بررسي برخي ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي و كاني‌شناسي ذخاير سپيوليت شمال خاور ايران

Physicochemical and Mineralogical Characteristics of Sepiolite Deposits of ‎Northeastern Iran

تا به حال گزارشي در رابطه با شناسايي و مطالعه ويژگي‌هاي فيزيكوشيميايي ذخاير سپيوليت در كشور منتشر نشده است. بنابراين اين مطالعه با هدف شناسايي و بررسي برخي ويژگي‌هاي ‏فيزيكوشيميايي و كاني شناسي ذخاير سپيوليت الياتو در شمال خاور ايران انجام شد. به اين منظور 10 نمونه سپيوليت كه از نقاط مختلف معدن الياتو به صورت تصادفي گرد‌آوري شده بود براي انجام ‏مطالعات ژيوشيميايي و كاني‌شناسي شامل مطالعات سطح ويژه، ظرفيت تبادل كاتيوني، پراش پرتو ايكس، مطالعات ميكروسكوپ الكتروني عبوري و روبشي، فلورسانس پرتو ايكس، تجزيه حرارتي ‏و طيف سنجي فروسرخ بررسي شدند. نتايج حاصل از مطالعه پراش نگاشت هاي پرتو ايكس در ذخاير مورد مطالعه حضور كاني سـپيوليت را به عنوان فاز اصلي (70 تا 80 درصد) همراه با مقادير كم ‏كاني هاي كوارتز (20- 10 درصد) و دولوميت (10- 5 درصد) اثبات كرد. مشاهدات ميكروسكوپ الكتروني عبوري و روبشي نيز وجود رشته هاي طويل و درهم تابيده كاني سپيوليت را در اين ‏ذخاير تاييد كرد كه نشان از تشكيل درجاي اين كاني از محلول هاي غني از منيزيم و/يا پس از ته‌نشست دولوميت در آنها دارد. همچنين بر پايه تجزيه عنصري ذخاير مورد مطالعه، فرمول ساختماني ‏پيشنهادي براي اين كاني عبارت است از: ‏‎(Si1197 Al0.03)(Mg7.20 Al0.11 Fe0.15)O30(OH)4(OH2)4 . 8H2O‏ كه نشان‌دهنده جانشيني كم آلومينيم به جاي سيليسيم و منيزيم به ترتيب در لايه‌هاي ‏تتراهدرال و اكتاهدرال كاني و وجود بار لايه‌اي به نسبت كم در كاني است. همچنين نتايج اين مطالعه نشان داد كه در منحني حرارتي ذخاير سپيوليت مورد مطالعه 4 پيك گرماگير به ترتيب در ‏‏134، 336، 546 و 818 درجه سانتي‌گراد ديده مي‌شوند كه به ترتيب با 69/8، 31/3، 65/2 و 19/10 درصد كاهش وزن در ساختمان كاني همراه است و بيشتر به دليل حذف تدريجي آب از ‏ساختمان كاني در منحني حرارتي كاني ظاهر مي‌شوند. همچنين مقايسه سطح ويژه كاني با نمونه مشابه اسپانيايي، استفاده از آن را براي كاربردهاي صنعتي تاييد مي‌كند. ‏

There is no information about the occurrence and characteristics of sepiolite deposits in Iran. Thus, to identify and characterize the ‎physicochemical and mineralogical properties of Eliyato deposits in northeastern Iran, 10 samples from different locations were taken and ‎studied by powder X-ray diffraction, scanning and transmission electron microscopy, X-ray fluorescence, thermal analysis, infrared ‎spectroscopy, specific surface area and cation exchange capacity. The results indicated that these deposits consist of well-crystallized ‎sepiolite (70–80%), with minor amounts of quartz (10–20%) and dolomite (5–10%). The electron micrographs of the samples showed ‎sepiolite as a long interwoven fibrous mat, pore-filling and coating material. This textural evidence suggests direct chemical precipitation of ‎sepiolite from an Mg-rich solution and/or after the precipitation of dolomite. The chemical composition, determined by X-ray fluorescence, ‎indicated a Mg-rich mineral with the structural formula (Si11.97Al0.03) (Mg7.20Al0.11Fe0.15) O30 (OH)4 (H2O)4.8H2O. This suggests low ‎isomorphic substitutions of Al for Si and Mg in the tetrahedral and octahedral sheets of the mineral, respectively. In addition, thermal ‎analysis indicated four endothermic reactions at 134, 336, 546 and 818 °C which are associated with the gradual elimination of adsorbed and ‎zeolitic water from the mineral structure. The associated weight losses are 8.69, 3.31, 2.65 and 10.19%, respectively. The high surface area ‎of the material, compared to that of the Vallecas sepiolite deposit in Spain, suggests its suitability for industrial applications.‎