الفلسبارات والنيفلين سيانيت في المملكة العربية السعودية
تغطى الصخور الجرانيتية التى تعتبر أهم مصادر الفلسبارات نسبة 55% من مساحـة منطقة الدرع العربى البالغة حـوالى 600 ألف كيلومتر مربع. وتشكل الجرانيتات أكثر من 60% من تلك الصخور. وقد قامت وزارة البترول والثروة المعدنية فى المملكة العربية السعودية (وكالة الوزارة للثروة المعدنية) بدراسة هذه الصخور وتحـديد أفضل المواقع لاستغلال مصادر الفلسبارات. والفلسبار هو اصطلاح عام يطلق علي مجموعة كبيرة من المعادن المتكونة أساساً من سليكات الألمنيوم. ويتكون الإسم من شقين الأول اشتق من الكلمة السويدية (فيلوت) التى تعنى الحـقل. والثانى اشـتق مـن كلمة (سباث) التى تعنى مجموعة من صخور تعلو الجرانيتات. وهنالك اعتقاد آخر بأن الاصطلاح ألمانى الأصل حـيث أن كلمة (سباث) تعنى المواد الشفافة أو شبه شفافة والتى لها قابلية التفلج.
والتركيب الكيميائى للفلسبارات هو AL Si3O8$ حـيث ($) قد يمثل الكالسيوم فيعرف المعدن بالأنورثيت Ca AL2Si2O8 أو الصوديوم ويطلق عليه الألبيت Na AL Si3O8 أو البوتاسيوم حـيث يعرف بالأورثوكليز K AL Si3O8. ويوجد اختلاف كيميائى مكثف بين الأورثوكليز والألبيت، وتعرف المعادن الواقعة بينهما بالفلسبار القوى وتشمل السانيدين والميكروكلين بجانب الأورثوكليز. كما يوجد أيضاً اختلاف كيميائى بين الألبيت والأنورثيت حـيث قد يحـل الكالسيوم محـل الصوديوم وتعرف المعادن الواقعة بينهما بالفلسبار البلاجيوكليزى وهو أوسع انتشاراً من الفلسبارات القلوية. وهنالك خمسة معادن رئيسية فى مجموعة الفلسبار والبوتاسى وستة فى مجموعة الفلسبار الصودى والكالسيومى ومعدن واحـد فى مجموعة الفلسبار الباريومى.
والفلسبارات بصفة عامة ذات ألوان فاتحـة وغالباً ما تكون ذات لون أبيض أو وردى أو أصفر برتقالى أو رمادى، أما إذا كانت خضراء اللون فإنها تعرف باسم الامازونيت، وهى شبه شفافة وتتميز بمظهر زجاجى أو شمعى ولمعانها خزفى، وتتبلور فى نظامين أحـادى وثلاثى الميل. ونتيجة لخاصية التفلج فإن للفلسبارات قابلية التشطر الكتلى مع أسطح ملساء. ويظهر لمعان الفلسبار انفصاماً واضحـاً فى مستويين يتقاطعان فى زوايا تساوى أو تقارب 90 درجة، وتقدر درجة صلادتها 6 بمقياس موهوز (المكون من 10 درجات) وهى أشد صلادة من السكين (تقريباً 5،5)، ويتراوح الوزن النوعى لها بين 54،2 إلي 76،2.
الأسماء التجارية
هنالك تسميات تجارية يعرفها منتجو ومستهلكو الفلسبارات. وهذه التسميات اعتمدت علي تصنيف معادن الفلسبارات وأهميتها من الناحـية الاقتصادية فمثلاً:
- الأبليت؛ صخر فلسبارى يتميز بانخفاض معدل الفلسبارات فيه. ويعرف الأبليت بأنه صخر نارى، لونه فاتح وتكوينه جرانيتى، ونسيجه سكرى ناعم ويحـتوى فى الغالب علي شوائب حـديدية قابلة للإزالة.
- الالسكيت؛ يعتبر مصدراً جيداً للفلسبار البلاجيوكليزى لاحـتوائه علي معدل مرتفع من الفلسبار البلاجيوكليزى والمرو وهو صخر جرانيتى يتميز باحـتوائه علي الأورثوكليز والميكروكلين والمرو الذى يشكل نسبة 20-60% من المعادن الفاتحـة.
- كوردورى سبار؛ صخر جرانيتى ذو نسيج جرافيكى وهو من أنواع البجماتيتات، ويتميز بارتفاع محـتواه من الفلسبار البوتاسى والمرو.
- البجماتيت؛ يتميز أحـياناً بارتفاع محـتواه من الفلسبارات البوتاسية.
- البيرثيت؛ يظهر نسيجاً متداخلاً للفلسبار والفلسبار الصوديومى البوتاسى والذى يميز بعض أنواع الصخور الجرانيتية حـيث ينمو الفلسبار الغنى بالصوديوم نمواً دقيقاً جداً فى الفلسبارات البوتاسية.
- الرمل الفلسبارى؛ خليط من المرو والفلسبار.
وتعرف الفلسبارات الغنية بالبوتاسيوم (مثل الأورثوكليز والميكروكلين) تجارياً باسم البوتاسبار (بوتاسيوم - سبار). والفلسبار الغنية بالصوديوم والكالسيوم (أو البلاجيوكليز) باسم الصودا سبار (صوديوم-سبار). ويعرف الصودا سبار تجارياً بأنه خليط يحـتوى علي أكثر من 7% ثانى أكسيد الصوديوم، والبوتاس سبار يحـتوى علي أكثر من 10% ثانى أكسيد البوتاسيوم. أما السبار الزجاجى فيمثل الصودا سبار مطحـوناً طحـناً بدرجة دقيقة. والسبار الخزفى هو منتج فلسبارى قابل للتشكيل وهو فى الأساس بوتاسيوم-سبار.
بيئات الفلسبار الجيولوجية
الفلسبارات أكثر المعادن شيوعاً وانتشاراً حـيث تبلغ نسبتها حـوالى 60% من المعادن المنتشرة فى القشرة الأرضية وتوجد الفلسبارات فى صخور تتراوح فى تركيبها من الحـامضى إلي فوق القاعدى. وتعتبر الفلسبارات هى المكون الرئيسى لبعض أنواع الصخور النارية وخاصة الجرانيتات وبعض أنواع الصخور المتحـولة والصخور الرسوبية مثل الأركوز والحـجر الرملى الفلسبارى.
وتوجد التركيزات الاقتصادية للفلسبارات فى الصخور الجرانيتية حـيث تشكل هذه الفلسبارات النسبة العظمي من مكوناتها. وأهم تلك الجرانيتات هى البجماتيت والأبليت والألسكيت والجرانيت القلوى. ينشأ البجماتيت من المحـاليل المتبقية للصهير الجرانيتى، ويحـتوى فى الغالب علي بلورات كبيرة الحـجم، كاملة الأوجه من الفلسبارات التى تتبلور حـول معدن المرو، ويوجد البجماتيت علي هيئة قواطع صفائحـية أو عدسية قد تصل فى الطول إلي عدة مئات من الأمتار، وعادة ما يصاحـب المحـقونات الجرانيتية الضخمة. ويتميز البجماتيت بخاصية التنطق وهى خاصية مفضلة للمنتجين حـيث تتركز الفلسبارات فى نطق معينة من الصخر مما يسهل عملية استخراجها. وقد تصبح الجرانيتات المجواة (كيميائياً) مصدراً غنياً للفلسبار وكذلك الجرانيتات المتغيرة حـرارياً أو التى تطينت. كما يعتبر صخر النفيلين سيانيت من المصادر الهامة غير الجرانيتية للفلسبارات. ويتكون هذا الصخر أساساً من الألبيت والميكروكلين والنفيلين وهو خال من المرو. ويوجد مصدر آخر للفلسبار يتمثل فى الرمال الفلسباراتية التى تنشأ من تجوية الصخور الغنية بالفلسبارات التى تم تركيزها بواسطة المياه المتحـركة إما علي ضفاف الأنهار أم علي الشواطئ.
التعدين
يتم تعدين الفلسبارات بعدة طرق اعتماداً علي طبيعة الراسب، ولكن أكثر الطرق شيوعاً هى طريقة الحـفرة المفتوحـة وخاصة عندما تكون نسبة إزالة الغطاء الصخرى منخفضة. وأيضاً يتم تعدينها (تجميعها) يدوياً إذا كانت أحـجامها كبيرة وخاصة فى البجماتيت. أما الرمال الفلسبارية فيتم تعدينها بواسطة التجريف آلياً.
المعالجة
تهدف معالجة الفلسبارات إلي تنقيتها من الشوائب مثل الحـديد غير المرغوب فيه لصناعة الزجاج والخزف. وفى الوقت الحـاضر تصفي خامات الفلسبارات بطريقة التعويم الرغوى. وتوجد طريقة أخري للتعويم يستخدم فيها جهاز فصل مغناطيسى ذا مجال استقطاب عالى الكثافة.
كما تستخدم طرق المعالجة الرطبة حـيث يمر الخام الرطب من خلال طاحـونة مطرقية واسعة، ثم طاحـونة ذات قضيب ومناخل تقوم بتكسيره إلي حـبيبات بأقطار مليمتر واحـد، ثم يمرر علي جهاز غسل بالغاز ودوائر تصنيف قبل إجراء عملية التدوير الحـلزونـى لإزالـة البايوتيت، والألمنيت والروتيل وهى معادن غير مرغوبة. وينزح الماء من المادة المتبقية بواسطة صناديق تصريف وتجفف فى مجففات دوارة، وبعد ذلك تمرر فوق فاصلات مغناطيسية وتخزن فى صوامع للتحـميل.
الاستخدامات
تستخدم الفلسبارات فى العديد من الصناعات، مثل صناعة الزجاج والسيراميك ومواد الكشط وكذلك كمواد حـشو فى صناعة البلاستيك والدهانات والمطاط، وحـديثاً بدئ باستعمال الفلسبارات فى صناعة العوازل الكهربائية والقباب اللدائنية. وتستهلك صناعة الزجاج حـوالى 65% من الفلسبار المنتج وصناعة الخزف 30% وصناعة المالئات (مواد الحـشو) 5%. ونادراً ما يستخدم الصخر الفلسبارى كحـجر زينة.
\ صناعة الزجاج؛ تضاف الفلسبارات الغنية بالألمنيوم والقلويات إلي الخلطات التى يصنع منها الزجاج بنسبة 5%-15% بهدف تحـسين المنتج النهائى من خلال التوازن الكيميائى الذى ينشأ من وجود الألمنيوم والقلويات فى الخلطة. ويحـتوى التركيب الكيميائى للفلسبار المستخدم فى صناعة الزجاج 10%-15% ألومينا، ونسبة أكسيد الحـديديك أقل من 1% للزجاج الملون وتقل عن 1،0% للزجاج العادى كما يتوجب عدم احـتواء الفلسبار علي شوائب من المعادن المقاومة للحـرارة أو الأكاسيد الملونة.
\ صناعة الخزف؛ تستخدم الفلسبارات أساساً فى الخلطات السيراميكية مثل تلك المستعملة فى إنتاج الخزف الصينى الزجاجى والطلاء الخزفى والتى تكسبه لمعاناً وتستعمل كمادة تسريع (لعملية الصهر) حـيث أنها فى هذه الخلطات تذوب فى درجات حـرارة أقل من درجات انصهار بقية عناصر الخلطة مما يمكنها من الدخول فى التفاعلات الكيميائية والفيزيائية مع تلك العناصر ويساعدها علي العمل كمادة لاحـمة زجاجية للعناصر المتبلورة المتواجدة فى الخلطة. والخصائص الكيميائية الأساسية للفلسبار المستخدم فى الخزف: الألومينا بنسبة 10%-15%. وأكسيد الحـديديك غالباً بنسبة أقل من 2،0% مع خلو الفلسبار من بعض الشوائب المعدنية الملونة مثل الجارنيت والتورمالين والهورنبلند.
\ صناعة مواد الكشط؛ تستخدم الفلسبارات فى صنـاعة الكاشـطات وسطـية المفعـول وذلـك لتمـيزها بالتشققات المزواة والصلادة المتوسطة.
أهم المواقع فى
المملكة العربية السعودية
$ منطقة الرويضة؛ تقع علي بعد 250 كيلومتراً جنوب غرب الرياض وتمتاز بوجود الفلسبار القلوى حـيث تتراوح النسبة من 70%-80% فلسبار بوتاسى و20%-30% مرو، مما يجعله ملائماً لصناعة الخزف. ويقدر الاحـتياطى المحـتمل بحـوالى 100 ألف طن.
$ منطقة بئر نبط؛ تقع علي بعد 110 كيلومترات شمال مدينة ينبع البحـر. والبجماتيت فى هذه المنطقة غنى بالفلسبار القلوى. وأوضحـت الدراسات أن فلسبارات البجماتيت هذه ملائمة لصناعة الزجاج والسيراميك. وقدرت الاحـتياطات المحـتملة بحـوالى نصف مليون طن.
$ منطقة بئر ابن سرار؛ تقع علي بعد 80 كيلومتراً شمال مدينة بيشة. وفلسبارات البجماتيت فى هذه المنطقة من النوع القلوى. وهى ملائمة لصناعة الخزف. وقدر الاحـتياطى بحـوالى 60 ألف طن.
$ منطقة جبل سودة؛ تقع علي بعد 40 كيلو متراً جنوب مدينة حـقل، حـيث توجد الفلسبارات فى هذه المنطقة فى صخر النيفيلين سيانيت. وتم دراسة حـوالى 17 موقعاًً آخر للفلسبارات وأظهرت النتائج بأنها ذات قيمة اقتصادية محـدودة نظراً لصغر مساحـتها.
وتقوم شركة الخزف السعودية باستغلال الفلسبار القلوى مـن البجـماتيت فى منطقة الدوادمى لاستخدامه فى صناعة وإنتاج البلاط والطلاء والأدوات الصحـية، حـيث تم استخراج حـوالى 11 ألف طن خلال عام 1415-1416هـ. واستـوردت المملكة العربية السعودية خلال نفس العام 1671 طناً من الفلسبار والنفيلين سيانيت من اليابان ودول أخري.
المصدر: وزارة البترول والثروة المعدنية - الرياض.