منابع معدنی تولید فلزات
منبع اصلی تمام فلزات پوسته زمین است که شامل رسوبات فلزی به شکل اکسید یا سولفید می باشد. این اکسیدها و سولفیدهای فلزی کانه نامیده میشوند و فلزات از آنها استخراج میگردند. در برخی موارد، فلزات نجیب مثل طلا، نقره و گاهی مس بصورت خالص یافت میشوند. سنگ های معدنی به ندرت شامل یک ترکیب فلزی هستند و بیشتر بصورت ترکیبی از کانی فلز مطلوب و دیگر ترکیبات ناخالصی می باشند. این ناخالصی باطله سنگ یا گانگ نام دارد. کانی های مهم بیشتر فلزات رایج در جدول صفحه ۵ وجود دارد.سنگ های معدنی در مناطق و در اعماق مختلف پوسته زمین یافت میشوند. سنگ های معدنی بوسیله روش های زیر زمینی یا تکنیک های استخراج معدن سطحی بدست می آیند. در این میان منیزیم غالبا از آب دریا استخراج میشود. پوسته زمین منبع پایان ناپذیر خیلی از عناصر فلزی مثل آهن، آلومینیوم، سیلیسیوم، کلسیم، سدیم و پتاسیم است. در مورد منیزیم، یک منبع پهناور وجود دارد زیرا که هر مایل مکعب از آب دریا شامل چند میلیون تن منیزیم است.
- آهن
منبع اولیه آهن از کانی های مگنتیت (Fe3O4)، هماتیت (Fe2O3) و لیمونیت (هماتیت بعلاوه مقداری آب ترکیب شده) می باشد. غلظت آهن در سنگ معدنهای پر عیار تا ۶۰٪ می رسد ولی سنگهای با ۲۵٪ آهن نیز در فرایند ذوب مستقیم استفاده می شوند. منبع اصلی کانه پرعیار در ایالات متحده ناحیه بالای دریاچه میشیگان و مینسوتا می باشد. دیگر مناطق مهم در آبگیر لورین فرانسه، میدلند انگلیس، آبگیر دونتزه و کوهستان اورال روسیه و شمال سوئد می باشند. مناطقی که در استخراج کانه آهن فعال است، شامل استان کبک شمالی در کانادا، الابرادور، برزیل و ونزوئلا هستند. تاکنون کانی های آهن با عیار بالا موجود بودند و توجه کمی به روش های تغلیظ آنها شده بود، اما کاهش کانیهای پرعیار موجب توسعه روش های غنی سازی سنگهای کم عیار شد. یکی از این سنگ ها تاكونیت است که مقدار زیادی كانی آهن کم عیار با ۳۰٪ آهن دارد که ذرات اکسید آهن در سراسر یک زمینه سیلیسی پخش شده اند. پر عیارسازی تاکنونیت با آسیاب کردن و تغلیظ انجام می گیرد و بعد از فرایند آگلومراسیون، پلت های تولید شده به کوره بلند شارژ می شوند.
- مس
مس در طبیعت به شکل های مختلفی از فلز خالص گرفته تا سولفید، اکسید و کربنات یافت می شود. مهم ترین معدن مس خالص در منطقه پنینسولای بالایی در میشیگان می باشد. ولی این معدن (دریاچهی مس) رو به اتمام است و اکنون یک منبع مهم مس به شمار نمی رود. مس عمدتا به صورت سولفیدی و به شکل کالکوسیت، کالکوپیریت و یا کاولیت یافت می شود. آبهای سطحی باعث اکسید شدن کانی های سولفیدی می شوند و اکسیدهای مس قسمت عمده ای از رسوبات سنگ مس را تشکیل میدهند. سنگهای مس معمولا مقدار مس کمتر از ۵% دارند، ولی فرآوری سنگ های حاوی کمتر از ۰/۰۵ % مس نیز سودمند می باشد. با در نظر گرفتن هزینه های حمل و نقل سنگهای کم عیار، استحصال این کانی ها وقتی اقتصادی است که تجهیزات تغلیظ در محل معدن واقع شود. منابع اصلی مس شامل کوردیلرا در ایالات متحده عربی و آمریکای جنوبی، فلات آفریقای مرکزی در رودزیای شمالی و استان کاتانگای کونگو و شیلد کانادا می باشند. بزرگ ترین و غنی ترین معدن مس جهان در چوکویکاماتایه شیلی است و دومین معدن بزرگ در تنگه بینگهام در یوتا می باشد.
-
آلومینیوم
آلومینیوم یکی از فراوان ترین عناصر فلزی است و تقریبا ۸٪ پوسته زمین را تشکیل می دهد و به صورت اکسید یافت می شود. اگر چه چندین کانی حاوی آلومینیوم می باشند، فقط بوکسیت استفاده تجاری دارد که یک سنگ حاوی اکسیدهای هیدراته آلومینیوم و ژیپسیت و دیاسپور است. این سنگها معمولا در مناطق گرمسیر استوایی و یا بالای استوایی یافت می شوند و مهم ترین منابع بوکسیت تجاری در سورنیام، گویانا، جامائیکا و اندونزی واقع شده اند. معادن دیگری نیز در ایالات متحده جنوبی و در چندین ناحیه اروپای جنوبی وجود دارند.
- سرب
سرب در طبیعت به صورت گالن سولفیدی است. آبهای سطحی باعث می شوند که قسمت های بالایی رسوبات سرب به كانه سولفیدی آنگلسیت یا کانه کربناتی سروزیت تبدیل شوند. سنگهای معدن سرب معمولأ علاوه بر روی شامل مقادیر قابل بازیابی مس، نقره، طلا، آنتیموان و بیسموت می باشند. بزرگ ترین تولید کنندگان سرب، ایالات متحده، استرالیا، روسیه، کانادا و مکزیک هستند. مقادیر قابل توجهی از سرب در آمریکای جنوب تولید می شود که معادن اصلی آن در پرو، بولیوی و آرژانتین واقع شده اند.
-
روی
مهم ترین کانی روی، اسفالریت سولفیدی است که به عنوان بلند روی شناخته می شود. کانیهای اسفالریت (ZnS) و گالن (PbS) معمولا در کنار یکدیگر هستند و مناطق تولید روی مشابه مناطق تولید سرب می باشند. تنها موردی که رسوبات روی حاوی مقادیر قابل ملاحظه ی سرب نمی باشد، معدن فرانکلین در نیوجرسی است که رسوبات مخلوطی از زینسیت (اکسید قرمز روی) و فرانکلینیت حاوی آهن و منگنز هستند.
- قلع
قلع یک فلز نسبتا کمیاب است و کمتر از ۰/۰۰۱ % پوسته زمین را شامل می شود. مهم ترین کانی اکسیدی قلع کاسیتریت است. اکسید قلع به عنوان یک کانی سنگین در رسوب های آبرفتی جمع می شود. این نوع رسوبات آبرفتی عمدتا در مالايا و اندونزی واقع شده اند و قلع به وسیله تکنیک های استخراج معدن آبی بازیابی می شود و اغلب، تجهیزات لایروبی برای تغلیظ سنگ معدن به کار می روند. بولیوی نیز ذخایر قلع قابل توجهی دارد. قلع در آنجا به صورت رو باز استخراج می شود و شامل رسوباتی با رگه های کانی استانیت است.
- تیتانیوم
تیتانیوم و منگنز فلزات نسبتا رایجی هستند و ۰/۱ تا ۱ درصد پوسته زمین را تشکیل می دهند. تیتانیوم به صورت کانی های ایلمنیت یا روتیل است و این کانی ها در ایالات متحده، کانادا، هند، استرالیا و برزیل یافت می شوند. منگنز در کانه اکسیدی پیرولوزیت وجود دارد. اولین تولید کننده منگنز شوروی می باشد که نیمی از تولید جهان را به خود اختصاص داده است. دیگر تولید کنندگان منگنز شامل هند، غنا، آفریقای جنوبی، برزیل و مراکش می باشند.
