این مقاله در ادامه بطور مفصل بعد از تعریف اینکه معدن چیست، به شرایط و انواع استفاده ها از مواد معدنی پرداخته است. این راهنما می تواند شما را با بخش های مختلف صنعت معدن و همچنین روش های مختلف بهره برداری و استفاده از معادن آشنا کند.

معدن چیست و توضیحاتی در مورد معدن

معدن کاری، صنعت پیچیده ای است که بر مبنای بسیاری از رشته های صنعتی دیگر بنا شده است و بنابرین مطالعه در مورد چنین صنعتی، مشکلات خاص خود را دارد. مشکل اصلی در این زمینه آن است که معدنکاری، صنعت آشنایی نیست و کمتر کسی است که با جزئیات آن آشنا باشد، حال آنکه در مورد صنایع دیگر این چنین نیست و مثلاَ در مورد رشته عمران، اکثر افراد با سازه های صنعتی آشنا هستند و آنها را دیده اند. از آنجا که این مطلب درباره انواع استفاده ها از معادن است لازم میدانم تا حدودی هم نیز با صنعت معدن آشنا شوید. می توان بطور کلی بخش های مهم صنعت معدن را به اکتشاف، استخراج، و بهره برداری توصیف کرد. در این خصوص، از وبسایت فوری آموز موقعیت مکانی انواع معادن کشور و همچنین اطلاعات بهره برداری و آمار معادن استان های ایران را می توانید دریافت کنید. در این خصوص می توانید مقاله اهمیت و کاربرد مواد معدنی صنعتی را مطالعه کنید.

در این مطلب ابتدا شرح مبانی معدنکاری می پردازیم تا شما یک دید کلی راجع به صنعت معدنکاری به دست آورید و برای مطالعه مطالب تخصصی تر که انتشار یافته و همچنان نیز بر تعداد آن افزوده می شود آماده شوید.

معدن چیست؟

معدنکاری و کشاورزی صنایع پایه کشور هاست. کشاورزی مواد اولیه خوراکی، پوشاکی و تا حدودی بعضی مصالح ساختمانی را تعمین می کند ولی به کمک معدنکاری، مواد اولیه مورد نیاز صنایع مختلف تامین می شود. در این خصوص می توانید مقاله کاربردهای مواد معدنی مختلف در صنایع را مطالعه کنید.
مواد اساسی ساختمان سازی نظیر سنگ های طبیعی، ماسه، رس و مواد اولیه سیمان، با فعالیت های معدنی تامین می شود. تهیه تمام سوخت ها مثل گاز طبیعی، نفت و زغالسنگ، زمینه دیگری از فعالیت های معدنی است. به عنوان نمونه دیگری از کارهای معدنی، میتوان از استخراج گوگرد، زغالسنگ، مواد دیر گداز، طلا، نقره، مس، سرب، روی، آهن و آلومینیوم نام برد که اهمیت آنها در صنایع بر کسی پوشیده نیست.

شاید کمتر کسی بتواند معدن را به درستی تعریف کند. در بسیاری موارد در رسانه های گروهی میخوانیم و یا میشنویم که مثلا «یک معدن بزرگ مس کشف شد». واضح است که چنین مطلبی صحیح نیست، زیرا اگر به محلی معدن گفته می شود، بایستی سال ها پیش کشف شده باشد.
به طور کلی برای اینکه یک استعداد بلقوه موجود در طبیعت که به آن کانسار می گوییم به یک معدن تبدیل شود، کانسار است نه معدن. پس از پی جویی و اکتشاف کانسار و آگاهی از اینکه که کانسار در شرایط فنی و اقتصادی موجود قابل بهره برداری است، بایستی معدن طراحی شود. یعنی اینکه ابتدا مشخص شود بهترین راه دست یابی به ماده معدنی چیست. پس از طراحی و انجام حفریات آماده سازی و احداث شبکه معدن، که معمولا چندین سال طول می کشد، آنگاه میتوان محل مورد نظر را معدن نامید. همچنین ثبت معدن کشف شده و اخذ مجوز و پروانه بهره برداری از معدن فرایند اداری و اجرایی پیچیده ای دارد. در این خصوص مقاله راهنما گام به گام ثبت معدن را مطالعه کنید.

گذری بر سوابق تاریخ معدنکاری

معدنکاری یکی از قدیمی ترین فعالیت هایی است که توسط بشر اولیه انجام گرفته است. از جمله کارهای معدنی قدیمی میتوان جدا کردن طلا از شن های رودخانه، استخراج و ذوب کانی های مس و استفاده از قیر طبیعی را نام برد. اولین کارهای معدنی به صورت ترانشه و حفره های روباز بوده است. بعدها، بشر روش های زیرزمینی را برای استخراج کانسنگ های فلزی به کار برد و تا اعماق ۱۵ تا ۲۰ متری در داخل زمین فرو رفت. ابزاری که برای این حفاری ها مورد استفاده قرار می گرفت، کلنگ هایی بود که با استفاده از سنگ های آتشزنه ساخته می شد بر اساس اطلاعات موجود، اولین فعالیت های معدنی توسط مصریان برای استخراج فیروزه در شبه جزیره سینا در حدود ۳۴۰۰ سال قبل میلاد انجام شده است. تحقیقات تاریخی نشان داده است که در حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح، نقره توسط بابری ها استخراج می شده و به عنوان واحد پول به کار میرفته است. در زمان های قدیم قسمت عمده طلا از جنوب سودان استخراج می شده است. برای استخراج طلا، چاه های کوچکی حفر و سپس مخلوط طلا و شن به وسیله ی سینی های چدنی و به روش شست و شو از هم جدا می شده است.
به نظر میرسد که کار استخراج معادن طلا از حدود ۴۰۰۰ سال قبل در این منطقه آزاد شده باشد. اولین آهنی که در صنعت به کار رفته، از نوع سنگ های آسمانی بوده است و با توجه به نادر بودن این سنگ ها، قیمت آهن اولیه از طلا نیز گرانتر بوده است.
فن استخراج آب های زیرزمینی به وسیله قنات ها را میتوان جزو اولین کارهای معدنکاری در نظر گرفت که مبتکر آن ایرانیان بوده اند. با توجه به آنکه طول این قنات ها در بعضی از نواحی ایران مرکزی به حدود ۶۰ کیلومتر میرسد، اهمیت این فن بیشتر مشخص می شود. در بسیاری از معادن فعلی ایران، آثار معدنکاری قدیمی دیده می شود که آنها را کارهای شدادی میخوانند. از جمله این معادن میتوان معادن سرب و روی تخلک (حوالی انارک)، معدن سرب آهنگران (حوالی ملایر)، معدن مس عباس آباد (از توابع شاهرود)، معدن سرب و روی ایران کوه (نزدیکی اصفهان) و معدن سرب و روی نمار (حوالی ده نمار از توابع بلده) را نام برد.
با اکتشاف معادن طلا در کالیفرنیا (۱۸۴۸ میلادی)، آفریقای جنوبی (۱۸۷۵ میلادی)، استرالیا (۱۸۸۲ میلادی) و کانادا (۱۸۹۶ میلادی)، صنعت معدن قدم های بزرگی در راه تکامل برداشت، به طوری که امروزه در تمام زمینه ها، از اکتشاف گرفته تا لوازم و وسایل استخراج و کارخانه جات کانه آرایی، یکی از مدرن ترین صنایع به شمار می آید.

تاریخچه معدنکاری در جهان

ارتباط مواد معدنی با رفاه و آسایش بشر آن چنان قدمتی دارد که محققان اعصار فرهنگی بشر را بر اساس مواد معدنی تقسیم بندی کرده اند (این اعصار به ترتیب عبارتند از: عصر حجر تا ۴۰۰۰ سال قبل از میلاد، عصر برنز از ۴۰۰۰ تا ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد، عصر آهن از ۱۵۰۰ سال قبل از میلاد تا ۱۷۸۰ میلادی، عصر فولاد از سال ۱۷۸۰ میلادی تا ۱۹۴۵ میلادی و عصر اتم از سال ۱۹۴۵ میلادی)
در بسیاری از مراحل بارز در تاریخ بشری ( از جمله سفر مارکوپولو به چین، کشف دنیای جدید توسط کلمپ، هجوم جویندگان طلا به سرزمین های کالیفرنیا، آفریقای جنوبی، استرالیا آلاسکای کانادا) دست یابی به مواد معدنی به عنوان هدف و مشوق اولیه مطرح بوده است (هارتمن ۱۹۸۷).
معدنکاری به عنوان یکی از قدیمی ترین فعالیت های بشر دارای تاریخچه ای طولانی است. ابزارهای آتش زنه (سنگ چخماق) به همراه اجساد انسان های دوران پارینه سنگی نشان میدهند که بشر در حدود ۴۵۰۰۰۰ سال قبل معدنکاری را شروع کرده است. اولین کارهای معدنی به صورت ترانشه و حفره های روباز بوده است. بعدها بشر روش های زیرزمینی را برای اسنخراج مواد معدنی به کار برد. با شروع عصر حجر با حفر فضاهایی به ارتفاع ۶/۰ تا ۹/۰ متر و عمق بیش از ۹ متر استخراج زیرزمینی را شروع کرد. ابزاری که برای این حفاری ها به کار می رفت، کلنگ هایی بود که با استفاده از سنگ های آتش زنه ساخته می شد (هارتمن ۱۹۸۷).
قدیمی ترین معدن زیرزمینی شناخته شده، یک معدن هماتیت در کشور سوئیس بوده که متعلق به عصر حجر است و اعتقاد بر این است که ۴۰۰۰۰ سال سن داشته باشد.
معدنکاران قدیمی برای کنترل زمین، تهویه، بالابری، روشنایی و کندن سنگ ها از روش های ابتدایی استفاده می کرده اند. بر اساس اطلاعات موجود اولین کارهای معدنی توسط مصریان برای استخراج فیروزه در صحرای سینا پنینسولا در حدود ۳۴۰۰ سال قبل از میلاد انجام شده است.
تحقیقات تاریخی نشان داده است که در حدود ۳۵۰۰ سال قبل از میلاد، نقره توسط بابلی ها استخراج می شده است و به عنوان واحد پول به کار میرفته است. در زمان قدیم عمده طلا از نوبیا واقع در جنوب سودان استخراج می شده است. برای استخراج طلا، چاه های کوچکی حفر و سپس مخلوط طلا و شن به وسیله سینی های چدنی و به روش شستشو از هم جدا می شده است. به نظر میرسد که کار استخراج معادن طلا از حدود ۴۰۰۰ سال قبل در این منطقه شروع شده باشد
اولین آهنی که در صنعت به کار رفته است از نوع سنگ های آسمانی بوده و با توجه به نادر بودن این سنگ ها، احتمالا قیمت آهن اولیه از طلا نیز گرانتر بوده است. با توجه به مشاهده آثار سرب در خرابه های تِروی که متعلق به ۲۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح است، میتوان گفت که این فلز نیز از زمان های خیلی قدیم استخراج می شده است (هارتمن ۱۹۸۷).
در ابتدا بشر از فلزات به شکل طبیعی استفاده می کرد با شروع عصر برنز و آهن، بشر ذوب را کشف کرد و تبدیل مواد معدنی به فلزات را فرا گرفت. فن خرد کردن سنگ ها سابقه بسیار طولانی دارد و در زمان های مختلف روش های گوناگونی برای این منظور به کار میرفته است.
بشر ابتدا با استفاده از استخوان، چوب و سنگ، ماده معدنی را از دل زمین استخراج می کرد. این روش کارآیی چندانی برای سنگ های سخت نداشت مگر آن که شکافی در سنگ وجود داشته باشد و یا درزه هایی در آن ایجاد شود و با گوه گذاری در سنگ بتوان آن را جدا کرده (هارتمن ۱۹۸۷).
با کشف روش آتش افروزی معدن کاران با افروختن آتش فراوان، سنگ ها را داغ می کردند و پس از آن که سنگ ها به اندازه کافی گرم می شدند، به طور ناگهانی آب بر روی آنها می ریختند. سرد شدن ناگهانی سنگ ها باعث ایجاد شکاف های متعدد در سنگ ها می شد و در مرحله بعد به کمک دیلم، قطعات خرد شده سنگ را از هم جدا می کردند این روش در بسیاری از معادن قدیمی به کار میرفته است و در آن زمان، هر معدن به میزان زیادی سوخت برای آتش افروزی نیاز داشت.
بعدها در مصر باستان روش حفر به وسیله گوه برای استخراج سنگ های لازم برای ساختن اهرام ثلاثه به کار رفت. در این روش ابتدا به وسیله قلم و چکش تعدادی چال در سنگ حفر و سپس داخل آن گوه های چوبی خشک فرو می کردند. هنگامی که به تعداد کافی چال پر شده آماده می شد، روی گوه های چوبی آب می ریخته و آنها را مرطوب می کرده اند. در اثر رطوبت حجم چوب ها زیاد می شده و فشار ناشی از این ازدیاد حجم به قدری زیاد بوده که باعث خرد شدن قطعات عظیم سنگ می شده است.
اختراع باروت یک انقلاب ناگهانی در صنعت معدن کاری به وجود آورد. باروت برای اولین بار در سال ۱۶۳۵ میلادی توسط یک مهندس معدن آلمانی در معدن نقره ناسا به کار رفت زیرا در حوالی معدن مزبور هیزم به اندازه کافی برای آتش افروزی موجود نبود. با توجه به نتایج خوبی که از به کارگیری باروت در حفر کارهای معدنی به دست آمده، به کارگیری آن به سرعت در معادن مختلف رایج شد. با وجود این در بعضی معادن تا اواسط قرن نوزدهم هنوز از روش قدیمی آتش افروزی استفاده می شد.
در سال ۱۸۴۶ میلادی یک دانشمند ایتالیایی به نام سوبرو موفق به اختراع نیتروگلیسرین شد. در ابتدای کار برای استفاده از نیتروگلیسرین مشکلاتی وجود داشت. به علت مایع بودن جسم، تنها در چال های سرپایین از آن استفاده می شد، مشکل دیگر نیتروگلیسرین نقطه انجماد بالای آن بود که در دمای ۱۳ درجه سانتیگراد یخ میزد و کاربرد این جسم در حالت یخ زده فوق العاده خطرناک است.
در سال ۱۸۶۷ میلادی آلفرد نوبل سوئدی به قدرت جذب ماده ای به نام گیسلگور (نوعی خاک دیاتومه دار) پی برد و بدین ترتیب با جذب نیتروگلیسرین توسط این جسم، توانست دینامیتی به نام دینامیت گور بسازد. در اثر مخلوط شدن نیتروگلیسرین با خاک دیاتومه دار، قدرت انفجار آن به طرز فاحشی کاهش یافت و این امر موجب اعتراض معدنکاران شد.
در سال ۱۸۷۹ خاک دیاتومه دار با نیتروسلولز تعویض شد و در نتیجه اختلاط این جسم با نیتروگلیسرین، مخلوطی خمیری شکل به دست آمد که قدرت آن دست کمی از نیتروگلیسرین نداشت و در عین حال کاربرد آن بسیار ساده و بدون خطر بود. بعدها با توجه به هدف استفاده از مواد منفجره، ترکیبات مختلفی از دینامیت ها ساخته شد.

تاریخچه معدنکاری در ایران

علم معدنکاری و صنایع وابسته به آن در کشور ما سابقه بس طولانی دارد. وجود آثار فعالیت های معدنی و ذوب فلزات در نواحی مختلف نشان دهنده سابقه طولانی معدن کاری در ایران و شناخت ایرانیان از علوم مربوطه است. صدها نام به جا مانده از روزگاران گذشته مانند آهنگران، کوه زر، زرشوران، کوه سرمه، کوه نقره و طالمسی گواه این مدعاست.
در بسیاری از معادن فعلی ایران آثار معدنکاری قدیمی وجود دارد از جمله این معادن میتوان معادن سرب و روی نخلک در حوالی انارک، معدن مس عباس آباد در حوالی شاهرود، معدن سرب آهنگران در حوالی ملایر، سرب و روی ایران کوه در نزدیکی اصفهان و معدن سرب و روی نمار در حوالی ده نمار از توابع بلده را نام برد.
معدنکاری باستانی که در اصطلاح معدن کاری شدادی نیز گفته می شود، به طور سنتی در هزاره چهارم قبل از میلاد و احتمالا قبل از آن انجام می شده است. بازمانده چوب های مورد استفاده برای کوه های ذوب شدادی در چند ناحیه کرمان آزمایش شده و سن رادیومتری را با روش رادیوکربن ۵۰۰۰ سال قبل تعیین کرده است (امامی ۱۳۷۵).
کوره های قدیمی ذوب فلزات و سرباره های باقی مانده از آنها دلالت بر فعالیت های بی وقفه معدن کاری در مقیاس وسیع در فلات ایران دارد. کوره های ذوب و سرباره های باقی مانده آنها از دامنه رشته کوه های سر به فلک کشیده زاگرس در غرب و البرز در شمال گرفته تا اعماق کویر یزد و دامنه رشته کوه های بلوچستان همراه با سرباره های معدن مس مثل چهل کوره واقع در ناحیه کراوه و معادن متروکه مس بین ناحیه خارستان و بیدستر تفتان گرفته تا کوه های مرکزی ایران دیده می شوند (کیا ۱۳۷۴).
شواهد دیرین شناسی نشان میدهد که شمال و مرکز ایران قدیمی ترین مناطق متالوژنی در دنیای قدیم بوده اند و ساکنان فلات ایران جزو اولین اقوامی بوده اند که به کشف فلز دست یافته اند
معدن کاران ایرانی در استخراج مواد مهارت زیادی داشته اند. دلیل این ادعا وجود شبکه وسیع حفریات زیرزمینی معدن قدیمی فیروزه نیشابور است که طی چند هزار سال به وجود آمده و در بعضی مواقع برای پیشگیری از ریزش آن از ستون ها و داربست هایی استفاده شده است که امروزه مایه ی حیرت اهل فن می باشد (کیا ۱۳۷۴).
آثار سفالینه و سنگینه های کشف شده و در برخی معادن دال بر قدمت صنعت معدن کاری در ایران پیش و پس از اسلام بوده و از طریق این گونه ابزار مشکوفه میتوان تاریخچه معادن را شناسایی و تاریخ دقیق شروع به کار این حرفه را در کشور تعیین کرد. یکی از قدیمی ترین مناطق سکونت در فلات ایران که قدمت آن به هزاره ششم قبل از میلاد میرسد، تپه سیلک بوده است که در ۵ کیلومتری غرب کاشان و سر راه فین قرار دارد. کاوش های تپه سیلک به وسیله یک هیئت فرانسوی به سرپرستی گیرشمن در سال ۱۹۳۳ میلادی انجام شده است که از طرف موزه لوور ماموریت داشته اند. در سیلک بهتر از سایر نقاط ایران میتوان آثار نحوه سکونت انسان های ما قبل تاریخ ایران و نیز سیر تکاملی پیشرفت فرهنگ آنها را مشاهده کرد. در سیلک آثار دوران های مختلف تکامل بشر اولیه کشف شده اند. آثار کشف شده نشان میدهد که کشاورزی اولیه، گله داری و استفاده از فلزات در این محل بیش از سایر نقاط ایران انجام می گرفته است. در سیلک قدیمی ترین آثار مسی متعلق به ۴۱۰۰ سال قبل از میلاد کشف شده است که به روش سرد چکش کاری شده اند. از این واقعیت چنین استنباط می شود که در سیلک گذر از عصر حجر به عصر فلزات در هزاره پنجم پیش از میلاد صورت گرفته است.
عدم کشف کوره های ذوب مس متعلق به آن دوران و همچنین شکل ابزارهای کشف شده موید این نظریه است که ابزار آلات ساخته شده در آن دوران در اثر چکش کاری مس آزاد ساخته شده اند. در سیلک آثار مربوط به عصر مفرغ (اواخر هزاره چهارم تا عصر آهن یعنی تا هزاره دوم قبل از میلاد) از مس و مفرغ از جمله سنجاق، دست بند، قلاب کمر و… کشف شده است (صمصادی مهاجر ۱۳۶۹).
از بررسی آثاری که از تپه زاغه (سگزآباد قزوین) به دست آمده و نیز برداشتی که از نحوه زندگی ساکنان آن منطقه شده است، چنین استنباط می شود که ساکنان آن از نظر دامداری، کشاورزی و زندگی در ساختمان های گلی جزو پیشرفته ترین اقوام فلات ایران بوده اند. زیرا در این منطقه از جمله قدیمی ترین روش های احیای سنگ مس و نیز ذوب و ریخته گری مس، کشف شده است که متعلق به ۴۹۰۰ سال قبل از میلاد می باشد چون آثار کشف شده مبتنی بر وجود کارگاه های متالوزی در سگزآباد، قدیمی تر از آثار پیدا شده در سیلک دیده است لذا احتمال میرود اولین متالوژیست های ایرانی نخستین تجارب عملی خود را در این محل بدست آورده باشند (صمصادی مهاجر ۱۳۶۹).
ناحیه دیگر متالوژی در ایران قدیم، تپه حصار در حوالی دامغان در ۳۶۱ کیلومتری تهران بوده است. ساکنان این منطقه همانند مردم سیلک به ساختن آلات و ابزار مسی مانند خنجر، سنجاق، میخ و میله تسلط داشته اند. ابزارهای مسی کشف شده در این منطقه از مس خالص طبیعی می باشد. همچنین در این منطقه اشیای مفرغی نیز پیدا شده است که متعلق به ۳۶۰۰ تا ۳۲۰۰ سال قبل میلاد می باشند. به استناد آثار کشف شده میتوان این دوره را آغاز عصر مفرغ در ایران به شمارآورد.
در اواسط هزاره چهارم قبل از میلاد، گویا مردم تپه حصار نیز به روش های ذوب و ریخته گری مس در کارگاه های مس گری آشنا بوده اند و لذا احتمالا این منطقه نیز میتواند در زمینه متالوژی جزو پیشرفته ترین نقاط ایران قدیم به شمار آید (صمصادی مهاجر ۱۳۶۹).
همچنین از قدیمی ترین مراکز تولید مس در ایران “تل ابلیس” واقع در ۸۰ کیلومتری جنوب غربی کرمان، “تپه یحیی” واقع در ۲۲۵ کیلومتری جنوب کرمان، خبیص کرمان (شهداد کرمان) واقع در حاشیه غربی کویر لوت و “تل آتشی” در نزدیک بم هستند.
دکتر کالدول که در این زمینه در استان کرمان مطالعاتی انجام داده می نویسد: “در بین قطعات سفالینی که از طبقات اول و دوم تل ابلیس در کرمان جمع آوری کرده ایم، تعدادی از نمونه ها دارای بقایای رنگ مس بوده اند و چنین به نظر میرسید که از بقایای سفالین ذوب فلزات بوده باشند… پس از به دست آوردن نتایج آزمایش های رادیوکربن مشخص شد که این قطعات مربوط به توده های سفالین ذوب فلز بوده و ۶۰۰۰ سال قدمت دارند…. به نظر می آید منطقه تل ابلیس قدیمی ترین محل صنعت ذوب فلز در دنیا بوده است” (امامی ۱۳۷۵).
در دهه ی اخیر در خبیص کرمان در بیش از بیست منطقه و در زمینی به وسعت ۶۰ کیلومتر مربع، توده های سرباره متعلق به کوره های تولید مس، کشف شده است. در این منطقه، کارگاه های مس گری برای تولید مس، آن هم از سنگ معدنی پیدا شده که در آنها کوره ها و بوته هایی برای تولید مس وجود داشته است. این کوره ها به شکل مکعب مستطیل و به ابعاد ۵۰ سانتی متر و ارتفاعی حدود یک متر بوده و متغلق به هزاره چهارم و یا اواسط هزاره سوم پیش از میلاد می باشد.
در خبیص کرمان آثار هنری زیادی کشف شده که حدود ۲۰ درصد آنها فلزی است.از جمله این اشیاء میتوان انواع ظروف، پیاله، دیزی های کوچک و بزرگ و درفش از جنس مس و مفرغ و نیز زیورآلاتی نظیر انگشتر، گوشواره و حلقه های مسی و نقره ای و طلایی و سنگ های مزین به طلا را نام برد (صمصادی مهاجر ۱۳۶۹).
از دیگر مناطق مهم معدنی ایران قدیم، طالمسی، مسکنی، انارک و نخلک می باشند. در کاوش هایی که تیله کوت به همکارانش از این منطقه به عمل آورده اند چند توده کوچک سرباره در کنار جاده طالمسی-مسکنی در فاصله ۵/۲ کیلومتری طالمسی و چند توده سرباره در مسکنی در ۵ کیلومتری طالمسی و نیز کوره کوجکی در تزدیکی معدن نو و توده های سرباره در فاصله ۲۰ کیلومتری جاده طالمسی-نائین پیدا کرده اند علاوه بر این توسط این محققین یک کارگاه تولید مس در ۷ کیلومتری غرب طالمسی و فاصله یک کیلومتری از جاده کشف شده است (صمصادی مهاجر ۱۳۶۹).
به طور کلی اشیای کشف شده در سراسر ایران نشان میدهد که اکثر نقاط ایران معادنی مختلفی وجود داشته و مورد بهره برداری قرار گرفته اند. یک کارشناس خارجی در دوره صدارت میرزا تقی خان امیرکبیر می گوید: «من کشوری نمی شناسم که از حیث غنای فلزات خصوصا مس به پای ایران برسد. تقریبا در تمام استان های ایران یک معدن مس وجود دارد». جالب توجه است که تعدادی از کانی های معدنی نیز در ارتباط با ایران و به اسم دانشمندان ایرانی نامگذاری شده اند.

اهمیت صنایع معدنی

اهمیت منابع معدنی چه در زمان صلح و چه در زمان جنگ بر کسی پوشیده نیست. در حقیقت میتوان گفت کشورهایی از نظر صنعتی موفقیت یافته اند که یا خود دارای منابع معدنی مهم بوده اند و یا به آسانی از منابع معدنی سایر کشورها بهره برداری کرده اند.
در بین منابع معدنی، سوخت ها و آهن در درجه اول اهمیت قرار دارند و در مرحله بعد مس، سرب و روی قرار می گیرند. موادی نظیر فسفات ها، پتاس، نیترات و گوگرد نیز برای صنایع شیمیایی اهمیت بسیار دارد. طلا و نقره گرچه با ارزش هستند ولی از نظر پایه گذاری صنایع اصلی، نقش چندانی ندارند. مقاله کاربرد مواد معدنی در صنعت را مطالعه کنید.

رابطه استخراج معدن با سایر علوم و فنون

استخراج معدن را نمی توان به عنوان یک درس کاملا مستقل مورد مطالعه قرار داد بلکه این درس در حقیقت تلفیقی از سایر رشته های مهندسی نظیر عمران، مکانیکی، برق، شیمی و زمین شناسی است که این فنون، خود براساس علوم ریاضی، فیزیک و مکانیک، پایه گذاری شده اند.

استفاده از مواد معدنی

عناصر یا ترکیبات طبیعی به نام مواد معدنی بخش عمده ای از پوسته زمین را اشغال می کنند. اهمیت مواد معدنی در این واقعیت نهفته است که هر آنچه در زندگی روزمره خود استفاده می کنیم یا می بینیم، چه خمیردندان باشد یا یک کارخانه خمیردندان، همه چیز و هر چیزی از مواد معدنی ساخته شده است. اینها نه تنها در ساختن مواد مادی استفاده می شوند، بلکه در غذاهایی که می خوریم نیز وجود دارند. از این رو، اشتباه نیست اگر بگوییم مواد معدنی جزء ضروری زندگی انسان هستند.

اگرچه همه ما ممکن است بارها با اصطلاح “مواد معدنی” برخورد کرده باشیم، بسیاری از ما ممکن است فکر کنیم، “مواد معدنی برای چه استفاده می شوند!” برای درک بهتر انواع کانی ها و کاربرد آنها، اجازه دهید کانی ها را به دو دسته زیر طبقه بندی کنیم:

کانی های فلزی، مانند مس، بوکسیت، طلا و غیره.

مواد معدنی غیرفلزی، مانند سوخت های فسیلی، گرافیت و غیره.

همانطور که از نام آن پیداست، کانی های فلزی منبع فلزات هستند. اینها را می توان بیشتر به دو دسته آهنی (دارای محتوای آهن) و غیر آهنی (بدون آهن) طبقه بندی کرد.

مواد معدنی فلزی چیست؟

کانی های فلزی عناصر یا ترکیباتی هستند که به طور طبیعی یافت می شوند و عمدتاً ماهیت فلزی دارند. از آنها برای استخراج فلزات از آنها استفاده می شود. به عنوان مثال، بوکسیت برای بیرون کشیدن آلومینیوم از آن استفاده می شود. سنگ آهن برای تولید فولاد پردازش می شود. مس از طریق عملیات شیمیایی و غیره از سنگ معدن آن جدا می شود. کانی‌های فلزی (کانه‌های معدنی) را می‌توان به طور کلی به سنگ‌های آهنی و غیرآهنی طبقه‌بندی کرد.

سنگ معدن آهنی: سنگ معدنی است که به عنوان یک جزء اصلی حاوی آهن است. رایج ترین سنگ آهنی هماتیت است که برای ساختن چدن (نوعی فولاد) استفاده می شود.

سنگ معدن های غیر آهنی: سنگ معدن هایی که آهن به عنوان جزء غالب ندارند، سنگ های غیر آهنی نامیده می شوند. رایج ترین نمونه سنگ مس است که برای ساخت برنج و برنز استفاده می شود.

موارد استفاده از مواد معدنی فلزی

از آنجایی که کانی های فلزی منابع فلزات هستند، رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته هستند. به همین دلیل است که آنها در طیف وسیعی از کاربردهای صنعتی کاربرد دارند. موارد زیر به چند مورد استفاده از برخی کانی های فلزی مهم اشاره شده است:

آلومینیوم: آلومینیوم فراوان ترین کانی فلزی در پوسته زمین است. از سنگ معدن بوکسیت استخراج می شود. کاربرد آن در تعدادی از صنایع از جمله،

صنعت خودرو

صنعت ساختمان

صنعت برق

ساخت قوطی، بطری و غیره

مس: یکی دیگر از کانی های فلزی مهم است که کاربردهای وسیعی دارد.

در ساخت قطعات ماشین آلات، قطعات الکترونیکی، سیم های برق و غیره استفاده می شود.

سکه ها و جواهرات نیز با استفاده از مس ساخته می شوند.

بیماری های گیاهی را نیز می توان با استفاده از ترکیبات مس درمان کرد.

طلا: طلا یک کانی فلزی است که بسیار براق است. عمدتاً در ساخت جواهرات استفاده می شود. از این رو یک ماده معدنی اقتصادی نیز محسوب می شود. به عنوان یک رسانای عالی الکتریسیته، در صنعت الکترونیک نیز استفاده می شود. مقاله یک تحلیل عمیق درباره طلا را مطالعه کنید. همچنین می توانید ابزار اکسل آماده محاسبه قیمت طلا توسط طلافروشی ها را از فوری آموز دانلود کنید.

به همان اندازه که ما از مواد معدنی در زندگی روزمره خود، در ساخت کالاهای مادی و لوازم خانگی استفاده می کنیم، از آنها در رژیم غذایی روزانه خود استفاده می کنیم. اکنون اجازه دهید در مورد برخی از کاربردهای مواد معدنی در بدن صحبت کنیم.

کانی های غیرفلزی چیست؟

کانی های غیرفلزی جامدات معدنی طبیعی هستند که محتوای فلزی ندارند. رایج ترین نمونه ها عبارتند از زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی و غیره که برای به دست آوردن انرژی به صورت گرما و برق استفاده می شود.

انواع کانی های فلزی

کانی های فلزی را بر اساس ساختار و شکل گیری می توان به دو نوع عمده کانی های آذرین و کانی های رسوبی طبقه بندی کرد.

کانی های آذرین: کانی هایی هستند که از انجماد سنگ های مذاب به نام ماگما به وجود می آیند. رایج ترین نمونه گرانیت است که برای ساخت کانتر و کاشی استفاده می شود.

کانی های رسوبی: به کانی هایی که از رسوب گذاری رسوبات (تکه های کوچک سنگ و سایر مواد) به وجود می آیند کانی های رسوبی نامیده می شوند. رایج ترین مثال زغال سنگ است که برای تولید برق استفاده می شود.

موارد استفاده از کانی های غیرفلزی چیست؟

از کانی های غیرفلزی به عنوان مصالح ساختمانی استفاده می شود. برخی از رایج ترین نمونه ها عبارتند از آجر، سنگ، شیشه و غیره که برای اهداف ساختمانی استفاده می شود.

آنها همچنین در تولید مواد شیمیایی که به فعالیت‌های کشاورزی و تصفیه آب‌ها کمک می‌کنند، استفاده می‌شوند. کانی های غیرفلزی پتانسیل تولید انرژی را دارند که در سال های اخیر اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است.

استفاده های زیادی از مواد معدنی خارج از پوسته زمین، از جمله مصالح ساختمانی مانند سنگ مرمر، تخته سنگ، کاغذ سنباده و کاشی های سرامیکی وجود دارد. سنگ های قیمتی مانند الماس برای استفاده در جواهرات؛ و کودهای کشاورزی

موارد استفاده از مواد معدنی در بدن:

مواد معدنی نقش حیاتی در رشد و تکامل بدن انسان دارند. در زیر چند ماده معدنی ضروری مورد نیاز بدن انسان و موارد استفاده از آنها آورده شده است.

کلسیم – فراوان ترین ماده معدنی موجود در بدن انسان است و برای سلامت استخوان ها و دندان ها لازم است. همچنین به تنظیم فشار خون و سیستم ایمنی بدن و تعادل مایعات درون سلول ها کمک می کند. کلسیم همچنین نقش کلیدی در عملکرد کارآمد آنزیم ها دارد. کمبود کلسیم می تواند منجر به بیماری استخوان شکننده (پوکی استخوان) شود که باعث زوال استخوان می شود. بنابراین مصرف صحیح یک رژیم غذایی غنی از کلسیم برای رشد و تکامل بدن مهم است. شیر، پنیر، آجیل، ماست و غیره چند غذای غنی از کلسیم هستند.

پتاسیم، سدیم – اینها مواد معدنی هستند که در بدن انسان اهمیت زیادی دارند زیرا نقش حیاتی در انجام عملکردهای الکتریکی و سلولی دارند. پتاسیم غالب ترین کاتیونی است که در سلول ها یافت می شود. اینها برای انتقال عصبی و انقباض عضلانی استفاده می شوند. پتاسیم به مقدار بیشتری از سدیم در بدن ما وجود دارد. مصرف زیاد سدیم باعث فشار خون بالا (فشار خون بالا) می شود. از این رو، حفظ تعادل مناسب سدیم و پتاسیم در بدن برای کاهش خطر بیماری های قلبی عروقی و سکته مهم است. سبزیجات برگ سبز، میوه ها، غلات کامل سرشار از پتاسیم و کم سدیم هستند.

گوگرد – بخش مهمی از پروتئین است. همچنین برای تولید انسولین ضروری است. غذاهای دریایی، پیاز، شلغم، سیر و غیره حاوی مقدار خوبی گوگرد هستند.

فسفر – برای سلامت استخوان ها لازم است. اسکلت از 85 درصد فسفر بدن تشکیل شده است. یون فسفات همچنین به حفظ تعادل اسید و باز کمک می کند.

منیزیم – بخش عمده ای از منیزیم در استخوان ها وجود دارد. انجام انتقال عصبی عضلانی و عملکردهای مختلف سیستم های آنزیمی مهم است.

همانطور که اکنون می دانیم، همه چیزهایی که در این دنیای مدرن در اطراف خود می بینیم از مواد معدنی تشکیل شده است، این نشان دهنده اهمیت اقتصادی مواد معدنی در دنیای امروز است.

استفاده اقتصادی از مواد معدنی

تا آنجا که به مصارف اقتصادی مواد معدنی مربوط می‌شود، کانی‌های غیرفلزی یا مواد معدنی انرژی‌زا عمدتاً به این هدف عمل می‌کنند. آنها در صنعت کشاورزی، صنعت حمل و نقل، صنعت برق و غیره استفاده می شوند. علاوه بر کانی های غیرفلزی، فلزات گرانبها مانند طلا، نقره و پلاتین نیز از اهمیت اقتصادی بالایی برخوردار هستند.

مواد معدنی انرژی مانند زغال سنگ، نفت، گاز طبیعی سوخت های اساسی هستند و در تولید برق حرارتی، موتورهای خودرو، صنایع آرایشی و بهداشتی، ساخت لاستیک مصنوعی و موارد دیگر استفاده می شوند.

تا به حال به این فکر کرده اید که جاده هایی که در آنها قدم می زنیم یا خانه هایی که در آن زندگی می کنیم از چه ساخته شده اند؟ اینها از مواد معدنی ساختمانی مانند ماسه، شن، خاک رس یا سنگ های خرد شده ساخته شده اند که در ساخت آجر، بتن و غیره استفاده می شود. خودروهایی که از سوخت کار می کنند. اگر دنیای اطراف خود را می بینیم که همه حتی در تاریکی روشن و روشن شده است، آنگاه تنها به دلیل انرژی هیدروالکتریکی است که با استفاده از مواد معدنی مختلف فلزی و انرژی تولید می شود. استفاده از منابع معدنی بسیار زیاد است و کاهش مواد معدنی می تواند تأثیر جدی بر زندگی انسان بگذارد.

به طور کلی، می توان گفت که همه چیز از گچی که برای نوشتن روی تخته سیاه استفاده می کنیم تا اتوبوس هایی که برای رسیدن به مدرسه سوار می شویم، از مواد معدنی ساخته شده است. در واقع، تمام این جهان و همه موجودات زنده اطراف ما از مواد معدنی تشکیل شده اند. خواص شیمیایی و فیزیکی مشخصه کانی ها مسئول طیف وسیعی از کاربردهای آنهاست. به همین دلیل است که مواد معدنی بخش مهمی از زندگی روزمره ما و موضوع مهم مطالعه است. هرچه بیشتر در مورد آن بیاموزیم، بیشتر در مورد پتانسیل عظیم مواد معدنی در آسان‌تر کردن و پیچیده‌تر کردن زندگی انسان می‌دانیم.

نتیجه گیری

در این مقاله با اهمیت مواد معدنی آشنا شده ایم. ما همچنین آموخته ایم که همه چیز در اطراف ما از مواد معدنی و کاربرد آنها در زندگی روزمره ما تشکیل شده است. به عنوان نکته پایانی می توان گفت که منابع زیادی وجود دارد که ممکن است از آنها اطلاعاتی در مورد کانی شناسی به دست آوریم. مقاله «استفاده ها و کاربردهای مواد معدنی» یک نقطه شروع عالی برای اشخاصی است که تازه با این موضوع آشنا می شوند. این یک منبع جامع است که اطلاعاتی در مورد رایج ترین کانی ها و موارد استفاده از آنها ارائه می دهد. بنابراین، دانستیم که معادن که در بخش های مختلف یک کشور پراکنده هستند می توانند کاربرد ها و استفاده های مختلفی در صنایع متفاوت زیادی داشته باشند.