سنگ آهن داراي ذخایر بسیار زیاد در جهان میباشد و به صورت کانیهـاي گونـاگون در طبیعـت یافـت مـیشـود. اکثریت این کانیها،ماده اولیه تولید آهن بوده ودر کارخانجات تولید سیمان نیز مورد استفاده قـرار مـیگیرنـد. تعیـین میزان فعالیت ویژه هستههاي پرتوزاي موجود در این کانیها،تأثیر آن بـر محـیط زیسـت، افـراد سـاکن در منطقـه و کاربران محصول نهایی و نحوه تغلیظ در کانیهاي مختلف داراي اهمیت زیادي میباشد. مهمترین کانیهاي سنگ آهن هماتیت، گوتیت و لیمونیتبوده و مقدار اورانیوم، توریم و پتاسیم در سنگ آهن اساساً به نوع کانیهـاي موجـود در آن، موقعیت زمینشناسی و جغرافیایی منطقه، نوع خاك و سنگ بستگی دارد. هماتیت و لیمونیت در انواع سنگهاي آذرین نظیر سنگهاي گرانیتی، گابرویی، آندریتی و غیره و همچنیندرکانسـارهاي هیـدروترمال همـراه بـا کـوارتز در محیطهاي سطحی و هوازده که حاصل تبدیلات مگنتیت به هماتیت و لیمونیت در شرایط اکسیداسیون و احیاء مـی-باشد، در درجه حرارت و فشارهاي پایین(هیدرومتافریسم) تشکیل میشود.[۱]

روش کار

معدن سنگ آهن شمسآباد در محدوده عرض جغرافیایی۴۷ و ۳۳ شمالی و طول جغرافیایی ۴۲ و ۴۵ شـرقی بـا مساحت تقریبی ۶ کیلومترمربع در ۵۶ کیلومتري جنوبشرقی شهرستان اراك در استان مرکزي قـرار دارد. بخشـهاي

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

آهندار این منطقه داراي ترکیبات لیمونیت، هماتیـت و گوتیـت هسـتند و در پـارهاي از بخشـها بلورهـاي پیریـت بصورت بافت افشان نیز دیده میشوند که با حفظ شکل بلورین خود به لیمونیـت تبـدیل شـدهانـد. عیـار آهـن در محدوده این کانسار بین %۴۰/۸۶ تا %۵۴/۹ متغیر است.[۱]در این منطقه تغییر و تبدیلات هماتیت به لیمونیت از نوع رسوبی و در شرایط محیطهاي سطحی طی فرآیندهاي فرسایش و حمل، با تفریق یا جدایش در عناصر حاصل مـی-گردد. کانسار آهن موجود در منطقه شمسآباد به همراه منگنز است . تشکیل کانسار رسوبی آهن و منگنز تابع شیمی محیط رسوبی میباشد. از طرفی پتانسیل اکسیداسیون و احیاء((Ehو غلظت یا تراکم یـون هیـدروژن((PH دو عامـل کنترل کننده شیمی محلولهاي آبی است.[۱] منگنز و آهن حلالیت بسیار بـالایی در آبهـاي احیـایی یـا اکسیداسـیون دارند. آبهاي احیایی که داراي PH طبیعی هستند، منگنز و آهن را به صورت یون دو ظرفیتی در خود حمل میکنند. در PH معمولی مقدار منگنز و آهن محلول در آبهاي احیایی بسیار بیشتر از آبهاي اکسیدان خواهد بـود. بـه عبـارت دیگر در PH معمولی و محیط اکسیدان، آهن و منگنز بصورت اکسید رسوب میکنند امـا در PHمعمـولی و محـیط احیایی، منگنز بصورت محلول است. در محیطهاي رسوبی رفتار آهن بسیار شبیه منگنز است به طوري که جـدایی آن از فاز منگنز به ندرت صورت میگیرد.[۱]در این تحقیق تعداد ۱۲ نمونه کانی سنگ آهن هر کدام به وزن تقریبی ۳ کیلوگرم وبه طور تصادفی برمبناي رنگ ظاهري از نقاط مختلف معدن جمعآوري گردید.بخشی از نمونـههـا بـه آزمایشگاه کانیشناسی دانشگاه صنعتی اراك منتقل و در آنجا شناسایی نوع کانی و کدبندي آنها انجام شد. در جدول شماره ۱ نتایج کانی شناسی نمونههاي مورد مطالعه درج شده است.

جدول.۱ نتایج کانیشناسی نمونههاي تهیه شده از معدن شمسآباد اراك

نام نمونه علامت کانیهاي اصلی کانیهاي فرعی
اختصاري

نمونه شماره H هماتیت —–
۱

نمونه شماره H.G.L1 هماتیت گوتیت و لیمونیت
۲

نمونه شماره L1 لیمونیت —–
۳

نمونه شماره L2 لیمونیت —–
۴

نمونه شماره H.G.M هماتیت گوتیت و مالاکیت(کربنات
۵ مس)

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
نمونه شماره هماتیت گوتیت و لیمونیت
۶ H.G.L2

نمونه شماره گوتیت هماتیت و لیمونیت
۷ G.H.L

نمونه شماره باریت گوتیت
۸ B.G

نمونه شماره هماتیت گوتیت، لیمونیت و سیلیس
۹ H.G.L.Si1

نمونه شماره هماتیت گوتیت و سیدریت
۱۰ H.G.S

نمونه شماره هماتیت گوتیت و گالن(سرب)
۱۱ H.G.Ga

نمونه شماره هماتیت گوتیت، لیمونیت و سیلیس
۱۲ H.G.L.Si2

این نمونهها پس از خرد شدن و آسیاب شدن با استفاده از دو نوع آسیاب فکی و گلولـهاي،بـه منظـور تهیـه نمونـه یکنواخت از مش شماره ۵۰ عبور داده شدند.[۲] پودرهاي آماده شده در کورهاي با دماي ۲۰۰ درجه سـانتیگراد بـه مدت ۶ ساعت خشک گردیدند. سپس نمونهها در ظروف استاندارد مارینلیبیکر با وزن خالص ۹۵۰ گرم بستهبندي و به منظور جلوگیري از خروج گاز رادون، حاصل از واپاشی زنجیره اورانیوم و توریم، آببندي گردیدند. به منظور برقراري تعادل دیرپا بین هسته مادر ۲۲۶Ra و هسته دختر ۲۲۲Rn نمونهها به مدت ۵۰ روز نگهـداري شـدند. طیـف-گیري با استفاده از آشکارساز HPGeاز نوع هممحور مدل GCD30195 شـرکت BSI بـا بـازدهی نسـبی %۳۰ و بـا استفاده از نرمافزار Lsrmbsi به عمل آمد.[۳] فعالیت ویژه رادیوایزوتوپها بـا اسـتفاده از نـرمافـزار Gamma Vision Ortec Softwareمحاسبه گردید. براي محاسبه فعالیت ویژه معادل رادیوم((Raeq، که بیانگر اثرات رادیولوژیکی مواد پرتوزا شامل ۲۲۶Ra، ۲۳۲Th و ۴۰Kاست از رابطه ۱ استفاده شده است:[۴]

Raeq = ARa + 1.43ATh + 0.077AK(1)

در این رابطه،ARa، ATh و AK به ترتیب فعالیت ویژه۲۲۶Ra، ۲۳۲Th و ۴۰K برحسب Bqkg-1 هستند.

نتایج

از کلیه نمونهها به مدت ۸۶۴۰۰ ثانیه طیفگیري به عمل آمد. نتایج محاسبهفعالیت ویژه هستههاي پرتوزا و مقدارRaeqدر نمونههاي مورد مطالعه، در جدول ۲ درج شده است.

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان
جدول.۲ فعالیت ویژه هستههاي پرتوزا و میزان Raeqدر نمونههاي مورد مطالعه معدن شمسآباد اراك