معرفی 6 کاربرد گارنت در صنایع مختلف

احتمالا شما هم نام لعل را زیاد در اشعار فارسی شنیده اید و در وصف زیبایی های آن آثار زیادی به گوشتان خورده است. در حقیقت گارنت همان لعل در زبان فارسی است. اما این سنگ شگفت انگیز در کنار زیبایی چشمگیری که دارد نقش مهمی هم در صنایع ایفا می کند. این سنگ در رنگ های زرد، سبز، قهوه‌ای، سرخ، سیاه، سفید و آبی در طبیعت یافت می شود که رنگ سرخ آن از محبوبیت زیادی برخوردار است. گارنت علاوه بر ظاهر زیبا مقاومت بالایی هم دارد که همین امر سبب می شود از گارنت به عنوان یک ساینده ی طبیعی استفاده شود.در این مقاله از جهان سنگ الوند قصد داریم به معرفی 6 کاربرد گارنت در صنایع مختلف بپردازیم. پس تا انتهای این مطلب همراه ما باشید.

گارنت چیست؟

همانطور که گفته شد گارنت یک سنگ قیمتی است که به رنگ های مختلف در طببیعت یافت می شود. گارنت ها هرکدام درجه ی  کیفیت و سختی متفاوتی دارند که بر اساس آن ها ارزش گذاری می شوند. علت رنگی بودن این سنگ ها به دلیل وجود مواد معدنی در ترکیبات سنگ های گارنت است. برای مثال گارنت های قرمز و قهوه ای در ترکیبات خود آهن دارند و یا ترکیبات گارنت های نارنجی و صورتی شامل منگنز است. همچنین گارنت سبز هم دارای مقدار زیادی آلمینیوم است. باارزش ترین نوع گارنت در دنیا، گالرچنج است که رنگ خود را تغییر می دهد.

ویژگی های گارنت

سنگ گارنت به دلیل ساختار منحصر به فرد و ترکیباتی که در مواد تشکیل دهنده ی آن ها وجود دارد سبب شده است که ویژگی های خاصی از خود نشان بدهد.از ویژگی های گارنت می توان به سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و خوردگی، چگالی بالا، پایداری در دماهای بالا و ویژگی های ساینده و پرداخت کننده نام برد.

مهم ‌ترین ویژگی‌ های فیزیکی  گارنت عبارتند از:

• رنگ: رنگ های سبز، نارنجی، قرمز، زرد، قهوه ای و گاهی بی‌ رنگ؛ از فراوان ترین رنگ های گارنت هستند که به نوع عنصر فلزی در ترکیب آن وابسته است.
• سختی (Hardness): سختی گارنت بین 6.5 تا 7.5 در مقیاس موس است که این امر باعث شده است به عنوان یک ساینده قوی در صنایع استفاده شود.
• چگالی: حدود 3.5 تا 4.3 گرم بر سانتی ‌متر مکعب (بسته به نوع گارنت).
• درخشش (Luster): شیشه ‌ای تا رزینی.
• شکست نور (Refractive Index) : گارنت درخشندگی بالایی دارد و نشان دهنده و شکست نور آن بین 1.72 تا 1.89 می باشد.
• نقطه ذوب: مقاومت بالا در برابر حرارت حدود 1250 تا 1300 درجه سانتی ‌گراد می باشد.
• ساختار کریستالی: ایزومتریک با فرم ‌های 12 وجهی یا 24 وجهی.

چرا گارنت این‌ همه رنگ دارد؟

رنگ های متنوع گارنت مربوط به عناصر موجود در ساختار گارنت است. وجود ناخالصی ها و ترکیبات مختلف رنگ نهایی آن را مشخص می کنند:

• گارنت نارنجی: وجود منگنز (مثل اسپسارتین / ماندارین)
• گارنت قهوه ای و قرمز: به دلیل حضور آهن
• گارنت سبز: وجود آلمینیوم، کروم و وانادیم (مثل دمانتوئید و ساووریت) در ساختارش
• رنگ های خاص و کمیاب: وجود عناصر خاص در گارنت، رنگ آن را منحصر به فرد می کند. برای مثال اسپسارتین (Mandarin) با رنگ نارنجی مایل به قرمز و یا گارنت‌ های Color-change که در نورهای مختلف، رنگشان تغییر می ‌کند.

6 کاربرد مهم گارنت در صنایع

سنگ گارنت به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی شگفت انگیز خود، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا می‌کند و به عنوان یک ماده با ارزش در زمینه‌های مختلف شناخته می‌شود. در ادامه به معرفی 6 کاربرد گارنت در صنایع مختلف می پردازیم.

به نقل از سایت wikipedia برخی از مهم ترین مصارف گارنت شامل موارد توضیحات زیر می شود:

کاربرد نوع شفاف گارنت به دلیل زیبایی و چشم ‌نوازی آن در تولید سنگ ‌های قیمتی است؛ ولی انواع مات آن به علت استحکام و زبری، در تولید سمباده و همچنین تولید فیلتر تصفیه آب استفاده می ‌شود. همچنین به عنوان ساینده اصلی در عملیات بلاست برای آماده‌ سازی سطح فولاد ضد زنگ قبل از رنگ آمیزی صنعتی به کار می‌ رود.

استفاده از گارنت در فرآیندهای ساخت و ساز

یکی از ویژگی های سنگ گارنت مقاومت بالا در برابر خوردگی و سایش است به همین دلیل در صنعت ساخت و ساز از این کانی در تولید ابزار آلات ساختمانی ، ساخت سنگ ها و مصالح ساختمانی، افزودنی برای ملات و بتن استفاده می شود. گارنت به عنوان بهبود دهنده ی کیفیت سازه ها و ابزار آلات و افزایش طول عمر این ابزار ها کاربرد دارد. همچنین سطوح سنگ فرش ها و کفسازی ها را به خوبی پردازش می کند و از آن ها در برابر سایش و خوردگی محافطت می کند.

استفاده از گارنت در حفاری و استخراج

ویژگی های فیزیکی و شیمیایی گارنت سبب شده است که از این ماده در فرایند های حفاری و استخراج استفاده شود. گارنت به دلیل سختی زیادی که دارد به عنوان یک ماده ساینده در دستگاه‌های برش و حفاری استفاده می‌شود. این ماده می‌تواند به راحتی سنگ‌ها و مواد معدنی را برش دهد و در نتیجه کارایی بالایی در عملیات حفاری دارد. از دیگر کاربرد های گارنت در حفاری می توان به عنوان یک ماده ی پرکننده  در سیستم های جت آب اشاره کرد. در این روش، آب با فشار بالا همراه با ذرات گارنت برای برش و حفاری مواد سخت استفاده می‌شود.

استفاده از گارنت به عنوان ساینده

ساینده ها ابزاری هستند که دارای روکشی از جنس  آلومين، سيليکون كاربايد، سيليس و گارنت هستند که متداول ترین آن ها استفاده از سنگ گارنت است. ساینده ها برای پرداخت و یکنواخت کردن سطح مصنوعات مانند کاغذ، پارچه، صنایع چوب چرم، لاستیک سخت، پلاستیک، شيشه و فلزات نرم تر به کار می روند. همچنین براساس ابعاد و اندازه ذرات در ساینده انتخاب می گردند. همچنین سنگ گارنت به دلیل داشتن ویژگی های زیر موجب شده است تا یک انتخاب مناسب برای ساینده در صنایع باشد.

• مقاومت در برابر حملات شیمیایی و فیزیکی
• سیلیس آزاد کم یا صفر
• شکستگی نیمه گرد شده تا نیمه زاویه دار
• درجه دماي ذوب نسبتا بالا(°C1250)

استفاده از گارنت در صنعت تصفیه آب

ساختار منحصر به فرد گارنت سبب شده است که سنگ گارنت یک انتخاب مناسب برای تصفیه کردن آب و فاضلاب محسوب شود. در سسیستم های تصفیه آب چند لایه ای، سه لایه کانی قرار دارد که بر اساس چگالی و اندازه ی ذرات ان ها ترتیب بندی می شوند.

در لایه اول آنتراسیت با چگالی ¼ قرار می گیرد انتخاب آنتراسیت به دلیل کمتر بودن چگالی آن نسبت به سایر مواد است همچنین اندازه ی ذرات آنتراسیت برابر با 5/2-0میلیمتر است. در لایه ی دوم ماسه سیلیس با چگالی 6/2 و اندازه ذرات 1-4/0 میلیمتر قرار دارد و در لایه سوم گارنت با چگالی 2/4-8/3 و اندازه ی ذرات 4/1-0/1 و 6/0-25/0 میلیمتر وجود دارد. یکی از مهم ترین ویژگی های گارنت مقاومت آن در برابر آلوده سازی مجدد در حین مکش وارون آب است.

استفاده از گارنت در جواهر سازی

سنگ های گارنت از گذشته تا به امروز به عنوان یک سنگ باشکوه و قدرتمند، با خواص درمانی بسیار زیاد شناخته می شود. همچنین سنگ گارنت به عنوان نماد عشق هم شناخته می شود و به عنوان سنگ متولدین ماه های فروردین، مرداد، تیر، دی و شهریور یاد می شود. به دلیل محبوبیت زیاد سنگ گارنت از آن در ساخت زیورآلات مانند انگشتر، دستبند و گردنبند استفاده می گردد.

استفاده از گارنت در ساینده بادی

در صنعت جوشکاری و برش، گارنت به عنوان یک ماده ساینده در دستگاه ‌های برش آب (Waterjet Cutting) استفاده می ‌شود. گارنت به دلیل خاصیت سختی بالا و مقاومت در برابر فشار و ضربه باعث شده است که امکان برش مواد سخت را فراهم ‌کند. همچنین در فرایند تولید شیشه و یا جلا دادن به سرامیک یا نیمه هادی ها از گارنت برای تولید پودر و خاک صیقلی استفاده می شود خاصیت های گارنت که سبب شده است در ساینده بادی ها از آن ها استفاده شود به شرح زیر است:

• وزن بالا
• بلوکی بودن ذرات
• فشار های کم

مقایسه 6 کاربرد گارنت در صنایع مختلف در جدول زیر جمع آوری شده است:

زمینه کاربرد	توضیح کاربرد گارنت	خصوصیات و مزایای کلیدی
حفاری و استخراج	در فرآیند حفاری نفت و گاز یا استخراج سنگ ‌ها، گارنت به‌ عنوان افزودنی برای بهبود عملکرد گل حفاری و تمیز کردن چاه استفاده می‌ شود.	دانسیته بالا، غیرسمی بودن، پایداری در دما و فشار زیاد، کاهش فرسایش تجهیزات حفاری.
ساختمان سازی	گارنت به عنوان پرکننده معدنی در مصالح ساختمانی مانند بتن ‌های مقاوم، سنگ‌ های تزئینی و پوشش ‌های صنعتی کاربرد دارد.	مقاومت بالا در برابر سایش، پایداری شیمیایی، سختی بالا (حدود 7.5 در مقیاس موهس)، افزایش دوام سازه و مقاومت در برابر خوردگی.
ساینده صنعتی	از گارنت در برش، صیقل، و تمیزکاری سطوح فلزی، شیشه ‌ای و سنگی استفاده می شود.	لبه ‌های تیز و زاویه‌ دار، عدم تولید جرقه، قابلیت استفاده چندباره، سختی و مقاومت بالا، سازگار با محیط زیست.
تصفیه آب	دانه ‌های گارنت در فیلترهای چندلایه تصفیه آب به عنوان لایه پایینی برای حذف ذرات معلق و مواد جامد به کار می ‌روند.	وزن مخصوص بالا (حدود 4.1 g/cm³)، پایداری شیمیایی، طول عمر زیاد، حذف مؤثر ذرات ریز تا 10 میکرون.
ساینده بادی	گارنت به ‌صورت پودر یا دانه ‌بندی خاص در دستگاه‌ های سندبلاست برای تمیز کردن سطح فلزات و حذف زنگ‌ زدگی استفاده می ‌شود.	بدون سیلیس آزاد (غیربحران ‌زا برای ریه)، کارایی بالا، عدم تخریب سطح زیرین، قابلیت بازیافت، مناسب برای صنایع نفت، کشتیرانی و فولاد.
جواهرسازی	گارنت با رنگ ‌های متنوع قرمز، سبز، نارنجی و قهوه‌ ای به عنوان سنگ قیمتی در انگشتر، گردنبند و زیورآلات استفاده می ‌شود.	شفافیت بالا، درخشندگی زیبا، سختی مناسب برای تراش، رنگ ‌های طبیعی متنوع و ارزش زینتی بالا.

معادن گارنت در ایران و جهان

گارنت یکی از پرطرفدار ترین سنگ های قیمتی در سراسر جهان به شمار می رود. چرا که علاوه بر زیبایی چشمگیر و تزئینی که دارد، کاربرد های صنعتی و خواص بی شماری ارائه می دهد. بزرگترین ذخایر گارنت در آمریکا، اندونزی، هند، آفریقای جنوبی و چین وجود دارد.

در ایران هم استان های همدان، خراسان جنوبی، سیستان و بلوچستان و آذربایجان بیشترین معادن گارنت را به خود اختصاص داده اند. تولید گارنت در کشور ما به طور چشمگیری درحال افزایش است. از این سنگ در صنایعی مثل الکترونیک، ساختمان سازی، جواههرسازی و نظامی استفاده می شود.

تشخیص گارنت اصل از تقلبی

برای تشخیص گارنت اصل از تقلبی نیازمند بررسی و فرایند تخصصی است که معمولا توسط کارشناسان حرفه ای صورت می گیرد. اما در ادامه برخی از روش های ساده را بررسی خواهیم کرد:

• بررسی رنگ: گارنت ها دارای رنگ های طبیعی و واضحی هستند که اگر این رنگ ها غیرطبیعی به نظر برسند امکان دارند غیراصل باشند.
• شفافیت: گارنت اصل شفاف و یا نیمه شفاف هستند. بنابراین اگر هنگام بررسی قسمت هایی بر روی سطح آن مات یا کدر باشند ممکن است گارنت تقلبی باشد.
• بررسی خوشه ها و رشته ها: یکی از ویژگی ظاهری گارنت ها، وجود خوشه ها و رگه های چندگانه طبیعی بر روی سطح آن است که نامتقارن هستند. درصورت مشاهده سنگی که سطحی بسیار یکنواخت و بدون رگه دارد، امکان دارد از اصالت کافی برخوردار نباشد.
• آزمایش ‌های طیف ‌سنجی: به کمک دستگاه طیف سنجی می توان ترکیبات شیمیایی مواد را تشخیص داد و این امر شناسایی اصالت گارنت ها را تایید یا رد می کند.
• آزمایش‌ های حرارتی: با استفاده از برخی از ازمایش های حرارتی مثل آنالیز حرارتی تفاضلی می توان اصل بود گارنت را تشخیص داد.
• مقایسه با نمونه ‌های استاندارد: یکی دیگر از روش های موثر در زمینه بررسی اصالت سنگ گارنت، مقایسه ویژگی های گارنت اصل و استاندارد با گارنت نمونه می باشد.

نتیجه گیری

با استناد به مطالب بالا می توان گفت که گارنت نقش بسیار مهمی در صنعت ایفا می کند و از اهمیت بالایی برخوردار است همچنین به بهبود کارایی و کیفیت فرایند های صنعتی کمک می‌کند. در این مقاله از جهان سنگ الوند به معرفی 6 کاربرد گارنت در صنایع مختلف پرداختیم تا با قابلیت های خاص این سنگ در بخش های متعدد اشنا شوید. شما می توانید برای خرید گارنت با بهترین کیفیت و مقرون به صرفه همچنین اطلاع از قیمت گارنت به سایت جهان سنگ الوند مراجعه کنید و یا با شماره تلفن 09120260820 تماس حاصل فرمایید.