گیلسونایت چیست؟| ویژگی‌ها، خواص و کاربرد قیر معدنی
گیلسونایت یا آسفالت، یک ماده معدنی سیاه رنگ با ویسکوزیته بالا است که ساختار آن از هیدروکربن‌های جامد محلول تشکیل شده است. قیر معدنی به طور متداول در معادن یافت می‌شود. دمای ذوب این جامد معدنی نسبتاً بالا است و منابع اصلی آن در کشور آمریکا در ایالت کلرادو و یوتا وجود دارد. اگر چه منابع اصلی قیر معدنی به منطقه آمریکا مربوط می‌شود اما اخیراً منابع دیگری در کشورهایی نظیر کلمبیا و کشور ایران کشف شده است که حجم قابل توجهی از این ماده معدنی از آن استخراج می‌شود.
گیلسونایت یا قیر معدنی که از معادن زیرزمینی استخراج می‌شود شبیه به کانی معدنی آبسیدین به رنگ سیاه و ظاهری براق است. این ترکیب در دهه ۱۸۶۰ کشف شد و حدود ۲۵ سال بعد توسط فردی به نام ساموئل گیلسون به عنوان یک لاک، عایق الکتریکی و یک ترکیب ضد آب به بازار عرضه شد.
نگاهی به تاریخچه
این ماده معدنی که اکنون با نام “Gilsonite” یا Asphaltum شناخته می‌شود در اوایل دهه ۱۸۶۰ کشف شد، اما در اواسط دهه ۱۸۸۰ بود که ساموئل H. Gilson شروع به تبلیغ آن به عنوان یک پوشش ضد آب برای ستون‌های چوبی، به عنوان عایق سیم کابل و به عنوان یک لاک منحصر به فرد نمود.
معرفی قیر معدنی توسط گیلسون به قدری موفقیت آمیز بود که در سال ۱۸۸۸، او و شریکش، اولین شرکت را برای استخراج و بازاریابی در مقیاس تجاری تأسیس کردند. انتخاب گیلسونایت به دلیل خلوص بهتر آن، حلالیت خوب و همچنین مفید بودن در صنایع رنگ، لاک، عنوان شد. قیر معدنی، نقطه نرم شدن بالایی داشت و ساختار هیدروکربنی آن، شناخته شده بود.
زمان و فناوری، به تدریج، استخراج و درجه بندی قیر معدنی و سیستم طبقه بندی را تغییر داده است. اکنون فرآوری در کارخانه یا معادن، اکثر آلودگی‌های بی اثر را از بین می‌برد و حلال‌های جدیدتر و قدرتمندتر، با درجه‌های نرم شدن بالاتر را برای کاربردهای متنوع، فراهم می‌کنند.
امروزه گیلسونایت با نقطه نرم شدن (اندازه گیری تقریبی حلالیت) و اندازه ذرات، درجه بندی می‌شود. همه انواع گریدهای قیر معدنی دارای درجه‌ای از کیفیت هستند که بسیار برتر از اولین نمونه‌های کمی هستند که در دهه ۱۸۸۰ به بازار عرضه شد.
فهرست مطالب
۱ روش‌های تولید
۲ خواص و کاربردها
۲.۱ مشخصات فیزیکی و شیمیایی گیلسونایت
۲.۲ کاربردهای گیلسونایت
۲.۲.۱ ۱-کاربرد گیلسونایت در تهیه قیر:
۲.۲.۲ ۲-کاربرد قیر معدنی در صنعت جوهر و چاپ:
۲.۲.۳ ۳-کاربرد گیلسونایت در راهسازی و تهیه آسفالت جاده‌ها:
۲.۲.۴ ۴-کاربردهای گیلسونایت در گل حفاری:
۲.۲.۵ ۵-کاربرد قیر معدنی در صنعت ریخته گری:
۲.۲.۶ ۶-کاربردهای گیلسونایت در تولید پوشش‌های ضد خوردگی:
۳ ایمنی
۴ شرایط نگهداری
۵ بسته بندی
۵.۱ وضعیت بازار و خرید و فروش گیلسونایت
روش‌های تولید
قیر معدنی
قیر معدنیGilsonite یا Asphaltum یک هیدروکربن طبیعی، با ساختاری همچون رزین است که در جنوب ترکیه در سال ۱۹۳۰ یافت شد. این آسفالتیت طبیعی یک هیدروکربن سخت است و اغلب به آن آسفالت طبیعی، آسفالتیت، یونایتیت یا آسفالت گفته می‌شود.
گیلسونایت یا گیلسونیت در حلال‌های معطر و آلیفاتیک و همچنین قیر نفتی، محلول است. Gilsonite برای سخت شدن فرآورده‌های نفتی نرم‌تر عمدتاً استفاده می‌شود.
گیلسونیت، ماده‌ای براق و سیاه است که از لحاظ ظاهری مشابه ماده معدنی آبسیدین می‌باشد. این ماده شکننده است و می‌تواند به راحتی به صورت پودر قهوه‌ای تیره، خرد شود.
گیلسونایت معدنی در زیر سطح زمین، در رگه‌های عمودی یا درزهایی یافت می‌شود که به طور کلی عرض آن‌ها بین دو تا شش فوت است، اما می‌تواند به اندازه ۲۸ فوت باشد. رگه‌ها تقریباً موازی یکدیگر هستند و در جهت شمال غربی به جنوب شرقی قرار دارند.
طول این رگه‌ها چندین مایل است و تا ۱۵۰۰ فوت، عمق دارد. رگه‌های این ماده به صورت یک برآمدگی نازک در سطح ظاهر می‌شود و با عمیق شدن آن به تدریج گسترش می‌یابد. برای استخراج رگه‌های باریک‌تر معمولاً کارگران از چکش‌های برش دهنده پنوماتیک و بالابرهای مکانیکی استفاده می‌کنند اما برای عمق بیشتر، حتماً باید از ماشین‌های استخراج معدن استفاده شود.
#مقالات مربوط به سایر مواد معدنی
خواص و کاربردها
گیلسونایت به عنوان ماده محلول در محلول‌های روغنی مانند ۲CS یا TCE (تری کلرواتیلن) دسته بندی می‌شود. این ماده، یک جزء اصلی گیلسونیت کربن است. همچنین شامل چندین عنصر دیگر از جمله نیتروژن و گوگرد و برخی ترکیبات فرار می‌باشد.
آسفالتیت، ماده معدنی سخت و جامد و از چندین قیر طبیعی تشکیل شده که ترکیبات اصلی آن‌ها، آسفالتین‌ها، دارای مولکول‌های بسیار بزرگی هستند.
رنگ آسفالتیت، قهوه‌ای تیره تا سیاه است. آن‌ها در محلول نفتا، یکی از مشتقات نفتی، نامحلول هستند و بنابراین برای آزاد سازی محتوای نفتی، به حرارت نیاز دارند.
گرچه گیلسونایت مربوط به آسفالت است، اما آسفالتیت از نظر شیمیایی و فیزیکی از برخی جهات با آن متفاوت است. به عنوان مثال، آسفالتیت ها معمولاً مواد معدنی کمتری دارند یا اصلاً ندارند، اما ممکن است آسفالت‌ها درصد نسبتاً زیادی از این مواد را داشته باشند. همچنین، بر خلاف آسفالت، آسفالتیت ها به راحتی نمی‌جوشد.
آسفالتیت ها اساساً از نظر وزن مخصوص و دمای نرم شدن با یکدیگر متفاوت هستند.
**حلالیت گیلسونایت:
گیلسونایت در حلال‌های هیدروکربنی حلقوی، حلال‌های معطر و کلر، محلول است. حلالیت این ماده در اکثر کتون ها محدود است، اما در حلال‌های معطر مخلوط که حاوی یک عنصر ترکیب آلی هستند، محلول می‌باشد. گیلسونیت در آب، الکل‌ها یا استون نامحلول است.
مشخصات فیزیکی و شیمیایی گیلسونایت
گیلسونایت/ Gilsonite
نام ترکیب
گیلسونایت / گلیسونیت
نام‌های دیگر:
آسفالت طبیعی، آسفالتیت، یونایتیت یا آسفالت، قیر معدنی
خواص و ویژگی‌ها
زنجیره‌های بلند هیدروکربنی فرمول شیمیایی
۳۰۰۰ aum
به طور متوسط جرم مولی
جامد سیاه و براق شکل ظاهری
۱۳۵ to 205 °C
(۲۷۵ to 400 °F) نقطه ذوب
محلول در حلال‌های هیدروکربنی حلقوی، حلال‌های معطر و کلر
حلالیت محدود در اکثر کتون‌ها
نامحلول در آب، الکل‌ها یا استون حلالیت
۱/۰۴-۱/۰۶ وزن مخصوص
ترکیبات مرتبط
آسفالت-قیرهای نفتی ترکیبات مرتبط
کاربردهای گیلسونایت
ذخایر گیلسونایت به ویژه در حوضه‌های نفتی در سطح جهان توزیع شده است. قیر معدنی در بیش از ۱۶۰ محصول صنعتی، در درجه اول در تولید جوهرهای چاپ و رنگ‌های تیره رنگ، سیمان‌های حفاری چاه نفت، اصلاح کننده‌های آسفالت، مواد افزودنی شن و ماسه ریخته گری و طیف گسترده‌ای از محصولات شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۱-کاربرد گیلسونایت در تهیه قیر:
یک کاربرد معمول گیلسونایت در ترکیب قیر است. این کاربرد در کشورهایی مانند چین ، هند و ایران انجام می‌شود. همه ما با کاربردهای قیر برای عایق کاری ساختمان آشنا هستیم.
۲-کاربرد قیر معدنی در صنعت جوهر و چاپ:
گیلسونایت یکی از عناصر مهم جوهرهای چاپی، رنگ‌ها و پوشش‌های صنعتی است. گیلسونیت به عنوان یک رزین سخت و ماده پخش کننده کربن سیاه در یک نوع پوشش استفاده می‌شود.
فرمولاسیون تهیه انواع جوهرهای چاپ و پوشش‌های صنعتی، با هم فرق دارد. مقدار به کار رفته پودر قیر معدنی در این محصولات، متفاوت است. کیفیت و کاربردهای محصولات معین می‌کنند که فرمولاسیون اولیه چگونه باید باشد.
تبدیل گیلسونیت خشک و دانه بندی شده به حالت مایع، این فرصت را فراهم می‌کند که مقدار کمی شن ساینده که در آسفالت طبیعی وجود دارد، حذف شود. در صورت استفاده از حلال ضعیف یا غلظت زیاد گیلسونیت، مواد افزودنی تثبیت کننده ممکن است در فرمولاسیون، با مقادیر اضافی وجود داشته باشند.
از گیلسونایت به دلیل خاصیت شیمیایی و فیزیکی منحصر به فرد، در بیش از ۱۶۰ محصول استفاده می‌شود.
۳-کاربرد گیلسونایت در راهسازی و تهیه آسفالت جاده‌ها:
برای راهسازی و پروژه‌های عمرانی، قیر معدنی با آسفالت مخلوط می‌شود تا بافت مقاوم‌تری پیدا کند. قیر معدنی به صورت پودر دانه بندی شده در این روش به کار می‌رود. در برخی موارد، به جای این ترکیب از پلیمرهای اصلاح کننده استفاده می‌شود.
آسفالت‌هایی که با گیلسونایت تهیه شده‌اند، نسبت به سایر مدل‌های معمولی آسفالت، از نظر ویژگی‌های فیزیکی و عملکردی، بهتر هستند. آسفالت‌های تقویت شده با قیر معدنی، در برابر آب و تغییر شکل، مقاوم بوده و ساختار پایدارتری دارند. این آسفالت‌ها برای جاده‌ها و مسیرهایی که تحت تردد یا فشار بالایی قرار دارند، بسیار مناسب هستند.
۴-کاربردهای گیلسونایت در گل حفاری:
از گیلسونایت به صورت مخلوط با گل حفاری استفاده می‌شود. با این کار، فرسایش دیواره‌های چاه، کاهش پیدا می‌کند باعث می‌شود فرآیند حفاری با سهولت بیشتری انجام گیرد.
۵-کاربرد قیر معدنی در صنعت ریخته گری:
به دلیل ساختار هیدروکربنی قیر معدنی، از آن به عنوان ترکیب غنی از کربن در ماسه‌های ریخته گری استفاده می‌شود. به این ترتیب، در پایان ریخته گری و قالب گیری، عملیات پردازش بدون عیب و نقص کامل می‌گردد.
از این ویژگی برای صنعت فولاد و ذوب آهن هم استفاده می‌شود. حضور قیر معدنی در بافت مذاب فولاد، ناخالصی‌های گوگرد، سیلیس و فسفر از مخلوط به سمت سرباره جدا شود.
۶-کاربردهای گیلسونایت در تولید پوشش‌های ضد خوردگی:
یکی دیگر از کاربردهای مهم گلیسونیت معدنی، استفاده از آن برای تولید پوشش‌های ضد خوردگی در صنعت نفت و گاز است. این ماده در بافت پوشش‌ها به همراه سایر افزودنی‌ها به کار می‌رود و برای عایق سازی لوله‌های نفت و گاز و پتروشیمی به کار می‌رود.
گیلسونایت پودری
گیلسونایت پودری
ایمنی
وقتی نفت خام طی میلیون‌ها سال تشکیل شد و به سطح زمین راه یافت، به صورت بلورهایی در نزدیکی سطح فوقانی زمین شکل گرفت. از نظر جغرافیایی، این ماده ارزشمند برای اولین بار در منطقه یوتا در ایالات متحده و همچنین در غرب ایران در استان کرمانشاه و ایلام کشف شد.
**تحریک چشم‌ها:
گیلسونایت در اثر سایش، گرد و غبار تولید می‌کند و ممکن است باعث تحریک چشم شود. میزان آسیب دیدگی از این تماس، به مقدار ماده‌ای که به چشم وارد می‌شود بستگی دارد. علائم و نشانه‌های تحریک با پودر قیر معدنی ممکن است شامل درد، ریزش اشک، تورم، قرمزی و تاری دید باشد.
**تحریک پوست:
انتظار نمی‌رود این ماده باعث تحریک طولانی مدت یا قابل توجه پوست شود.
شرایط نگهداری
محصولات تجزیه‌ای خطرناک: NA
ثبات و پایداری از نظر واکنش پذیری: پایدار است
پلیمریزاسیون خطرناک: پلیمریزاسیون اتفاق نخواهد افتاد.
ناسازگاری: ممکن است با عوامل اکسید کننده قوی مانند کلرات، نیترات، پراکسید و غیره واکنش نشان دهد.
مراقبت‌های ویژه: گرد و غبار ناشی از گیلسونایت در اثر تماس با جرقه، شعله‌های آتش یا دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه فارنهایت (۵۷۰ درجه سانتیگراد) در معرض احتراق یا انفجار قرار می‌گیرند. هر گونه احتراق جرقه یا اشتعال باید قبل از پودر شدن قیر معدنی و یا فرآیند دیگر که منجر به تولید گرد و غبار می‌شود باید از محیط، دور باشد.
در مواردی که قرار گرفتن در معرض طولانی مدت بخارات، مواد تقطیر یا مواد جامد حاصل از گرم شدن گیلسونایت در دمای بالاتر از ۵۵۰ درجه فارنهایت (۲۸۸ درجه سانتیگراد) قابل پیش بینی باشد، استفاده از لباس محافظ و تجهیزات تنفسی توصیه می‌شود.
بسته بندی
بسته بندی گیلسونایت در حالت استاندارد در کیسه‌های لمینیت ۲۵ کیلویی خواهد بود یا در کیسه جامبو ۱۰۰۰ کیلوگرمی برای مشتری آماده می‌شود.
مطابق با درخواست مشتری، نوع بسته بندی‌های این ماده (شامل تسمه بندی، پالت) آماده می‌شود و هزینه‌های آن تقریباً در قیمت قیر معدنی است.
وضعیت بازار و خرید و فروش گیلسونایت
معادن Gilsonite به عنوان یک مرکز تولید مواد معدنی صنعتی در سراسر جهان در حال فعالیت و بهره برداری هستند. این ماده با نام گیلسونایت کرمانشاه، قیر معدنی مهر افزون سامان و گیلسونایت گیلانغرب، در بازار ایران و جهان شناخته می‌شود.
gilsonite یک هیدروکربن براق، سیاه و جامد است که از لحاظ ظاهری شبیه آسفالت سخت است و اعتقاد بر این است که در مقادیر تجاری در ایالات متحده آمریکا، ایران، کلمبیا، آرژانتین و آلبانی یافت می‌شود.
خرید و فروش گیلسونایت در بازارهای جهانی بسیار پر رونق و پرتقاضا است. قیمت گیلسونایت به عواملی همچون تغییرات قیمت مشتقات نفتی، قیمت ارز و حجم تقاضا در بازارهای جهانی بستگی دارد.