قیر طبیعی چگونه تشکیل می‌شود؟

قیر طبیعی یا گیلسونایت (Gilsonite) یکی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین مواد معدنی است که می‌تواند بیشتر از 160 کاربرد صنعتی داشته باشد. گیلسونایت در سال‌های اخیر در سراسر دنیا به شدت مورد توجه قرار گرفته است و بازار آن روزبه‌روز در حال توسعه است. کشورهای محدودی در دنیا از این ماده ارزشمند معدنی برخوردارند و ایران به عنوان یکی از بزرگ‌ترین تولیدکننده‌های آن شناخته می‌شود. از مهم‌ترین ویژگی‌های این قیر سازگاری بسیار بالای آن با مواد نفتی است و چسبندگی بسیار بالایی دارد و همین دلیل اصلی کاربردهای متعدد آن است. در ادامه مطلب به بررسی مراحل تشکیل قیر طبیعی و چگونگی آن پرداخته‌ایم.

آیا می دانید قیر طبیعی چیست؟

قیر معدنی یا قیر طبیعی نام‌های دیگری همچون بیتومن و گیلسونایت دارد و به نوعی ماده معدنی طبیعی گفته می‌شود که از ویسکوزیته بالایی برخوردار بوده و از هیدروکربن‌های جامد تشکیل شده است. این ماده سیاه رنگ بیشتر برای پوشش‌های ضد آب استفاده می‌شود و در لایه‌ها و رگه‌های عمودی معادن زیرزمینی پیدا می‌شود. قیر طبیعی مقادیر بالایی از آسفالتین و نیتروژن را داشته و در حلال‌های ارگانیک به سرعت حل می‌شود.

این ماده اولین بار در اوایل دهه 1860 کشف شد و سپس در اواسط دهه 1880 توسط ساموئل H. Gilson به‌عنوان یک پوشش ضد آب معرفی گشت. اولین شرکت استخراج قیر معدنی در سال 1888 تأسیس شد و امروزه در کشورهای متعددی از سراسر جهان این ماده ارزشمند استخراج و استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند از ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی برخوردار باشد که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر است:

• سازگاری بالا با مواد نفتی
• درصد خلوص بالا
• داشتن مقادیر بالای آسفالتین و نیتروژن
• حل شوندگی عالی در حلال‌های ارگانیک
• آب‌گریزی بالا و درخشندگی عالی
• دمای ذوب بین 160 تا 220 درجه سانتی‌گراد
• مقاومت بالا در برابر مواد اسیدی و بازی
• داشتن شکنندگی بالا

مراحل تشکیل قیر طبیعی

بسیاری از افراد به اشتباه تصور می‌کنند که قیر فقط در پالایشگاه‌ها و به صورت صنعتی تولید می‌شود در حالی که قیرها به دو دسته قیر پالایشگاهی و قیر طبیعی یا بیتومن (Bitumen) تقسیم می‌شوند. تعدادی از معادن قیر طبیعی در نقاط مختلف جهان دارای عمر بیش از 360 میلیون سال هستند. در حقیقت در دوران کربونیفرس سطح زمین متشکل از باتلاق و برکه‌های متعدد بود و موجودات زیادی در این باتلاق‌ها زندگی می کرند. بعد از آن که این موجودات به پایان عمر خود می‌رسیدند رسوبات متعددی بر روی بقایای آنها انباشته می‌شد و شرایط تشکیل سوخت‌های فسیلی فراهم می‌شد.

فشار بالا، نبود اکسیژن، دمای بالا و … به مرور زمان باعث تخمیر و تغییر شیمیایی مولکول‌های آلی می‌شود. بقایای موجودات زنده و سایر رسوبات در دماهای بالاتری از 50 درجه سانتی‌گراد به مواد مختلفی مانند کروژن، نفت یا قیر تبدیل می‌شدند. مراحل تشکیل قیر طبیعی سال‌های بسیار زیادی طول کشیده است و امروزه معادن مختلفی از این ماده در نقاط مختلف دنیا وجود دارد که بارزترین آنها در کانادا، ونزوئلا و عمان قرار دارند. می‌توان گفت که تشکیل قیرهای طبیعی در 3 مرحله انجام می‌شود که به شرح زیر می‌باشند:

• در مرحله اول جانوران و موجودات مختلف در باتلاق‌ها و برکه‌های مختلف هلاک شده و جان خود را از دست می‌دهند.
• در مرحله دوم لاشه موجودات با مواد مختلف پوشش داده شده و رسوب می‌کنند.
• مرحله سوم بقایای موجود تحت فشار و دمای بالا و به دلیل عدم وجود اکسیژن و در طول زمان دچار تغییرات شیمیایی و تخمیر شده و در نهایت به نفت، بیتومن یا کروژن تبدیل می‌شوند.

بیشتر بخوانید: قیر طبیعی پلیمری چیست؟

کاربردهای قیر طبیعی

قیر طبیعی به دلیل ساختار و ترکیبات و همچنین درجه خلوصی که دارد امروزه در بسیاری از صنایع کاربردهای متعددی دارد که مهم‌ترین آنها به شرح زیر می‌باشند:

• تهیه آسفالت جاده‌ها و راه‌سازی
• استفاده در صنعت ریخته‌گری
• کاربرد گیلسونایت در گل حفاری
• تولید مصالح ساختمانی، رنگ و رزین
• استفاده در صنعت پزشکی
• کاربرد گیلسونایت در تهیه و تولید قیر
• تولید ایزوگام
• استفاده در صنعت چاپ و جوهر
• کاربرد گیلسونایت در تولید پوشش‌های ضد خوردگی
• استفاده در صنعت خودروسازی و محصولات شیمیایی و …

قیمت قیر طبیعی

همان‌طور که گفته شد مراحل تشکیل قیر طبیعی یک فرآیند و پروسه طولانی مدت خواهد داشت و همین باعث می‌شود که این قیرها در مقایسه با سایر قیرها درصد خلوص بالاتری داشته و از قیمت بسیار بیشتری نیز برخوردار باشند. مهم‌ترین فاکتورهایی که می‌توانند در تعیین قیمت گیلسونایت موثر باشند شامل مواردی همچون شکل و اندازه، میزان تقاضا، درجه اشتعال، درجه نرمی، میزان خاکستر (Ash) و مش (Mesh)، درجه نفوذ، منطقه برداشت قیر، میزان کربن، کیفیت و درجه‌بندی قیر معدنی، نحوه بسته‌بندی، فصل استخراج قیر، وزن مخصوص و … می‌باشند.

صادرات قیر طبیعی ایران

همان‌طور که گفته شد کشور ایران یکی از بزرگ‌ترین تولیدکننده‌های قیر طبیعی در جهان است و بزرگ‌ترین معادن قیر خاورمیانه در این کشور و در استان‌های غربی همچون لرستان، ایلام، کرمانشاه و خوزستان قرار دارد. قیر ایران به عنوان یکی از بهترین قیرهای دنیا شناخته می‌شود و سالانه حجم بالایی از آن به کشورهای مختلفی همچون ترکیه، گرجستان، عراق، افغانستان، امارات صادر می‌شود. البته ایران دارای تعداد بسیاری از معادن قیر طبیعی می‌باشد که تعداد محدودی از آنها فعال هستند.

جمع‌بندی نهایی درخصوص مراحل تشکیل قیر طبیعی

قیر طبیعی به عنوان یکی از ارزشمندترین مواد بیش از 150 کاربرد مختلف صنعتی دارد. معادن قیر طبیعی دارای طول عمر بسیار بالایی هستند و میلیون‌ها سال پیش تشکیل شده‌اند. تشکیل قیر طبیعی در حقیقت در 3 مرحله اصلی شامل مردن موجودات در باتلاق‌ها و برکه‌ها، ته‌نشین شدن بقایای موجودات و رسوب گرفتن آنها و در نهایت تغییرات شیمیایی در اثر دما و فشار بالا صورت می‌پذیرد. مراحل تشکیل قیر طبیعی سال‌های طولانی به درازا می‌کشد و همین باعث می‌شود که این قیرها از کیفیت بالایی برخوردار باشند.