پرلیت

پرلیت ( سلاکس ) چیست ؟

پرلیت سنگی آتشفاشنی است که بواسطه سرد شدن سریع آن ویژگی‌های خاصی پیدا کرده است. گفتنی است که شکستگی‌های متحدالمرکز حاصل سرد شدن سریع شیشه‌ی آتشفشانی گداخته هستند. همین سرد شدن سریع باعث شده تا این نوع سنگ ظاهری پوست پیازی داشته باشد.

پرلیت در ساختار خود 2 الی 5 درصد آب دارد که همین آب موجود در آن ویژگی‌های مناسبی به پرلیت خام ( سلاکس ) می‌دهد. اگر آب موجود در پرلیت را در دمایی بیش از 700 درجه (به اندازه‌ی آب سیلان یا جاری و آب مولکولی) حرارت دهیم، آنگاه حباب‌های بسیار ریزی (دقیقه‌ای) در درون ماتریس شیشه‌ای ایجاد می‌شوند. بر اثر حرارت دادن پرلیت خام در همین دما ذراتی با چگالی کم که دارای فضای داخلی سلولی هستند به وجود می‌آیند.

این ذرات ویژگی‌هایی دارند که باعث می‌شود از آن‌ها در موارد مختلف استفاده شود. این ویژگی‌ها شامل ویژگی‌های عایق‌کنندگی صدا و گرما، خاصیت بی‌اثری (لختی) شیمیایی و خاصیت ارتجاعی فیزیکی، مقاومت در برابر آتش، قابلیت نگهداری آب و وزن مخصوص پایین می‌شوند.

ویژگی‌های پرلیت چیست ؟

از نظر شیمیایی، در اصل پرلیت خام یک آلومینیوم سیلیکات بی‌شکل با پایداری کم است. بررسی‌های شیمیایی نشان می‌دهند که پرلیت از 71 تا 75 درصد SiO₂، 12.5 الی 18 درصد Al₂O₃، 4 الی 5 درصد K₂O، 1 الی 4 درصد اکسیدهای سدیم و کلسیم و مقادیر ناچیزی از اکسیدهای فلزی تشکیل شده است.

از نظر شیمیایی، پرلیت خام بی‌اثر (خنثی) بوده و PH تقریبی آن در محلول 7 می‌باشد. چگالی این ماده در محدوده‌ی 140 تا 150 پوند بر فوت مکعب و سختی آن بین 5.5 تا 7 (بر اساس معیار سختی موس) است. رنگ این ماده‌ی معدنی بین خاکستری شفاف تا سیاه شیشه‌ای (صاف و زلال) در نوسان است. با این وجود، رنگ پرلیت پس از انبساط در محدوده‌ی بین سفید برفی تا سفید خاکستری قرار می‌گیرد.

انواع پرلیت به چه صورت است ؟

از آنجایی که بیشتر پرلیت‌ها‌ی موجود در بازار به صورت منبسط شده هستند، محصولات حاصل از پرلیت بر اساس اینکه آیا منبسط شده اند یا خیر از یکدیگر جدا می‌شوند.

پرلیت فرآوری شده ( پرلیت غیر منبسط ، سلاکس )

هدف تولید‌کنندگان پرلیت خام این است که تقریبا تمام این ماده‌‌ی استخراج شده به شکل منبسط شده درآید. به همین دلیل پرلیت اصلی ماده ای است که پس از استخراج از معدن، عملیات فرآوری بر روی آن صورت گیرد.

پس از استخراج این ماده و اجرای عملیات سنگ‌شکنی بر روی آن، این ماده به سطح زمین منتقل می شود. پس از انتقال به سطح زمین نوبت به طبقه‌بندی پرلیت ( سلاکس ) (دانه‌بندی) است. هدف از این کار حذف حداکثری ناخالصی‌های غیرقابل انبساط است. ابعاد ذرات پرلیت منبسط شده به طور عمده توسط ابعاد ذرات خام فرآوری شده تعیین می‌شود.

مرحله آخر در تولید پرلیت ( سلاکس ) فرآوری شده اجرای فرآیند جداسازی است. این کار از طریق سرندکردن (غربالگری) و دانه‌بندی (طبقه‌بندی) هوایی این ماده به طبقات ابعادی بیش از یک جین انجام می‌شود. محدوده این دانه‌بندی‌ها بین 200- مش تا 12+ مش است. پرلیت فرآوری شده ( پرلیت غیر منبسط ، سلاکس ) نیاز کارخانه‌هایی که عملیات انبساط گرمایی و بازاریابی محلی را انجام می‌دهند تامین می‌کند.

پرلیت انبساط یافته

از آنجایی که پرلیت منبسط شده دارای وزن مخصوص ظاهری بسیار کمی است، عملیات انبساط مواد فرآوری شده بر روی آن انجام می‌شود. هدف از انجام این کار کمینه‌سازی هزینه‌های انتقال به بازار به ازای وزن واحد محصول است.

لازم به ذکر است که عملیات انبساط مواد فرآوری شده در کارخانه‌‌های منطقه‌ای (نزدیک به محل معدن) انجام می شود. با قرار دادن سریع این ماده در کوره با دمای 870-1100 درجه سانتیگراد، پرلیت انبساط یافته ایجاد می‌شود.

این کار باعث می‌شود تا نرم‌شدگی ماتریس شیشه‌ای و تبخیر آب محتوی در این ماده به صورت همزمان به وقوع بپیوندد. پس از انجام عملیات انبساط، این ماده 20 برابر منبسط‌تر شده و وزن مخصوص ظاهری آن تا 90 درصد کاهش می‌یابد.

در این عملیات پارامترهایی چون ابعاد و کیفیت خوراک پرلیت و پارامترهای مربوط به طراحی و عملیات کوره کنترل می‌شوند. هدف از این کار بیشینه‌سازی تولید با ابعاد، چگالی و مقاومت مورد نظر است.

انجام عملیات انبساط به صورت ناکافی باعث تولید محصولی با ذرات کوچکتر و چگال‌تر می‌شود. همچنین انبساط بیش از حد پرلیت باعث می‌شود ذرات خام (زمخت) بیش از حد خرد شده و تبدیل به خاکه شوند. بعد از عملیات انبساط، این محصول با استفاده از هوا دانه بندی می‌شود.

این کار به منظور حذف تمام ذرات و خاکه‌های منبسط شده انجام می‌شود. بسته به مصرف نهایی ممکن است دانه‌بندی (طبقه‌بندی) بیشتری بر روی محصول نهایی انجام شود. همچنین با توجه به کاربردهای مورد نظر، انجام عملیات اصلاحی بر روی سطوح محصولات و آسیاکنی نیز امکان‌پذیر است.

کاربرد پرلیت در کجاست ؟

از پرلیت خام ( سلاکس ) به عنوان ساینده (سنباده)، منبع شیمیایی سیلیس، منعقد‌کننده سرباره کارخانه ذوب فلز (ریخته‌گری) و پوشش فلز گداخته (ذوب شده) قبل از ریخته‌گری استفاده می‌شود. در کاربرد آخر پرلیت ، نحوه‌ی فرآیند اینگونه است که حرارت باعث انبساط ماده‌ی معدنی و ایجاد لایه‌ی عایق می شود.

کاربرد‌های صنعتی پرلیت بسیار زیاد و متنوع است. مهمترین کاربردهای این ماده‌ی معدنی عبارتند از ساخت و ساز شامل عایق‌بندی، ساخت بتن، کاشی‌ها و گچ‌کاری صوتی، دیوارکشی و سایر محصولات، در فیلتر رسانه، در کشاورزی از خاک پرلیت شامل افزودنی کود، حامل حشره‌کش، اصلاح خاک و غیره ، شامل پرکننده‌های پلاستیک و کاغذ، طراحی رنگ و ساینده (سنباده)‌ها.

در صنعت ساخت و ساز

در صنعت ساخت و ساز، از خاصیت نسوز بودن  خاک پرلیت به عنوان یک خاصیت برجسته و ممتاز یاد می‌شود. از این ماده متراکم اندود شده (گچی) به طور عمده در ساخت فولاد‌های نسوز و کاهش وزن دیوارها و سقف‌های داخلی استفاده می‌شود. از پرلیت بتنی متراکم در برای عایق‌بندی و کاهش وزن سطوح (عرشه) سقف استفاده می‌شود. این ماده همچنین به عنوان عاملی مهم در عایق‌بندی سقف کاذب، بنایی و کاشی‌های سقفی و دیواری یاد می‌شود.

در صنعت غذایی

در کارخانه ماءشعیر از پرلیت برای فیلتر کردن ذرات جامد بسیار ریز مانند جلبک (خزه) و باکتری‌، در تصفیه‌خانه (کارخانه)‌های‌ آب از خاک پرلیت برای ایجاد آب آشامیدنی و ایمن و در سایر صنایع از پرلیت برای فرآوری و تولید آب میوه‌ها، شربت (شیره)ها، شکر، موم، پلاستیک، لاک و الکل زنی، آنتی‌بیوتیک‌ها و تعداد بیشماری کاربرد دیگر استفاده می‌شود.

در صنعت کشاورزی

در کشاورزی از پرلیت ( خاک پرلیت ) برای اصلاح خاک استفاده می‌شود. این محصول از نظر شیمیایی بی‌اثر است. این ماده‌ی معدنی دارای ماندگاری طولانی بوده و مقدار PH خاک را تغییر نمی‌دهد. ساختار سلولی پرلیت باعث می‌شود تا بارها وزن خود را در آب حفظ کند.

علت حفظ آب در پرلیت ( خاک پرلیت ) این است که ریشه‌های این ماده همواره رطوبت آن را تامین می‌کنند. همچنین از این ماده به عنوان حامل در حشره‌کش‌ها، آفت‌کش‌ها و کودهای شیمیایی استفاده می‌شود.

دیگر مصارف پرلیت ( سلاکس )

از دیگر کاربردهای بیشمار این ماده معدنی می‌توان به کاربرد آن به عنوان عایق برای نگهداری گازهای مایع مانند اکسیژن در دماهای بسیار پایین، جذب لکه‌های نفتی بر روی آب و سطوح تر، پاک‌ کردن و تصفیه‌ی آلودگی‌های نفتی و به عنوان افزودنی در ماسه ریخته‌گری (قالب‌گیری) اشاره کرد.

از پرلیتهای منبسط شده به عنوان یک پرکننده برای بهبود ویژگی‌ها و یک افزودنی به بسیاری از ماده‌ها مانند کاغذ و رنگ نیز استفاده می‌شود. بافت خاک پرلیت در محدوده‌ی کلاسیک (پوست پیازی) تا دانه‌ای (معمول‌ترین نوع در بازار) تا پومیسی (سنگ پا) (چگالی کمتر) خرد شده در نوسان است.

زمانی که پرلیت ( سلاکس ) به سرعت در معرض دمای 600 تا 900 درجه سلسیوس (دمای تغییر شکل) قرار گیرد منبسط شده یا ترکیده و حباب‌های شیشه‌ای بی‌آبی تشکیل می دهد. در حین انبساط ، بخارهای حاصل از آب محتوی نیز آزاد می‌شوند.

استخراج این ماده معدنی به چه صورت است ؟

برای استخراج پرلیت خام از روش‌های روباز استفاده می‌شود. بیشتر ذخایر تجاری این ماده معدنی به شکل جریان‌های لاوایی عظیم بوده که در یک ناحیه‌ی نزدیک به سطح زمین گسترش یافته‌اند. این ذخایر توسط لایه‌های رسوبی بسیار نازکی (که اخیرا ایجاد شده‌اند) پوشیده شده‌اند.

از آنجایی که سایت معدن کاری با دقت خاصی انتخاب می شود، روباره‌برداری کمینه بوده و شرایط توپوگرافی برای زهکشی و حمل و نقل قابل قبول خواهند بود. با وجود اینکه اکثر ذخایر پرلیت ( سلاکس ) را می توان با استفاده از بولدوزرها و تراکتورهای مجهز به ریپر (دستگاهی که زمین را شیار می زند) استخراج کرد، اما گاها شرایط استخراج به گونه‌ای پیش می رود که نیاز به آتشکاری نیز به وجود می‌آید.

از شاول‌های برقی برای حفاری ماده‌ی معدنی و بارگیری کامیون‌ها، لوکوموتیو (گاری) یا شوت‌ها (ریزشگاه‌ها) استفاده می‌شود. پس از بارگیری، خاک پرلیت‌ به محل آسیاکنی منتقل می شوند. معدن‌کاری اولیه به منظور اطمینان از یکنواختی پرلیت به جای اینکه در اعماق زمین انجام شود در بخش‌های انتهایی سطح زمین صورت می‌گیرد.

فرآوری این محصول به چه صورت است ؟

فرآوری پرلیت سه مرحله‌ی (خط) اصلی خام، منبسط‌ شده و ریزگوی‌ها را دنبال می‌کند. محصولات خام و منبسط‌ شده این خاک محصولات اصلی هستند. پرلیت منبسط‌شده به دو دسته‌ی حبابی (اسفنجی) (چندسلولی) و ریزگوی‌ها (عمدتا تک سلولی) تقسیم می‌شوند.

پرلیت خام

ابعاد ذرات منبسط‌ شده این خاک به طور عمده توسط ابعاد ذرات خوراک ورودی به کوره تعیین می‌شوند. توزیع ابعادی ذرات در بین تولیدکنندگان متفاوت است.

اما به طور کلی فرایندهای آسیاکنی و طبقه‌بندی شامل سنگ‌شکنی اولیه و ثانویه، خشک‌کنی، طبقه‌بندی (دانه‌بندی)، سنگ‌شکنی برای بار سوم و جمع‌آوری گرد و غبار می شود. قبل از انجام عملیات خشک‌کنی و به منظور کاهش ابعاد پرلیت ( سلاکس ) (که معمولا انباشته می‌شود) از سنگ‌شکن فکی استفاده می‌شود.

در این مرحله ابعاد ذرات از طریق سنگ‌شکنی اضافی و میز‌های لرزان (جدایش‌ ابعادی) کاهش می‌یابد. در این فرآیند فرآوری از دستگاه‌های مختلفی نظیر سنگ‌شکن ژیراتوری در مرحله‌ی اول سنگ‌شکنی و از دستگاه‌هایی چون آسیای ضربه‌ای، آسیای میله‌ای، دیسک‌های ژیروسکوپی و سنگ‌شکن استوانه‌ای در مرحله سنگ‌شکنی دوم و سوم استفاده می‌شود.

پرلیت ( سلاکس ) با ابعاد مختلف در سیلو‌ها ذخیره می‌شوند. می توان با ترکیب این مواد نیازهای مشتریان را تامین کرد. در سال‌های اخیر روند فرآوری تغییر کرده است. دلیل این موضوع این است که درخواست برای برخی ذرات با ابعاد مشخص در مقایسه با سایر ذرات بیشتر بوده است.دلیل این اولویت‌بندی بازار کمبود مواد با ابعاد مخصوص باغبانی و صعود محصولات ریزگوی است.

برای دستیابی به ابعاد درشت (به عنوان مثال سنگ‌شکن فکی کار خوراک‌دهی به سنگ‌شکن مخروطی را انجام می دهد) و افزایش تولید ذرات ریز و خاکه کارخانه‌های فرآوری مجددا راه‌اندازی شدند. زمانی که از چنین راهکاری استفاده می‌شود باید توجه داشت که ممکن است تحت شرایط خاص بازار محصولات تولیدی به فروش نروند.

خاک پرلیت (یک ماده غافلگیر کننده)

پرلیت خام یک شیشه‌ی آتشفشانی بی‌شکل است که مقداری آب در ساختار خود دارد. عملیاتی حرارتی به حذف آب محتوی موجود در ساختار و همچنین انبساط غیرعادی ساختار این ماده (هنگامی که در معرض دمای 850-900 درجه سانتی‌گراد قرار می‌گیرد) کمک می‌کند.

در اثر اعمال حرارت آب‌محتوی موجود در ساختار ماده بخار تبخیر می‌شود. این امر موجب انبساط 7 الی 20 برابری ماده نسبت به حجم اولیه‌ی خود می‌شود. ‌حاصل این عملیات به وجود آمدن ماده‌ای اسفنجی مانند با ساختار سلولی می‌شود. می‌توان این ماده‌ی معدنی پرکاربرد و پایدار را بدون تاثیر قابل توجه بر محیط زیست استخراج و فرآوری کرد.

پرلیت منبسط‌ نشده ( سلاکس ) و منبسط‌ شده به ترتیب دارای وزن مخصوص ظاهری 1.1 گرم بر سانتی‌متر مکعب و 0.03-0.150 گرم بر سانتی‌متر مکعب هستند. مصارف و کاربردهای اصلی پرلیت در زیر نشان داده شده‌اند.

از پرلیت خام در شن (ماسه)پاشی، به عنوان منعقد‌کننده روباره یا به عنوان منبع سیلیس استفاده می‌شود. علاوه بر این، سلاکس دارای کاربردهای جالبی در کارخانه‌های ذوب‌آهن (ریخته‌گری)، صنایع فولاد، ساخت بخش‌های مختلف فلز است.

موارد استفاده‌ از پرلیت خام

از آنجایی که پرلیت ( سلاکس ) در برابر اسیدها و بازها مقاوم است از آن به طور ویژه در تولید لوله‌های فاضلاب استفاده می‌شود.

• سایت‌های ساختمانی داخلی و خارجی
• سازه‌های ضد آب به دلیل مقاومت در برابر یخ‌زدگی
• ضدآب کردن سقف و تراس
• ساخت استخر
• از آنجایی که پرلیت خام به عنوان یک ماده سبک در ساخت و ساز شناخته می‌شود از آن به عنوان پرکننده در عایق‌های حرارتی یا تولید المان‌های عایق‌بندی سبک وزن (مانند بریکت‌ها، خاک زغال قالبی) استفاده می‌شود.
• به عنوان ساینده (سنباده) در صنایع ساینده
• از فیلتر آن در ماسه و گراول، در تصفیه‌خانه‌های آب و مطابق با استانداردهای TS 4081 استفاده می‌شود.
• از ان به عنوان مواد پرکننده آسفالت در ساخت بزرگراه‌ها استفاده می‌شود.
• به عنوان شار متالورژیکی در ریخته‌گری
• به عنوان افزودنی در خاک (شن و ماسه) ریخته‌گری
• محافظت از فلز ذوب شده (گداخته) در دیگ ذوب
• جلوگیری از اتلاف حرارت شمش‌های خام فلزات مذاب برای ضربه‌زنی یا غلتش
• در صنایع فولاد و آهن برای کنترل روباره فلزات مذاب
• تولید عایق‌های نسوز پرلیتی
• آجرهای نسوز پرلیتی با پوشش سرامیکی
• بتن یا آجر نسوز پرلیتی با پوشش آلومینیوم فسفات
• در صنایع سرامیک و شیشه
• تولید پرکننده و مواد شیمیایی ساختمان

موارد مصرف صافی

الف) صنایع غذایی

• صافی روغن‌های پخت و پز گیاهی
• صافی آب‌میوه‌ها
• شربت شکر فیلتر شده
• خرد کردن ذرت (تولید گلوکوز/دکستروز)

ب) در صنایع دارویی و شیمیایی

• در نفوذ آنتی‌بیوتیک‌ها
• پالایش پکتین (ژلاتین گیاهی)
• صافی محلول‌های کربنات سدیم تجارتی
• صافی اسید سیتریک
• صافی سدیم سیلیکات (شیشه مایع، گاز آب)
• صافی سولفوریک اسید
• صافی شربت (محلول غلیظ قندی) اورانیوم
• صافی در صنایع کاغذ (آب کف‌آلود)
• فیلتراسیون گله(آلومینیوم هیدروکسید و لخته‌سازی)
• زهکشی رنگ‌ها
• صافی فسفریک اسید

پ) در سایر صافی‌ها

• صافی روغن ماشین (باز تولید روغن مصرف شده ماشین)
• آب آشامیدنی
• زهکشی آب استخرها
• فرآیند فیلتراسیون و تصفیه فاضلاب

صافی پرلیت ( میکرونیزه )

این ماده با داشتن هزاران مجرا (روزنه) همراه با مجراهای شکاف‌دار (دندانه‌دار) و هم‌بند می‌تواند بهترین نرخ جریان و وضوح را در بخش‌های مختلف فراهم کند. کمک‌رسانی‌های صافی خاک پرلیت باعث برهم‌خوردن مزه، رنگ و مزه‌ی مایعات صافی نشده و بخوبی در تمام نسبت‌های مواد معدنی و اسید‌های ارگانیک حل نمی‌شوند.