قیر طبیعی چیست

قیر یک ماده بسیار چسبناک، سیاه و چسبنده است که نوعی فرآورده نفتی است و در ساخت و ساز برای روسازی و عایق کاری سقف‌ها استفاده می‌شود. در حالی که بخش عمده‌ای از قیر مصرفی امروزه یک محصول فرعی از پالایش نفت است، نوعی از آن نیز به طور طبیعی وجود دارد که به آن قیر طبیعی یا آسفالتایت گفته می‌شود. این مقاله به معرفی انواع قیر، انواع قیر طبیعی، نحوه تشکیل قیر طبیعی، مکان‌های یافت آن، و پاسخ به سوالات متداول می‌پردازد.

انواع قیر

قیر را می‌توان بر اساس منشاء آن به سه نوع اصلی تقسیم کرد:

• قیر پالایشی: رایج‌ترین نوع است که محصول فرعی تقطیر جزء به جزء نفت خام است. نفت خام حرارت داده می‌شود و اجزای مختلف آن، از جمله بنزین، گازوئیل و نفت سفید، در نقاط جوش مختلف جدا می‌شوند. قیر، ته مانده سنگین در پایین است.
• قیر طبیعی: این ماده به طور طبیعی در ذخایر زمین‌شناسی یافت می‌شود. این یک محصول فرعی از فرآوری انسان نیست، بلکه نتیجه تخریب طبیعی نفت خام در طول میلیون‌ها سال است.
• قیر محلول (Cutback Bitumen): این نوع با مخلوط کردن قیر پالایشی با یک حلال فرار مانند وایت اسپریت یا نفت سفید ساخته می‌شود. این فرآیند ویسکوزیته آن را کاهش می‌دهد و استفاده از آن، به ویژه در هوای سرد، آسان‌تر می‌شود. پس از استفاده، حلال تبخیر شده و قیر سخت می‌شود.

قیر طبیعی چیست؟

قیر طبیعی، که به عنوان آسفالتایت، گیلزونیت یا آسفالت دریاچه نیز شناخته می‌شود، نوعی جامد یا نیمه جامد از نفت است که به طور طبیعی وجود دارد. برخلاف شکل مایع نفت خام، قیر طبیعی تغییرات زمین‌شناسی قابل توجهی را تجربه کرده، اجزای هیدروکربنی سبک‌تر خود را از دست داده و به یک ماده سنگین و غنی از کربن تبدیل شده است.

انواع قیر طبیعی

قیر طبیعی عموماً بر اساس خواص فیزیکی آن به سه نوع اصلی تقسیم می‌شود:

1. آسفالتایت‌ها: این‌ها قیرهای طبیعی سخت، شکننده و با خلوص بسیار بالا هستند. دارای نقطه ذوب بالا و محتوای گوگرد پایینی هستند. گیلزونیت، که عمدتاً در یوتا یافت می‌شود، معروف‌ترین نمونه از آسفالتایت است. در جوهرها، رنگ‌ها و کاربردهای صنعتی مختلف استفاده می‌شود.
2. گراهامایت‌ها: شبیه آسفالتایت‌ها هستند اما با محتوای معدنی بالاتری. خلوص کمتری دارند و چگالی آن‌ها بالاتر است.
3. وورتزیلیت: نوعی قیر طبیعی است که مومی و انعطاف‌پذیرتر از آسفالتایت‌ها و گراهامایت‌ها است. اغلب در ذخایر رگه‌ای یافت می‌شود.

نحوه تشکیل قیر طبیعی

تشکیل قیر طبیعی یک فرآیند زمین‌شناسی جذاب است که با نفت خام آغاز می‌شود. در اینجا یک توضیح ساده آمده است:

1. مهاجرت نفت خام: نفت خام، که از بقایای موجودات دریایی باستانی تشکیل شده است، از سنگ منشاء خود به سنگ‌های مخزن متخلخل مهاجرت می‌کند.
2. تغییرات زمین‌شناسی: در طول میلیون‌ها سال، اگر این نفت در معرض هوا قرار گیرد یا با آب تعامل داشته باشد، می‌تواند فرآیندی به نام تجزیه بیولوژیکی را تجربه کند. میکروب‌ها اجزای سبک‌تر و فرارتر نفت را مصرف می‌کنند.
3. تبخیر و اکسیداسیون: بخش‌های سنگین باقی‌مانده، که غنی از آسفالتین و رزین هستند، به جا می‌مانند. تبخیر اجزای سبک‌تر و اکسیداسیون به دلیل قرار گرفتن در معرض هوا، ماده را بیشتر جامد می‌کند.
4. تشکیل ذخایر: این فرآیند منجر به تشکیل مواد سنگین و شبیه به قیر می‌شود که در نهایت به ذخایر جامد قیر طبیعی تبدیل می‌شوند. این ذخایر می‌توانند در رگه‌ها، دریاچه‌ها یا مخلوط با شن و رس به صورت ماسه‌های نفتی یافت شوند.

قیر طبیعی در کجا یافت می‌شود؟

قیر طبیعی در نقاط مختلف جهان یافت می‌شود، اغلب در مناطقی با سابقه تشکیل نفت. مکان‌های کلیدی عبارتند از:

• ترینیداد و توباگو: دریاچه قیر در ترینیداد بزرگترین ذخیره طبیعی آسفالت مایع در جهان است. این یک دریاچه عظیم ۱۰۰ هکتاری از آسفالت است که برای قرن‌ها منبع اصلی قیر طبیعی بوده است.
• ونزوئلا: کمربند اورینوکو در ونزوئلا حاوی ذخایر عظیمی از نفت خام فوق سنگین و قیر طبیعی است که اغلب به عنوان ماسه‌های نفتی شناخته می‌شوند.
• کانادا: ماسه های نفتی آتاپاسکا در آلبرتا بزرگترین ذخیره شناخته شده قیر در جهان است. در حالی که اغلب به عنوان “نفت” شناخته می‌شود، این ماده مخلوطی از قیر، شن، رس و آب است.
• ایالات متحده: ذخایر گیلزونیت عمدتاً در حوضه یوئینتا در یوتا و کلرادو یافت می‌شود. ذخایر دیگری نیز در اوکلاهما و کالیفرنیا قرار دارند.
• ایران: ذخایر قابل توجهی از قیر طبیعی در ایران، به ویژه در مناطق غربی و جنوب غربی وجود دارد.

منبع انجمن اروپایی تولیدکنندگان قیر

سوالات متداول (FAQ)

آیا قیر طبیعی همان آسفالت است؟  این اصطلاحات اغلب به جای یکدیگر استفاده می‌شوند، اما تمایزی وجود دارد. قیر ماده چسبنده، یعنی همان ماده چسبناک است. آسفالت مخلوطی از قیر و سنگدانه‌های معدنی (مانند شن و ماسه) است که برای روسازی جاده‌ها استفاده می‌شود. بنابراین، قیر یک ماده اولیه در آسفالت است.

کاربردهای اصلی قیر طبیعی چیست؟  در حالی که قیر پالایشی عمدتاً برای روسازی استفاده می‌شود، قیر طبیعی کاربردهای متنوع‌تری دارد. به دلیل خلوص بالا و خواص منحصر به فرد خود، در محصولات تخصصی مانند:

• جوهر و رنگ
• سیالات حفاری برای صنعت نفت و گاز
• کاربردهای شیمیایی و متالورژی
• محصولات آب‌بندی و عایق‌کاری

آیا قیر طبیعی یک منبع تجدیدپذیر است؟  خیر، قیر طبیعی یک منبع غیرقابل تجدید است. در طول میلیون‌ها سال از طریق فرآیندهای زمین‌شناسی تشکیل می‌شود و تشکیل آن چیزی نیست که بتوان در مقیاس زمانی انسانی آن را تکرار یا تجدید کرد.

چرا قیر طبیعی گران‌تر از قیر پالایشی است؟ استخراج و فرآوری قیر طبیعی می‌تواند پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر از پالایش نفت خام باشد. اغلب به جای حفاری چاه نفت استاندارد، نیاز به عملیات معدن‌کاری تخصصی دارد. خواص منحصر به فرد آن نیز آن را به یک محصول درجه یک برای کاربردهای خاص تبدیل می‌کند.