پایان نامه ی بررسی کمی و کیفی باریت و بنتونیت در صنعت حفاری بخصوص گل حفاری. doc

نوع فایل: word

قابل ویرایش 220 صفحه

مقدمه:

حفاری به معنی نفوذ در سنگ است. نفوذ در سنگها گاهی به منظور خرد کردن آنها انجام می گیرد. برای خرد کردن سنگها باید چالهای انفجاری حفر کرد و در داخل آنها مواد منفجره قرار داد. با منفجرکردن چالها، سنگها خرد می شوند، و با خرد شدن سنگها، استخراج و برداشت آسانتر است و با هزینه کمتری انجام می گیرد. در استخراج کلیه معادن به استثنای موارد نادر، مانند استخراج سنگهای ساختمانی یا برداشت بعضی از سنگهای سست، حفاری جزء عملیات اجتناب ناپذیر محسوب می شود. این نوع حفاری را حفاری استخراجی می گویند. حفاری در معادن تنها به منظور استخراج نیست؛ بلکه قبل از استخراج یا به هنگام استخراج، برای اکتشاف نیز انجام می پذیرد.

حفاری اکتشافی ممکن است به منظور کشف و پی بردن به وجود کانی یا ماده معدنی، ویا به منظور پی بردن به شرایط کیفی سنگها صورت گیرد. با توجه به بالا بودن هزینه حفاری اکتشافی و بعضی مشکلات فنی توصیه می شود که هر دو گروه متخصصانی که به دنبال کشف کانی یا در جستجوی کشف شرایط کیفی سنگها هستند، مطالعات خود را همزمان شروع کنند، علاوه بر حفاری استخراجی و حفاری اکتشافی، حفاری به منظور کارهای تکنیکی مانند حفاری به جهت تزریق سیمان در داخل درزه ها، حفاری جهت خارج کردن گازها از لایه ذغال یا حفاری به منظور منجمدکردن آب در داخل طبقات نیز انجام می گیرد. لذا عملیات حفاری در زمینه های مختلف مهندسی و علوم کاربرد وسیعی دارد. امروزه بیش از95 درصد حفاریها به روش مکانیکی و با ماشینهای ضربه ای، چرخشی و ماشینهای ضربه ای- چرخشی انجام می گیرد. در روش مکانیکی نفوذ در سنگ با انرژی مکانیکی و از طریق اعمال ضربه های پی در پی، یا در اثر تماس انجام می گیرد. قطر چالهایی که با روش مکانیکی حفر می شوند بین2/1 اینچ تا24 اینچ و عمق آنها از چند تا سانتیمتر تا چند هزار متر متغیر است. عمق غالب چالهای انفجاری کمتر از20 متر و قطر آنها در معادن زیرزمینی کم است. اما امروزه در معادن روباز، برای پایین نگهداشتن هزینه های حفاری و انفجار و نهایتا کاهش هزینه استخراج قطر چالهای انفجاری را زیاد             می گیرند؛ از این رو بین ماشینهایی که چالهای انفجاری در معادن روبار حفر می کنند و ماشینهای حفاری اکتشافی و ماشینهایی که به منظور استخراج نفت، گاز و آب به کار       می روند، مشابهت زیادی وجود دارد. به طور مصطلح در حفاریهایی که به منظور دسترسی و استخراج سیالاتی مانند نفت ، گاز و آب انجام می گیرد، و همچنین در حفاری اکتشافی به جاری واژه چال از واژه چاه استفاده می شود. در به کارگیری واژه چال یا چاه صرفنظر از نقش سیال، ژنومتری، بویژه، عمق چال یا چاه نیز موثر است. چالها معمولا عمق کمی دارند؛ درحالی که عمق چاه بیشتر است. درهر صورت، شکل چالها یا چاهها سیلندری است و قطر آنها از عمق کمتر است. غیر از روش حفاری مکانیکی، روشهای دیگر نیز وجود دارد که در دست تحقیق و توسعه اند؛ مانند روشهای حفاری حرارتی، و حفاری لیزری که نفوذ در سنگها تنها به کمک انرژی مکانیکی انجام نمی گیرد؛ بلکه ابتدا از طریق حرارت یا فعل و انفعالات شیمیایی، سنگ را سست می کنند؛ سپس به کمک ماشینهای حفاری عمدتا چرخشی، در سنگ سست نفوذ می کنند تا چال یا چاه ایجاد شود. در این روشها که به انها روشهای پیشرفته حفاری نیز می گویند، هرچند سرعت حفاری200 تا400 درصد افزایش می یابد،مشکلات فنی متعددی وجود دارد که تا رفع این عیوب به زودی قابل استفاده نخواهد بود.

تاریخچه حفاری:

به طور کلی، تاریخچه حفاری مبهم است، اما از زمانهای دور، ملتهای متمدن، به منظور دسترسی به آب و بعضی کریستالها، عملیات حفاری را انجام داده اند. پروفسور« هرمن بائر» در کتاب هیدرولوژی آبهای زیرزمینی و پروفسور«کی.مک گرگر» در کتاب حفاری در سنگ معتقدند که هنوز آثاری از تونل، قنات و چاههای عمیق حفر شده توسط ایرانیان و چینی های قدیم دیده می شود. و مصریان قدیم نیز به وسیله کروندم، درمیان سنگهای پورفیری چالهایی حفر کرده اند. تا چند دهه قبل، سیستم حفاری دستی جهت ایجاد چال برای احداث تونل، خط راه آهن و معدن متداول بود، و بدون شک، در مناطقی که امکان دسترسی به برق نیست. این روش حفاری هنوز کاربرد دارد. روش ابتدایی سیستم حفاری دستی بیشتر برای حفر چال کم عمق در سنگهای با مقاومت ضعیف یا متوسط مورد استفاده داشته است. برای انجام این روش، وجود یک حفاری کافی است. حفار معمولا با یک دست، مته را روی سنگ قرار می دهد. و با دست دیگر، به وسیله ضربه زدن یا چکش حفاری(با وزن4 پوند یا8/1 کیلوگرم)، ضربه ای روی مته جهت نفوذ آن در سنگ وارد می کند. حداکثر سرعت در این روش،3/0 متر(یک فوت) در ساعت است و بیشترین حد ممکن برای عمق60 سانتی متر( دو فوت) و برای قطره حدود32 میلیمتر              ( اینچ) است. حفاری دستی، بنا به ضرورت، تکامل تدریجی یافت؛ به نحوی که امکان ایجاد چال با عمق بیشتر نیز ممکن گردید. در این مرحله، معمولا یک نفر مته را روی سنگ مورد نظر قرار می دهد و یک یا دو نفر دیگر با وارد کردن ضربه کمک چکشهای حفاری2/3 تا5/4 کیلوگرمی(7 تا10 پوندی) موجبات نفوذ در سنگ را فراهم می کردند. برای حفر یک چال با عمق8/1 متر(6فوت) در سنگهای سخت و آذرین، مانند گرانیت، وجود یک گروه دو یا سه نفره حفار با کار مداوم5 تا6 ساعته کافی است. البته، بدون شک شرایط حفاری در سرعت حفاری موثر است؛ به عنوان، مثال، سرعت حفاری در سنگهای رسوبی دو برابر سرعت حفاری در سنگهای آذرین است(تاثیر جنس سنگ).با گذشت زمان و افزایش نیاز به حفاریهای عمیق، بویژه برای دسترسی به آب، روش دیگری از حفاری دستی به نام روش کابلی متداول شد که درآن، طول مته بیشتر بود و برای ضربه زدن از کابل فولادی استفاده می شد. در این روش که امکان حفر چالهای تا15 متر(50 فوت) را فراهم آورد، مته فولادی طویلتری به کابل فولادی متصل بود. به طور معمول، سه یا چهار نفر با حرکت کابل به سمت بالا و فرود آوردن آن روی محل مورد نظر، حفاری را انجام می دادند. با این روش، امکان حفر چالهای عمیقتر با قطر بیشتر در زمان کمتر فراهم شد. به عنوان مثال با این روش در سنگهای آهکی نسبتا نرم حفر چالهایی با قطر50 میلیمتر(2 اینچ) و عمق7 متر(20 فوت) توسط یک گروه حفار سه نفره طی3 ساعت عملی گردید. با این روش، فقط چالهای قائم حفر می شود.

طی سالیان دراز، تنها منبع تامین انرژی مورد نیاز درحفاری، نیرو انسانی بوده است. به تدریج با رواج یافتن استفاده از ماشین بخار، الکتریسیته، و سوختهای گازی و مایع، ساخت انواع ماشینهای حفاری مکانیکی نیز توسعه یافت؛ به نحوی که امروزه، امکان بیشتری برای افزایش عمق و سرعت در عملیات حفاری وجود دارد. در اینجا به پاره ای از تحولات در زمینه حفاری می پردازیم:

1-بین سالهای1820-1810، سیستم حفاری چرخشی ساخته شد که منبع انرژی آن، ماشین بخار بود(Trevithick).

2-بین سالهای1840-1830 سیستم حفاری کابلی توسعه یافت که منبع انرژی آن نیز ماشین بخار بود(Issac Singer).

3-بین سالهای1860-1850 ، دستگاه حفاری مجهز به الماس(روی مته های آن) ساخته شد(Bullock) و دستگاه ضربه ای نیز که ضربه زدن آن پیستون بود و منبع انرژی آن هوای فشرده در تونل آلپین، در آمریکا مورد استفاده قرار گرفت.

4- بین سالهای1880-1870، سیستم حفاری مغزه گیر مجهز به الماس(روی مته آن) در آمریکا توسعه یافت؛ به نحوی که تا عمق670 متر(2200 فوت) را حفاری می کرد. شرکت ارائه دهنده این سیستم،« اینگرسل» (Ingersoll) نام دارد.

5-بین سالهای1890-1880، سیستم حفاری مغزه گیر الماسی در آمریکا ارائه شد که امکان حفاری تا عمق1750 متر(5734 فوت) را فراهم کردو

6-بین سالهای1900-1890، سیستمهای حفاری ضربه ای- چرخشی در آمریکا ساخته شد که منبع انرژی آن، هوای فشرده، بخار و الکتریسیته بود. در این فاصله سیستم حفاری چرخشی که منبع انرژی آن بخار بود، جهت حفر چاههای نفت توسعه داده شد.

7-بین سالهای1910-1900،مته هایی توسعه یافت که روی آن سه عامل برش دهنده مخروطی شکل یا خردکننده سنگ نصب شده بود.

8-بین سالهای1940-1920، برای اولین بار، مته هایی از جنس کربور تنگستن درآلمان به کار رفت.

9- بین سالهای1966-1940، مته های ساخته شده از جنس کربور تنگستن در حفاری بسیار متداول و رایج شد.

10-بین سالهای1975-1970، ماشین حفاری هیدرولیکی به صنعت حفاری معرفی شد که در این ماشین بر خلاف ماشینهای حفاری ضربه ای از روغن تحت فشار به جای فشار هوا در حفاری استفاده می شود.

11-بین سالهای1985-1970، تلاش کشورهای شوروی و آمریکا برای حفر چاههای عمیق با سیستم حفاری چرخشی به منظور دسترسی به نفت و گاز به نتیجه رسید. و در اکلاهمای آمریکا و سیبری شوروی، با استفاده از این روش، چاههای با عمق بیش از10000 متر(30000 فوت) حفر شد، و متعاقب آنها آلمانیها چاهی با عمق حدد13000 متر حفاری کردند.

با توجه به تاریخچه مزبور، سیستمهای حفاری توسعه یافته را می توان به پنج گروه تقسیم کرد:

1-         سیستم حفاری دستی که ضربه زن آن چکش حفاری است و اعمال ضربه به کمک نیروی انسانی صورت می گیرد.

2-         سیستم حفاری چکشی که ضربه زن آن چکش حفاری و مکانیکی است.

3-         سسیستم حفاری کابلی که ضربه زن آن کابل فولادی است.

4-         سیستم حفاری چرخشی که به جای ضربه زدن به مته، با چرخش لوله حفاری و مته، عمل نفوذ پذیری و حفر چال صورت می گیرد.

5-         سیستم حفاری ضربه ای- چرخشی که اساس کار آن ضربه است و عامل چرخش        نیز دارد.

6-         سیستم حفاری هیدرولیکی که به جای استفاده از فشار هوا از فشار روغن استفاده        می شود. در سالهای اخیر، حفاری مکانیکی به تدریج جایگزین حفاریهای دستی شده و بخار، هوای فشرده، الکتریسیته، و مابع، منبع اصلی انرژی برای دستگاههای حفاری است.

فهرست مطالب:

فصل اول: کلیاتی در مورد حفاری

۱-۱ مقدمه

۱-۲ تاریخچه حفاری

۱-۳ واژه های اصلی مورد استفاده در حفاری

فصل دوم: گل حفاری

۲-۱ تاریخچه مختصری از گل حفاری

۲-۲ گل حفاری

۲-۳کاربرد و وظایف گل حفاری

۲-۴ خواص گل حفاری و نحوه اندازه گیری آنها

۲-۵ ترکیب گل حفاری

۲-۶ روابط بین حجم و وزن مخصوص گل حفاری

۲-۷ تعداد بشکه گل حفاری حاصله از تعلیق رس درآب

فصل سوم: شناسایی موادشیمیایی و موارد استفاده آنها درگل حفاری

۳-۱ مواد وزن افزای گل حفاری

۳-۲ مواد گرانروی زا

۳-۳ مواد کنترل کننده صافاب گل

۳-۴ مواد کنترل کنندهPH

3-5 موادیکه جلوگیری از خورندگی می کنند

۳-۶ سایر مواد مصرفی گل حفاری

فصل چهارم: محاسبات مهندسی گل حفاری

۴-۱ محاسبه بالا آمدن گل از مته(ته چاه) تا سطح

۴-۲محاسبه زمان کامل گردش گل

۴-۳ محاسبه تهیه گل های اولیه

۴-۴ محاسبه کشتن چاه در هنگام وقوع جریان

۴-۵ اندازه گیریPH یا غلظت یون هیدروژن گل

۴-۶ اندازگیری قلیائیت

فصل پنجم: سیمان حفاری

۵-۱ آزمایش هایی که بر روی سیمان حفاری انجام می شود

۵-۲ سیمانه کردن چاهها

۵-۳ ترکیب سیمان چاههای حفاری

۵-۴ تاثیرات حرارت وفشار بر روی خواص سیمانها

۵-۵ انواع سیمانهای مورد استفاده در چاههای حفاری

۵-۶ اضافات سیمان

۵-۷ مواد تقدم دهنده بندش سیمان

۵-۸ مواد حجم افزا

۵-۹ آب آزاد

۵-۱۰ مصرف بنتونایت آبدیده در دوغاب سیمان

۵-۱۱ مواد وزن افزا

۵-۱۲ زمان نیم بند شدن سیمان

۵-۱۳ قوانین سرانگشتی

۵-۱۴ مهارآب روی

۵-۱۵ گرانروی

۵-۱۶ تولیدات شرکت هالیبورتون

۵-۱۷ مواد تاخردهنده شرکت هالیبورتون

۵-۱۸ مواد ضدکف

۵-۱۹ محاسبه مواد افزودنی به دوغاب سیمان

۵-۲۰ روشهای متداول برای سبک کردن وزن دوغاب سیمانهای حفاری

۵-۲۱ بنتونیت و روش افزودن آن به سیمان

۵-۲۲ مشخصات فیزیکی گیلسونیت و اثر آن بر روی خواص سیمان های کلاسA,D

5-23 اثر بنتونیت بر روی خواص سیمان های کلاسD,A

5-24 نتیجه گیری

فصل ششم:بنتونیت

۶-۱ مقدمه

۶-۲ ژئوشیمی

۶-۳ کانی های مهم بنتونیت

۶-۴ انواع بنتونیت ها از دیدگاه صنعتی

۶-۵ ژنزبنتونیت

۶-۶ روشهای فرآوری

۶-۷ موارد استفاده

۶-۸ وضعیت تولید و فرآوری بنتونیت در ایران

۶-۹ معادن عمده بنتونیت

فصل هفتم: باریت

۷-۱ مقدمه

۷-۲ تاریخچه باریت

۷-۳ مشخصات عمومی باریت

۷-۴ معادن عمده باریت

۷-۵ موارد استفاده

۷-۶ بازیافت باریت

۷-۷ جایگزین ها

۷-۸ ذخایر باریت

منابع و ماخذ

منابع و مأخذ:
Hartman ,H.L;”Basic Studies of Percussion Drilling";Trans.AIME,1959,Vol.214.pp.68-75.
2-Williamson,T.N.;”Rotary Drilling";chapt.6.3,Surface Mining,E P.Pfleider,ed.AIME,1968,New York,pp.300-324.
Clark,G.B.;”Principle of Rock Dilling and Bit Wear I”;Quar terly Colorado School of Mines 1982,Vol.77 No1,Jan.118pp.
4-McGregor,K.;The Drilling of Rock;CR Books Ltd.1969.
5-Chillingarian,G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,1983,p.1-16.
6-Chillingarian G.V.and P.Vorabutr;Drilling and Drilling Fluid;El-sevier,New York,1983,pp.293-579.
7-Gatlin,Carl; Drilling and Well Completions;Prentice Hall,1960.
8-Darley,H.C.H.,and R.G.Gray; Composition and Properties of Drilling and Completion Fluid;Fifth Ed 1988 ,pp.38-346.
9-McCray,W.A.,and Cole W.F.;Oil Well Drilling Technology;Uni-versity of Oklahoma,Norman,1976;p.443-462.
10-Craft,Holden and Graves;Well Design:Drilling and Production;Prentice, Hall Inc.,1962,p.158-256.
11-Gatlin,Carl;Drilling and Production;Prentice Hall;1960.

مقاله زمین الکتریکی یا ارت

چکیده :

 در مهندسی برق، واژه Sālur یا ارت با توجه به کاربردهای آن دارای معانی متفاوتی است. زمین در یک مدار الکتریکی می‌تواند نقش یک نقطه مبدا را داشته باشد که بر طبق آن بقیه ولتاژهای الکتریکی را اندازه‌گیری می‌کنند. واژه زمین همچنین به مسیری کلی برای بازگشت جریان به منبع نیز اطلاق می‌شود. این واژه در مورد یک اتصال مستقیم به زمین نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. یک مدار الکتریکی ممکن است به دلایل مختلفی به زمین متصل شده باشد. در مدارهای قدرت این اتصال‌ها معمولاً برای بالا بردن ایمنی و محافظت افراد یا دستگاه‌ها از تاثیرات معیوب بودن عایقکاری هادی‌ها ایجاد می‌شود. اتصال به زمین در مدارهای قدرت از آسیب دیدن عایق‌های مدار در اثر افزایش ولتاژ بین زمین و مدار جلوگیری کرده و این ولتاژ را در یک حد معین محدود می‌کند. از اتصال زمین برای جلوگیری از افزایش الکتریسیته ساکن در هنگام حمل مواد قابل اشتعال یا تعمیر تجهیزات الکترونیکی نیز استفاده می‌کنند. در برخی از انواع تلگراف‌ها و شبکه‌های انتقال زمین به تنهایی نقش یکی از هادی‌ها را ایفا می‌کند و به عنوان مسیر بازگشت جریان به منبع مورد استفاده قرار می‌گیرد با این کار در هزینه ایجاد یک خط جداگانه برای بازگشت جریان صرفه‌جویی می‌شود. در اندازه‌گیری از زمین به عنوان یک پتانسیل الکتریکی ثابت استفاده می‌کنند که با توجه به اختلاف پتانسیل هر قسمت از مدار از زمین میزان پتانسیل آن قسمت را مشخص می‌کنند. یک زمین الکتریکی باید از ظرفیت انتقال جریان مناسبی برخوردار باشد تا بتوان از آن به عنوان مبدا صفر ولتاژ استفاده کرد.

  فهرست :  

زمیـن الکتریکـی یا ارت

لزوم استفاده از سیستم ارت

سیستم ارتینگ یا گراندینگ

روشهای اجرای ارت یا زمین حفاظتی

اجرای ارت به روش عمقی

عمـق چــاه

مصالح مورد نیاز

اتصال سیم به صفحه مسی

حفر چاه ارت

پر نمودن چاه ارت

نصب شینه و میله برقگیر

اجـرای ارت به روش سطحـی

اجرای ارت در ارتفاعات

نکات عمومی و مهم در خصوص سیستمهای ارت

همبندی

بنتونیت

نوع فایل : پاورپوینت

تعداد صفحات : 31 صفحه

تحقیق - بنتونیت

لینک دانلود "  MIMI file " پایین همین صفحه 

تعداد صفحات :  "  120 "

فرمت فایل : "  word   "

فهرست مطالب :

چکیده

مقدمه

فصل اول: مصارف بنتونیتهای موجود در طبیعت

1-1- تعریف بنتونیت

2-1- مصرف و کاربرد بنتونیت

3-1- گل حفاری

4-1- گندله سازی

5-1- دانه های جاذب

6-1 مصارف کشاورزی

7-1- بیرنگ کننده (رنگ زدایی یا سفیدکردن)

8-1- گلوله سازی غذای حیوانات

9-1- مواد سمی

10-1- کودها

11-1- نیازهای مهندسی سویل

12-1- مصالح ساختمانی

13-1- کاتالیزور

14-1- سایر مصارف

فصل دوم: زونهای بنتونیتی ایران

1-2- زون سمنان- ترود

1-1-2- کانسار بنتونیتی رشم

2-1-2- کانسار بنتونیتی سوسن دار

3-1-2- نشانه معدنی تمیدان تیر

2-2- زون ایران مرکزی

3-2- زون تفرش تکاب

4-2- ترکیب شیمیایی

1-4-2- درصد سیلیس

2-4-2- عیار اکسید آلومینیوم

3-4-2- عیار اکسید آهن

4-4-2- درصد سدیم و پتاسیم

5-4-2- درصد آب

6-4-2- درصد اکسید منگنز

5-2- سن زمین شناسی

6-2- محیط تشکیل بنتونیت

7-2- خاستگاه بنتونیتهای ایران

8-2- چگونگی تشکیل بنتونیت

9-2- تولید جهانی بنتونیت

10-2- انواع کانیهای موجود در طبیعت

11-2- متالوژی بنتونیت و کانسارهای موجود در جهان

1-11-2- متالوژی

2-11-2- کانسارهای عمده جهان

فصل سوم: آزمایشات مربوط به بنتونیت و معادن موجود در ایران

1-3- آزمایشگاه تعیین کیفیت بنتونیت

2-3- بعضی از مصارف بنتونیت

3-3- آزمایشهای انجام شده در آزمایشگاه

1-3-3- آزمایش فیلتر پرس

2-3-3- آزمایش اندازه گیری جذب آب و رطوبت پذیری بنتونیت

3-3-3- آزمایش ییلد

4-3-3- آزمایش تعیین درصد مونت موریونت

4-3- بعضی از دستگاههای مورد استفاده در آزمایشهای ذکرشده برای بنتونیت

5-3- معدن بنتونیت چاه کشمیر

1-5-3- موقعیت جغرافیایی محل

2-5-3- زمین شناسی منطقه معدن

3-5-3- بخشهای معدن چاه کشمیر

4-5-3- نحوه استخراج معدن

5-5-3- نمونه گیری جهت آزمایش

6-5-3- تجهیزات و ماشین آلات معدن چاه کشمیر

7-5-3- حمل به سوی کارخانه

8-5-3- موارد مصرف بنتونیت چاه کشمیر در صنعت

6-3- معرفی تعدادی از معادن بنتونیت موجود در ایران

7-3- معدن بنتونیت خور و بیابانک

1-7-3- موقعیت جغرافیایی

2-7-3- زمین شناسی کلی منطقه

3-7-3- زمین شناسی معدن

4-7-3- توضیحات کلی راجع به معدن بنتونیت خور و بیابانک

5-7-3- عملیات استخراج

6-7-3- باطله های کنارزده شده

8-7-3- تجهیزات معدن بنتونیت خور

9-7-3- پرسنل شاغل در معدن خور بیابانک

10-7-3- موارد مصرف بنتونیت خور بیابانک

8-3- معدن بنتونیت خور ترود.

9-3- معدن بنتونیت چاه ریسه

1-9-3- موقعیت جغرافیایی

2-9-3- زمین شناسی منطقه

3-9-3- خصوصیات کلی منطقه بنتونیت چاه ریسه

4-9-3- تجهیزات و پرسنل معدن چاه ریسه

10-3- آزمایشات انجام شده جهت کنترل کیفی

بنتونیت برای کاربردهای مشخص

تست فیزیکی

نتیجه گیری

بخشی از  فایل  :

چکیده:

بنتونیت ی سنگ رسی با خاصیت ویژه ای می باشد. رنگ این سنگ در حالت هوازده سبز روشن و سبز مایل به زرد است و ترکهایی مثل ترکهای موم سفت در آن موجود می باشد. وقتیکه یک تکه از این سنگ را خیس کنیم به چند برابر حجم خود افزایش پیدا می کند و در اثر شکسته شدن به یک خمیر صابونی تبدیل می شود.

به طور کلی بنتونیتها به سه دسته تقسیم می شوند:

بنتونیت با تورم زیاد یا بنتونیت سدیم بنتونیت با تورم کم یا بنتونیت کلسیمبنتونیت با تورم متوسط یا بنتونیت متوسط

بنتونیت فعال به خاکهایی گفته می شود که با یک ماده شیمیایی تغییراتی در آن بوجود آورند. فعال سازی بنتونیتها بیشتر با استفاده از محلول آب نمک برای تعویض یونهای کلسیم با سدیم است که با این عمل خاصیت تورمی و تعلیق پذیری بنتونیتها افزایش پیدا می کند.

گل سرشور یا رس رنگ زدا یا رس چربی زدا که احتیاج به فعال سازی ندارد و مصرف فعلی آنها برای تهیه گل حفاری، رنگ زدایی، خالص کردن روغنهای معدنی، جذب روغن از کف کارگاهها و غیره می باشد.

در فصل اول بنا به توضیح مختصری که داده شد علاوه بر تعریف و تقسیم بندی بنتونیت، مصارف و کاربرد آن از جمله استفاده بنتونیت در گل حفاری- گندله سازی- بی رنگ کننده- مصارف کشاورزی- مواد سمی- کودها- کاتالیزور- مصارف ساختمانی و سایر مصارف موردبحث و بررسی قرار گرفته است.

کانسارهای بنتونیت در شش منطقه ایران پدید آمده است که بشتر آنها در ارتباط با فعالیتهای ولکانیکی سنوزوئیک است که کلیه خصوصیات و مشخصات به تفصیل در فصل دوم آمده است.

در فصل سوم کلیه آزمایشات مربوط به بنتونیت معادن موجود در ایران مورد ارزیابی قرار گرفته است. در قسمت آزمایشگاه بنتونیت برای پی بردن به خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بنتونیتهای ارسالی از معادن فعالیت های گوناگونی و برای تشخیص اینکه بنتونیت های استخراج شده در کدامیک از مصارف صنعتی قابل کاربرد می باشند انجام می گیرد.

مقدمه:

میلیونها سال مواد معدنی در دل خاک مدفون بوده اند و بشر به پیروی از نیازهای تدریجی خود اقدام به کشف و بهره برداری از آنها نموده اند و پس از آن اعمال فرآیندهای مناسب محصولات قابل استفاده در مورد امور مختلف از آنها بدست آورده است. تنوع مواد معدنی و کاربردهای متعدد هریک از آنها سبب شده است که این مواد بطور چشمگیری در زندگی روزمره ایفای نقش کرده و در نتیجه استخراج معادن شاخه ای از فنون و علوم متداول گردید. مسلم است که بخش عمده ای از نیازهای بشر باید از زمین تأمین شود و پتانسیل کشاورزی و ذخایر معدنی از منابع اصلی تأمین این نیازها بوده است. ارتباط کشاورزی، صنعت و معدن با یکدیگر جای هیچ گونه بحثی ندارند. لذا نمی توان هیچ یک را بر دیگری ترجیح داد و در مسیر تمدن بشر هریک جایگاه مخصوص به خود دارند.

بدیهی است که معادن به عنوان تأمین کننده مواد اولیه صنایع موردتوجه قرار می گیرند همیشه سعی بر این بوده که استخراج مواد معدنی به صورت اقتصادی و امن صورت گیرد بدین منظور علاوه بر مطالعه گزارشها و نتیجه کارهای معادن مختلف دنیا تحقیقات پیوسته ای در زمینه چگونه گی اکتشاف، بهبود تکنیک استخراج و کشف و کاربردهای جدید مواد معدنی صورت می گیرد و امروز معدن کاری و صنایع معدنی اقلام بسیار بزرگی از درآمد برخی از کشورها را تشکیل می دهد.

فصل اول

مصارف بنتونیتهای موجود در طبیعت و نحوه پیدایش

1-1- تعریف بنتونیت

بنتونیت یک ماده معدنی از دسته رسها و شبه رسها است که از کانی مونت موریونیت و به مقدار کم بیدلیت (نوع پرمایه تر از بنتونیت آلومینیوم دار) تشکیل شده است.

اصطلاح بنتونیت برای اولین بار در سال 1898 توسط نیت (Knight) به خاک رسی که از شیل بنتون در آن زمان استخراج گردید، اطلاق شد. نام شیل بنتون نیز از کوه فورت بنتون که در 400 مایلی شمالی رودخانه راک (Rock) قرار دارد گرفته شده است.

در اوایل قرن بیستم چندین زمین شناس تشخیص دادند که اصولاً بنتونیت در لایه های سنگهای کرتاسه و ترشیری بوده و از مواد آتشفشانی حمل شده منشأ می گیرد این تشخیص آنها را به خاستگاه بنتونیت که توسط راس و (Roos) شانون (Shannon) عنوان شده بود هدایت کرد. به نظر آنها بنتونیت اساساً سنگی است مرکب از یک شبه رس متبلور که از تغییر حالت شیشه ای به حالت بلوری یک ماده آذری شیشه ای که (معمولاً اغلب توف یا خاکستری آتشفشانی است) در اثر هوازدگی شیمیایی تشکیل شده است و اکثراً دارای مقادیر مختلفی از دانه های دیگری است که به صورت بلور در شیشه آتشفشان وجود داشته اند.

این دانه های بلورین فلدسپات (معمولاً ارتوکلاسز و الیگوکلاز) بنتونیت، کوارتز پیروکسین ها زیرکون و انواع دیگر کانیهای مختلف مخصوص سنگ آذرین است.

موروثی با باقت بی فرنژانس بالا، کیلواژ آسان، مشخصه کانی شبه رس دارابودن شکل میکائی توف یا خاکستر بوده و معمولاً مونت موریونیت و یا مقدار اندکی بیدلیت است.

توصیف فوق برای بنتونیت به عنوان یک کانی سنعتی این مشکل را به وجود می آورد که طبق بنتونیت محدود به خاکستر توف و ماده اولیه شیشه ای، این تعریف و براساس خاستگاه اعلام شده آتشفشانی می گردد و کانسارهای مطبق دارای کانیهای رسی که بر این تعریف انطباق داشته ولی نمی توانند بنتونیت نامیده شوند. خاستگاه نامعلوم دارند و یا فاقد مواد اولیه شیشه ای می باشند از طرف دیگر بسیاری از کانسارها در غرب امریکا و سایر نقاط دنیا که استخراج و بنام بنتونیت بفروش می رسند با تعریف فوق مطابقت ندارد.

شاید مهمترین تعریف برای بنتونیت بعنوان یک کانی صنعتی توصیف ارائه شده توسط گریم (Grim.A.R) در مادرید اسپانیا در سال 1972 است.

طبق این تعریف بنتونیت، خاک بنتونیت خاک رسی است که ذاتاً از کانیهای اسمکتیت بدون توجه به خاستگاه آن تشکیل شده است.

با این تعریف اختلاف بین بنتونیت عنوان شده توسط زمین شناسان و بنتونیت صنعتی از بین رفته و مشکل رسهای اسمکتیتی که از سنگهای آذرین غیر از توف خاکستر یا شیشه تشکیل شده، یا اسمکتیت هایی که رسوبی بوده و منشأ نامعلومی دارند حل می شود. در هر صورت وقتی بنتونیت با این تعریف و معنی بکار می رود جزو سنگهای دارای بیش از یک کانی محسوب و در خیلی از موارد تشخیص آن از کل سر شور (Fullers Earth) ممکن نخواهد بود. بنتونیت ها را به چندین طریق تقسیم بندی می نمایند که یکی از این روشها تقسیم بندی برمبنای ظرفیت تورمی آنها در حالت تر یا مخلوط با آب است. چنانکه بنتونیت هایی که دارای یون سدیم Na+ غالب یا یون سدیم قابل تعویض فراوان می باشند ظرفیت تورمی خیلی زیادی از خود نشان می دهند و وقتی به آنها آب اضافه شود، توده های ژل مانندی را تشکیل می دهند.

ظرفیت تورمی بنتونیت هایی که کلسیم قابل تعویض آنها از سایر یونها بیشتر است (Ca++) کمتر از نوع سدیم دار آن است. بعضی از انواع کلسیم دار کمی بیش از رسهای معمولی متورم می شوند و در آب به صورت گلوله های ریز با دانه های به هم چسبیده در می آیند.

بنتونیتهای دارای کلسیم و سدیم متوسط، بنتونیتهای مخلوط نامیده می شوند. تمایل این نوع به تورم متوسط بوده و ژل کم حجمی را نسبت به نوع سدیم دار (با وزن مساوی) تشکیل می دهند.

بنابراین با توجه به موارد بالا بنتونیتها را به سه دسته زیر تقسیم می کنند:

الف) بتونیت با تورم زیاد یا بنتونیت سدیم

ب) بنتونیت با تورم کم یا بنتونیت کلسیم

ج) بنتونیت با تورم متوسط یا بنتونیت متوسط

در صنعت به بنتونیت ها با تورم کم و متوسط عنوان ساب بنتونیت (Bentonite Sub) اطلاق می گردد.

بنتونیت در امریکا برحسب محل جغرافیایی کانسار و همچنین کاربردهای آن تقسیم بندی می کنند مثلاً:

بنتونیت های جنوبی، به بنتونیت های کلسیم کم تورم واقع در کنار خلیج مکزیک گفته می شود.

بنتونیت وایومینگ یا غربی، به بنتونیت های سدیم با تورم زیاد واقع در وایومینگ و ایالات نزدیک آن گفته می شود.

بنتونیتهای گل حفاری بنتونیتهای چسبیده مصرفی در ماسه ریخته گیری و بنتونیت چسبیده یا کونیتی با توجه به مصرف آنها توسط بازرگانان عنوان می شود.

سایر عناوین مثل بنتونیت ییلد بالا و ییلد پایین، بنتونیت ژل بالا و پایین، بنتونیت با مقاومت زیاد و کم نیز برای تشخیص بنتونیت از نظر کیفی در بازار مصطلح است.

تقسیم بندی مختلف دیگری نیز وجود دارد که خیلی مودر توجه نیست. بنتونیت دارای چنان انواع گوناگونی است که بعضی از آنها در تقسیم بندی متعارف نمی گنجد یکی از این بنتونیت ها مکتوریت است که دارای خاصیت تورمی زیادی بوده و از نوع اسمکتیت لیتیم دار است که عمدتاً در کالیفرنیا و ایالتهای هم جوار آن قرار دارند و نمی توانند جزو بنتونیتهای وایومینگ قرار گیرند و حتی در غرب قرار نگرفته اند تا جزو بنتونیتهای غربی محسوب گردند. غیر از آن بنتونیت هایی هستند که منیزیم (Mg++) و یا هیدروژن (H+) فراوان داشته و یا یون قابل تعویض غالب دارند. این نوع بنتونیت سدیم یا کلسیم دار نبوده و ظاهراً بعضی از آنها خاصیت تورمی کمی داشتند و بقیه ظرفیت تورمی نسبتاً بالایی دارند.

بررسی تاثیر بنتونیت بر مقاومت استاتیکی ماسه سست با استفاده از آزمایش سه محوری

• مقاله با عنوان: بررسی تاثیر بنتونیت بر مقاومت استاتیکی ماسه سست با استفاده از آزمایش سه محوری  

• نویسندگان: محمود حسنلوراد ، سید محمد حسین خاتمی  

• محل انتشار: دهمین کنگره بین المللی مهندسی عمران - دانشگاه تبریز - 15 تا 17 اردیبهشت 94  

• فرمت فایل: PDF و شامل 11 صفحه می باشد.

چکیــــده:

خاک های مخلوط مانند ماسه های رسی، ماسه های سیلتی و سیات های رسی بیشتر از خاک‌های خالص مانند ماسه تمیز، رس و سیلت در طبیعت یافت می‌شوند. به دلیل  آنکه تصور می‌شد ریزدانه‌ها و  ماسه‌های حاوی ریزدانه به دلیل وجود چسبندگی مقاومت بیشتری نسبت به ماسه‌های تمیز دارند، رفتار مقاومتی آنها کمتر مورد توجه قرار گرفته بود. در این مقاله با افزودن مقادیر مختلف بنتونیت به صورت وزنی به ماسه فیروزکوه، تاثیر ریزدانه‌های پلاستیک مورد مطالعه قرار گرفته است. تعدادی آزمایش سه محوری تحکیم یافته - زهکشی نشده استایکی بر روی نمونه‌ها با درصدهای صفر، 5 و 10 درصد بنتونیت انجام شده است. با افزایش درصد بنتونیت کاهش قابل ملاحظه مقاومت استاتیکی رخ داد. همچنین با افزودن بنتونیت مقدار فشار آب حفره‌ای مثبت نمونه افزایش یافت.

________________________________

** توجه: خواهشمندیم در صورت هرگونه مشکل در روند خرید و دریافت فایل از طریق بخش پشتیبانی در سایت مشکل خود را گزارش دهید. **

** توجه: در صورت مشکل در باز شدن فایل PDF مقالات نام فایل را به انگلیسی Rename کنید. **

** درخواست مقالات کنفرانس‌ها و همایش‌ها: با ارسال عنوان مقالات درخواستی خود به ایمیل [e-mail] پس از قرار گرفتن مقالات در سایت به راحتی اقدام به خرید و دریافت مقالات مورد نظر خود نمایید. **