قیر طبیعی یا معدنی (معروف به گیلسونایت)، ماده ای هیدروکربنی، در رده آروماتیک ها و با فرمولاسیون زنجیره ای؛ پلیمری است مشابه قیر پالایشگاهی، اما طی میلیونها سال با بالا آمدن نفت خام در اثر جابجائی لایه های زیرین به سطح زمین و جدا شدن مواد فرار آن تشکیل شده است. این ماده نقطه نرمی و ذوب بالاتری نسبت به قیر پالایشگاهی داشته و به خاطر خواص آن کاربرد بسیار زیادی در صنایع مختلف داشته و باتوجه به منابع بسیار محدود در دنیا ماده ای بسیار ارزشمند محسوب می شود.
وقتی که مواد فرار نفت خام موجود در اعماق زمین به مرور زمان و در برابر عوامل جوی تبخیر شود، ماده سیاهی از آن بر جای می ماند که قیر طبیعی (Natural Bitumen)نام دارد. قیرهای طبیعی مخلوط های نیمه جامد یا جامدی از هیدروکربنها و دارای حدود 50 درصد ترکیبات کربن و هیدروژن هتروسیکلیک هستند اما در شبکه کربن جایگزینهایی از سولفور، اکسیژن، نیتروژن و فلزات سنگین به ویژه آهن، نیکل، وانادیم، مس و ... نیز وجود دارد که اجزای غیر معدنی به صورت وسیعی در دیسولفید کربن محلول هستند. بیتومین های محلول در دیسولفید کربن نسبت هیدروژن/کربن حدود 1/2 تا 1/5 و چگالی ۱/۰۲ تا ۱/۱۴ دارند. این بیتومین ها به سه گروه واکس ها (Wax) آسفالت طبیعی (Natural Asphalt)و آسفالتیت ها (Asphaltite) تقسیم میشوند (1990 ,Witt De and Meyer). آسفالتیت ها نیز به سه گروه گیلسونایت (GILSONITE)، گراهامیت (Grahamite) و گلانس پیچ (Glance Pitch) تقسیم میشوند که گیلسونایت یا قیر طبیعی از جمله مرغوبترین و مشهورترین گروههای بیتومین طبیعی است. این ماده بر حسب درصد خلوص و میزان عمر به حالتهای فیزیکی مایع، نیمه جامد و جامد وجود دارد و دارای حلالیتهای متفاوت در حلال تتراکلریدکربن است. اگر چه گيلسونايت از لحاظ شيميايي شبيه آسفالت طبیعی است ولي چندين تفاوت مهم از جمله نقطه نرم شوندگي بالاتر نسبت به آسفالت دارد كه اين تفاوتها گيلسونايت را تبديل به يك ماده منحصر به فرد كرده است (Grout and Verbeek 1993). در آمریکا این محصول به نام گیلسونایت عرضه می گردد که برگرفته از نام از کاشف آن Gilson می باشد.
قیر طبیعی در حلالهای آلیفاتیک و آروماتیک به صورت محلول می باشد. در حالت کلوخه ای بسیار ترد و به رنگ مشکی براق و در حالت پودری به رنگ قهوه ای تیره می باشد. برای قیر طبیعی از نام های یواینتایت (UINTITE)، آسفالت (ASPHALT)، آسفالتوم (ASPHALTUM) و رایج ترین آن، همانگونه که ذکر شد، گیلسونایت (GILSONITE) استفاده شده است. یادآوری می شود که این ماده پلیمری است که در طبیعت و طی سالیان متمادی به مرور شکل گرفته است. با توجه به این امر، مخازن عظیمی از پلیمر پیر در این سرزمین موجود و با انجام عملیاتی می توان آن را جوان سازی و از آن در تولید بسیاری از محصولات شیمیائی استفاده نمود. وجود ترکیبات فلزات سنگین و گرانبها که قابلیت استفاده در صنایع داروئی را دارند از جمله نکات حائز اهمیت در این محصول می باشد.
منابع محدودی از قیر طبیعی در دنیا یافت می شود که عمده ذخائر آن در قاره آمریکا، شامل ذخائر محدودی در شمال آمریکای جنوبی، ذخائر قابل توجهی در ایالات متحده و کانادا می گردد. کشور ایران سومین ذخیره بزرگ قیر طبیعی است که بیش از 80 درصد این ذخائر در استان کرمانشاه، و حدود 20 درصد نیز در استان های ایلام و لرستان قرار دارد.
مش 200 با خاکستر 10 – 5 درصد
مش 200 با خاکستر15 – 10 درصد
همانگونه که قبالا اشاره شد، قیر طبیعی با توجه به ساختار فرموالسیون و قدمت آن، به عنوان یک پلیمر پیر شناخته می شود که پس از پاالیش و جوان سازی، می تواند در طیف گسترده ای از صنایع مورد استفاده قرار گیرد که در زیر به برخی از آنها اشاره شده است:
• در حوزه های راه سازی جهت استفاده در آسفالت، عایق کاری و ساخت روکش پل ها
• در حوزه ساختمان جهت عایق کاری و ایزوگام
• ساخت عایق لوله های انتقال نفت و گاز و آب
• گل حفاری که در حفاری چاه های نفت و آب کاربرد دارد
• در صنایع پتروشیمی جهت استفاده در ساخت پلیمر های مختلف
• تهیه کربن فعال با سطح ویژه بالا در کاربردهای خاص
• تولید جوهر های چاپ
• در تولید پودر تونر چاپگر های لیزری
• صنایع رنگ سازی و سرامیک
• صنایع ریخته گری جهت روکش قالب های ماسه ای
• حوزه نفت، تهیه و استحصال گازوئیل و نفت سفید از قیر طبیعی
• محصوالت شیمیائی مانند رزین ها و چسب ها
• صنایع بهداشتی و آرایشی
• صنایع داروسازی با استفاده از ترکیبات فلزات سنگین