مقاله بررسی موقعیت جغرافیایی بافق و معدن اسفوردی در بافق در 41 صفحه ورد قابل ویرایش

موقعیت جغرافیائی و شرایط جوی منطقه بافق و معدن اسفوردی

شهرستان بافق به مرکزیت شهر بافق با مساحتی حدود 17850 کیلو متر مربع، به فاصله 120 کیلومتری جنوبشرقی شهرستان یزد، در طول َ38، o55 شرقی و عرض َ47،o31 شمالی واقع شده است.

این شهرستان به وسیله راه آهن و راه آسفالته منشعب از یزد قابل دسترسی می‌باشد. از دیگر راههای ارتباطی می‌توان به محورهای بافق- بهاباد، بافق- شیطور و بافق- معدن چادرملو اشاره کرد.

جاده ارتباطی معدن اسفوردی بطول 5/2 کیلومتر، از کیلومتر 25 جاده بافق- بهاباد منشعب می‌گردد.

معدن اسفوردی در 35 کیلومتری شمال شرقی شهر بافق و در ارتفاع 1700 متری از سطح دریا واقع شده است و دارای کوههایی با روند شمال غربی - جنوب شرقی می‌باشد.

میزان بارندگی سالانه در منطقه بطور متوسط 50 میلی‌متر و میزان تبخیر فوق‌العاده شدید می‌باشد. به همین دلیل دارای آب و هوای گرم و خشک و اختلاف درجه حرارت زیاد در شبانه‌روزی می‌باشد. آب و هوا در قسمتهای کوهستانی منطقه معتدلتر می‌باشد. از لحاظ جریان آب در منطقه مذکور هیچگونه جریان آب دائمی وجود ندارد. پوشش گیاهی منطقه ضعیف و شامل بوته‌ها و به مقدار کمتر درخت و درختچه می‌باشد. از مهمترین حوضه‌های آبگیر منطقه می‌توان به دشت حسن‌آباد، دشت شیطور، دشت بهاباد و ده قطروم اشاره نمود.

این کانسار که در منطقه نسبتاً کوهستانی و با ارتفاع متوسط 1700 متر از سطح دریا قرار دارد دارای کوههایی با روند شمال غرب- جنوب شرقی می‌باشد. این کوهها به صورت ارتفاعات نه چندان مرتفع در منطقه کشیده شده‌اند و در ادامه آنها تپه‌هایی با دره و فرو رفتگی‌های کم و بیش عریض قرار گرفته است.

از نظر آب و هوائی دارای آب و هوای خشک و بیابانی می‌باشد. و از نظر میزان نزولات جوی، دارای بارندگی نسبتاً کم و در حدود تقریبی 50 میلیمتر در سال می‌باشد. البته گاهی اوقات مقدار بارندگی از این مقدار ذکر شده نیز تجاوز می‌نماید. از لحاظ جریان آب در منطقه مذکور، هیچگونه جریان آب دائمی وجود ندارد و تنها رودخانه منطقه، رود شور است که به دریاچه شور بافق می‌ریزد.

از لحاظ دما، دمای متوسط هوا در این منطقه در حدود 40 سانتی‌گراد است که این دما از حدود صفر درجه در زمستان تا 50 درجه در تابستان در حال تغییر است.

از نظر پوشش گیاهی، پوشش گیاهی منطقه نسبتاً ضعیف بوده بطوریکه ارتفاعات فاقد پوشش گیاهی و مناطق پست دارای پوشش گیاهی شامل بوته‌ها و درختچه‌ها می‌باشند.

2-2- زمین شناسی عمومی منطقه

محدوده مورد بحث در یکی از بالا، آمدگیهای قدیمی که قسمتی از واحد زمین شناسی ایران مرکزی محسوب می‌شود قرار گرفته است. فازکوهزایی آلپی در تشکیل بلوکهای ساختمانی مجزایی آن نقش اساسی را ایفا کرده است. یکی از این بلوکهای تشکیل شده، بلوک پشت بادام- بافق می‌باشد. که از طرف شرق و غرب بوسیله گسلهای بزرگ کوهبنان و دویران محدود شده است. بطوریکه این بلوک منطقه وسیعی از جمله کانسار فسفات اسفوردی را شامل شده است.

بلوک مورد نظر در محدوده شناخته شده متالوژنی ایران قرار دارد. در این بلوک معادنی از قبیل چفارت (آهن) اسفوردی (فسفات)- کوشک (سرب ورودی)- چادرملر (آهن و آپاتیت) قرار دارند.

در این ناحیه سنگهایی که کانی‌سازی آپاتیت در آنها انجام شده است. سنگهای آذرین (نفودی- خروجی) به سن پرکامبرین- کامبرین می‌باشند که در اینجا برای واضحتر شدن موضوع، توضیح مختصری در رابطه با چینه‌بندی- تکتونیک- ماگماستیم و متامورفیسم آن داده می‌شود.

2-2-1- چینه‌شناسی منطقه

چینه‌شناسی منطقه مذکور با توالی قدیم به جدید عبارتست از:

دوره پرکامبرین

ابتدا سنگهای دگرگونی با رخساره شیست سبز- آمفیبولیت- مرمر- گنیس (کمپلکس سرکوه - کمپلکس بنه شور) بوجود آمده‌اند بعد روی این واحدها را سنگهایی با رخساره شیست- گریواک- ماسه سنگ کوارتزیتی- شیلهای اسلیتی (سازند تا شک) پوشانیده‌اند.

دوره اینفراکامبرین

در این دوره مجموعه سنگهای منتسب به سری ریز و درزو در این دوره بوجود آمده‌اند که این سری با یک رخساره و لکانیکی- رسوبی و زمین ساختی در هم و بهم خورده شامل رسوبات پوشش تلماسه‌ای- دولومیتهای خاکستری تا قهوه‌ای رنگ چرت‌دار- ماسه سنگ‌های زرد رنگ- آهکهای سیاهرنگ- ریولیتهای صورتی- آجری و بالاخره افقهای آهن- آپاتیت و دایکهای دیابازی پوشیده می‌شود. بین سنگهای این سری و سنگهای ولکانیکی با ترکیب اسیدی تا متوسط و بین سنگهای این سری با نهشته‌های کامبرین حد فیزیکی شناخته شده‌ای وجود ندارد.

دوره مزوزوئیک

در این دوره نهشته‌های قاره‌ای تریاس و ژوراسیک و نهشته‌های کرتاسه بصورت گسترده‌ای و به فرم دگر شیبی روی واحدهای قدیمیتر قرار گرفته‌اند.

دوره نئوزوئیک: این دوره به سه بخش تقسیم می‌شود.

سنگهای پالئوسن تا ائوسن: سنگهای پالئوسن مربوط به گلنگلومرای کرمان هستند. سنگهای ائوسن شامل لایه‌های قاره‌ای همراه با مواد آتشفشانی می‌باشند که بصورت محدود در طول مناطق گسله رخنمون دارند. رسوبات میوسن شامل لایه‌های قرمز قاره‌ای می‌باشند که به طور دگرشیبی روی سنگهای مربوط به دوره ائوسن قرار گرفته‌اند و نهایتاً توسط کنگلومرای دوره نئوژن به صورت دگرشیب پوشیده می‌شوند.


دوره کواترنری

این دوره شامل پادگانه‌های آبرفتی- مخروطه افکنه‌های قلوه سنگی- آبرفتهای جدید تلماسه‌ای- کوهپایه‌ها و رسوبات کویری و نواحی بیابانی وسیع پیرامون رشته کوهها می‌باشد.

2-2-2- وضعیت تکتونیکی منطقه

از نظر تکنونیکی، منطقه تحت تاثیر رخداد زمین ساختی بابگالی (کاتانگایی) و نیز حرکات کوهزایی پس از دوره تریاس قرار گرفته است که پیامد آن، شکستگی پی سنگ پره کامبرین و نیز ایجاد و دگرشیبی زاویه‌ای شدید بین رسوبات کرتاسه و نهشته‌های قدیمتر می‌باشد.

در دوره‌های جدیدتر (پلیو- پلیستوسن) منطقه تحت تاثیر پیشروی دریا قرار گرفته است. بطوریکه در نهایت و بدنبال حوادث ذکر شده، گسلهای بزرگ بویژه گسلهای اصلی با روند شمال- جنوب پدید آمده است.

2-2-3- وضعیت ماگماتیسم در منطقه

از لحاظ ماگماتیسم در این منطقه، سنگهای آذرین در دامنه وسیعی از سنگهای بازیک تا کاملاً اسیدی حضور دارند که بصورت انواع نفوذی- نیمه عمیق و خروجی دیده می‌شوند کوارتزپورفیرها- ریولیتها- سینیتها- مونزونیتها- گرانیت‌ها- آنذری بازالتها- پلاژیوپورفیرها- آلبیتوفیرها شاهدی برای گفته فوق می‌باشند.

2-2-4- وضعیت دگرگونی در منطقه مورد مطالعه

از نظر دگرگونی در مناطق مختلف این بلوک نیز دو فاز پیوسته دگرگونی دینامیکی و حرارتی به ترتیب با ویژگیهای فشار زیاد و حرارت زیاد در سنگهای منتسب به پره کامبرین تشخیص داده شده‌اند که هر یک از نظر دگر شکلی- تشکیل میگماتیتها و سپس آناتکسی ویژگیهای خود را داشته‌اند.

2-3- زمین‌شناسی کانسار اسفوردی

کانسار اسفوردی در بقایای هوازده سنگهای پره کامبرین - کامبرین و مزوزوئیک واقع شده است. واحدهای سنگی محدوده کانسار، که قسمتی از واحدهای سری ریز و درز محسوب می‌شوند شامل مجموعه‌ای در هم و خرد شده‌ای هستند که مرکب از سنگهای ولکانیکی و رسوبی و همچنین سنگهای آذرین نفوذی می‌باشند که بشدت چین خورده و گسله خورده شده‌اند طبقات مزوزوئیک آن را عمدتاً ریولیتهای تریاس تشکیل می‌دهند.

2-5-2- ماگنتیت و هماتیت

ماگنتیت و هماتیت، اکثراً در افق دیده می‌شوند. هماتیت این افق در نتیجه مارتیراسیون ماگنتیت موجود در توده آهن می‌باشد و بر طبق آزمایشات میکروسکوپی، دانه‌های تمیز- یکنواخت و زاویه‌دار ماگنتیت در زمینه‌ای از کلسیت متبلور و کوارتز تجمع یافته است.

2-5-3- ترمولیت و اکتینولیت

کانیهای مهم تشکیل دهنده افق سوم ترمولیت و اکتینولیت می‌باشند که دارای بلورهای فیبری و سوزنی شکل هستند این دو کانی مخصوصاً در اطراف رگه‌ها و دایکهای آپاتیتی بیشتر دیده می‌شوند.

10- عناصر خاکی نادر

مطالعات انجام یافته در سالهای گذشته و اخیر، وجود مقادیر قابل توجهی عناصر خاکی نادر (Rare earth elements) را در کانسار اسفوردی ثابت نموده است.

اولین بار حسن برومندی از شرکت ملی ذوب آهن ایران، با توجه بوجود این عناصر در کانسار چغارت، مطالعات پر دامنه‌ای در این زمینه انجام داده است. نامبرده با استفاده از روش فلوئورسنس X-Ray نمونه‌های متنوعی از سنگهای معدنی منطقه و از جمله کانسار اسفوردی را مورد آزمایش قرار داده و وجود مقدار قابل ملاحظه‌ای خاکهای نادر را در سنگهای آپاتیتی گزارش نموده است. در این آزمایشات، وجود عناصری از قبیل استرنسیوم (Sr) و زیرکونیم (Zr) بمیزان کم و بیش قابل توجه و نیز ارسنیک (As)، منگنز (Mn)، روبیدیوم (Rb)، وانادیوم (V) و باریم (Ba) در این سنگها اثباتش ده است. بر اساس این واقعیات و با توجه به احتمال جانشینی کاتیونهائی از قبیل منیزیم، آهن، استرنسیوم، باریم، سریم، لانتانیم، ایتریم و نئودیمیم بجای کلسیم در ساختمان شبکه آپاتیت، تشکیل کانیهائی نظیر مونازیت (Ce, la)pa4 و گزنوتیم Ypo4 در نظر گرفته شده است.

تحقیقات انجام شده توسط علی درویش‌زاده از دانشگاه تهران روی سنگهای محدوده معدنی اسفوردی. علاوه بر اینها نشاندهنده وجود عناصر کمیاب دیگری از قبیل اورانیوم و توریوم در سنگهای آپاتیتی بوده است. البته این موضوع بمعنی وجود رابطه مستقیم بین این عناصر و کانی آپاتیت نبوده، ولی نقش قابل ملاحظه آنرا در چرخه ژئوشیمی این عناصر ثابت می‌کند. نامبرده وجود چنین عناصری و همچنین خاکهای نادر را، در سنگهای معدنی آپاتیت‌دار، به مشارکت آنها در ساختمان بلورین آپاتیت (و نه دیگر کانیهای همراه) مربوط می‌داند.

و بازیابی مخلوط REO توسط روش شستشوی حلال می‌باشد.

شرح بازیابی REE از لجن اسید فسفریک تولیدی کارخانه فالابوروا (آفریقای جنوبی)

در این قسمت شرح فرآیند بازیابی یک مخلوط اکسید عناصر نادر از لجنهای سولفات کلسیم به دست آمده در کارخانه تولید اسید فسفریک از ذخیره آپاتیت آفریقای جنوبی تشریح شده است.

بازیابی لیچینگ مواد شامل REE از لجنها توسط اسید نیتریک، با افزودن نیترات کلسیم به حلال شستشو ، به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یافته به بیش از 85 درصد رسیده است. مواد شامل REE می‌تواند از محلول لیچ شامل اسید نیتریک 1 مولار و نیترات کلسیم 5/0 مولار بازیابی شود که این کار با افزودن نیترات آمونیوم 5/2 مولار و استخراج در دی بوتیل، بوتیل فسفات با 33 درصد حجمی صورت می‌گیرد. سپس فاز آلی با آب شسته می‌شود (ترجیحاً در دمای بیش از دمای محیط) که باعث بازیابی محلول نیتراتهای نادر خاکی می‌شود که می‌تواند با افزودن اسید اگزالیک و کلسیناسیون رسوب باقی مانده، بازیابی شود.

در فرآیند جریان متقابل پیوسته که در مقیاس آزمایشگاهی انجام گردیده. از کل 140 کیلوگرم لجن مورد عمل برای تولید 265 لیتر مایع لیچ، که در 5 مرحله استخراجی، فرآوری و 5 بار شستشو داده شد، مجموعاً 4 کیلوگرم اکسید عناصر نادر خاکی با خلوص 98 دردص بازیابی گردید.

در مقیاس نیمه صنعتی، فاز آلی به فسفات تری بوتیل با 40 درصد حجمی تغییر یافت و محلول لیچ به اسید نیتریک 1 مولار بعلاوه نیترات کلسیم 3 مولار تغییر یافت و در نهایت 3200 کیلوگرم اگزالاتهای لانتانید مخلوط آماده گردید و در کوره روتاری کلسینه شد تا اینکه 1600 کیلوگرم اکسید مخلوط با خلوص 94-89 درصد بدست بیاید. در عملیات نیمه صنعتی، محلول بی‌بار حاصل از فرآیند استخراج حلال، بازیافت و به مرحله لیچینگ ارسال شد، بدون اینکه هیچ تاثیر مضری روی بازیابی لیچینگ ظاهر شود.

4-3-1- روش آزمایشگاهی

در مطالعات آزمایشگاهی این کارخانه در ابتدا، مواد اولیه از لجن کارخانه اسید فسفریک معدن تهیه گردیده است و بعد این لجن با آب، سپس با متانول شسته شده و در هوای آزاد خشک گردیده و جهت انجام تست آزمایشگاهی نیمه صنعتی، محلول لیچ در 41 آزمایش غیر پیوسته با استفاده از قسمتهای 2 کیلوگرمی لجن خشک شده، با زمانهای 48 ساعته، مهیا شده است. لجن اسید فسفریک توسط فیلتر صفحه‌ای برای ته نشین شدن 54 درصد اسید P2O5 آماده شده و تستهای لیچینگ به نسبت جامد به مایع 2/1 به مت 6 ساعت در استوانه پاچوکا انجام شده است.

جدایش جامد و مایع توسط فیلتر نواری انجام شده و لجن لیچ شده توسط جریان متقابل با آب شسته شده و محلول عبوری فیلتر به مرحله استخراج با حلال پمپ گردیده است.

در بخش استخراج با حلال، ایزوترمهای استخراج و شستشو با تماس حجمهای مناسبی از فازهای آلی و آبی مشخص شدند. در آزمایشگاه توسط همزن مغناطیسی و در ظروف شیشه‌ای آزمایشها صورت گرفت و دمای بهینه روی تنظیم گردید. از آنالیزهای اسپکتروفوتومتریک عنصر نئودیمم (Nd) بعنوان وسیله‌ای ساده و سریع در ادامه فرآیند واکنشهای لیچینگ، جهت نمایش اجرای عملی کارخانه‌های استخراج با حلال استفاده گردید.

4-3-2- انتخاب حلال اسیدی

آزمایشهای اولیه نشان می‌دهد که واکنش لجن با اسید نیتریک خیلی موثرتر از اسید سولفوریک تحت شرایط یکسان می‌باشد. بنابراین لیچینگ لجن، شامل 8/2 درصد Ln2O3 برای 48 ساعت در دمای محیط و یک نسبت جامد به مایع واحد با اسید نیتریک 4 مولار، محلولی شامل gr/lit4/2 نئودیمیوم می‌دهد در حالیکه همین تست با اسید سولفوریک، 43/0 gr/lit نئودیمیوم با مصرف اسید سولفوریک 2 مولار می‌دهد.

بازیابی در تست اسید نیتریک 40 درصد و با اسید سولفوریک 7 درصد بوده است. تستهای بعدی با اسید نیتریک مشخص نمود که اگر زمانهای لیچینگ تا 24-48 ساعت طولانی شود، همزدن پالپ لازم نیست.

4-3-3- بررسی شرایط محیطی لیچینگ

4-3-3-1- تاثیر غلظت اسید و نسبت جامد به مایع

تاثیر فوق روی لیچینگ لجن با 8/6 درصد REO برای 48 ساعت در oc20 در جدول 4-5 نشان داده شده است (بر حسب درصد بازیابی نئودیمیوم در محلول لیچ).

همانطور که می‌بینیم بیشترین بازیابی در غلظت اسید 3 مولار است، اما در عمل بکارگیری اسید با غلظت بیشتر از 2 مولار بازیابی کمتری داده است.