خاک دیاتومیت و کاربردهای آن
دیاتومه ها موجودات تک سلولی بسیار ریزی هستند که متعلق به خانواده جلبک های دریائی باسیلاریوفیس (طلائی قهوه ای) هستند. سلول های زنده دیاتومه ها با پوشش نازک و ژل مانندی که اغلب رنگی قهوه ای دارد، پوشیده شده اند. رسوبات دیاتومیتی معمولاً ریزدانه بوده و عمدتاً از سیلیس بی شکل تشکیل شده است. همراه سیلیس معمولاً مقدار کمی مواد آلی، رس و همچنین ممکن است رسوبات آتشفشانی نیز وجود داشته باشد.
به خاک، حاصل از انباشتـه شدن فسيل های سيليـسی که از بقایای جانداران تک سلولی بسيار ريز به نام “دياتومه” تشکیل می‌شود، خاک دیاتومیت، دیاتومه و یا دیاتومیت می‌گویند. این خاک در اثر مکانیزم تجمع پوسته یا اسکلت های فسیل شده جلبک ها و گیاهان و جانوران میکروسکوپی و تک سلولی تشکیل شده است.
خاک دیاتومیت به نام های دیگری نیز شناخته می شود و از نظر واژه شناسی، الفاظ دیاتومیت یا خاک های دیاتومیتی و کیزلور همگی کاربرد دارند. اندازه ذرات دیاتومیت از ۵ تا ۱۰۰۰ میکرومتر تغییر می کند، ولی اندازه غالب بین ۵۰ تا ۱۰۰ میکرومتر است. مهمترین مشخصه پودر دياتوميت سطح آزاد زياد و حجم توده اي كم است به گونه ای که مي تواند بيش از ۲ برابر وزن خود آب جذب كند. شکل (1) نشان دهنده نمونه از خاک دیاتومیت است.
شکل (1): نمونه ای از خاک دیاتومیت
نخستین تولید اقتصادی دیاتومیت در سال 1884 از ذخائر مریلند آمریکا صورت گرفته است. در این فرآیند دياتوميت خام را به شيوه کلسيـنه کردن اصلاح نموده و بـه محصـولات در سايـز های مختلف و در نـتيجه با خصوصيات متفاوت تولید شده است.
از گذشته تا به حال استفاده های گوناگونی از خاک دیاتومیت می شده است. طبق شواهد و اطلاعات به دست آمده اولین کاربرد صنعتی خاک دیاتومیت به حدود 2000 سال قبل و استفاده یونانیان در ساخت وسایل و ظروف سفالی و یا سرامیکی بر می‌گردد.همچنین علاوه بر آن در قرن ششم میلادی از آجرهای دیاتومیتی در ساخت کلیسای صوفی شهر قسطنطنیه استفاده شده است. یکی از مهم ترین کاربرد های اولیه دیاتومیت در اواسط دهه 1860 میلادی توسط آلفرد نوبل و در ساخت دینامیت بود.
همچنین در مواردی استفاده از دیاتومیت برای جذب نیتروگلیسیرین مایع به منظور افزایش ایمنی در حمل و نقل آن نیز گزارش شده است.امروزه بيشترين كاربرد دياتوميت مربوط به کارگیری آن به عنوان فيلتر، براي جداسازي ذرات جامد معلق در مايع، در صنايع مختلف از جمله كارخانه هاي زیر است:
- کارخانجات تولید قند
- مايع شكر خام
- فيلتر كردن داروها
- نوشيدني ها (همچون آبميوه ها)
- تصفیه و خالص سازی آنتي بيوتيك ها
- تصفیه آب (آب هاي شهري و آب استخرها)
دومين مصرف عمده دياتوميت ها به عنوان پر كننده در صنايع ساخت رنگ و‌كاغذسازي است. در این صنایع كاربرد دياتوميت علاوه بر عامل پر کننده، به منظور كنترل شفافيت و درخشش است. وجود تخلخل در دياتوميت ها باعث شده تا از آن به عنوان عايق گرما و صدا استفاده شود.
بزرگترين توليدکنندگان دياتوميت دنيا عبارتند از:
- ايالات متحده امريکا (33 %)
- شوروي سابق (24 %)
- فرانسه (12 %)
- روماني (2 %)
- آلمان (1 %)
ميزان مصرف دياتوميت در ساخت عايق‌هاي حرارتي و صوتي در كشور آمريكا در حدود 4 درصد كل تقاضا و برابر 24 هزار تن در سال 1993 گزارش شده است. اين ميزان مصرف در سال 1999 به 2 درصد كل تقاضا كاهش يافته و به حدود 15 هزار تن رسيده است. پيش بيني مي‌شود كه كل دياتوميت مصرفي در جهان براي اين كاربرد خاص در حدود 200 الي 250 هزار تن در سال باشد.
به طور کلی می توان خواص فیزیکی دیاتومه ها را به صورت زیر تقسیم بندی کرد:
- اندازه دیاتومه: اندازه هر یک از ذرات خاک کمک تصفیه دیاتومه بین 1 تا 200 میکرون است
- منافذ بسیار زیاد و قابلیت جذب بالا: تقریبا 90% از حجم دیاتومه در بر گیرنده حفره ها است.
- ساختار منحصر به فرد ذرات: ذرات دیاتومه اشکال نامنظم، مسطح و نازک دارند.
- حجم زیاد در واحد وزن: وزن ذرات جدا از هم دیاتومه ها کمتر از 160 گرم در لیتر است.
- بدنه سیلیسی: مقدار سیلیس بسته به کیفیت سنگ از 86 تا 94 درصد متغیر است.
- ترکیب کاملا خنثی: تغییری در رنگ، بو و طعم محصولات تصفیه شده ایجاد نمی کند.
- مقاوم بالا: در برابر حرارت بالا، در برابر pH بالا