هر موقع اسمی از معدن به زبان آورده میشود بیشترین توجه افراد به سختی کار در این اماکن معطوف میشود تا خود معادن و دلیل کاوش در آنها، خوب است بدانید استخراج معادن در اصل به معنی استخراج مواد معدنی باارزش یا سایر مواد زمینشناسی از زمین، معمولاً از یک توده کانی، لود، رگه، درز، صخره یا ذخایر پلاسر است که در زندگی ما نقش مهمی را ایفا میکنند.
تاریخچه پیدایش معادن جهان
از آغاز تمدن، مردم از سنگ، خاک رس و بعداً فلزاتی که در نزدیکی سطح زمین یافت میشوند استفاده کردهاند. از اینها برای ساختن ابزارها و سلاحهای اولیه استفاده میشد. به عنوان مثال، سنگ چخماق با کیفیت بالا که در شمال فرانسه، جنوب انگلستان و لهستان یافت میشد برای ایجاد آتش مورد استفاده قرار میگرفت. معادن سنگ چخماق در مناطق گریمز گریوز و کرزمیونکی به ویژه معروف هستند و مانند بسیاری از معادن سنگ چخماق دیگر، منشأ نوسنگی دارند (حدود ۴۰۰۰ تا ۳۰۰۰ سال قبل از میلاد). سایر سنگهای سخت استخراج شده یا جمعآوریشده برای تبرها استفاده میشد که شامل سنگ سبز صنعت تبر لانگدیل مستقر در ناحیه دریاچه انگلیسی است. گفته شده است که این معادن میتوانند حدود ۴۳۰۰۰ سال قدمت داشته باشند. در این مکان، انسانهای پارینه سنگی هماتیت را برای ساختن رنگدانه قرمز استخراج میکردند، اعتقاد بر این است که معادنی از این جنس با سن مشابه در مجارستان وجود داشته باشد که نئاندرتالها، سنگ چخماق را برای ساخت سلاح و ابزار از آن استخراج کرده باشند.
مصر باستان
در زمان مصر باستان، شواهد نشان میدهد، مصریان مالاکیت را در معادن موجود در مصر استخراج کرده باشند. شواهد اینطور نشان میدهد که در ابتدا، مصریان از سنگهای مالاکیت سبز روشن برای تزئینات و سفال استفاده میکردند. بعدها، بین سالهای ۲۶۱۳ و ۲۴۹۴ قبل از میلاد، پروژههای بزرگ ساختمانی مستلزم لشکرکشی به خارج از کشور به منطقه وادی مغاره بود تا مواد معدنی و سایر منابعی را که در خود مصر در دسترس نبود، تهیه کنند. معادن سنگ فیروزه و مس نیز در وادی حمامات، تورا، اسوان و دیگر مکانهای نوبی در شبه جزیره سینا و تیمنا یافت شد که قدمت تأسیس آنها نیز به زمان مصر باستان بازمیگشت.
جالب است بدانید، استخراج معادن در مصر در اولین سلسلههای سلطنت فراعنه اتفاق افتاده است. معادن طلای نوبیا یکی از بزرگترین و گستردهترین معادن در مصر باستان بود. این معادن توسط نویسنده یونانی دیدوروس توصیف شدهاند که از آتشفشانی به عنوان یکی از روشهای مورد استفاده برای شکستن سنگ سختی که طلا را نگه میدارد، یاد میکند.
اروپا
استخراج معدن در اروپا سابقه بسیار طولانی دارد. به عنوان مثال میتوان به معادن نقره لوریم که متعلق به حکومت حاکم بر یونان و شهر آتن بود، اشاره کرد. اگرچه این حکومتها برای پیش بردن عملیات استخراج از معادن خود بیش از ۲۰۰۰۰ برده داشتند، اما فناوری استخراج مواد آنها اساساً مشابه افرادی بود که در عصر برنز از معادن مواد استخراج می ردند. همچنین در معادن دیگر، مانند جزیره تاسوس، سنگ مرمر توسط ایرانیان پس از ورود آنها به یونان در قرن هفتم قبل از میلاد استخراج شد.
این سنگ مرمرها در ساختمانهایی از جمله مقبره آمفیپولیس استفاده شده است. دیگر نمونه استفاده حاکمهای یونانی فیلیپ دوم مقدونی، پدر اسکندر مقدونی بود که معادن طلای کوه پان ژئو را در سال ۳۵۷ قبل از میلاد به تصرف خود درآورد تا هزینههای لشکرکشی خود را تأمین کند. او همچنین معادن طلا را در ترکیه برای ضرب سکه تصرف کرد و در نهایت ۲۶ تن در سال تولید کرد.
با این حال، این رومیها بودند که روشهای استخراج معدن در مقیاس بزرگ را توسعه دادند، به ویژه استفاده از حجم زیادی از آبی که توسط قناتهای متعدد به سر معدن آورده میشد. این آب برای اهداف مختلفی از جمله برداشتن بارهای اضافی و بقایای سنگ به نام استخراج هیدرولیک و همچنین شستن سنگ معدن خرد شده و راندن ماشینآلات ساده استفاده میشد.
قرون وسطی
استخراج معادن به عنوان یک صنعت در اروپای قرون وسطی دستخوش تغییرات شگرفی شد. صنعت معدن در اوایل قرون وسطی عمدتاً بر استخراج مس و آهن متمرکز بود. سایر فلزات گرانبها نیز عمدتاً برای تذهیب یا ضرب سکه استفاده میشد. در ابتدا، بسیاری از فلزات از طریق معادن روباز به دست میآمدند و سنگ معدن عمدتاً از اعماق کم استخراج میشد، نه از طریق شفتهای عمیق معدن. در حدود قرن چهاردهم، استفاده روزافزون از سلاح، زره، رکاب و نعل اسب تقاضا برای آهن را به شدت افزایش داد. برای مثال، شوالیههای قرون وسطی اغلب با ۱۰۰ پوند (۴۵ کیلوگرم) زره بشقاب یا حلقه زنجیر علاوه بر شمشیر، نیزه و سایر سلاحها آماده رزم میشدند. بدین صورت بود که وابستگی شدید به آهن برای اهداف نظامی، فرایندهای تولید و استخراج آهن را تحریک کرد.
بحران نقره در سال ۱۴۶۵ زمانی رخ داد که تمام معادن به عمقی رسیده بودند که در آن شفتها دیگر نمیتوانستند با فناوری موجود پمپاژ شوند. اگرچه افزایش استفاده از اسکناس، اعتبار و سکههای مسی در این دوره باعث کاهش ارزش و وابستگی به فلزات گرانبها همچون طلا و نقره شد، اما همچنان استخراج معدن در قرون وسطی امری حیاتی بود.
آفریقا
قدمت متالورژی یا همان ریختهگری آهن در آفریقا به بیش از چهارهزار سال میرسد. طلا از قرن هفتم تا قرن چهاردهم به یک کالای مهم برای آفریقا تبدیل شد. طلا اغلب به اقتصادهای مدیترانهای ارسال میشد که تقاضای طلا داشتند و میتوانستند نمک عرضه کنند، حتی اگر بیشتر آفریقا به دلیل معادن و منابع موجود در صحرا سرشار از نمک بود. تجارت طلا برای نمک بیشتر برای ترویج تجارت بین اقتصادهای مختلف استفاده میشد. از قرن نوزدهم، استخراج طلا و الماس در آفریقای جنوبی تأثیرات سیاسی و اقتصادی زیادی داشته است. جمهوری دموکراتیک کنگو با حدود ۱۲ میلیون قیراط در سال ۲۰۱۹ بزرگترین تولیدکننده الماس در آفریقا است. انواع دیگر ذخایر معدنی در آفریقا شامل کبالت، بوکسیت، سنگ آهن، زغال سنگ و مس است.
اقیانوسیه
استخراج طلا و زغال سنگ در استرالیا و نیوزلند در قرن نوزدهم آغاز شد. نیکل در اقتصاد کالدونیای جدید نقش بسزایی پیدا کرده است.
در فیجی، در سال ۱۹۳۴، شرکت امپراتور طلای ماینینگ با مسئولیت محدود فعالیت خود را در واتوکولا تأسیس و شروع به فعالیت کرد. این پیشرفتها با افزایش بیش از صد برابری تولید طلا، از ۹۳۱٫۴ اونس در سال ۱۹۳۴ به ۱۰۷۷۸۸٫۵ اونس در سال ۱۹۳۹، یک “رونق معدن” را آغاز کرد که در آن زمان با مجموع تولید نیوزلند و ایالتهای شرقی استرالیا قابل مقایسه بود.
در دوران ماقبل تاریخ، آمریکاییهای اولیه مقادیر زیادی مس را در امتداد شبهجزیره کیوینا و در دریاچه سوپریور، در نزدیکی جزیره رویال استخراج میکردند. مس فلزی هنوز در زمان استعمار در نزدیکی سطح جهت استخراج وجود داشت. شواهد اینطور نان میدهد که مردمان بومی حداقل از ۵۰۰۰ سال پیش از مس دریاچه استخراج و استفاده میکردند؛ ابزار مسی، نوک پیکان، و سایر مصنوعات که بخشی از یک شبکه تجاری گسترده بومی بودند، در طی عملیات باستانشناسی در این مکان کشف شدهاند. علاوه بر این، ابسیدین، سنگ چخماق و سایر مواد معدنی استخراج، کار و تجارت میشد. کاوشگران اولیه فرانسوی که با این مکانها مواجه شدند، به دلیل مشکلات حمل و نقل از این فلزات استفاده نکردند، اما مس در نهایت در سرتاسر قاره و در امتداد مسیرهای رودخانه اصلی معامله شد.
آمریکا
در اوایل قرن بیستم، بسیاری از مردم برای رؤیای پیداکردن طلا و نقره به غرب ایالات متحده هجوم بردند، این سرریزشدن جمع باعث شد میزان استخراج زغال سنگ و همچنین فلزات اساسی مانند مس، سرب و آهن را تحریک شود. مناطقی در مونتانای مدرن، یوتا، آریزونا، و بعداً آلاسکا به تأمینکنندگان غالب مس در جهان تبدیل شدند که به طور فزایندهای تقاضای مس برای کالاهای برقی و خانگی را حتی امروزه نیز دارند.
کانادا
صنعت معدن کانادا به دلیل محدودیت در حمل و نقل، سرمایه و ناتوانی در رقابت با ایالات متحده، کندتر از ایالات متحده رشد کرد. شرکت انتاریو تنها تولیدکننده اصلی اوایل قرن بیستم با نیکل، مس و طلا در کانادا بود.
استخراج از معادن جهان
فرایند استخراج معدن از کشف کانی گرفته تا استخراج مواد معدنی و در نهایت بازگشت زمین به حالت طبیعی خود پس از بسته شدن معدن، شامل چندین مرحله متمایز است. اولین مورد، کشف توده معدنی است که از طریق اکتشاف یافتن و سپس تعیین وسعت، مکان و ارزش بدنه سنگ انجام میشود. این امر منجر به یک برآورد منابع ریاضی برای تخمین اندازه و میزان ذخایر موجود در محل معدن کشف شده میشود.
از این تخمین برای انجام یک مطالعه پیش امکانسنجی برای تعیین اقتصاد نظری کانسار سنگ معدن استفاده میشود. این امر در مراحل اولیه مشخص میکند که آیا سرمایهگذاری بیشتر در برآورد و مطالعات مهندسی ضروری است یا خیر و خطرات و زمینههای کلیدی را برای کار بیشتر شناسایی میکند. گام بعدی انجام یک مطالعه امکانسنجی برای ارزیابی قابلیت مالی، ریسکهای فنی و مالی و استحکام پروژه است.
این زمانی است که شرکتهای سرمایهگذار در زمینه تأسیس معدن تصمیم میگیرند که معدن را توسعه دهند یا از پروژه و تأسیس معدن صرف نظر کنند. این موضوع شامل برنامهریزی برای ارزیابی بخش اقتصادی قابل بازیافت کانسار، متالورژی و قابلیت بازیافت سنگ معدن، بازارپذیری و پرداخت کنسانتره سنگ معدن، نگرانیهای مهندسی، هزینههای آسیاب و زیرساخت، نیازهای مالی و حقوق صاحبان سهام، تجزیه و تحلیل معدن پیشنهادی از حفاری اولیه تا احیاء و نسبت کانساری که از نظر اقتصادی قابل بازیافت است به ضریب غنیسازی سنگ معدن در منطقه بستگی دارد.
تکنیکهای استخراج معدن را میتوان به دو نوع رایج حفاری تقسیم کرد
- استخراج معادن سطحی
- استخراج زیرسطحی (زیرزمینی)
امروزه، استخراج سطحی بسیار رایجتر است و برای مثال، ۸۵ درصد مواد معدنی (به استثنای نفت و گاز طبیعی) در ایالات متحده، از جمله ۹۸ درصد سنگهای فلزی را از این طریق استخراج میکند
اهداف به دو دسته کلی از مواد تقسیم میشوند: رسوبات پلاسر، متشکل از مواد معدنی با ارزش موجود در شنهای رودخانه، ماسههای ساحلی، و سایر مواد تجمیع نشده و نهشتهها که در آن کانیهای با ارزش در رگهها، لایهها یا دانههای معدنی که عموماً در سراسر تودهای از سنگهای واقعی توزیع شدهاند، یافت میشوند. هر دو نوع کانسار، پلاسر یا لود، به دو روش سطحی و زیرزمینی استخراج میشوند.
برخی از معادن، از جمله بسیاری از عناصر خاکی کمیاب و همچنین استخراج اورانیوم، با روشهای کمتر رایجی مانند شستشوی درجا انجام میشوند؛ این تکنیک شامل حفاری نه در سطح و نه در زیرزمین است. استخراج مواد معدنی هدف با این روش مستلزم حل شدن آنها است، به عنوان مثال، پتاس، کلرید پتاسیم، کلرید سدیم، سولفات سدیم که در آب حل میشوند. برخی از مواد معدنی مانند کانیهای مس و اکسید اورانیوم برای حل شدن به محلولهای اسید یا کربنات نیاز دارند.
انواع معادن جهان
به طور کلی سنگهای معدنی استخراج شده از معادن شامل فلزات، زغال سنگ، شیل نفتی، سنگهای قیمتی، سنگ آهک، گچ، سنگ نمک، پتاس، شن و خاک رس است. در اصل هدف از استخراج مواد از معادن برای به دست آوردن موادی است که نمیتوان از طریق فرایندهای کشاورزی آن را تهیه نمود یا به طور مصنوعی در آزمایشگاه یا کارخانه تولید کرد. استخراج از معادن در مفهوم گستردهتر شامل استخراج هرگونه منبع تجدیدناپذیر مانند نفت، گاز طبیعی یا حتی آب است.
بزرگترین معادن جهان کدامند؟
آیا تابهحال از معدن بازدید کردهاید؟ اگر پاسخ مثبت است، احتمالاً از بزرگی آن کاملاً تحت تأثیر قرار گرفتهاید. زمینهای وسیعی که انسانها را با استخراج مواد خام متحد میکند. با این حال، صحبت در مورد اندازه معدن آسان نیست، زیرا بزرگی آنها توسط متغیرهای زیادی تعیین میشود. به همین دلیل است که ایجاد یک طبقهبندی از بزرگترین معادن جهان کار دشواری است، اما در این مقاله، ما قصد داریم به سفری گسترده در میان برخی از دیدنیترین آنها برویم.
معدن گراسبرگ (پاپوآ غربی، اندونزی)
اگر به آسیا سفر کنیم، در غرب پاپوآ (اندونزی) معدنی چشمگیر با مساحت امتیازی بیش از دو هزار کیلومترمربع پیدا میکنیم که تقریباً مساحت کل لیما، پرو است. با این حال، مناطق فرورفته و گودال این معدن به حدود صد کیلومترمربع میرسد.
این معدن در سال ۱۹۸۸ کشف شد و هنوز هم یکی از بزرگترین معادن روی کره زمین – طبق گزارش فوربس – است که در سال ۲۰۱۸ چیزی حدود ۸۳٫۹ تن طلا تولید کرده است. همچنین با تولید ۷۵۰۰۰۰ تن مس در این معدن علاوه بر طلا، دومین معدن بزرگ مس در جهان نیز است. این معدن از یک معدن روباز بزرگ با دهانهای که بیش از یک کیلومتر و نیم در سطح آن پهنا دارد و یک معدن زیرزمینی و چهار مرکز متمرکز تشکیل شده است.
معدن پوننگ (ژوهانسبورگ، آفریقای جنوبی)
در آفریقا شما حدود یک سوم ذخایر معدنی جهان را خواهید یافت. این قاره به عنوان «معدن بزرگ جهان» نیز شناخته میشود. برای مثال، بیش از ۴۰ درصد طلا، ۵۵ درصد الماس، ۶۶ درصد کبالت و بیش از ۸۰ درصد پلاتین در زیرزمین در آفریقا پنهان شده است.
اگر صحبت از طلا شد، معدن پوننگ واقع در جنوب شرقی ژوهانسبورگ، عمیقترین معدن در جهان است که از سال ۱۸۸۶ طلا در آن استخراج میشود. عمق فعلی آن به چهارهزار و دویست متر میرسد. هر روز بیش از چهارهزار معدنچی در جایی که دمای هوا در حدود شصت درجه سانتیگراد و سطح رطوبت نود و پنج درصد است پایین میروند تا سنگها و فلزات گرانبها را استخراج کنند. جالب است بدانید، پایین رفتن در این معدن میتواند نود دقیقه طول بکشد و حداکثر سرعت بالابر ۶۴٫۳ کیلومتر در ساعت است.
معدن کانیون بینگهام (یوتا، ایالات متحده)
معدن مس کانیون بینگهام، واقع در سالتلیکسیتی، یوتا، را نمیتوان در مورد معادن با ابعاد بزرگ نادیده گرفت. این معدن که متعلق به گروه ریوتینتو است و توسط شرکت تابعه آن یعنی شرکت کانه کات کوپر اداره میشود، یکی از قدیمیترین معادن فعال در ایالات متحده است.
این معدن از سال ۱۹۰۶ در حال استخراج مواد معدنی و فلزات است و در طی این زمان در اثر استخراج مواد معدنی چاهی با عمق تقریباً یک کیلومتر در این منطقه ایجاد کردهاند که بیش از چهار کیلومتر عرض و ۷۷۰ هکتار زمین پهنا دارد. در سال ۱۹۶۶ این بنا به عنوان یک اثر تاریخی ملی در ایالات متحده ثبت شد. این معدن روباز است و این افتخار را دارد که بزرگترین حفاری ساخته دست بشر روی زمین است.
معدن دیاویک (کانادا)
معدن الماس دیاویک با تولید بیش از هشت میلیون قیراط در سال یکی از دیدنیترین معادن روی کره زمین است. این شهر به دلیل موقعیتش، در جزیرهای در وسط لاک دو گراس، کمی بیش از دویست کیلومتر از دایره قطب شمال – مکانی کاملاً دورافتاده در وسط یک بیابان یخی، شناخته شده است. این معدن روباز در منطقهای در شمال کانادا است و عمق آن به دویست متر میرسد.
این منطقه تنها دو ماه از سال از طریق جاده قابل دسترسی است. سفر به آنجا از دریاچههای یخزده قابل انجام شدن است و سیصد و شصت و هفت کیلومتر تا شمال یلونایف ادامه دارد. غیر از این دو ماه، دسترسی به معدن فقط از طریق هوایی امکانپذیر است.
معدن میرنی (سیبری، روسیه)
ما سفر خود را در سیبری شرقی روسیه به پایان خواهیم رساند تا نگاهی به این معدن قدیمی الماس بیندازیم. متأسفانه این معدن در حال حاضر غیرفعال است، اما با این وجود چشمگیر است و نمیتوان آن را در این لیست جای نداد. این معدن درست بعد از معدن بینگهام، دومین حفاری بزرگ ساخته دست بشر، است.
عمق این معدن ۵۲۵ متر و قطر آن بیش از ۱۲۰۰ متر است و دارای دهانهای به قدری غولپیکر است که عبور هلیکوپترها از روی آن ممنوع است، زیرا جریانهای شدید هوایی که به سمت داخل معدن میتازند ممکن است باعث بروز حوادث میشوند.
ایمنی معادن جهان
ایمنی از دیرباز یکی از دغدغههای کسب و کار معدن، به ویژه در استخراج زیرسطحی بوده است. فاجعه معدن کوریرز، بدترین حادثه معدن اروپا، شامل کشته شدن ۱۰۹۹ معدنچی در شمال فرانسه در ۱۰ مارس ۱۹۰۶ بود. این فاجعه تنها حادثه فجیع در معدن نبود؛ بلکه بعدها با حادثه بنشیو کالیری در چین در ۲۶ آوریل ۱۹۴۲ که منجر به کشته شدن ۱۵۴۹ معدنچی شد، باعث نیاز مبرم وجود ایمنی در حفاری معادن شد. در حالی که امروزه استخراج معادن به طور قابلملاحظهای ایمنتر از دهههای گذشته است، حوادث معدن همچنان رخ میدهد. ارقام دولتی نشان میدهد که سالانه ۵۰۰۰ معدنچی چینی در تصادفات جان خود را از دست میدهند، در حالی که گزارشهای دیگر رقمی را تا ۲۰۰۰۰ نشان میدهد. حوادث معدنی در سرتاسر جهان ادامه دارد، از جمله حوادثی که باعث دهها مرگ در یک زمان میشود؛ مانند فاجعه معدن اولیانوفسکایا در روسیه در سال ۲۰۰۷، انفجار معدن هیلونگجیانگ در چین در سال ۲۰۰۹، و فاجعه معدن شعبه فوقانی در سال ۲۰۱۰ در ایالات متحده، به همین دلیل، فعالیتهای وابسته به معدن توسط مؤسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) به عنوان یک بخش ملی تحقیقات شغلی (NORA) برای شناسایی و ارائه راهبردهای مداخله در مورد مسائل ایمنی و بهداشت شغلی تأسیس شده است. همچنین پیشتر از این، اداره ایمنی و سلامت معدن (MSHA) در سال ۱۹۷۸ تأسیس شد تا “برای جلوگیری از مرگ، بیماری و صدمات ناشی از استخراج معادن و ارتقای محل کار ایمن و سالم برای معدنچیان ایالات متحده کار کند.” که خوشبختانه تأثیرات مثبتی داشت و توانست میزان تلفات از ۲۴۲ معدنچی در سال ۱۹۷۸ را به ۲۴ معدنچی در سال ۲۰۱۹ کاهش دهد.
محیطزیست و تأثیر معادن جهان بر آن
خوب است بدانید، عملیات معدنی میتواند اثرات منفی زیستمحیطی، هم در طول فعالیت معدنکاری و هم پس از بسته شدن معدن ایجاد کند. از این رو، اکثر کشورهای جهان مقرراتی را برای کاهش این تأثیر بر روی محیطزیست وضع کردهاند. با این حال، نقش بزرگ معدن در ایجاد کسب و کار برای جوامع اغلب روستایی، دورافتاده یا از نظر اقتصادی ضعیف به این معنی است که دولتها ممکن است در اجرای کامل چنین مقرراتی شکست بخورند. ایمنی کار نیز از دیرباز یک نگرانی برای کار در معادن بوده است، اما خوشبختانه در بسیاری از معادن بزرگ جهان با استفاده از شیوههای مدرن به طور قابل توجهی ایمنی در معادن بهبودیافته است. علاوه بر این، استخراج غیرقانونی از معدن، به ویژه در کشورهای در حال توسعه، اغلب به نقض محلی حقوق بشر و تضاد منابع منجر میشود.
سخن پایانی
ما در این مقاله به بررسی معادن و تاریخچه پیدایش آنها در سرتاسر جهان پرداختیم و با بزرگترین معادن فلزات جهان نیز آشنا شدیم تا نگاهی بهتر و واضحتر به خواستگاه مواد معدنی مصرفی خود که در زندگی روزمره به وفور از آنها بهره میبریم، داشته باشیم.