ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΙ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΙ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΠΕΡΛΙΤΗΣ Θ. ΠΕΡΡΑΚΗ

Περλίτης... Α. ΓΕΝΙΚΑ Ο Περλίτης είναι ένα όξινο ηφαιστειακό, υαλώδες πέτρωμα, ρυολιθικής σύστασης. Η χημική του σύσταση παρουσιάζει πολύ μικρές διακυμάνσεις (πίνακας 11.1). Πίν. 11.1. Αντιπροσωπευτική χημική σύσταση περλίτη

Περλίτης... Έχει ειδικό ορυκτολογικό ιστό, τον καλούμενο περλιτικό, ο οποίος χαρακτηρίζεται από τη διάταξη του υαλώδους υλικού κατά συγκεντρικά σφαιρίδια διαφόρων διαστάσεων (από λιγότερο του 1 mm μέχρι και αρκετά cm) (σχ. 11.1). Τα σφαιρίδια μοιάζουν με μαργαριτάρια (pearls) λόγω του σχήματος και της μαργαριταρώδους λάμψης τους, απ’ όπου και το όνομα περλίτης. Περλιτικοί ιστοί παρατηρούνται και σε δακιτικά πετρώματα, αλλά μόνο οι όξινοι περίλτες παρουσιάζουν το φαινόμενο της διόγκωσης και μετατρέπονται στο εμπορικό προϊόν. Εμπορικά, ο όρος περλίτης περιλαμβάνει κάθε ηφαιστειακό πέτρωμα που διογκώνεται όταν θερμανθεί πολύ γρήγορα σχηματίζοντας ένα ελαφρό αφρώδες υλικό, με όγκο 10-20 φορές μεγαλύτερο από τον αρχικό του όγκο. Σχ. 11.1. Περλιτικός ιστός. Διάταξη του υαλώδους υλικού με συγκεντρικά σφαιρίδια Ο λόγος V2/V1 του τελικού όγκου (μετά τη διόγκωση), προς τον αρχικό όγκο εκφράζει το βαθμό διόγκωσης και όσο μεγαλύτερος είναι τόσο καλύτερη θεωρείται η ποιότητα του αρχικού υλικού. Ο περλίτης ανήκει στην κατηγορία των φυσικών υάλων, στις οποίες περιλαμβάνονται και ο οψιδιανός με 2 % νερό και η κίσσηρη. Η κίσσηρη, ως γνωστό, είναι διογκωμένη από τη γένεσή της, ενώ ο οψιδιανός διογκώνεται με τη θέρμανση αλλά δε δίνει εμπορεύσιμα προϊόντα.

Περλίτης... Ο περλίτης υπερέχει κατά πολύ της κίσσηρης, την οποία έχει αντικαταστήσει σε πολλές χρήσεις, διότι είναι υλικό περισσότερο ελαφρύ και έχει καλύτερες θερμομονωτικές και ηχομονωτικές ιδιότητες, δεδομένου ότι το πορώδες στο διογκωμένο περλίτη είναι κλειστό, ενώ της κίσσηρης είναι ανοικτό, εν μέρει. Επίσης, ο περλίτης συγκρινόμενος με τα πλαστικά υπερέχει γιατί δεν αναφλέγεται. Σχ. 11.2. Περλιτική υφή ρυολιθικού πετρώματος με χαρακτηριστικές κυκλικές ρωγμές στην υαλώδη φάση και εμφανείς φαινοκρυστάλλους. Οι περισσότεροι περλίτες αποτελούνται σχεδόν εξ ολοκλήρου από υαλώδη μάζα. Εν τούτοις, μέσα στην υαλώδη μάζα βρίσκονται διάσπαρτοι φαινοκρύσταλλοι και μικροκρύσταλλοι, ορατοί, συνιστάμενοι από ορθόκλαστα, πλαγιόκλαστα, βιοτίτη, κεροστίλβη και χαλαζία. Η παρουσία των φαινοκρυστάλλων, οι οποίοι περιέχονται σε ποσότητες που ποικίλλουν, ελαττώνει την ικανότητα διόγκωσης του περλίτη τόσο περισσότερο, ώστε με περιεκτικότητες >30% σε φαινοκρυστάλλους, το πέτρωμα χάνει μεγάλο μέρος της ικανότητάς του για διόγκωση (σχ. 11.2.).

Περλίτης... Οι περιλιτικές εκχύσεις δεν είναι πολύ εκτεταμένες (συνήθως καλύπτουν επιφάνειες μερικών Km2) και τούτο οφείλεται στο γεγονός ότι οι περλίτες είναι πολύ όξινα πετρώματα και συνεπώς έχουν υψηλό ιξώδες. Οι περλίτες εμφανίζονται υπό μορφή αναβλημάτων διαφόρων διαστάσεων μέσα στους ηφαιστειακούς τόφφους. Τέτοιου είδους κοιτάσματα υπάρχουν στην Καλιφόρνια, τη Σαρδηνία και σε άλλες περιοχές της Ιταλίας, όπως επίσης και σε πολλά νησιά του Αιγαίου (Κυκλάδες, Μυτιλήνη, Νίσσυρο), καθώς και στην Ανατολική Θράκη. Η ιστορία της αξιοποίησης του περλίτη άρχισε το 1941, στην Αριζόνα των ΗΠΑ, όταν σε έρευνες που γινόταν για πιθανή χρήση του περλίτη, ως υλικού εφυάλωσης, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά η ασυνήθιστα μεγάλη διόγκωσή του με τη θέρμανση. Τα περισσότερα εκμεταλλεύσιμα κοιτάσματα περλίτη που ανταποκρίνονται στις σημερινές απαιτήσεις του εμπορίου είναι μικρής, σχετικά, γεωλογικής ηλικίας, δεδομένου ότι οι παλιότερες λάβες έχουν κατά το μάλλον ή ήττον εξαλλοιωθεί.

Σχ. 11.3. Διάγραμμα επεξεργασίας διόγκωσης περλίτη. Περλίτης... Β. ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Χαρακτηριστική ιδιότητα του περλίτη είναι η διόγκωσή του, κατά την οποία ο αρχικός του όγκος αυξάνεται κατά 10-20 φορές, περίπου, σχηματίζοντας μια αφροϋαλώδη μάζα, με πολύ μικρό ειδικό βάρος (0,08-0,2 gr*/cm3). Η διόγκωση επιτυγχάνεται μετά από ταχεία πύρωση λειοτριβημένου φυσικού περλίτη, επί μερικά δευτερόλεπτα, σε ειδικούς κλιβάνους. Οι κόκκοι του περλίτη περνούν μέσα από τους κλιβάνους με μεγάλη ταχύτητα, με τη βοήθεια απορροφητήρων και κατά τρόπο ώστε, υφιστάμενοι στιγμιαία πύρωση, να διογκωθούν, χωρίς να λιώσουν ή να συρρικνωθούν (σχ. 11.3). Η θερμοκρασία πύρωσης (760oC-1280oC), εξαρτάται από τη χημική σύσταση του περλίτη (κυρίως από την περιεκτικότητά του σε K2O και Na2Ο), καθώς και από τη κοκκομετρία του. Η θερμοκρασία αυτή δεν πρέπει να υπερβαίνει το όριο τήξης της υαλώδους μάζας. Η διόγκωση οφείλεται στο κρυσταλλικό νερό, το οποίο με τη θέρμανση ατμοποιείται, αποκτά υψηλή τάση και καθώς τα πυκνά τοιχώματα των φυσαλίδων δεν επιτρέπουν στον ατμό να διαφύγει, επέρχεται διόγκωση. Σχ. 11.3. Διάγραμμα επεξεργασίας διόγκωσης περλίτη.

Περλίτης... Γενικά, ο βαθμός διόγκωσης εξαρτάται κύρια απ’ τον χρόνο πύρωσης, ο οποίος καθορίζεται από την ποιότητα του περλίτη και από τη θερμοκρασία του κλιβάνου (σχ. 11.4.). Σχ. 11.4. Επίδραση του χρόνου πύρωσης επί του βαθμού διόγκωσης για διάφορες θερμοκρασίες (Ορυκτός Πλούτος, 1979). Στη συνέχεια, ο διογκωμένος περλίτης περνά μέσα απο ένα σύστημα ταξινόμησης, όπου το λεπτότερο υλικό συγκεντρώνεται σε συλλέκτες σκόνης, ενώ συγχρόνως γίνεται κοκκομετρική διαβάθμιση του διογκωμένου υλικού. Οι κοκκομετρικές διαβαθμίσεις του περλίτη, που ανταποκρίνονται στις σημερινές απαιτήσεις της διεθνούς αγοράς, ανάλογα με τη χρήση, είναι οι ακόλουθες: Χοντρή κοκκομετρία 0.6-2.5 mm Μεσαία κοκκομετρία 0.3-0.6 mm Λεπτή κοκκομετρία 0.15-0.3 mm Υπέρλεπτη κοκκομετρία 0.15-0.75 mm

Περλίτης... Πίν. 11.2. Εμπορικές κοκκομετρίες διογκωμένου περλίτη της Μήλου Ο διογκωμένος περλίτης είναι προϊόν πάρα πολύ ελαφρύ και καταλαμβάνει πολύ μεγάλο όγκο, γι’ αυτό το κόστος μεταφοράς του είναι πολύ μεγάλο. Έτσι, οι μονάδες διόγκωσης είναι συνήθως εγκατεστημένες κοντά σε κέντρα κατανάλωσης ή κοντά σε λιμάνια, ενώ στόχος είναι η παραγωγή κατά το δυνατό μεγαλυτέρου φάσματος τελικών προϊόντων. Είναι, επίσης, χημικά ουδέτερο υλικό, έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, έχει σταθερότητα όγκου, δεν προσβάλλει το σίδηρο και δεν προσβάλλεται από τους μύκητες. Θεωρείται άριστο θερμομονωτικό και ηχομονωτικό υλικό.

Περλίτης... Οι απαραίτητοι έλεγχοι ποιότητας του περλίτη είναι οι ακόλουθοι: Έλεγχος ποιότητας διογκωμένου και αδιόγκωτου περλίτη Κοκκομετρική ανάλυση Εργαστηριακή διόγκωση και εξέταση των προϊόντων: α. Βάρος μονάδας όγκου β. Αντοχή στη συμπίεση γ. Προσδιορισμός μη διογκώσιμων συστατικών (Sinks) Οξυδιαλυτός σίδηρος, Ορυκτολογικές αναλύσεις Εργαστηριακές αναλύσεις Αναλύσεις ύδατος Αναλύσεις ιόντων θρεπτικών διαλυμάτων (pH, αγωγιμότητα, άζωτο, κ.λ.π.) Φυλλοδιαγνωστική Ανάλυση ιχνοστοιχείων

Περλίτης... Πίν. 11.3. Φυσικές ιδιότητες διογκωμένου περλίτη σε ξηρή μορφή.

Περλίτης... Β. ΧΡΗΣΕΙΣ Οι χρήσεις του διογκωμένου περλίτη οφείλονται κύρια στο υψηλό πορώδες του, το μικρό του ειδικό βάρος, την χαμηλή θερμική του αγωγιμότητα (0,034-0,048 Kcal/mh oC) (σχ. 11.6α), όπως και το μεγάλο συντελεστή ηχοαπορρόφησης που εμφανίζει (σχ. 11.6β). Σχ. 11.6. α) Θερμική αγωγιμότητα β) Συντελεστής ηχοαπορρόφησης διογκωμένου περλίτη.

Περλίτης... Το 75% περίπου, της παγκόσμιας παραγωγής περλίτη χρησιμοποιείται ως μονωτικό υλικό: Τα περλοεπιχρίσματα έχουν ως βάση διογκωμένο περλίτη, ειδικής κοκκομετρίας και συνδετικές κονίες τσιμέντο και υδρασβέστιο. Είναι θερμομονωτικά, πυροπροστατευτικά, ελαφρά και ατμοπερατά και χρησιμοποιούνται για τη μόνωση κλιβάνων, ψυκτικών θαλάμων, δωμάτων κλπ Διογκωμένος περλίτης χρησιμοποιείται επίσης για να απομονώνει θερμικά υγροποιημένο φυσικό αέριο, υγροποιημένο θειάφι και ζεστούς όγκους μετάλλων κατά τη μεταφορά τους. Από μίγμα διογκωμένου περλίτη, τσιμέντου και νερού παρασκευάζεται το περλομπετόν, το οποίο θεωρείται άριστο μονωτικό και ελαφρύ δομικό υλικό. Είναι 20 φορές περισσότερο μονωτικό από το σκυρόδεμα και 8 φορές ελαφρύτερο από το μπετόν. Επίσης, είναι πολύ ανθεκτικό στη θλίψη και πολύ ανθεκτικό στο χρόνο. Με την κατάλληλη ανάμειξη με τσιμέντο ή και άμμο μπορεί ν’ αποκτήσει την αντοχή σε θλίψη που απαιτείται για αντιμετώπιση σεισμών. Επίσης, ο διογκωμένος περλίτης χρησιμοποιείται ως πληρωτικό υλικό, ως υλικό φίλτρων, ως υλικό εδάφους στις υδροκαλλιέργειες, ως προσθετικό ζωοτροφών, ως προσθετικό σε διάφορα απορρυπαντικά κλπ

Περλίτης... Ο Περλίτης ως πρώτη ύλη Ο περλίτης σχεδόν αποκλειστικά παραλαμβάνεται από ανοικτές εκσκαφές, απ’ όπου η πρώτη ύλη μεταφέρεται στις εγκαταστάσεις διαβάθμισης. Στο κόστος παραγωγής, σημαντικό ρόλο παίζει η απομάκρυνση των υπερκείμενων στείρων υλικών. Σύμφωνα με τις διαστάσεις της εκσκαφής και την αναλογία μεταξύ υπερκειμένων και κοιτάσματος σχεδιάζονται διάφορα συστήματα μεταφοράς. Η Ελλάδα θεωρείται από τις σπουδαιότερες χώρες στην παγκόσμια παραγωγή του περλίτη. Κέντρα εξόρυξης βρίσκονται κύρια στη Μήλο, ενώ έχουν εντοπιστεί κοιτάσματα περλίτη στην Κω, όπου παλαιότερα γινόταν εξόρυξη, καθώς και στη Λέσβο, Πολύαιγο, Νίσηρο. Η Ελλάδα διαθέτει αναπτυγμένη τεχνολογία για την κατεργασία του περλίτη και μια μονάδα διόγκωσης λειτουργεί στην Αττική, ενώ σε ολόκληρη την Ευρώπη υπάρχουν 120 μονάδες διόγκωσης του περλίτη.