بخشی از مقاله
چکیده
انباشت باطله های حاصل از استخراج مواد معدنی و یا مواد باطله تولیدی حاصل از کارخانه های فرآوری در محیط سبب اشغال فضای زیادی می شود، و بدتر آنکه با گذشت زمان و قرار گرفتن در معرض هوا پیامدهای ناگوار زیست محیطی را نیز به همراه خواهد داشت. لذا استفاده مجدد از این مواد و به کارگیری آنها در صنایع دیگر کاری است که توامان دو مزیت مهم را به دنبال دارد. اول آنکه به پاکیزگی محیط زیست کمک می کند و دوم آنکه از مواد زائد برای تولید محصولات مفید استفاده شده است.یکی از موارد استفاده مجدد از این مواد بکارگیری آنها در تولید سنگ مصنوعی می باشد.در این تحقیق ابتدا به کلیاتی در مورد سنگ مصنوعی و مواد اصلی تشکیل دهنده سنگ مصنوعی و همچنین ویژگیهای سنگ مصنوعی پرداخته شده و در آخر استفاده از باطله کارخانه فرآوری سیلیس البرز برای تولید سنگ مصنوعی را مورد بررسی قرار گرفته است.نتایج نشان می دهد که سنگ مصنوعی تولید شده در مقایسه با سنگ طبیعی دارای قابلیت جذب آب در حد صفر، استقامت - کشش و فشار - بالاتر از سنگهای طبیعی، مقاومت در برابر عوامل جوی می باشد.
واژههای کلیدی: محیط زیست، سنگ مصنوعی، باطله، سیلیس البرز
-1 مقدمه
گرچه مدتهاست بشر متوجه اهمیت محیط زیست در زندگی خود شده است، اما دهههای آخر قرن بیستم را باید زمان اوج طرح مسائل زیست محیطی دانست. امروزه خطر بزرگی که بشر از ناحیه مشکلات زیست محیطی احساس می کند، نه تنها آرامش و امنیت زندگی او را بر هم زده، بلکه موجودیت او را هم در معرض تهدید و خطر قرار داده است. بنابراین، در کنار مشکلاتی که بشر امروز دارد، فاجعه به هم خوردن تعادل زیست محیطی، یکی از مهم ترین مسائل و دغدغههای او است. از این رو بدون توجه به مسئله محیط زیست منابع طبیعی و انسانی دچار نقصان شده و پیامدهای ناگواری را بر کره خاکی و حتی جوامع انسانی خواهد گذاشت. در عملیات معدنکاری مواد خام لازم برای زندگی و پیشرفت بشر فراهم می شود و از طرفی با افزایش آلودگیها امکان حیات و استفاده از محیط زیست سالم از بشر سلب میگردد.
مشکل آلودگیمحیط زیست امروزِ جهان، مشکل تنها یک کشور و یا یک قلمرو خاص نیست، بلکه مشکل کل جهان است که در بردارنده مسائل مختلفی نیز هست که از جمله می توان به آلودگی آب و هوا، گرم شدن کره زمین، بالا آمدن سطح آب دریاها، انهدام گونه های گیاهی و جانوری، فرسایش لایه ازن، تخریب جنگل ها، باران های اسیدی، آلودگی های صوتی، آزمایش های هسته ای و ... اشاره کرد.انباشت باطله های حاصل از استخراج مواد معدنی و یا مواد باطله تولیدی حاصل از کارخانههای فرآوری در محیط سبب اشغال فضای زیادی می شود، و بدتر آنکه با گذشت زمان و قرار گرفتن در معرض هوا پیامدهای ناگوار دیگری را نیز به همراه خواهد داشت.[1]
لذا استفاده مجدد از این مواد و به کارگیری آنها در صنایع دیگر کاری است که توامان دو مزیت مهم را به دنبال دارد. اول آنکه به پاکیزگی محیط زیست کمک می کند و دوم آنکه از مواد زائد برای تولید محصولات مفید استفاده شده است. در یک پروژه ی تحقیقاتی از مواد زائد کوارتز تزیینی در تهیه ی آسفالت جاده ای استفاده شده است. در این تحقیق با ترکیب مقادیر مختلف مواد مذکور و تست مربوطه بر اساس استانداردهای آسفالت جاده ای به نتایج مطلوبی دست یافته اند و استفاده از آن توصیه شده است هر چند به تکرار آزمایشات میان مدت و بلند مدت تاکید شده است. [2] گرد و غبار و ذرات ریز مواد آهکی تولید شده در کارخانه های آسفالت و شن و ماسه خود نیز معضلی دیگر در عرصه ی زیست محیطی است.
تحقیقات نشان می دهد که با مدیریت صحیح بر روی این ذرات می توان از آنها برای ساخت قطعات ساختمانی با خواص فیزیکی و مکانیکی قابل قبول استفاده کرد.[3] پودر سنگ آهک یکی دیگر از آلاینده های زیست محیطی است. در تحقیقی به همین منظور استفاده از آن به عنوان یک پرکننده در محصولات صنعتی مانند کاغذ، لاستیک، رنگ و دارو ارزیابی شده است و مورد توصیه قرار گرفته است.[4] همچنین تلاشهایی توسط محققین صورت گرفته است تا از این پودر و خاکستر سنگ آهک برای ساخت مواد کامپوزیتی استفاده نمایند. نتایج اولیه بدست آمده از آزمایشهای فیزیکی و مکانیکی نشان می دهد که بدون اضافه کردن سیمان پرتلند و صرفا به کمک پودر سنگ آهک، خاکستر بادی و آب می توان کامپوزیتها و مصالح ساختمانی مناسبی را تولید کرد.
این محصولات در یک قالب فولادی و تحت فشار بالا تولید می شوند [5]و.[6]در جایی دیگر، لجن سنگ باطله های بدست آمده از اسلب سنگ و سیلت - گل و لای - ناشی از کارخانه های شستشوی سنگدانه برای تولید سنگ مصنوعی بازیافت و مورد استفاده قرار گرفته است. نسبت ترکیب لجن سنگ باطله به باطله سیلت 35 به 50 بوده است. بدینوسیله موفق شده اند که سنگدانه های مصنوعی با میزان جذب آب زیر 0/1درصد تولید نمایند. بازیافت لجن سنگ باطله و باطله های سیلت برای تولید سنگدانه های مصنوعی نه تنها یک جایگزین عملی برای شن و ماسه و سنگ ارائه می دهد، بلکه یک جایگزین زیست محیطی برای مدیریت باطله لجن و سیلت است.[7]
در تحقیقی دیگر به منظور استفاده از قطعات سنگ ناشی از فرآوری اسلب های گرانیتی آنها را به نسبت 60 به 40 با ضایعات شیشه مخلوط کرده اند و به آن رزینهای پلیمری غیر اشباع افزوده اند تا به اسلبهای با کیفیتی از سنگ مصنوعی دست پیدا کنند.[8] تکنولوژی سنگ مصنوعی به زمانهای قبل باز می گردد. تحقیقات نشان می دهد که در برخی از کاخ های فلورانس اولین سنگ مصنوعی بین قرن نوزدهم و بیستم مورد استفاده قرار گرفته است.[9] با این حال ضرورت روی آوردن به این صنعت امروزه بیش از هر زمان دیگری محسوس است. صنعت سنگ مصنوعی هم به حفظ منابع سنگ طبیعی کمک می کند و هم محل مصرفی برای باطله های معادن و بعضی از کارخانه های فرآوری خواهد بود که این خود گامی موثر در راستای کاهش آلایندگیهای زیست محیطی است.
این صنعت بی شک مدیون پیشرفت علوم شیمی و متالورژی به ویژه در گرایشهای پلیمر و کامپوزیت است. ساخت و سنتز مصنوعات شیمیایی و احیای مواد معدنی از طریق فعل و انفعالات شیمیایی، یکی از کارکردهای شیمی پلیمر در عصر حاضر است، شاید ترکیب عناصر و مواد معدنی با یکدیگر و تولید مواد جدید ترکیبی تحت عنوان کامپوزیتها مهمترین تحول علمی قرن بیستم باشد. از سوی دیگر ترکیب مواد طبیعی بازیافتی با بستری از مواد چسبنده منجر به تولید مصنوعاتی ویژه باکارکردهای متنوع شده است.[10] در این تحقیق تلاش بر این بوده است که از این مواد یعنی باطله های سیلیس زیر 100 میکرون به عنوان مواد زمینه در تولید سنگ مصنوعی استفاده شود.
این مشخصه اصلی ترین وجه تمایز پژوهش حاضر با سایر پژوهشهای مشابه است. بر اساس مطاعلات و بررسی های به عمل آمده تولید سنگ مصنوعی از باطله هایی مانند قطعات خرد شده غیر قابل استفاده ناشی از برش سنگ های طبیعی، قطعات فلزات بسیار خرد شده، خرده شیشه های زباله های شهری، باطله کارخانه های فرآوری به وفور انجام شده است، اما تا کنون اطلاعاتی از کاربرد باطله های کارخانه فرآوری سیلیس بدین منظور ثبت نشده است. در ادامه پس از تشریح سنگ مصنوعی و مراحل تولید آن، توضیحاتی در مورد آنالیز ماده زمینه و رزین بکار برده شده در این تحقیق آورده خواهد شد. پس از آن عوامل و فاکتورهای موثر در کیفیت سنگ مصنوعی از جمله فشار، شرایط ویبره، دما، درصد رزین مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
-2 سنگ مصنوعی
تکنولوژی تولید سنگ مصنوعی به معنای امروزی از سال 1960 در ایتالیا پایه گذاری شد و در همان دهه اولین کارخانه تولید سنگ مصنوعی در این کشور تاسیس شد. مواد خام اصلی که در ترکیب سنگ مصنوعی بکار گرفته شد شامل ماده معدنی زمینه، مینرال های پرکننده، چسباننده ها، رنگ دانه ها، افزودنی ها بود.[11] این صنعت در کشور ایران به طور عمده و چشمگیر در استان های اصفهان، کرمان و لرستان و به طور جزیی در چند استان دیگر توسعه یافته است. مواد اولیه این کارخانه ها، ضایعات سنگبری ها است که بعد از خردایش به ابعاد مورد نظر، طی تکنولوژی خاص به سنگ مصنوعی قابل استفاده در نما و کارهای ساختمانی تبدیل می شود [12]سنگ. مصنوعی می تواند مستقیماً به اسلب هایی با ابعاد و ضخامت های متفاوت تبدیل شود و یا به بلوک ها یا مکعب هایی با ابعاد مختلف تولید شده و بعد از تولید، در ضخامت و ابعاد مورد نیاز و تقاضای بازار برش داده شود.[11] در فرایند تولید سنگ مصنوعی توجه به این نکات از اهمیت بالایی برخوردار است:
• برای فشرده سازی بهتر بایستی از درصد صحیح ترکیبات و اجزاء در مخلوط استفاده شود.
