سنگ سیلیس که به انگلیسی Silica Stone یا Silica Rock نامیده میشود، سنگی رسوبی یا دگرگونی است که عمدهترین ترکیب آن سیلیسیم دیاکسید (SiO₂) است. این سنگ به اشکال مختلفی در طبیعت یافت میشود و از نظر زمینشناسی بسیار مهم و از نظر صنعتی فوقالعاده کاربردی است.
۱. ترکیب و انواع کانیشناسی
سنگ سیلیس عمدتاً از کانی کوارتز (Quartz) تشکیل شده که پایدارترین و رایجترین شکل سیلیس بلورین در طبیعت است. اما میتواند حاوی مقادیر کمتری از سایر کانیهای سیلیس مانند کالسدونی (Chalcedony)، اوپال (Opal) (سیلیس غیربلورین یا آمورف) و ناخالصیهایی مانند اکسیدهای آهن، رس، کربنات کلسیم و آلومینا باشد.
انواع اصلی سنگ سیلیس بر اساس خلوص و ساختار بلوری عبارتند از:
- کوارتزیت (Quartzite): سنگ دگرگونی بسیار سخت و بادوامی که از دگرگونی ماسهسنگهای سیلیسی به وجود میآید.
- ماسهسنگ سیلیسی (Silica Sandstone): سنگ رسوبی که عمدتاً از ذرات سیلیس به هم چسبیده تشکیل شده است.
- سنگ چخماق (Flint) و چرت (Chert): سنگهای رسوبی سخت و ریزبلورین که اغلب در گرهکهای موجود در سنگ آهک یافت میشوند.
۲. خواص فیزیکی و شیمیایی
- سختی: بسیار سخت است و در مقیاس موس دارای سختی ۷ میباشد (الماس سختی ۱۰ دارد).
- مقاومت شیمیایی: در برابر اسیدها (به جز اسید هیدروفلوئوریک) بسیار مقاوم است.
- دمای ذوب بالا: نقطه ذوب خالص آن around ۱۷۲۳ درجه سانتیگراد است که آن را برای کاربردهای دما بالا ایدهآل میکند.
- مقاومت مکانیکی و سایشی: بسیار مقاوم در برابر سایش، فشار و ضربه است.
- خنثی بودن: از نظر شیمیایی خنثی است و با بسیاری از مواد واکنش نمیدهد.
- شفافیت تا کدری: بسته به ناخالصیها میتواند شفاف، نیمهشفاف یا کدر باشد.
۳. کاربردهای اصلی سنگ سیلیس
کاربردهای سنگ سیلیس بسیار گسترده و حیاتی است و در صنایع متعددی مورد استفاده قرار میگیرد:
۱. صنعت شیشهسازی: مهمترین و بزرگترین مصرف کننده سنگ سیلیس است. سیلیس ماده اصلی تشکیلدهنده تمام انواع شیشه اعم از شیشههای پنجره، بطری، ظروف شیشهای، شیشههای光学 و … است.
۲. صنعت ریختهگری و متالورژی: از ماسه سیلیس برای ساخت قالبهای ریختهگری فلزات (مثل چدن، فولاد، آلومینیوم) استفاده میشود. این ماسه به دلیل نقطه ذوب بالا، شکل قالب را در تماس با فلز مذاب حفظ میکند.
۳. صنایع شیمیایی: در تولید سیلیکات سدیم (شیشه مایع)، سیلیسیم کاربید و عنصر سیلیسیم استفاده میشود.
۴. صنایع ساینده: به دلیل سختی بالا، در تولید سمباده، کاغذ سنباده، برش و سایش مواد دیگر کاربرد دارد.
۵. صنعت ساختمانسازی:
- به عنوان سنگ دانه (شن و ماسه) در تولید بتن و آسفالت.
- تولید انواع سیمان.
- به عنوان سنگ نما (کوارتزیت) و موزاییک.
۶. تصفیه آب: از ماسه سیلیس در فیلترهای شنی برای تصفیه و زلالسازی آب در تصفیهخانهها و استخرها استفاده میشود.
۷. کشاورزی: برای بهبود زهکشی خاک و تهویه بسترهای کشت (به ویژه در زمینهای چمن و گلف) به کار میرود.
۸. تولید سرامیک و لعاب: به عنوان یک ماده اصلی در بدنه سرامیکها و لعابها برای افزایش استحکام و مقاومت در برابر حرارت استفاده میشود.
۹. پرکننده (Filler): در تولید رنگ، پلاستیک، لاستیک، چسب و بتونه به عنوان پرکننده برای افزایش حجم و بهبود خواص مکانیکی به کار میرود.
۱۰. الکترونیک: کوارتز بسیار خالص در ساخت تراشههای سیلیکونی، نیمههادیها و قطعات الکترونیکی استفاده میشود.
۴. معادن و استخراج
سنگ سیلیس از معادن روباز یا زیرزمینی استخراج میشود. ایران از نظر ذخایر سنگ سیلیس بسیار غنی است و معادن مهمی در استانهایی مانند قم، سمنان، اصفهان، آذربایجان شرقی، کرمان و خراسان رضوی وجود دارد. کیفیت سیلیس استخراجشده بسته به میزان خلوص و ناخالصیهای آن برای مصارف مختلف طبقهبندی و قیمتگذاری میشود.