زئولیت ها کاتالیزورهای مهمی هستند که در صنایع شیمیایی و پتروشیمیایی کاربرد دارند. کائولن ترکیب آلومینوسیلیکاتی مناسبی است که می تواند در شرایط ویژه به ساختار سه بعدب زئولیتی با مساحت سطح بالا تبدیل شود. کائولنهای زنوز اذربایجان، رخ سفید خراسان و سمیرم اصفهان برای تبدیل .....

بررسی رفتار گرمایی زئولیت ها از دیدگاه های مختلف از جمله شناسایی و کاربرد آنان اهمیت ویژه ای دارد و این ویژگی عمدتا مربوط به وجود ملکولهای آب در ساختار بلوری آنهاست. امروزه معلوم شده است که زئولیت ها در اثر گرما آب از دست می دهند.

اندازه و ریخت شناسی دانه های زئولیت NaA نقشی تعیین کننده در کاربردهای ویژه آن دارد. لذا بررسی عاملهای موثر در اندازه و ریخت شناسی دانه های بلوری در حین سنتز این ترکیب از اهمیت زیادی برخوردار است.

ریخت و اندازه دانه های بلوری زئولیت Na-A به دلیل نقش مهمی که در کاربردهای ویژه این ترکیب دارند، بسیار حائز اهمیت است. در این راستا عاملهای موثر در اندازه و ریخت دانه های بلوری ....

تلاشهای تحقیقاتی آکادمیک و صنعتی در مورد زئولیتها حاکی از اهمیت این ترکیبهای معدنی از نظر ساختار شیمیایی و کاربرد صنعتی است. هر چند پاره ای از زئولیت ها در طبیعت یافت می شوند اما به علت همراه بودن با ناخالصی سنتز آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

زئولیت‌ها آلومینوسلیکاتهای آبدار فلزات قلیائی و قلیائی خاکی هستند که شبکه سه بعدی آنها متشکل از چهار وجهی های [AlO_۴]^۵-  و [SiO_۴]^۴- است. سه خاصیت عمده زئولیت‌ها شامل توانایی جذب گازها، بخاراها و آبگونها، دارا بودن خاصیت تبادل یونی و توانائیهای مناسب در واکنش‌های کاتالیزوری، کاربردهای صنعتی متفاوتی را برای آنها ایجاد کرده است. عواملی همچون فراوانی و قابلیت دسترسی و ارزان بودن قیمت آنها زمینه‌های کاربرد تجاری و صنعتی فراوانی برای زئولیتهای طبیعی فراهم آورده است. متأسفانه در کشور ما گونه‌های طبیعی زئولیتی به درستی شناسایی نشده‌اند و شناسنامه دقیقی درمورد پراکندگی و فراوانی این کانی‌های با ارزش وجود ندارد. در این کار تحقیقاتی تلاش شده است تا رخدادهای متفاوتی از زئولیت‎ها که در مناطق مختلف کشور یافت شده‌اند مورد شناسایی قرارگیرند. روش اصلی شناسایی در این پژوهش روش گرانی‌سنجی گرمایی Thermogravimetry,TG)) یا گرانی سنجی گرمایی مشتقی (Derivative Thermogrativemetry DTG)  و روش پراش پرتو (XRD) X  است.

بخش فوقانی سازند کرج در محدوده دماوند- فیروزکوه مطالعه شده است. بررسی‌های صحرایی نشان می‌دهد که توفیتهای سبز سازند کرج در مناطق کیلان، حصاربن، و زرین‌دشت به صورت نامنظم دگرسان و در طی این دگرسانی به زئولیت همراه با بنتونیت تبدیل شده‌اند. مطالعات سنگ‌شناسی نشان می‌دهد که بخش اعظم توفیت‌ها در زمینه تیغه‌های شیشه‌ای
(Glass Shard) تشکیل شده است، به‌طوری که این تیغه‌ها نیز از حاشیه دگرسان شده‌اند. مطالعات میکروسکوپ الکترونی روبشی نیز تبدیل تیغه‌های شیشه‌ای از حاشیه به زئولیت و کانیهای رسی را تأیید می‌کند. آزمایشات منحنیهای گرمایی TG)، (DTG وجود کانی زئولیتی کلینوپتیلولیت و ناخالصی کربنات را در توفیتهای شیشه‌ای نشان می‌دهد. همچنین فازهای اصلی کلینوپتیلولیت، کریستوبالیت و فازهای فرعی مسکویت و مونت موریلونیت با آزمایشهای پراش پرتو X (XRD) در توفیتهای شیشه‌ای شناسایی شده‌اند. مطالعات ژئوشیمی انجام شده بر پایه داده‌هایICP و XRF ترکیب شیمیایی توفیتهای زئولیتی را داسیت تا ریوداسیت تأیید می‌کند که با ترکیب شیمیایی توفیتهای نادگرسان این منطقه تفاوتی ندارد. همچنین بر پایه این مطالعات ماگمای سازنده توفیتها از نوع کالکوآلکالن است. نمودارهای بهنجار شده نیز غنی‌شدگی از عناصر Th ,Ba ,Rb ,K را نشان می‌دهد که ویژگی ماگمای کمانها یا قوسهای آتشفشانی است.

بنتونیت‌های متورم شونده شمال افتر، به ضخامت متوسط ۱۵ متر و طول حدود ۱۰کیلومتر در یک توالی آذرآواری، سازند سمنان را در محیطی کم عمق تشکیل داده است. بر مبنای مطالعات میدانی، داده‌های پراش پرتو ایکس، مطالعات میکروسکوپیکی و میکروسکوپ الکترونی روبشی، و شیمی، لایه‌های بنتونیتی حاوی زئولیت‌های کلینوپتیلولیت و موردنیت، ژیپس، کلسیت، دولومیت، سلستین، اوپال، کوارتز، کریستوبالیت و آراگونیت همراه کانیهای رسی است. داده‌های پراش پرتو ایکس کانیهای رسی در شرایط هوای‌ خشک، اتیلن گلیکولی، و در دمای °C۵۵۰، نشان می‌دهد که این کانیها عمدتاً از گروه رسهای متورم شونده (اسمکتیتها) و دو هشت وجهی، هستند. طیف فروسرخ FTIR، در توافق با داده‌های تجزیه شیمیایی نشان می‌دهد که اسمکتیتهای مورد مطالعه از نوع مونتموریونیت وایومینگ (Swy-۲) اند. واحد فرمول شیمیایی کانی رسی شاخص منطقه، بر مبنای ۱۱ اکسیژن به صورت
_۲(OH)(_۱۰O_۰۱۵/۴Si)(_۰۱۰/۰Ti_۱۰۹/۰Fe_۳۱۳/۰Mg_۵۱۵/۱Al)(_۰۳۰/۰K_۲۷۰/۰Na_۰۵۷/۰Ca) است.

بر مبنای ترکیب توف و بنتونیتها، به نظر می‌رسد که بنتونیتها از تبدیل توفهای اسیدی (ریولیتی تا داسیتی) با سن ائوسن در محیط تقریبا قلیایی تشکیل شده است. اسمکتیت و زئولیتهای نسبتاً پایدار از طریق انحلال شیشه ناپایدار موجود در توفها به صورت درون‌زادی با تغییر شرایط در محیط قلیایی صورت گرفته است.

در این پژوهش، خاکستر فرار (fly ash) کارخانه فروسیلیس ایران )که به عنوان ضایعات و یک ماده تقریباً بی ارزش و از پسماندهای جامد صنعتی محسوب می­شود( با فرایند هیدروترمال به زئولیت A تبدیل شده است. نوع و کیفیت زئولیت سنتز شده به ترکیب شیمیایی خاکستر فرار (FA)، غلظت محلول سدیم هیدروکسید، و پارامترهای مختلفی نظیر دما، زمان واکنش، و نسبت مایع به جامد بستگی دارد. خاکستر فرار با سدیم هیدروکسید در دمای °C۵۵۰ به مدت یک ساعت ذوب می­شود و پس از حل کردن آن در آب و در شرایط گرمابی ایجاد شده در دمای °C۹۰، به زئولیت A تبدیل می­شود. ظرفیت تبادل یونی (CEC) زئولیت سنتز شده نیز به منظور ارزیابی خواص تبادل یون آن، اندازه­گیری شد.

آنالسیم به­همراه زئولیت­هایی نظیر تتراناترولیت‏، ‏ناترولیت، مزولیت‏، کلسیم - هیولندیت، اسکولسیت، کلسیم – استیلبیت و لوین،‏ در حفره­های و رگه­های سنگ­های آتشفشانی حدواسط و بازی جنوب کهریزک مشاهده می­شود. تصاویر میکروسکوپ الکترونی (SEM) بلورهای آنالسیم نشانگر آن است که سطوح [۲۱۱] منظم و بافت­های نازک ناشی از فازهای مختلف رشد بلوری تحت تأثیر گرمابی­ها قرار گرفته­اند. بررسی­های XRD نشان می­دهد که این کانی دارای تقارن شبه مکعبی بوده و مقادیر (۵۱)۱۳,۶۹۷۴، (۱۲۴)۱۳.۶۸۷۴، (۳۱۱)۱۳.۶۶۳۷ آنگسترم به­ترتیب برای ابعاد یاخته­ی یکه­ی a، b، c و ۲۵۶۱,۶۹۵ آنگسترم مکعب برای حجم آن محاسبه شدند. طیف رامان بسامد ارتعاشی مولکول­های H_۲O موجود در ساختار آنالسیم را در بسامد حدود cm^-۱۳۵۰۰ نشان می­دهد.

منطقه­ی مورد بررسی در ۲۰ کیلومتری شمال‌غربی هشجین، جنوب‌غربی استان اردبیل واقع شده و جزئی از زون دگرسانی کجل- شمس­آباد در کمربند آتشفشانی طارم - هشتجین است. زئولیت و کانی‌های همراه آن مانند کوارتز و کلسیت در درز و شکستگی­های سنگ‌ میزبان تراکی­‌آندزیتی تشکیل شده­اند. در زون­های دگرسان زئولیتی مورد بررسی، استیلبیت کانی اصلی بوده و کانی­های ایلیت، سانیدین، کلریت، کلسیت و کوارتز به عنوان کانی فرعی حضور دارند. بر اساس مشاهدات سنگ نگاری، کانی‌های اصلی سنگ‌های میزبان شامل پلاژیوکلاز، فلدسپار پتاسیم و اوژیت همراه با شیشه‌های آتشفشانی بوده و بافت پورفیری نشان می­دهند. بررسی­های ژئوشیمیایی و محاسبات تغییرات جرم عناصر اصلی و فرعی نشان می‌دهد که عناصری مانند Na، K، Ca، Mg، Fe و Mn در سنگ­های دگرسان شده نسبت به سنگ اولیه تراکی­آندزیتی تهی شده و Al و Si غنی شده­اند، عناصر نادر خاکی بجز Eu و عناصر با میدان پایداری بالا (HFSE) دارای رفتار نسبتاً مشابهی بوده و با افزایش شدت دگرسانی غنی شده‌اند در حالیکه عناصر لیتوفیل درشت یون (LILE) الگوی توزیع متفاوتی در سنگ­های دگرسان و نادگرسان نشان می­دهند. خاستگاه گرمابی زئولیت­ها با شواهدی نظیر بلورهای خودشکل، بافت پرکننده ی فضای خالی و بادامکی و نبود کانی­های شاخص دگرگونی تدفینی پشتیبانی می­شود. گستره­ی پایداری زئولیت در اثر فعالیت سیلیس محلول و دما کنترل می­شود. استیلبیت در لگاریتم فعالیت سیلیس محلول ۱_/۴- پایدار بوده و در دمای زیر ˚C ۱۰۰ و pH حدود ۸ تا ۹ تشکیل می‌شود.

تامسونیت به همراه زئولیت­هایی نظیر ناترولیت، مزولیت، آنالسیم و به ندرت استلریت در حفره­ها و رگه­های گدازه­های مافیک قلیایی منطقه­ی حرمک، شمال زاهدان، شرق ایران، به سه شکل بلوکی، تیغه­ای و مومی تشکیل شده است. ترکیب شیمیایی متوسط تامسونیت در حرمک به ترکیب شیمیایی تامسونیت­های دیگر در منابع علمی مختلف نزدیک است. نسبت Si/Al در تامسونیت
منطقه­ی حرمک به طور متوسط ۱۶_/۱ است. میزان استرانسیم در اغلب نمونه­های تامسونیت حرمک بالا بوده و به ۹۴_/۲ اتم در واحد فرمولی می­رسد. سدیم و کلسیم کاتیون­های فراشبکه­ای اصلی در این کانی هستند که به ترتیب مقادیر متوسط ۷۳_/۴ و ۰۱_/۶ را نشان می­دهند. عنصر کلسیم به احتمال زیاد از دگرسانی ترکیب­های زمینه و یا انحلال کلسیت ثانویه و عنصر سدیم، بیشتر از آب­های شور و قلیایی دریاچه­ای وابسته به محیط بیرون­ریخته­ی گدازه­ها تأمین شده است. تامسونیت حرمک در دمای پایین، در گستره­ی ۴۰ ± ۱۰۰ درجه­ی سانتیگراد تشکیل شده است.