی به عنوان یک کانی باطله در رگه های سرب یافت می شود .

کاربرد : در تهیه استرونسیم نتیرات برای آتش بازی و گلوله های رسام ، و دیگر نمکهای استرونسیم

برای پالایش چغندر قند به کار می رود .

نام : از واژه caelestis به معنی آسمانی و به دلیل رنگ آبی کمرنگ آن در نخستین نمونه های کشف

شده گرفته شده است .


آزوریت ( Cu3(CO3)(OH)2) :

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

3.5-4=H و 3.77=G .

جلا شیشه ای رنگ ابی لاجوردی سیر . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : عمدتا با رنگ آبی لاجوردی و جوشش در اسید شناخته می شود .

دگرسانی : ریخت نمای مالاکیت به جای آزوریت و در موارد کمتری به کوپریت دیده می شود .

رخداد : فراوانی آزوریت از مالاکیت کمتر است ؛ اما منشا و همراهان یکسانی دارند .

کاربرد : کانسنگ فرعی مس .

نام : از رنگ آن .


مالاکیت ( Cu2CO3(OH)2) :

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ،اما کمیاب .

3.5-4=H و 4.3-3.9=G .

جلا الماسی تا شیشه ای در بلور ها ؛ در انواع رشته ای اغلب ابریشمی ؛ کدر در انواع خاکی .

رنگ سبز روشن . رنگ خاکه سبز کمرنگ . نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : در HCl به صورت جوشان حل می شود و محلول سبز رنگی می دهد .

توسط رنگ سبز روشن و شکل خوشه ای شناخته شده و از دیگر کانیهای سبز رنگ مس متوسط

جوشش در اسید تمیز داده می شود .

رخداد : مالاکیت یک کانی روزاد مس با گسترش زیاد است که در بخشهای اکسیده رگه های مس

همراه با آزوریت ، کوپریت ، مس ازاد ، اکسید های اهن یافت می شود.معمولا در ذخایر مس همراه

با سنگ اهک ها یافت می شود .

کاربرد : یک کانسنگ فرعی مس است . استفاده گسترده ای به عنوان کانی گوهری و تزئینی دارد.

در سده نوزدهم ، روسیه منبع اصلی ان بود اما امروزه بیشتر ان از کنگو بدست می اید .

نام : از واژه یونانی malache به دلیل رنگ سبز آن .


اسمیت سونیت ( ZnCO3) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

4.5-4=H و 4.45-4.3=G .

جلا شیشه ای .

رنگ معمولا قهوه ای کثیف . ممکن است بی رنگ ، سفید ، سبز ، آبی یا صورتی هم باشد . نوع زرد

آن حاوی کادمیم است و اصطلاحات کانسنگ چربی بوقلمونی نامیده می شود . رنگ خاکه سفید .

نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : در HCl سرد به صورت جوشان حل می شود . با جوشش خود در اسید ها ،

ازمونهای روی ، سختی و گرانی ویژه بالای خود شناخته می شود .

رخداد : اسمیت سونیت یک کانسنگ روی با منش روزاد است که معمولا همراه با ذخایر روی در سنگ

ها آهک ها یافت می شود . با اسفالریت ، گالن ، همی مرفیت ، سروسیت ، کلسیت ، و لیمونیت

همراه است . ریخت نمای ان به جای کلسیت مشاهده می شود .

اسمیت سونیت در بعضی مناطق به صورت کانی نیم شفاف سبز یا ابی مایل به سبز که به مصارف

تزئینی یافت می شود .

کاربرد : یک کانسنگ روی است . اندکی هم کاربرد زینتی دارد .

نام : به افتخار جیمز اسمیتسون که موسسه اسمیتسونین را در واشنگتن دی. سی . تاسیس کرد ،

نامگذاری شده است . کانی شناسان انگلیسی قبلا به ان کالامین می گفتند.

گونه های مشابه : هیدروزینیست ، Zn5(CO3)2(OH)6 ، به صورت یک کانی ثانویه در ذخایر روی یافت

می شود .


دولومیت (CaMg(CO3)2) :

آنکریت

بلورشناسی : برای دولومیت هگزاگونال ، بلورها معمولا لوزوجهی واحد و در موارد کمتری یک لوزوجهی

پر شیب با یک قاعده هستند . آنکریت : بطور کلی بصورت بلورهای کامل ظاهر نمی شود اما در حالت

بلوری شبیه بلورهای دولومیت است .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

3.5-4=H و 2.85=G .

جلا شیشه ای . بی رنگ ، سفید ، خاکستری ، سبز ، قهوه ای یا سیاه هم باشد . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : دولومیت در HCl سرد و رقیق قطعات بزرگ آن به کندی واکنش می دهد اما فقط

در HCl گرم به صورت جوشان حل می شود .

رخداد : در بسیاری از نقاط جهان ، عمدتا به صورت لایه های وسیع رسوبی ، و معادل متبلور آن یعنی

مرمر دولومیتی یافت می شود .

نام : دولومیت به افتخار شیمیدان فرانسوی ، دولومیو و آنکریت به افتخار ام .جی . آنکر کانی شناس

اتریشی .

گونه های مشابه : کوتناهوریت ، CaMn(CO3)2 با دولومیت هم ساختار است .


سروسیت ( PbCO3) :

بلور شناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی :

رخ خوب ؛

3.5-3=H و 6.58=G .

جلا الماسی .

رنگ بی رنگ ، سفید یا خاکستری . شفاف تا تقریبا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : با گرانی ویژه بالا ، رنگ سفید و جلای الماسی شناخته می شود . شکل

بلوری و جوشش در نتیریک اسید ، ان را از انگلزیت متمایز می سازد .

رخداد : سروسیت یک کانسنگ مهم روزاد سرب با گسترش زیاد است که در اثر واکنش آبهای کربناتی

با گالن ایجاد می شود . با کانیهای اولیه گالن و اسفالریت و کانیهای ثانویه گوناگونی مانند انگلزیت ،

پیرومرفیت ، اسمیتسونیت و لیمونیت همراه است .

کاربرد : یک کانسنگ مهم سرب است .

نام : از واژه لاتین به معنی سرب سفید .

گونه های مشابه : فسژنیت Pb2CO3Cl2 (تتراگونال) که یک کربنات کمیاب است.

​

 

[S H i M A]

منیزیت ( MgCo3) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

3.5-5=H و3.2-3=G .

جلا شیشه ای ، رنگ سفید ، خاکستری ، زرد ، قهوه ای . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : انواع رخ پذیر با گرانی ویژه بالاتر از و عدم وجود کلسیم فراوان ، از

دولومیت متمایز می شوند . انواع سفید توده ای به چرت شبیه بوده و با توجه به سختی

کمتر از آن متمایز می شوند . اسید سرد به ندرت بر ان اثر می کند ، اما در HCl گرم بصورت

جوشان حل می شود .

رخداد : منیزیت بطور معمول به صورت رگه ها و توده های نامنظم حاصل از دگرسانی سنگهای

دگرگونی و آذرین غنی از Mg (سرپانتین و پریدوتیتها) و در اثر عملکرد ابهای حاوی کربنیک اسید

ایجاد می شود .

کاربرد : منیزیت پخته یا MgO ، منیزیتی است که در دماهای بالا کلسینه شده و حاوی کمتر از

1 درصد CO2 است و در تهیه اجر برای دیواره کوره های ذوب بکار می رود . منیزیت منبع منیزیم

اکسید برای صنایع شیمیایی است و به عنوان کانسنگ فلز Mg نیز مورد استفاده قرار می گیرد ،

اما در حال حاضر تمام تولید Mg از شورابها و آب دریا به دست می اید .

نام : نام منیزیت از ترکیب آن گرفته شده است .


کلسیت (CaCo3) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی : رخ کامل .

3=H و 2.71=G .

جلا شیشه ای تا خاکی . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : ذرات ان به اسانی در HCl سرد و رقیق می جوشند . با سختی ، رخ

لوزوجهی، رنگ روشن و جلای شیشه ای خود شناخته می شود.

از دولومیت با جوشش اسان قطعات درشت کلسیت در HCl سرد ، و از آراگونیت با گرانی ویژه

پایین تر و رخ لوزوجهی تشخیص داده می شود .

رخداد : بعنوان یک کانی سنگ ساز : کلسیت یکی از رایج ترین و گسترده ترین کانیهای سنگ

ساز است . در توده های وسیع سنگهای رسوبی به عنوان یک کانی غالب یافت می شود ؛

در سنگهی اهک ها تنها کانی موجود است . کلسیت یک سازای مهم مارنهای آهکی و ماسه

سنگهای آهکی است . سنگ آهک در بسیاری موارد از رسوبگذاری مواد آهکی به شکل پوسته

و اسکلت جانوران دریایی ، بر روی بستر دریا و با ضخامت زیاد تشکیل می شود . بخش کمی از

این سنگها از رسوبگذاری مستقیم کلسیم کربنات شکل می گیرند . مهم ترین کاربرد کلسیت

در تهیه سیمان و آهک برای ملات است .

کلسیت به چند شکل در صنایع ساختمانی به کار می رود . سنگ آهک و مرمر به صورت سنگهای

ساختمانی، هم در ساختمان و هم در نمای بیرونی استفاده میشود. ورقه های صیقلی تراورتن

و اونیکس مکزیکی بطور معمول ، به عنوان سنگ نما برای درون ساختمان بکار می رود . ایسلند

اسپار که نام خود را از ایسلند گرفته ، ارزش زیادی در ابزارهای نوری دارد و معروفترین کاربرد آن

پیش از استفاده از صفحه های پلاروید ، به شکل منشور نیکول برای ایجاد نور قطبیده بود .

نام : از واژه لاتین کالکس به معنی آهک سوخته .


فلوریت ( CaF2) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

4=H و 3.18=G .

شفاف تا نیم شفاف . جلا شیشه ای رنگ تغییرات زیادی دارد ، در بیشتر موارد سبز روشن زرد ،

سبز مایل به آبی ، یا ارغوانی ؛ گاهی بیرنگ ، سفید ، سرخ ، ابی قهوه ای .

سیماهای تشخیصی : معمولا توسط بلور های مکعبی و رخ هشت وجهی ؛ جلای شیشه ای

و رنگهای زیبا و خط برداشتن با یک چاقو شناخته می شود .

رخداد : فلوریت یک کانی رایج با گسترش زیاد است . معمولا در رگه های گرمابی بعنوان کانی

اصلی با یک کانی باطله همراه با کانسنگ های فلزی ، بویژه کانسنگ های سرب و نقره یافت

می شود . در حفره های دو لومیت ها و سنگهای اهک ها رایج بوده و به عنوان یک کانی فرعی

کم اهمیت در سنگ های اذرین مختلف و پگماتیت ها دیده می شود . با کانی های بسیاری

همراه است از جمله :

کلسیت ، دولومیت ، ژیپس ، سیلسیت ، باریت ، کوارتز ريال گالن ، اسفالریت ، کاسیتریت ،

توپار ، تورمالین و آپاتیت .

کاربرد : بیشتر فلوریت تولید شده ، در صنایع شیمیایی غالبا در تهیه فلوریدریک اسید و بعنوان

کمک ذوب در فولاد سازی بکار می رود . استفاده های دیگر ان در تهیه شیشه ، پشم شیشه،

سفالگری و لعاب است .

نام : از واژه لاتین fluere به معنی جریان یافتن ، چرا که بسیار اسانتر از کانیهای دیگری که با

انها اشتباه می شد . ذوب می شود .


هالیت (NaCl) :

بلور شناسی : ارتوروبیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل .

2.5=H و 2.16=G .

جلا شفاف تا نیم شفاف . رنگ بیرنگ یا سفید ، یا در صورت ناخالصی با سایه های از زرد ، سرخ،

ابی ، ارغوانی . مزه شوره .

سیماهای تشخیصی: با رخ مکعبی و مزه خود شناخته شده و سیلویت توسط مزه تلخ از ان

متمایز می شود .

رخداد : هالیت کانی رایجی است که اغلب به صورت لایه های وسیع و توده های نامنظم که در

اثر تبخیر همراه با ژیپس ، سیلویت ، انیدریت ، کلسیت ، رسوب کرده اند یافت میشود . هالیت

در اب چشمه های شور ، دریاچه های شور و اقیانوس ها به صورت حل شده است .

کاربرد : بیشترین استفاده هالیت در صنایع شیمیایی بعنوان منبع سدیم و کلر برای تهیه کلریدریک

اسید و تعداد زیادی از ترکیب های سدیم است .

نمک به حالت طبیعی، بطور گسترده ای در دباغی پوست، در کود های شیمیایی، برای نگهداری

غذاها ، در نمک پاشی بزرگراه ها و بعنوان یک علف کش بکار می رود .

نام : هالیت از واژه halos به معنی نمک گرفته شده است .


ایلیمنیت ( FeTiO3) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی :

5.5-6=H و 4.7=G .

جلا فلزی تا نیم فلزی .

رنگ سیاه اهنی . رنگ خاکه سیاه تا سرخ مایل به قهوه ای. ممکن است بدون حرارت دادن

مغناطیسی باشد . کدر .

سیماهای تشخیصی : ایلیمنیت از هماتیت توسط رنگ خاکه ، و از مگنتیت به وسیله نداشتن

خاصیت مغناطیسی شدید شناخته می شود .

رخداد : ایلیمنیت یک کانی فرعی رایج در سنگهای اذرین است و ممکن است به صورت توده

های بزرگ در گابروها ، دیوریت ها و انورتوزیت ها به صورت محصول جدایش ماگمایی همراه با

مگنتیت وجود داشته باشد .

کاربرد : منبع اصلی تیتانیم . بیشتر برای تولید تیتانیم دیوکسید به عنوان رنگدانه بکار می رود .

به دلیل نسبت بالای قدرت به وزن مقاومت بالای تیتانیم در برابر خوردگی ، به صورت فلزی و آلیاژ ،

در صنایع هواپیمایی و فضایی ، هم در بدنه و هم در موتور بکار می رود .

نام : از کوه های ایلمن جمهوری روسیه .

گونه های مشابه: پروفسکیت CaTiO3 یک کانی تیتانیم مکعب نما ست که معمولا در نفلین سینیتها

و کربناتها یافت می شود . سودوبروکیت FeTiO5 و محلول جامدهایی به سمت سودوبروکیت FeTiO5

در سنگهای آذرین ، در کیمبرلیتها و در بازالت هایی که در معرض برخورد شخانه ها بوده اند ، یافت

می شود .


اپال (SiO2.nH2O) :

بلور شناسی : توده ای ؛ اغلب خوشه ای .

خواص فیزیکی :

شکست صدفی .

6=H و 2.25-2=G .

جلا شیشه ای ، اغلب تا حدی صمغی .

رنگ بی رنگ . سفید ، سایه های کمرنگی از زرد ، سرخ ، قهوه ای ، سبز ، خاکستری و آبی .

رنگهای تیره تر حاصل ناخالصی است . اغلب دارای درخشش شیری بوده و ممکن است بازی

زیبای رنگها را نشان دهد . شفاف تا نیمه شفاف .

سیماهای تشخیصی : از انواع ریزبلورین کوارتز به وسیله سختی و گرانی ویژه کمتر و حضور آی

متمایز می شود .

رخداد : اپال ممکن است توسط چشمه های ابگرم در اعماق کم، توسط ابهای جوی، یا بوسیله

محلول های ژرف زاد دما پائین ته نشین شود . به صورت حاشیه دیواره حفره ها در سنگ ها یا

به صورت پر کننده انها یافت شده و ممکن است جانشین چوب های مدفون در توف اتشفشانی

شود . بزرگترین انباشتهای اپال به صورت پوسته های سیلیسی جانداران تراوش کننده سیلیس

است .

کاربرد : بعنوان یک گوهر .

اپال بطور معمول به شکلهای گرد یا محدب تراشیده می شود . گوهرسنگهای بزرگ با کیفیت

استثنایی ، ارزش بسیار زیادی دارند . دیاتومیت استفاده گسترده ای بعنوان یک ساینده ،پرکننده ،

پودر ***** کننده و در فراورده های عایق دارد .

نام : نام اپال از سانسکریت upla ریشه گرفته که به معنی گوهرسنگ یا گوهر سنگ قیمتی است.


پیرولوزیت (MnO2) :

بلور شناسی : تتراگونال .

خواص فزیکی :

رخ کامل

1-2=H و (بر روی انگشت پودر بر جای می گذارد) .

سختی گونه درشت بلور آن یعنی پولیانیت ، 6تا 6.5 است . 4.75=G . رنگ و رنگ خاکه سیاه اهنی.

شکست تراشه ای . کدر .

سیماهای تشخیصی : با رنگ خاکه سیاه و سختی کم از دیگر کانیهای منگنز متمایز می شود .

رخداد : منگنز به مقدار کم در بیشتر سنگهای بلورین وجود دارد و وقتی حل شده و از آنها خارج

میشود ، میتواند به صورت کانی های گوناگون و بیشتر به صورت پیرولوزیت در مردابها ، در بستر دریاچه

ها و دریاه و اقیانوس ها یافت می شود . کانسنگ های لانه ای و لایه ای منگنز در درون رسها بازمانده

محصور بوده و حاصل واپاشی آهک های منگنز دار است . به صورت رگه ای همراه کوارتز و کانیهای

فلزی دیگر یافت می شود .

پیرولوزیت رایجترین کانسنگ منگنز است . و رخداد گسترده ای دارد .

کاربرد :مهمترین کانسنگ منگنز است. منگنز به همراه اهن برای تولید الیاژهای ایپیژلایزن و فرومنگنز

که در فولاد سازی بکار می روند ، استفاده میشود. برای تولید یک تن فولاد، حدود 6 کیلوگرم منگنز

بکار می رود . منگنز همچنین در الیاژهای گوناگون با مس ، روی ، آلومنیوم ، قلع و سرب نیز بکار

می رود .

نام : پیرولوزیت از دو واژه یونانی pyros به معنی اتش و louo به معنی شستن گرفته شده است .

زیرا از نظر اکسندگی ان برای از بین بردن رنگ های حاصل از اهن از شیشه استفاده می شود .

گونه های مشابه: آلاباندیت ، MnS یک کانی به نسبت کمیاب همراه با دیگر سولفید ها در رگه هاست.

واد نامی است که به کانسنگ منگنز متشکل از مخلوط ناخالص اکسید های ابدار منگنز گفته میشود .


هماتیت (Fe2O3) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی :

تقریبا مکعبی .

6.5-5.5=H و 5.26=G .

برای بلور ها . جلا در بلور های فلزی و در انواع خاکی ، کدر است . رنگ قهوه ای مایل به سرخ

تا سیاه . نوع سرخ خاکی را اخرای سرخ و نوع ورقه ای و فلزی را اسپکیولاریت می نامند . رنگ

خاکه سرخ روشن تا تیره که در اثر گرم کردن سیاه می شود . نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : عمدتا با رنگ خاکه سرخ مشخص خود شناخته می شود .

رخداد : هماتیت گسترش زیادی در سنگهای همه زمانهای زمین شناسی داشته و فراوانترین و

مهمترین کانسنگ اهن را تشکیل می دهد .

ممکن است محصولات تصعیدی فعالیت های آتشفشانی تشکیل شود .

کاربرد : مهم ترین کانسنگ اهن برای صنایع فولاد است . در رنگ سازی ، اخرای سرخ و پودر صیقل

دهنده استفاده می شود . بلور های سیاه آن را می توان به عنوان گوهر برش داد .

نام : از واژه یونانی haimatos به معنی خون (به دلیل رنگ کانی پودر شده ) گرفته شده است .


کرومیت (FeCr24) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی : 5.5=H و 4.6=G . جلا فلزی تا نیمه فلزی و در بسیاری موارد قیری. رنگ سیاه اهنی

تا سیاه مایل به قهوه ای . رنگ خاکه قهوه تیره . تقریبا نیمه شفاف .

سیماهای تشخیصی : جلای نیم فلزی معمولا برای شناسایی کرومیت بکار می رود .

رخداد : کرومیت یکی از سازاهای رایج پریدوتیتها و دیگر سنگهای اولترابازیک و سرپانتین های حاصل

از انهاست . و یکی از اولین کانیهای است که ذخایر عظیم کرومیت از این نوع تفریق ماگمایی حاصل

شده اند .

کاربرد : کانسنک کروم است . کرومیت به دلیل ماهیت دیر گداز خود ، در اجر ها برای دیواره کوره های

فلز گری بکار می رود . این اجر ها به طور معمول از کرومیت خام و زغالسنگ و گاهی نیز از کرومیت

با کائولن ، بوکسیت و دیگر کانی ها تهیه می شود .

گونه های مشابه : منیزیوکرومیت MgCr2O4 از نظر رخداد و ظاهر شبیه به کرومیت است .

نام : نام این کانی از ترکیب شیمیایی آن گرفته شده است .


مگنتیت ( Fe3O4) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی : جدایش هشت وجهی در بعضی نمونه ها . 6=H و 5.18=G . رنگ سیاه اهنی .

رنگ خاکه سیاه . به شدت مغناطیسی است و می تواند به عنوان یا اهنربای طبیعی عمل کند که

در این صورت به ان سنگ اهنربا می گویند . کدر .

سیماهای تشخیصی: عمدتا با خاصیت مغناطیسی شدید، رنگ سیاه و سختی خود شناخته

میشود.

از فرانکلینیت مغناطیسی ، به کمک رنگ خاکه تمیز داده می شود .

رخداد: مگنتیت یک کانی رایج است که به صورت افشان فرعی در بیشتر سنگهای اذرین وجود دارد.

در برخی از انواع سنگها از راه فرایند جدایش ماگمایی به عنوان یکی از سازاهای اصلی سنگ ،

تشکیل شده و بنابراین توده های معدنی بزرگی را می سازد . این توده ها به شدت از تیتانیم غنی

هستند . معمولا با سنگهای دگرگونی بلورین همراه بوده و لایه ها و عدسی های بزرگی میسازد.

مگنتیت یک سازای رایج در سازند های اهن نواری رسوبی و دگرگونی پرکامبرین است و در این

موارد احنمالا منشا رسوبی شیمیایی دارد .

کاربرد : کانسنگ مهم آهن .

نام : احتمالا از منطقه مگنزیا مقدونیه گرفته شده است . براساس افسانه از پلینی از نام چوپانی

به نام مگنس گرفته شده است .

این چوپان با این مشاهده که میخ های کفش و حلقه فلزی ته عصای او به سمت زمین جذب میشد،

برای نخستین بار این کانی را مونت آیدا کشف کرد .

گونه های مشابه : منزیوفریت ، با ساختار اسپینلی معکوس ، یک کانی کمیاب است که عمدتا در

دودخانها یافت می شود . جاکوبسیت یک اسپینل معکوس و کانی کمیاب است که در لانگبان سوئد

یافت می شود . اولواسپینل ، FeTiO4 نیز با یک ساختار اسپینلی معکوس ، گاهی اوقات به صورت

قطره ها و تیغه های برون رستی در مگنتیت دیده می شود .


ارپیمنت (As2S3) :

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ، ورقه های رخ انعطاف پذیر است اما کشسان نیست . برش پذیر .

1.5-2=Hو 3.49=G .

جلا صمغی اما در وجوه ، رخ مرواریدی است .

رنگ زرد لیمویی . رنگ خاکه زرد کمرنگ . نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : با رنگ زرد و ساختار برگی خود شناخته می شود . از گوگرد توسط رخ کامل

خود متمایز می شود .

رخداد : ارپیمنت کانی کمیابی است که معمولا با رآلگار همراه بوده و در شرایط مشابهی به وجود

می اید .

کاربرد : در رنگ سازی و برای برداشتن موهای زائد بکار می رود .

نام : از واژه لاتین Auripigmentum «رنگ طلایی» به دلیل رنگ آن و اینکه تصور می شد حاوی طلا

باشد ، گرفته شده است .


رآلگار (AsS) :

بلور شناسی : منوکلینیک .

خواص فیزیکی : رخ خوب .

1.5-2 =H و 3.48=G .

برش پذیر . جلا صمغی . رنگ و رنگ خاکه سرخ تا نارنجی . شفاف تا نیم شفاف .

سیماهای تشخیصی : رآلگار با رنگ سرخ ، جلای صمغی ، رنگ خاکه سرخ نارنجی و همراهی

همیشگی با ارپیمنت شناخته می شود .

دگرسانی : وقتی در مدت طولانی در معرض نور خورشید قرار می گیرد ، به یک پودر زرد مایل به

سرخ تجزیه می شود .

رخداد : رآلگار در رگه های کانسنگ های سرب ، نقره و طلا همراه با ارپیمنت ، کانهای دیگر آرسنیک

و استیبنیت یافت می شود . به صورت یک محصول تصعید آتشفشانی و به صورت رسوب از چشمه

های ابگرم نیز تشکیل می شود .

کاربرد : رآلگار و شوره را برای ایجاد نور سفید درخشان در اتش بازی ها بکار می برند . امروزه آرسنیک

سولفید مصنوعی برای این منظور بکار می رود ، که پیش از این به عنوان ماده رنگی به کار می رفت .

نام : این نام از واژه عربی رهج الغار به معنای گرد معدن گرفته شده است .


سینابار ( HgS) :

بلور شناسی : هگزاگونال .

خواص فیزیکی : رخ کامل .

2.5=H و 8.1=G .

جلا الماسی در صورت خلوص ، تا خاکی کدر در صورت ناخالصی .

رنگ سرخ جگری در صورت خلوص ، تا سرخ مایل به قهوه ای در صورت ناخالص بودن . رنگ خاکه سرخ .

شفاف تا نیمه شفاف .

سیماهای تشخیصی : به رنگ و رنگ خاکه گلسرخی ، گرانی ویژه بالا و رخ نمود شناخته می شود .

رخداد : سینابار یک کانسنگ مهم جیوه است اما فقط در چند منطقه به مقدار قابل توجه یافت می شود .

به صورت اشباع شدگی و پرشدگی رگه ها در نزدیکی سنگهای آتشفشانی و چشمه های اب گرم عصر

حاضر یافت شده و ظاهرا در نزدیکی سطح ، از محلول هایی احتمالا قلیایی ته نشین شده است .

همراه با پیریت ، مارکازیت ، استیبنیت و سولفید های مس در باطله ای از اپال ، کلسدونی ، کوارتز ،

باریت ، کلسیت و فلوریت یافت می شود .

کاربرد : تنها منبع مهم جیوه است . استفاده های اصلی جیوه در دستگاه های الکتریکی ، وسایل

کنترل صنعتی ، تهیه الکترولیت کلر و سود سوزآور و در رنگهای ضد رنگ است . استفاده های کمتر

اما مهم آن ، در دندان پزشکی ، دستگاه های علمی ، داروسازی ، کاتالیزور ها و در کشاورزی است .

یکی از کاربرد های مهم قدیمی جیوه در فرایند ملقمه سازی برای بازیافت طلا و نقره از کانسنگ های

انها بود اما ملقمه سازی با روی کار آمدن روش های دیگر استحصال از دور خارج شده است .

نام : تصور می شود که نام سینابار از هند آمده باشد. در آنجا این نام به یک صمغ سرخ اطلاق میشود .


پیریت (FeS2 ) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی :

شکست صدفی . شکننده .

6.5-6=H و 5.02=G .

جلا فلزی ، براق و درخشان .

رنگ زرد برنجی کمرنگ که ممکن است به دلیل هوازدگی سطحی و درخشش رنگین کمانی ، تیره تر

می شود . رنگ خاکه سیاه مایل به سبز یا مایل به قهوه ای . کدر. پارامغناطیس .

سیماهای تشخیصی : با رنگ روشنتر و سختی بیشتر خود از کالکوپریت ، و با شکنندگی و سختی

خود از طلا ، و با رنگ سیرتر و شکل بلوری خود از مارکازیت شناخته می شود .

دگرسانی : پیریت به اسانی به اکسید های آهن دگرسان می شود . اما در هر حال بطور کلی پایدارتر

از مارکازیت است . بلور های ریخت نمای لیمونیت به جای پیریت، رایج است . رگه های پیریت معمولا

با یک رسوب سلولی لیمونیت به نام گوسان پوشیده می شود .

سنگهای پیریت دار برای اهداف ساختمانی مناسب نیستند، چرا که اکسایش سریع پیریت باعث تجزیه

سنگ و همچنین ایجاد زنگی از اهن اکسید می شود.

رخداد : پیریت رایجترین و گسترده ترین کانی سولفیدی است و رخداد بلور های ریز آن به قدری زیاد

است که نمی توان همه انها را برشمرد .

کاربرد : پیریت را معمولا به خاطر طلا یا مس همراه آن استخراج می کنند . به دلیل مقدار زیاد گوگرد

موجود در این کانی، فقط در کشورهای از این کانی بعنوان کانسنگ اهن استفاده میشود که کان -

سنگهای اکسیدی موجود نباشد . کاربرد اصلی آن در تهیه گوگرد برای اسید سولفوریک و زاج است.

زاج سبز در رنگ سازی ، در صنعت مرکب سازی ، بعنوان محافظ چوب و ماده ضد عفونی کننده به

کار می رود .

پیریت ممکن است بصورت گوهرسنگ سنگ برش داده شده و تحت عنوان چند ریخت آن، مارکازیت

فروخته شود .

نام : از واژه یونانی به معنای آتش ، به دلیل جرقه های درخشانی که هنگام برخورد چکش از آن

بیرون می جهد ، گرفته شده است .


استیبنیت (Sb2S3) :

بلور شناسی : ارتورومبیک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ،

2=H و 4.62-4.52=G .

جلا فلزی ، در سطوح رخ براق و درخشان .

رنگ خاکه خاکستری سربی تا سیاه . کدر .

سیماهای تشخیصی : توسط سهولت گدازش ، نمود تیغی ، رخ کامل در یک جهت ، رنگ

خاکستری سربی و رنگ خاکه سیاه نرم شناخته می شود . شعله شمع گداز پذیر است .

رخداد : استیبنیت در رگه های گرمابی دما پائین یا ذخایر جانشینی و نهشته های چشمه

ابگرمی یافت می شود . همراه با دیگر کانی های آنتیموان و با گالن ، سینابار ، اسفالریت،

باریت رآلگار ، ارپیمنت و طلا دیده می شود .

کاربرد : کانسنگ اصلی آنتیموان است اما قسمت اعظم این فلز محصول جانبی ذوب کانسنگ

های سرب است . آنتیموان تری اکسید به عنوان یک رنگدانه و در شیشه سازی به کار میرود.

نام: نام استیبنیت از یا واژه قدیمی یونانی که برای این کانی بکار میرفت، گرفته شده است.

گونه های مشابه : بیسموتینیت Bi2S3 یک کانی کمیاب هم ساختار با استیبنیت است که

خواص فیزیکی مشابه دارد .


اسفالریت (ZnS) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ، اما بعضی اسفالریت ها به قدری ریز دانه اند که رخ نشان نمی دهند .

3.5-4=H و 4.1-3.9=G .

جلا نافلزی و صمغی تا نیمه فلزی ؛ و گاهی الماسی .

رنگ بیرنگ در صورت خلوص ، و سبز در صورتی که تقریبا خالص باشد . بطور معمول زرد، قهوه ای

تا سیاه است و با افزایش مقدار آهن تیره تر می شود . به رنگ سرخ (روی یاقوتی) نیز می تواند

یافت می شود . شفاف تا نیمه شفاف . رنگ خاکه سفید تا زرد و قهوه ای . اسفالریت ، چند

ریخت مکعبی دما پایین ZnS است و وورتزیت چند ریخت آن در دمای بالاتر از 1020 درجه سانتی

گراد است . و فشار یا اتمسفر است .

سیماهای تشخیصی : اسفالریت را می توان با جلای صمغی اشکار ان ، و رخ کامل تشخیص داد.

انواع تیره رنگ را با رنگ خاکه قهوه ای مایل به سرخ میشناسند و همواره سبکتر از کانی توده ای

است .

رخداد : اسفالریت مهمترین کانه روی بوده و بسیار رایج است . رخداد و نحوه ان مشابه گالن است

و معمولا همراه با ان یاف می شود .

در کانسار های سرب و روی کم عمق ناحیه تری استیت میسوری ، کانزاس و اوکلاهما ، این کانی

ها با ماکازیت ، کالکوپریت ، کلسیت و دولومیت همراه هستند . اسفالریت با مقدار کمی گالن در

رگه های گرمابی و ذخایر جانشینی ، همراه با پیروتیت ، پیریت و مگنتیت یافت می شود .

اسفالریت را در رگه های سنگهای اذرین و در ذخایر دگرگونی همبری نیز می توان یافت .

روی به مقدار زیاد در بیش از 40 کشور استخراج می شود . اگرچه در چند محل کانه های همی

مرفیت و اسمیتسونیت استخراج می شود . اما بیشترین تولید جهانی روی از اسفالریت است .

کاربرد : مهمترین کانسنگ روی است . استفاده های اصلی فلز روی یا شمش روی ، در گالوانیزه

کردن اهن ، برنج ، در باتریهای الکتریکی و ورقه های روی است . روی اکسید یا روی روی سفید

استفاده بسیار زیادی در رنگ سازی دارد .

روی کلرید بعنوان محافظ چوب و روی سولفات در رنگ سازی و پزشکی کاربرد دارد . اسفالریت مهم

ترین مهم ترین منبع کادمیم ، اندیم ، گالیم و ژرمانیم نیز می باشد .

نام : اسفالریت از واژه یونانی به معنای خیانتکار و غیر قابل اطمینان گرفته شده است .به این خاطر

بلند نامیده می شد که به رغم شباهت با گالن ، هیچ سربی ندارد ؛ و ریشه ان واژه المانی به معنای

کور یا فریبنده است .

گونه های مشابه : گرینوکیت ، CdS یک کانی کمیاب است که به عنوان منبع کادمیم استخراج میشود.

دارای دو چند ریخت است و با اسفالریت و وورتزیت هم ساختار می باشد .

کادمیم از گرینوکیت همراه با کانی های روی ، بخصوص اسفالریت بازیافت می شود .


گالن (PbS) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی :

رخ کامل ،

2.5=H و 7.6-7.4 =G .

جلا فلزی روشن . رنگ و رنگ خاکه خاکستری سربی .

سیماهای تشخیصی : گالن را می توان به اسانی با رخ خوب آن ، گرانی ویژه بالا ، نرمی و

رنگ خاکه خاکستری سربی تشخیص داد .

دگرسانی : گالن در اثر هوازدگی به انگلزیت PbSo4 و سروسیت PbCo3 تبدیل می شود .

رخداد : گالن یک کانی سولفیدی بسیار رایج است که در رگه های همراه با اسفالریت ، پریت ،

مارکازیت ، کالکوپریت ، سروسیت ، انگزیت ، دو لومیت ، کلسیت ، کوارتز ، باریت و فلوریت یافت

می شود . گالن در رگه های گرمابی ، در بیشتر موارد با کانیهای نقره همراه است و اغلب حاوی

خود نقره نیز می باشد و بنابراین یک کانسنگ مهم نقره است . بخش عظیمی از تولید سرب به

صورت محصول ثانویه کانسنگ هایی است که در اصل برای نقره استخراج شده اند . در نوع دوم

ذخایر به نام ذخایر سرب و روی تیپ دره می سی سی پی ، گالن همراه با اسفالریت در رگه ها،

پرشدگی فضاهای خالی یا توده های جانشینی در آهک ها یافت می شود . این ذخایر دما پائین

در اعماق کم واقع بوده و به طور معمول مقدار کمی نقره دارند . گالن در ذخایر دگرگونی همبری،

در پگماتیتها و به صورت افشان در سنگهای رسوبی نیز یافت می شود .

کاربرد : عملا تنها منبع سرب و یک کانسنگ مهم نقره است . بزرگترین استفاده سرب در باتری

سازی است ، اما تقریبا به همان اندازه نیز در ساخت فراورده های فلزی مانند لوله ، ورقه و گلوله

مصرف می شود .

نام : نام گالن از کلمه لاتین گالنا گرفته شده که در قدیم به کانسنگ سرب اطلاق می شد .

گونه های مشابه : آلتائیت PbTe و آلاباندیت MnS ، مانند گالن ساختار NaCl دارند .


کلکوپریت ( cuFe S2 ) :

بلور شناسی : تتراگونال

خواص فیزیکی :

3.5- 4 =H ، 4.3 – 4.1 =G .

جلا فلزی .

رنگ زرد برنجی ، اغلب کدر شده و به رنگ برنزی یا رنگین کمانی در می اید . رنگ خاکه سیاه مایل به

سبز . شکننده .

سیماهای تشخیصی : با رنگ زرد برنجی و رنگ خاکه سیاه مایل به سبز خود شناخته می شود . از

پریت با سختی کمتر از فولاد ، و از طلا با شکنندگی تمیز داده می شود . تحت عنوان « طلای ابله »

شناخته می شود . که البته این واژه را برای پیریت نیز به کار می رود .

رخداد : کلکوپریت فراوانترین کانی مس و یکی از مهم ترین منابع این فلز است . اغلب کانسنگ های

سولفیدی مقداری کالکوپریت دارند ، اما مهم ترین انها از نظر اقتصادی ، رگه های گرمابی و ذخایر

جانشینی است . در ذخایر دما پائین مانند منطقه تری استیت ، به صورت های بلورهای کوچک همراه

با گالن ، اسفالریت و دو لومیت یافت می شود . این کانی همراه با پیروتیت و پنتلاندیت ، کانی اصلی

مس در کانسنگ های سادبری اونتلریو و ذخایر دما بالای مشابه است . کالکوپریت کانی اصلی مس

در ذخایر « مس پورفیری » است .

کالکوپریت به صورت سازای سنگهای آذرین ؛ در دایک های پگماتیتی ؛ در ذخایر دگرگونی همبری و

به صورت افشان در سنگهای شیستی یافت می شود . ممکن است دارای قدار کمی طلا یا نقره

بوده و کانسنگی برای این فلز ها باشد .

اغلب به مقدار کم همراه با توده های عظیم پیریت ، کانسنگ های مس کم عیاری را می سازد .

دگرسانی : کلکوپریت منبع اصلی مس برای کانهای ثانویه مالاکیت ، آزوریت ، کوولیت ، کلکوسیت و

کوپریت است . تمرکز مس در غنی شدگی روزادی ، اغلب حاصل این گونه دگرسانی و جدایش مس

از محلول همراه با رسوبگذاری بعدی است .

کاربرد : کانسنگ مهم مس است .

نام : مشتق شده از واژه یونانی chalkos به معنی مس و از Pyrites .

گونه های مشابه : استانیت ، Cu2FeSnS4 ، تتراگونال ، یک کانی کمیاب و کانسنگ فرعی قلع است .

ساختار بلوری استانیت را میتوان با جایگزین کردن Fe و Sn بجای بخشی از Cu در کلکوپریت ، بدست

اورد .


کلکوپریت ( cuFe S2 ) :

بلور شناسی : تتراگونال

خواص فیزیکی :

3.5- 4 =H ، 4.3 – 4.1 =G .

جلا فلزی .

رنگ زرد برنجی ، اغلب کدر شده و به رنگ برنزی یا رنگین کمانی در می اید . رنگ خاکه سیاه مایل به

سبز . شکننده .

سیماهای تشخیصی : با رنگ زرد برنجی و رنگ خاکه سیاه مایل به سبز خود شناخته می شود . از

پریت با سختی کمتر از فولاد ، و از طلا با شکنندگی تمیز داده می شود . تحت عنوان « طلای ابله »

شناخته می شود . که البته این واژه را برای پیریت نیز به کار می رود .

رخداد : کالکوپریت فراوانترین کانی مس و یکی از مهم ترین منابع این فلز است . اغلب کانسنگ های

سولفیدی مقداری کالکوپریت دارند ، اما مهم ترین انها از نظر اقتصادی ، رگه های گرمابی و ذخایر

جانشینی است .

در ذخایر دما پائین مانند منطقه تری استیت ، به صورت های بلورهای کوچک همراه با گالن ، اسفالریت

و دو لومیت یافت می شود . این کانی همراه با پیروتیت و پنتلاندیت ، کانی اصلی مس در کانسنگ

های سادبری اونتلریو و ذخایر دما بالای مشابه است . کالکوپریت کانی اصلی مس در ذخایر « مس

پورفیری » است . کالکوپریت به صورت سازای سنگهای آذرین ؛ در دایک های پگماتیتی ؛ در ذخایر

دگرگونی همبری و به صورت افشان در سنگهای شیستی یافت می شود . ممکن است دارای قدار

کمی طلا یا نقره بوده و کانسنگی برای این فلز ها باشد . اغلب به مقدار کم همراه با توده های

عظیم پیریت ، کانسنگ های مس کم عیاری را می سازد .

دگرسانی : کالکوپریت منبع اصلی مس برای کانهای ثانویه مالاکیت ، آزوریت ، کوولیت ، کلکوسیت و

کوپریت است . تمرکز مس در غنی شدگی روزادی ، اغلب حاصل این گونه دگرسانی و جدایش مس

از محلول همراه با رسوبگذاری بعدی است .

کاربرد : کانسنگ مهم مس است .

نام : مشتق شده از واژه یونانی chalkos به معنی مس و از Pyrites .

گونه های مشابه : استاتیت ، Cu2FeSnS4 ، تتراگونال ، یک کانی کمیاب و کانسنگ فرعی قلع است .

ساختار بلوری استانیت را می توان با جایگزین کردن Fe و Sn به جای بخشی از Cu در کالکوپریت ،

بدست اورد .


طلا (Au) :

بلور شناسی : ایزومتریک .

خواص فیزیکی :

2.5-3=H و 19.3=G .

به صورت خالص . وجود فلزهای دیگر گرانی ویژه را پائین می ارود و حتی به 15 هم می رساند .

شکست دندانه ای . بسیار چکش خوار و شکل پذیر . کدر . رنگ سایه های گوناگون زرد بسته به

درجه خلوص؛ که با افزایش مقدار نقره رنگ روشنتر می شود .

سیماهای تشخیصی : طلا از سولفید های زرد مانند مانند پریت و کالکوپریت و از پولک های زرد

میکاهای دگرسان شده ، توسط برش پذیری و گرانی ویژه بالا تشخیص داده می شود .

رخداد : فراوانی ماینگین طلا در پوسته زمین PPm0.004 بوده و بنابراین یک عنصر کمیاب است و در

طبیعت به مقدار کم ، گسنرش فراوانی دارد . طلا بیش از همه در رگه های دارای رابطه زایشی با

سنگهای آذرین سیلیسی ، یافت می شود . بیشتر طلا به صورت فلز ازاد یافت می شود . منابع

عمده طلا ، رگه های گرمابی طلا – کوارتز است که در انها طلا همراه پیریت و دیگر سولفید ها ،

از محلول های کانی دار بالا رونده نهشته شده ا ست .

طلا به صورت محصول جانبی از ذخایر سولفیدی فلز های پایه نیز یافت می شود . طلا بطور مکانیکی

با این سولفید ها مخلوط است و جانشین شیمیایی ندارد . در بسیاری از رگه ها ، طلا به حدی ریز

است و توزیع یکنواختی دارد که وجود ان در کانسنگ را فقط با روش های میکروسکوپی می توان

تشخیص داد .

وقتی رگ های طلا هوازده می شوند ، طلا ازاد شده به صورت یک نهشته آبرفتی محلی در پوشش

خاک باقی مانده و یا به درون رودخانه ای اطراف شسته شده و یک کانسار پلاسری را می سازد .

طلا به دلیل گرانی ویژه بالای خود ، راه خود را به درون ماسه ها و شنهای سبکتر باز کرده و پشت

سطوح نامنظم جای می گیرد و یا اینکه در درز و شکاف های سنگ بستر به دام می افتد . قطعات

گرد یا مسطح طلای پلاسری را می توان با لاوک شویی جدا کرد . در این روش طلا را به اسانی پس

از شستن دیگر مواد ، از محصول پر عیار سنگین باقی مانده جدا کرد . در یک مقیاس بزرگتر ، ماسه

های طلا دار در حوضچه های سنگ شویی معدن شسته شده و در آنجا طلا در پشت سد های

شنی عرضی یا خمیدگیهایی جمع شده و با جیوه واقع در پشت این خمیدگی ها ملقمه میسازد .

امروزه استخراج طلا ، بیشتر از راه لایروبی انجام می شود .

 

[S H i M A]

کوارتز کریستال میکرو بالانس



کوارتز یکی از اعضای خانواده کریستال ها است که اثر پیزو الکتریک را از خود بروز می دهند.

این اثر کاربردهایی در منابع تولید انرژی، سنسورها موتورهای الکتریکی و ... پیدا کرده است.

در واقع رابطه بین اعمال ولتاژ به یک بلور و تغییر شکل مکانیکی آن به خوبی شناخته شده

است. اعمال یک جریان متناوب به بلور کوارتز باعث نوسان آن خواهد شد.اگر بلور کوارتز به

خوبی برش خورده باشد، می توان یک نوسانگر خوب تهیه نمود که از آن به عنوان یک عامل

حس کننده در حسگرها استفاده شود.


فرکانس نوسان بلور کوارتز تا حدودی وابسته به ضخامت آن است.در خلال عملکرد این حسگر

سایر متغییر ها ثابت نگه داشته می شوند، بنا براین تغییر در فرکانس مستقیما به تغییر در

ضخامت مربوط می شود. همچنان که جرم رسوب یافته روی حسگر افزایش می­یابد، ضخامت

بلور زیاد شده و در نتیجه فرکانس نوسان آن کاهش می یابد. با در نظر گرفتن برخی فرضها

برای ساده سازی و با استفاده از معادله Sauerbry می توان تغییر در فرکانس را به تغییر در

جرم ماده رسوب شده ارتباط داد.



بلورهای نوسانگر:


اولین بار که بلورهای کوارتز مورد استفاده قرار گرفتند از بلورهای طبیعی آن استفاده شده

بود که در آزمایشگاه آنها را به روش مناسب برش می دادند ولی امروزه این بلورها به روش

هسته زایی بلور در آزمایشگاه رشد داده می شوند.

سپس این بلورها به صورت دیسک هایی و به نحو مناسبی بریده شده و تا ضخامت یک تار

مو سابیده می شوند که می توانند فرکانسهای 1-30MHz را تحمل کنند بنابراین میکرو ترازوی

کریستال کوارتز(quartz crystal microbalance ) تشکیل شده از یک صفحه نازک از جنس

کوارتز با دو الکترود که در دو طرف آن چسبیده است. اعمال یک ولتاژ AC در عرض بلور باعث

القای یک تغییر شکل برشی در بلور می شود. نحوه قرار گیری این دو الکترود به صورت حفره

و کلید است شکل(2) و این باعث می شود که نوسانگر در مرکز ضخیم تر باشد تا در اطراف

آن و بنابراین کاربرد حسگر در محیط های مایع تسهیل می شود.

[h=1]
اثر دما و تنش(stress) [/h]فرکانس نوسان نوسانگرهای آکوستیک به دما، فشار وتنش وارده به آنها وابسته می باشد.

اثر دما بر فرکانس توسط ایجاد برشهای خاص(اغلب AT-cut) تا حد ممکن کاهش می یابد. این

نوع برش به راحتی ساخته می شود.

اگر چه این نوع برش برای کار در دمای اتاق مناسب است و در دماهای بالا یا پایین تر از دمای

اتاق، تنش ناشی از گرما که در ساختار داخلی بلور ایجاد میشود، باعث جابجایی نا خواسته

فرکانسها شده و در نتیجه بر صحت آزمایشات تاثیر منفی می گذارد. باید توجه نمود که رابطه

بین دما و فرکانس به صورت توان 3 است. ثابت شده است که کمترین اثر دما بر برش AT و

در دمای نزدیک به دمای اتاق است.

بنا براین سعی می شود دما در محدوده معینی کاملا پایش شده و تا حد ممکن ثابت باشد


بلورهای با اثر جبرانی تنش ناشی از دما نیز قابل دسترس می باشند. این نوع بلورها طوری

ساخته می شوند که بتوانند در دماهای بالاتر نیز به کار گرفته شوند و در نتیجه نیاز به کاهش

دما با حمام آب خنک ساز را بر طرف می کنند. این بلورها می توانند در دمای حدود 92[SUP]c[/SUP] به

کار گرفته شوند و علی رغم رفتار بهیر آنها نسبت به دما به دلیل فرایند سخت تهیه گرانتر

بوده و بنابراین کمتر قابل دسترسند.

[h=1]
اندازه گیری فرایند میرایی(dissipative)[/h]پارامتر دیگری که اغلب همزمان با تغییر فرکانس اندازه گیری می شود تغییر در میرایی بلور

است.

این پارامتر به مدت زمانی گفته میشود که طی آن پس از خاموشی منبع ایجاد نوسان،فرکانس

به صفر می رسد. این کمیت می تواند اطلاعات مفیدی راجع به ساختار لایه های جذب شده

بر روی بلور ارایه کند.



معادله Sauerbrey


برای ارتباط بین تغییر فرکانس و تغییر جرم در QCM اغلب از معادله Sauerbrey استفاده میشود.

بر طبق این معادله تغییر در فرکانس بلور کوارتز تا حد زیادی از شکل هندسی آن مستقل است.

برای اینکه معادله فوق بتواند به صورت صحیح مورد استفاده قرار گیرد،باید شرایطی وجود داشته

باشد. اول آنکه جرم رسوب یافته بر روی کریستال باید سخت و صلب باشد دوم اینکه به طور

یکنواخت در سراسر بلور ته نشین شده باشد.


البته امروزه برای کاربرد این معادله در محیط های مایع اصلاحاتی در آن اعمال شده است.



اثر پولیش زدن سطح الکترود:


درشتی و ناهمواری های سطح الکترود می تواند باعث ایجاد خطا در اندازه­گیری جرم شود زیرا

مولکولهای حلال می توانند در حفرات سطح سنسور به تله افتند.

به عنوان یک قاعده کریستالهایی که با تابش پولیش زده شده اند برای حصول به نتایج قابل اعتماد

مورد نیاز هستند.

برای اطمینان ازصاف بودن سطح الکترود می توان از تست غوطه وری در آب استفاده کرد. در این

روش وقتی یک کریستال با فرکانس نوسانMHz 5 را در آب خالص با دمای 20 درجه سلیسیوس

فرو بریم، تغییری حدودHz 715 قابل قبول است. تغییر بیشتر از این مقدار باید مورد توجه قرار

گیرد و از کریستال استفاده نشود.

[h=1]
کالیبراسیون:[/h]در بسیاری از منابع که کاربرد QCM را گزارش نموده­اند، بیان شده است که وقتی اندازه­ گیری

تغییر فرکانس مورد توجه باشد، QCM نیازی به کالیبراسیون ندارد. تفسیر داده های EQCM در

چنین حالتی با استفاده همزمان از معادله Sauerbry و قانون فاراده انجام می شود که معادله

اولی تغییر فرکانس را به جرم و دومی تغییر جرم به بار الکتریکی را ارتباط می دهد. لذا به طور

کلی تغییر فرکانس می تواند به کل بار عبور کرده از الکترود ارتباط یابد. بنابر آنچه گفته شد با

رسم نمودار Δf در برابر Q (بار عبور کرده) می توان مقدار جرم به ازای الکترون را برای گونه های

رسوب یافته به دست آورد.

این کمیت بویژه برای تعیین مکانیسم واکنشهای انتقال الکترون بسیار مفید خواهد بود. البته

بهتر است برای افزایش صحت، قبل از به کارگیری EQCM کالیبراسیون انجام شود تا فاکتور C[SUB]f [/SUB]

که در معادله Sauerbrey به کار رفته به طور صحیح اندازه­گیری شود. این عمل اغلب با ترسیب

یون نقره،مس و یا سرب بر روی الکترود پلاتین یا طلا صورت می گیرد.



سنسورهای شیمیایی و بیولوژیکی:


هر آنچه جرم داشته باشد، می تواند یک پاسخ بر روی QCM ایجاد کند. این عمومیت پاسخ،

دامنه گسترده ای برای کاربرد QCM به وجود آورده است. اما وجه نامطلوب چنین عمومیتی

خطر بسیار بزرگ مزاحمت گونه های دیگر است. برای کاربردهای تجزیه ای بسیار ضروری است

که سنسور فقط به گونه مورد نظر ما پاسخ داده و اثر مزاحمت ها برای آن در کمترین حد باشد.

این هدف معمولا با افزایش یک لایه حساس و گزینش پذیر بر روی سطح کریستال قابل دستیابی

می شود.


پلیمرهای آلی معمول ترین پوشش ها بر روی کریستال هستند، زیرا توانایی خوبی برای جذب و

واجذب گونه های در فاز بخار و مایع دارند. در اغلب مطالعات منشر شده درباره استفاده از پلیمرها

بعنوان پوشش سطح کریستال برای تشخیص گونه های در فاز بخار، خواص اکوستیک پلیمر اغلب

ناچیز انگاشته می شود.

اهمیت مقدار جرم قابل بارگذاری روی کریستال و مشارکت ویسکو الاستیک پلیمرها در پاسخ

مشاهده شده از سنسور، موضوعی است که تا امروز محل بحث و بررسی است.


یکی از زمینه های روبه رشد کاربرد QCM در زمینه بیولوژی است که از آنها بعنوان پروبهای بیولوژیکی

و ایمونولوژیکی پایش فرایندهای بیولوژیکی مهم استفاده می شود.تشخیص گزینش پذیر و حساس

گونه های شیمیایی با استفاده از روابط آنتی ژن-آنتی بادی، آنزیم-سوبسترا یا سایر جفت های

پروتئینی دهنده – گیرنده امکان پذیر شده است.QCM اطلاعات جزئی زیادی درباره سطوح عامل

دار شده برای کاربرد به عنوان بیوسنسور و بیوچیپ ارایه نموده است.


این تکنیک توسط بیولوژیست ها و بیوشیمیست ها برای کسب اطلاعات در باره فرایندهای جذب/

واجذب پروتئین، چسبندگی سلول ها، بر همکنش های پروتئین- پروتئین، سرعت تخریب پلیمرها،

تشکیل فیلم های زیستی، آنالیز داروها و بیو­سنسورهای DNA به کرات به کار گرفته شده است.


[h=1]کوارتز کریستال میکرو بالانس و الکتروشیمی[/h]در بسیاری از واکنشهای الکتروشیمیایی همزمان با انجام واکنش، گونه هایی بر روی سطح

الکترود نشسته یا از آن جدا می شوند. در چنین مواردی ترکیب تکنیک QCM با روشهای الکترو

شیمیایی منجر به تولید اطلاعات بسیار مفیدی می گردد که فقط از عهده این روش بر می اید.

با کمک این تکنیک میتوان تغییرات جرم در سطح الکترود را در طی فرایندهای الکترو شیمیایی

بررسی نمود، پارامترهای سنتیکی را محاسبه نموده و بویژه مکانیسم تشکیل پلیمر روی سطح

الکترود را آشکار نمود.


شکل() طرح شماتیکی برای ترکیب QCM با سل الکتروشیمیایی را نشان می دهد. در این روش

هر دو سطح کریستال کوارتز توسط لایه ای نازک از طلا پوشانده می شود. یک سطح الکترود به

عنوان الکترود کار در تماس با محلول قرار گرفته و سمت دیگر آن در تماس با هوا می باشد. این

طرح کاربرد همزمان اندازه گیری جرم و جریان را در یک سلول ولتامتری امکان پذیر می کند.


همچنین این روش برای اندازه گیری فلزات رسوب داده شده روی سطح کریستال، مطالعه

فرایندهای انتقال یون در فیلمهای پلیمری، توسعه بیوسنسورها و بررسی سنتیک جذب و واجذب

مولکولها بر سطح کریستال به کار می رود.


همچنین این روش برای اندازه گیری فلزات رسوب داده شده روی سطح کریستال، مطالعه فرایند

های انتقال یون در فیلمهای پلیمری، توسعه بیوسنسورها و بررسی سنتیک جذب و واجذب

مولکولها بر سطح کریستال به کار می رود.

در EQCM اندازه­گیری پارامترهای مختلف الکتروشیمیایی مثل پتانسیل، جریان و بار در سطح

الکترود کار و به دست آوردن تغییر فرکانس مطابق با آن به طور همزمان انجام می شود.