التركيب البلورى والمعدنى للطفلة

التركيب البلورى والمعدنى للطفلة:-

تختلف الطفلة فى مكوناتها المعدنية ويرجع ذلك الى عملية تفتت الصخور و لظروف التجوية والترسيب لذلك فمن النادر ان تجد نوعين من الطفلة متشابهين فى تركيبهما المعدنى .

وتنقسم المعادن المكونة للطفلة الى مجموعتين اساسيتين هما مجموعة المعادن الطينية والمجموعا الثانية هى مجموعا المعادن غير الطينية.

المعادن غير الطينية :-

يمكن ان تشتمل مجموعة المعادن غير الطينية على العديد من المعادن مثل الرمل والفلسبارات والمعادن الفتاتية مثل الامثيبولات والبيروكسين والمعادن غير السيليكاتية مثل الكربونات والهاليدات والكبريتات واكاسيد الحديد المختلفة التى تساهم فى التركيب المعدنى للطفلات.

المعادن الطينية:-

والشكل البلورى لها يقترب من الشكل السداسى ولهذه البلورات بناء صفائحى يعرف باسم Sheet Silicat Structure يشبه معادن الميكا.

وعلى الرغم من ان المعادن الطينية تتميز بتركيب سيليكاتى صفائحى الا انها تختلف فيما بينها فى الشكل البلورى والترتيب الذرى "بناء فردى الطبقة او بناء مزدوج الطبقة " كما انها تختلف فى التركيب الكيميائى وفى المواضع المشغولة بالانيونات والكاتيونات فى بنائها الشبكى وهذا الاختلاف يؤثر فيما بعد فى الخصائص التكنولوجية للمادة الخام المستخدمة فى صناعة الطوب اللبن.

واساس التركيب الصفائحى للطفلة عباره عن :-

أ‌- طبقة من السيليكون رباعى الاوجه Tetrachedral layer of Si – o ويتضح ذلك لنا جليا فى الشكل المقابل وتتمثل فى ذرة سيلكون واحدة موجبة الشحنة مخاطة باربع ذرات اكسجين سالبة الشحنة عند اركان رباعى الوجه



من الالومينا ثمانية الاوجه Ochedral layer of Al"Oh"
.

معادن الطفلة:-

بصفة عامة توجد سبعة انواع من معادن الطفلة فى التربة وهذه المعادن هى: الكاولينيت والالوسيت والمنتمورلونيت والميكا المائية " الاليت" والفيرميكوليت والالوفان والمعادن الستة الاولى عبارة عن معادن متبلورة ذات تركيب كيميائى محدد وترتيب ذرى منتظم اما الالوفان فهو معدن غير متبلور.

واهم معادن الطفلة المستخدمة اساسا فى صناعة الطوب اللبن هى الكاولينيت والمنتمرولونيت والاليت.

اولا مجموعة الكاولينيت:

تنتمى الى مجموعة معادن الطفلة مزدوجة البناء وتضم الكاولينيت والديكريت والناكريت وتركيبها الكيميائى Al2Si2O5(OH)4 حيث تتفق جميعها فى التركيب الكيميائى الا انها تختلف فى الشكل البلورى عن بعضها البعض وترتبط صفيحة الالومينا مع صفيحة السيليكات بقوى تسمى قوى " فاندر فالز " "van de Waals bonds" .



ويتركب الكاولينيت من صفيحتين تتبادلان مع بعضهما البعض الصفيحة الاولى صفيحة سيليكا silicate sheets (Si2O5) وصفيحة الومينا aluminum oxide/hydroxide layers (Al2(OH)4) ويطلق عليها صفيحة جيبسيت gibbsite layers .


ويمتاز الكاولينيت عن بقايا مجموعة معادن الطين بالمميزات التالية:-

يعتبر الكاولينيت طفلة تتميز بنقاء بدرجة عالية حيث لا يحتوى على الحديد ونتيجة لذلك فانها لا تحتوى بين صفائحها على شحنات سالبة تستطيع جذب المياه وتكون الصفائح مرتبطة ببعضها بواسطة حلقات الهيدروجين القوية ولذلك لا تستطيع المياه ان تفصل هذه الصفائح بسهولة ولذلك تعد بلورة الكاولينيت ثابتة الى حد كبير ويصعب تشتيتها وغالبا ما تستطيع المياه ان تفصل هذه البلورات عند تجمع المياه فوق سطح هذه البلورات لفترة طويلة.
تعتبر خواص الليونة والالتصاق والانتفاش والانكماش للكاولينيت اقل بكثير من معادن الطين الاخرى ولذلك لا يؤثر الكولينيت بشكل كبير فى الخواص الفيزيوكيميائية للطفلة.

مجموعة المنتمورلونيت:-

تتكون بلورات المنتمورلونيت الصفائحية من وحدات متبلورة وتتكون هذه الوحدات من صفيحتى سيليكا مع صفيحة الومينا كما بالشكل مرتبطة فيما بينها بشدة بواسطة ذرات اكسجين مشتركة ولذلك يكون تشابك من نوع 2:1



غير ان الترابط بين وحدات مجموعة المنتمورلونيت يعتبر ضعيفا وتبعا لذلك فان البلورات تكون قادرة على التمدد بسهولة وكذلك قابلة للكسر صناعيا حيث تفتت الى حبيبات تقترب من حجم الوحدات البنائية الفردية ويزداد حجم بلورة المنتمولونيت زيادة كبيرة جدا.



اهم خصائص المنتمورلونيت:

نظرا لزجود ايونات موجبة بين وحدات بلورة المنتمورلونيت مثل ايونات الصوديوم لذلك تستطيع المياه ان تتسرب الى البلورة بسهولة ويسر مجذوبة الى هذه الطفلة بواسطة مجموعات الهيدروكسيل السالبة وتؤدى زيادة المياه المتسربة بين الوحدات الى تباعد المسافات بين الطبقات وزيادة حجم البلورة وانتفاشها
تتراوح المسافات بين صفائح المنتمورلونيت بين 0.001 الى 0.01 ميكرون وتستطيع الايونات الموجبة وجزيئات الماء التحرك بين وحدات بلورة هذا المعدن وذلك لسهولة تمدد النسيج البلورى حتى انها تصل الى 2*10-8 سم وتبعا لذلك فان امتصاص الكاتيونات لن تكون فقط على الاسطح الداخلية ولذلك اهمية كبرى فى الامتصاص مما يرفع من سعة الامتصاص الكاتيونى من 10 – 15 ضعف اكثر من الكاولينيت.
ونتيجة لكل ما سبق فان المنتمورلونيت يمتاز بدرجة عالية جدا من الليونة والالتصاق والانكماش الشديد عند الجفاف وقابلية حبيباته للتشتت والتفرق .

مجموعة الايليت:-

لقد تكونت مجموعة الايليت نتيجة عملية التجوية المستمرة للميكا الاولية الموجودة فى الصخور النارية ولها تركيب يشبه تركيب الميكا والتركيب العام لمجموعة الايليت هو KyAl4(Si8-y,Aly)O20(OH)4 حيث 1 < y < 1.5, but always with y < 2 وذلك على اساس ان المايكا تحتفظ ببعض خواص الميكا الولية ولكن فى تركيب غير منتظم نتيجة لفقد البوتاسيوم من اطراف الميكا ودخول الكالسيوم والماغنسيوم مع جزيئات الماء بدلا منه وتشبه المنتمورلونيت فى البناء كما بالشكل المقابلومع ذلك فان حبيباتها اكبر نسبيا كما ان 15% من السيليكون مستبدل بالالمونيوم وتغطى فروق التكافؤ الناشئة عن هذا الاحلال بالبوتاسيوم الى درجة كبيرة وترتبط ذرات البوتاسيوم بين الوحدات البنائية وتعطى ثبات واضحا فى نسيج البلورة وعلى ذلك فان بلورات الاليت اقل قابلية للتمدد من المنتمورلونيت عند امتصاصها الماء 
منقول