تسعة
الرئيسية » اعرف اكثر » تعرف على » استخراج المعادن : كيف تتم عمليات استخراج المعادن من باطن الأرض ؟

استخراج المعادن : كيف تتم عمليات استخراج المعادن من باطن الأرض ؟

شرح مفصل لعملية استخراج المعادن من باطن الأرض حتى تصل إلينا، وشرح لتطور عملية استخراج المعادن عبر التاريخ، وذكر الوسائل المختلفة التي يتم بها التعدين.

استخراج المعادن

تستخرج المعادن من الأرض بعدة طرق، وتسمي هذه العملية التعدين. وتشمل عملية التعدين استخراج المعادن من الأرض وتنقيتها. فالمعادن توجد في القشرة الأرضية وتكون مختلطة بمواد أخرى وتسمي الشوائب أو الرواسب، وللاستفادة من هذه المعادن يجب استخراج المادة الخام للمعدن وفصلها عن الشوائب. وتوفر عملية التعدين المعادن والمواد الخام الضرورية والتي تستخدم في الصناعات المهمة، مثل معادن الحديد والألومنيوم والنحاس والتي تستخدم في الصناعات الثقيلة كصناعة الطائرات أو السيارات. وقد كانت تستخرج المعادن من قديم الأزل وقد عرف القدماء من ألاف السنين طرق عدة لاستخراج المعادن مثل الحفر وبناء الأنفاق ليحصلوا على المعادن المهمة كالأحجار التي كانت تستخدم في تصنيع الأسلحة وتطورت هذه العملية على مر العصور.

استخراج المعادن : الطرق المستخدمة والتطور التاريخي

تحديد المعادن الموجودة في التربة

تبدأ عملية استخراج المعادن من الأرض بتحديد المعادن الموجودة في التربة. ويتطلب ذلك أخذ عينة من تربة الأرض وتحويلها من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة وتطبق عليها عدة تقنيات وتحاليل لتحديد أنواع المعادن الموجودة في هذه التربة. ثم بعد ذلك تبدأ عملية الاستخراج والتنقية.

طرق استخراج المعادن من الأرض

تتوقف الطريقة المتبعة حتى تستخرج المعادن من الأرض وأيضا التكلفة على حسب نشاط المعادن، نوع التربة التي يستخرج منها، مدى قربه أو بعده عن سطح الأرض، وكيفية تكوين المعادن في قشرة الأرض. وكل هذا يؤثر على الجهد المطلوب والوقت اللازم لعملية استخراج المعادن وفصلها عن القشرة الأرضية، وكذلك يحدد نوع المعدات المستخدمة. وتنقسم طرق استخراج المعادن من الأرض إلى نوعين، طرق التعدين المفتوح وطرق التعدين تحت الأرض على حسب نوع المنجم المستخرج منه المعدن.

طرق التعدين المفتوح

وتستخدم في حالة وجود مناجم أو محاجر سطحية مكشوفة، والتي تستخرج منها المعادن القريبة من سطح الأرض. وتعتبر هذه الطرق أقل تكلفة من طرق التعدين تحت الأرض ولكنها أيضا الأكثر تأثرا بالأحوال الجوية. وتستخدم عادة في استخراج معادن مثل الذهب والماس والبلاتين. ومن أهم الطرق المستخدمة في التعدين المكشوف:

  • التعدين بغسل الراسب الرملي: وتستخدم لعملية استخراج المعادن الثقيلة مثل الذهب والبلاتين والقصدير وتنقيتها من رواسب الرمل والحصى وتتم التنقية في جداول المياه وتستخدم هذه الطريقة عند توافر مصادر مياه قريبة من مناطق الاستخراج في حالة ما إذا كانت الترسبات بكمية محدودة. أما في حالة وجود الترسبات بكميات عالية فيتم الفصل حوض خشبي مائل يسمى بالصندوق المخدد ويتم استخدام تدفق المياه بكميات مما يجعل الترسبات تطفو على السطح بينما المعادن ثقيلة الوزن تترسب في أخاديد داخل الصندوق.
  • الجرف المائي: وهي طريقة مستخدمة في حالة أن طبقات الرواسب الموجود بها المعادن كانت سميكة. فيتم إنشاء بحيرة كبيرة، وتستخدم الكراكات، وهي آلات ضخمة تشبه الصنادل البحرية، للغطس داخل البحيرة وجرف الرواسب المحتوية على المعادن ونقلها أعلى الكراكة حيث يتم غسلها و استخراج المعادن بطريقة التعدين بغسل الراسب الرملي.
  • التعدين المكشوف: وتستخدم هذه الطريقة لعملية استخراج المعادن الثقيلة والتي تكون مغطاة بطبقات صخرية. فيتم بكشف الغطاء الصخري باستخدام آلات قوية، ثم تستخدم المتفجرات بعد ذلك لتفجير الكتل الصخرية وفصلها عن الرواسب الحاملة للمعادن. ويتم تقطيع المنجم إلى عدة مصاطب بشكل أفقي لإزاحة الصخور وتقوم القطارات بع ذلك بنقل المعادن إلى أعلي سطح المنجم.
  • التعدين بالتجريد: ويستخدم لعملية استخراج المعادن مثل الفوسفات والفحم الحجري. فيتم أولا تجريد الغطاء الترابي باستخدام ورمي الطبقة المجردة خارج المنجم في محاذاة مكان القطع. ثم يتم قطع المعدن الخام ونقله في عربات سكة حديدية. ثم يتم عمل تجريد لمكان أخر واستخدام الغطاء الترابي المقتلع لتغطية الحفرة السابقة. وهذه الطريقة قد تتسبب في تدمير الأراضي حيث يتم تجريفها، ولذا يفضل استخدام طرق للاستصلاح بعد الانتهاء من استخراج المعادن.
  • التحجير: وتستخدم في حالة وجود المعدن على سطح الأرض بدون غطاء أو حتى وجود غطاء ترابي خفيف. مثل المناطق التي يستخرج منها الحجر الجيري والجبس. فيتم تفجير أو ثقب الصخور المحتوية على المعادن الخام، ثم يتم تجريف الرمال من حولها، وتنقل الكتل الصخرية بعد ذلك لتقطيعها وتشكيلها مثل تشكيل الرخام والجرانيت.

طرق التعدين تحت الأرض

وتستخدم هذه الطرق عند وجود المعادن على عمق كبير تحت سطح الأرض. وتتنوع الطرق علي حسب نوع المعدن وطريقة تشكيله تحت سطح الأرض. ومن أهم الطرق المستخدم في التعدين تحت الأرض:

  • التعدين بالحُجْرة والعمود: وهي طريقة مستخدمة للحصول على كتلة أفقية تحتوي على المعادن الخام، ثم يقوم العمال باستخراج المعدن إما بعمل ثقوب في الكتلة أو باستخدام المتفجرات.
  • التعدين القطع والتعبئة: وفى هذه الطريقة يقوم العمال بتعدين المعدن في شكل شرائح أفقية من أسفل إلي أعلي، وبعد الانتهاء يتم ملء الفراغات بالصخور والرمال.
  • التعدين بانهيار القوالب: وتستخدم هذه الطريقة عندما نكون القمة الصخرية ضعيفة. ويتم تقسيم المعدن الخام إلى مجموعة من القوالب أو المكعبات قد تصل إلى 1000 متر مكعب، مع وضع متفجرات أسفل القوالب وتنشأ شروخ نتيجة التفجيرات ومن خلالها يتم استخراج المعدن.
  • التعدين بالانكماش: تستخدم هذه الطريقة في حالة أن المعدن المطلوب استخراجه موجود بشكل شرائح أو عروق عميقة وشديدة الانحدار. ويتم فيها عمل ثقوب لوضع المتفجرات من أسفل مع تعدين أعلي الشرائح المكسورة.
  • التعدين بطريقة الحائط الطويل: ويتم في هذه الطريقة شق أنفاق تحت الأرض لعمل مداخل رئيسية للمنجم. ثم يقوم العمال باستخدام آلات استخراج المعدن من حائط واحد طويل، وقد يبلغ طول الحائط من 90 إلى 210 متر. وتستخدم مجموعة من الدعامات الهيدروليكية لدعم سطح المنجم حتى لا ينهار على العمال

طريقة استخراج المعادن بالضخ

وتستخدم هذه الطريقة لعملية استخراج المعادن في الحالة السائلة من البحار والمحيطات. وتتم عادة بضخ المياه بكميات ضخمة إلى مصانع لعملية استخراج المعادن والحصول على كميات من المعادن مثل الماغنسيوم، وذلك عن طريق تمرير المياه على فلاتر لحجب الترسبات المحتوية على العناصر المعدنية

تنقية المعادن من الشوائب

تحتوي قشرة الأرض على أنوع مختلفة من الصخور. والصخور هي خليط من المادة الخام للمعادن وبعض المواد الأخرى والتي تمسي بالشوائب أو الرواسب. وتوافر الخامات المعدنية في أي دولة يمثل انطلاقة كبيرة لاقتصادها. حيث يتم استخراج المعادن وتنقيتها من الرواسب، ومن ثم توفير مواد خام واستخدامها في العديد من الأغراض بداية من الصناعات الصغيرة والمكملة ومرورا بالصناعات المتوسطة وحتى الصناعات الكبيرة والضخمة.

التعدين

وتستخرج المعادن من الأرض عن طريق التعدين، ويتضمن الحفر وتجهيز كميات من الصخور والتي تحتوي على كميات كبيرة ومناسبة من المعادن لاستخلاصها حسب نوع المعدن وكمية نشاطه وارتباطه بالقشرة الأرضية والرواسب. فالمعادن عالية النشاط مثل الليثيوم والألومنيوم تكون الأصعب في الاستخراج حيث أنها ترتبط ارتباطا شديدا بالعناصر أو المواد الأخرى المختلط بها. ويتم استخراجها باستخدام التحليل الكهربي. أم المعادن متوسطة النشاط مثل الحديد والرصاص تستخدم الانصهار بالكربون. والمعادن قليلة النشاط مثل النحاس والذهب فتكون عادة الأسهل وتستخدم طرق عدة لاستخراجها.

عوائق عملية استخراج المعادن

وكما تشارك المواد الخام وتصديرها في اقتصاديات الدول، قد تصاحب عملية استخراج المعادن من الأرض بعض العوائق، مثل ارتفاع تكاليف الاستخراج أو تأثير طريقة الاستخراج على البيئة. ولذا فإن بعض الدول لا تستطيع الاستفادة الكاملة من ثرواتها الطبيعية من المواد الخام.

ولاء سالم

كاتبة عربية لغتي الأم اللغة العربية كما اتحدث الإنجليزية بطلاقة. حاصلة على درجة البكالوريوس فى هندسة الكمبيوتر. عضو متطوع في مؤسسة الأمم المتحدة للمتطوعين.

أضف تعليق

اثنان × خمسة =