فلدسپات

فلدسپات بعد از رس­ ها یکی از اصلی­ترین مواد اولیه در ترکیب بدنه ­های سفید پخت است. فلدسپات ها به سه گروه کلسیت، پتاسیک و سدیک تقسیم می­شوند. این مواد به عنوان گدازآور در بسیاری از محصولات سرامیکی استفاده می­شوند و خاصیت پلاستیک ندارند.

فلدسپات پتاسیک گدازآور ضعیف ­تری نسبت به فلدسپات سدیک است. فلدسپات ها بر روی تمامی خواصِ محصول پخته شده همانند شفافیت، انبساط، خواص ریخته‌گری دوغاب تاثیرگذار است. بدنه­ های حاوی فلدسپات سدیک، از نظر استحکام خَمِشی نسبت به بدنه ­های حاوی فلدسپات پتاسیک، ضعیف ­تر هستند اما ضریب انبساط حرارتی بدنه­ های حاوی فلدسپات سدیک رقم بالاتری است. هم فلدسپات سدیک و هم فلدسپات پتاسیک در لعاب، کاربرد دارند ولی فلدسپات پتاسیک به دلیل واکنش آن با سیلیکا و ایجاد لعاب پایدارتر، مناسب­تر به نظر می­رسد. میزان مصرف فلدسپات پتاسیک در سطح بالاتری نسبت به دیگر فلدسپات ها قرار دارد. در حدود 65 درصد از فلدسپات ها در صنایع شیشه­ سازی، 30 درصد در صنایع سرامیک و 5 درصد به عنوان پرکننده و دیگر موارد مصرف می­شود. در صنایع شیشه­ سازی از فلدسپات برای تامین آلومینیوم و سدیم مورد نیاز شیشه استفاده می­گردد. ناخالصی­ های همراه فلدسپات اغلب کوارتز (Quartz)، میکا(Mica)، آهن و ترکیبات آن و اکسید تیتانیوم می­باشند.

 

فلدسپات سدیک چیست؟

در ترکیبات خود دارای درصد زیادی سدیم است. همین عامل هم سبب نام گذاری آن شده است. وجود مقدار زیادی سدیم در آن باعث شده تا برای کاربردهای مختلفی قابل استفاده باشد.

احتمالا می‌دانید که یکی از مهم‌ترین مصارف فلدسپات‌ها، سرامیک سازی و ساخت لعاب و ظروف چینی است. در این مصارف از فلدسپات سدیک استفاده می‌شود؛ چرا که این فلدسپات دارای نقطه ذوب برابر با 1150 درجه سانتی گراد است و مقاومت بالایی در برابر افزایش دما دارد.

استفاده از آن باعث می‌شود تا عمل ذوب با اطمینان بیشتری انجام شود. استفاده از فلدسپات سدیک سبب گسترده شدن دامنه پخت می‌شود. مواد قلیایی موجود در این کانی به صورت دانه درشت بوده و همچنین نامحلول در آب هستند. به همین خاطر باید خیلی ریز باشد تا بتوان در آب آن‌ها را حل کرد. همین مقاوم بودن یکی از مهم‌ترین خصوصیات این فلدسپات است.

این ماده با نام علمی فلدسپات سدیک آلبیت شناخته می‌شود. کاربردهای بسیار زیادی دارد و در آزمایشگاه‌های زمین شناسی هم برای تحقیقات علمی به کار گرفته می‌شود.

 

فلدسپات پتاسیک چیست؟

برخلاف نوع قبل، در فلدسپات پتاسیک، که یکی از پر فروش‌ترین انواع فلدسپات است، میزان پتاسیم در ترکیبات آن بسیار زیاد بوده و به همین جهت به این اسم شناخته می‌شود.

فرمول شیمیایی آن برابر با KAlSi3O8 بوده و در دسته کانی‌های بلورین قرار دارد. در ساختار آن مواد دیگری همچون کلسیم هم حضور دارد. این ماده در سنگ‌های آذرین و همچنین سنگ‌های دگرگون یافت می‌شود و بعد از استخراج از معادن و انجام فرآیندهای مختلف روی آن قابل استفاده است.

گفتی است دمای ذوب فلدسپات پتاسیک 1250 درجه است که از نوع سدیک بالاتر است و به همین دلیل در صنایع شیشه و سرامیک از آن استفاده می‌شود.

به فلدسپات پتاسیک، ازتوکلازها هم گفته می‌شود؛ از خاصیت آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • در برابر اسید مقاوم است.
  • می تواند قوس های الکتریکی را تثبیت کند.
  • به صورت حفاری از معادن استخراج می شود.
  • مقاومت بالایی دارد و در صنعت کاربرد زیادی دارد.

از این فلدسپات می‌توان برای صنایع مختلف همچون کبریت سازی، پلاستیک سازی و… استفاده کرد.

 

تفاوت فلدسپات سدیک و پتاسیک از نظر شکل ظاهری:

شکل ظاهری پتاسیک به نسبت سدیک متقارن‌تر است. از نظر رنگ نیز سدیک به نسبت پتاسیک روشن‌تر بوده که می‌توان به راحتی آن‌ها را یکدیگر تشحیص داد و تفکیک کرد.

البته این مواد تماما در کارخانه فرآوری شده و بعد به دست مشتری می‌رسد. جهت مشاوره و خرید فلدسپات با ما تماس بگیرید.

 

تفاوت فلدسپات پتاسیم و سدیک از نظر کاربرد:

از دیگر تفاوت‌های فلدسپار سدیک و پتاسیم می‌توان به نوع کاربری آن‌ها اشاره کرد. درست است که هر دوی آن‌ها در صنعت به کار گرفته می‌شوند؛ اما با توجه به میزان ترکیبات، خاصیت‌های فیزیکی و بافتی که دارند انتخاب می‌شوند. از سری کاربردهای هر دوی آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

  • ساخت سرامیک و کاشی
  • رنگ سازی
  • شیشه سازی
  • بتونه سازی

موارد استفاده و کاربردهای فلدسپات در صنایع:

مهمترین خواص فلدسپات برای صنایع پایین دستی و بسیاری از صنایع دیگر میزان آلومینا و مواد قلیایی موجود در این مواد می باشد. به همین دلیل ، فلدسپات های قلیایی (شامل پتاسیم) کاربردهای گسترده ای در صنایع رنگ سازی ، ساخت شیشه و سرامیک دارند . در اینجا برخی از کاربردهای فلدسپات های پتاسیم آورده شده است.

ساخت شیشه:

فلدسپات ماده مهمی در تولید شیشه است. این ماده همچنین در تولید ماده اولیه شیشه بسیار مهم است زیرا به عنوان یک کاتالیزور روان کننده در این فرآیند عمل می کند. به عنوان یک کاتالیزور شار ، دمای کوارتز را کاهش می دهد در حالی که همزمان به حفظ ویسکوزیته شیشه تولید شده در محدوده صحیح کمک می کند. این محتوای قلیایی فلدسپات است که به آن کمک می کند تا به عنوان یک شار در شیشه سازی موثر واقع شود.

همچنین شار نقطه ذوب کلی مخلوط  ها را کاهش می دهد ، این یک مزیت برای کاهش انرژی کلی مورد نیاز است. این ماده معدنی در مراحل اولیه فرآیند تولید به طور کلی ذوب می شود و به طور کارآمد و سریع یک ماتریس شیشه ای تولید می کند که مسئول نگه داشتن سایر مواد در مذاب است. علاوه بر این ، فلدسپات می تواند به شیشه ویژگی های مطلوب بیشتری از جمله افزایش سختی ، دوام و مقاومت در برابر حمله شیمیایی را بدهد. یون های آلومینا و کلسیم مسئول این اثرات هستند.

بهتر است بدانید:

یکی از مزایای استفاده از فلدسپات به عنوان افزودنی در شیشه سازی به عنوان شار است که افزودن آن به هیچ وجه عدد ردوکس را تغییر نمی دهد. فلدسپات را می توان به عنوان یک افزودنی سازگار با محیط زیست در نظر گرفت، هم به دلیل ظرفیت شار به معنی اینکه انرژی کمتری مورد نیاز است ، هم به این دلیل که افزودن آن باعث اضافه شدن مواد دیگر نمی شود.

مواد قلیایی موجود در فلدسپات – عمدتا پتاسیم و سدیم – هستند که دمای ذوب مخلوط را کاهش می دهند. این مواد ذوب شدن و اتصال سایر مواد وارد شده به داخل مخلوط شیشه را تقویت می کنند. شیشه سازی حدود دو سوم فلدسپات مورد استفاده در ایالات متحده در هر سال را تشکیل می دهد و بیشترین کاربرد آن به عنوان پرکننده و در سرامیک سازی است. برای اهداف شیشه سازی ، فلدسپات ها تا ۰.۸۵ میلی متر (۲۰ مش) آسیاب می شوند.

ساخت سرامیک ها:

فلدسپات مهمترین ماده اصلی ،علاوه بر خاک رس در تولید سرامیک محسوب می شود. این ترکیبات دمای ذوب مشخصی ندارد ، زیرا در دماهای مختلف به آرامی ذوب می شود. این یکی از مزایای مهم  است زیرا ذوب خاک رس و کوارتز ها را تسریع می کند ، در حالی که به طور همزمان امکان تعدیل این مرحله مهم را در فرآیند تولید فراهم می کند. به طور کلی از آنها به عنوان کاتالیزور شار برای تولید پوشش شیشه ای در دمای پایین استفاده می شود. همچنین از آنها به عنوان منبع آلومینا و مواد قلیایی در لعاب استفاده می شود.

غالباً ، فلدسپات ها مقاومت ، دوام و مقاومت بدنه سرامیک را بهبود می بخشند. همچنین ، آنها سایر ترکیبات گروهی را ذوب ، نرم و مرطوب می کنند. فلدسپاتهای گرید سرامیکی معمولاً تا ۷۵ میکرومتر (۲۰۰ مش) آسیاب می شوند.

درست مانند ساخت شیشه ، اجزای اساسی فلدسپات ها (سدیم ، پتاسیم و کلسیم) مانند شار رفتار می کنند ، آنها با خاکستر سودا کار می کنند (مانند شیشه نوشابه) و برای کاهش دمای ذوب و افزایش قابلیت ذوب تمام اجزای سازنده استفاده می شوند. علاوه بر این ، فلدسپات میزان لک شدن بدن سرامیک را در حین پخت کنترل می کند.

ساخت پرسلان (Porcelian):

فلدسپات ، همراه با کائولن و کوارتز (به عنوان نوعی سیلیس) از اجزای اصلی در سرامیک های چینی مدرن هستند. اینها انواع “چینی خمیر سخت” هستند که در مقایسه با “خمیر نرم” در دمای حدود ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد پخت می شوند ، در حالی که انواع “نرم” در ۱۲۰۰ درجه سانتی گراد پخته می شوند. این نوع پرسلان نسبت به انواع “خمیر نرم” قوی تر بوده و احتمال ترک خوردگی بسیار کمتری در نظر گرفته می شود. بسته به نوع فرآیند ، می تواند شبیه ظروف سفالی باشد. همانند سایر سرامیک ها ، اکنون نیز درک شده است که یکی از مهمترین دلایل گنجاندن فلدسپات ، قابلیت های شار برتر آنها است.

ساخت لعاب مینا:

درساخت لعاب مینا ، فلدسپات با اطمینان از عدم وجود خطا در محصول نهایی ، به افزایش زیبایی محصول نهایی کمک می کند. این ترکیب در ساخت ظروف بهداشتی ، لعاب کاشی و سرامیک ، ظروف غذاخوری ، ظروف کادویی ، برقی و مینا بسیار مفید است. در وسایل بهداشتی از فلدسپات برای تسهیل روند بهینه سازی استفاده می شود.

فلدسپات همچنین دارای مصارف دیگری است که شامل اورتان ، ساینده های ملایم ، رنگ ها ، جوشکاری پوشش قرمز ، تولید فولاد و فوم لاتکس می باشد.

کاربردها

دانه‌بندی

آنالیز شیمیایی

ترکیبات siO2 AlO3 Fe2O3 TiO2 CaO Na2O K2O P2O5 MnO S L.O.I MgO
خلوص %70.59 %19.49 %0.31 %0.431 %1.32 %6.46 %0.32 %0.114 %0.001 %0.174 %0.85 %0.01
ترکیبات خلوص
siO2 %70.59
AlO3 %19.49
Fe2O3 %0.31
Tio2 %0.431
CaO %1.32
Na2O %6.46
K2O %0.32
P2O5 %0.114
MnO %0.001
S %0.174
L.O.I %0.85
MgO %0.01