فلزات استراتژیک برای فناوری‌های مدرن و صنعت ضروری هستند اما ذخایر آنها محدود است. این فلزات در صنایعی مانند انرژی، مخابرات، صنایع نظامی و الکترونیک که برای اقتصاد، صنایع دفاع، پزشکی و یا زیرساخت‌ها ضروری‌اند، مهم هستند.
به‌طور کلی فلزات استراتژیک به دلایل زیر مهمند:
میزان مصرف جهانی، فقدان جایگزین برای آنها، گرم شدن زمین، کمیابی، عیار پایین، تامین‌‌کننده های انحصاری، ناپایداری سیاسی در نواحی تامین‌‌کننده و کلیدی، آسیب‌‌پذیری نواحی تامین‌‌کننده کلیدی به‌دلایلی نظیر تغییرات آب و هوا یی و…
بهدلیل تقاضای بالای جهانی، کمیاب بودن و انحصاری بودن آنها بسیاری کشورها از جمله آمریکا و انگلیس به دنبال پیدا کردن راه حل برای جایگزین کردن این فلزات و یا بازیابی آنها هستند. انحصاری بودن آنها نقش تعیین‌‌کنندهای در اقتصاد جهانی دارد. به‌طور مثال چین تامین کننده عمده عناصر نادر است که به دلیل انحصاری بودن آن تعیین کننده قیمت و بازار این عناصر در جهان است. مثلا چین در سال 2010 بهدلیل مسائل سیاسی از فروش این عناصر به ژاپن جلوگیری کرد و صنعت غالب ژاپن که خودروسازی است با مشکلاتی روبه‌‌رو شد. این اقدامات چین و عدم فروش این مواد تاثیر به سزایی بر روی بازار رقابتی کنونی دارد. این عناصر گذشته از اینکه منابع اولیه محدودی دارند برای فراوری و استحصال آنها قوانین محیط زیستی شدیدی وجود دارد که سایر کشورها حتی اگر منابع اولیه این عناصر را هم داشته باشند، بهدلیل الزام رعایت آن قوانین، برای استحصال آنها مشکلات زیادی را باید پشت سر گذارند؛ در حالی که چین این الزامات محیط زیستی را رعایت نمیکند و محدودیت محیط زیستی ندارد. در حال حاضر آمریکا تا حدود زیادی این عناصر را از سوی کانادا، کشورهای آفریقایی و اروپایی تامین میکند ولی برای تامین یکسری عناصر با مشکل مواجه است. انگلیس نیز دنبال راه حل‌های مختلف برای تامین فلزات استراتژیک است. بازیافت این عناصر از محصولاتی که عمر مفید آنها تمام شده یکی از راه حل‌های مواجه شدن با کمبود این عناصر است که دولت‌ها نیز از این امر حمایت می‌کنند.
در حال حاضر مصرف‌کنندگان اصلی فلزات استراتژیک آمریکا و ژاپن هستند؛ در حالی که بیشتر منابع این عناصر در کشورهای در حال توسعه است. وجود این منابع در کشورهای در حال توسعه فرصت مغتنمی برای درآمدزایی آنها محسوب میشود.
برخی از فلزات شناخته شده به عنوان استراتژیک در کشورهای مختلف عبارتند از: نقره، آلومینیم، برلیم، کادمیم، کروم، کبالت، طلا، گالیم، ژرمانیوم ، ایندیم، لیتیم، منگنز، مولیبدن، نیکل، نیوبیوم، اسمیم، پلاتین، پالادیم، رودیم، روتنیم، ایریدیم، رنیم، سلنیوم، آنتیموان، تانتالیم، تلوریم، تیتانیم، تنگستن، وانادیم و زیرکنیوم.
به‌طور کلی فلزات استراتژیک از دو نوع مواد اولیه تولید میشوند: تعدادی از فلزات استراتژیک به‌طور مستقل از کانه‌های معدنی خود و تعدادی از فلزات استراتژیک همراه کانه های فلزات نظیر مس، سرب، روی و قلع هستند و بهعنوان محصولات فرعی تولید میشوند.
فلزات استراتژیک در ایران
فلزات استراتژیک در ایران از جنبه‌های بسیاری قابل اهمیت هستند. یکی از این موارد وجود این منابع در معادن مختلف ایران است که قابل استحصال هستند که با مطالعات دقیق در مورد ظرفیت‌های موجود برای اکتشاف و بهره‌برداری و استحصال آنها از پتانسیلهای مهم ایران جهت دستیابی به ثروت ملی محسوب میشود. از سوی دیگر بهدلیل شرایط سیاسی کنونی این فلزات از قوانین تحریمی شدیدتری برخوردارند که این امر نیز ضرورت توجه هر چه بیشتر به اکتشاف، استحصال ودستیابی به دانش فنی جهت فراوری آنها با رعایت قوانین محیط زیستی قابل قبول را خاطر نشان می‌سازد. دستیابی و استحصال فلزات استراتژیک علاوه بر تامین نیاز داخلی می‌تواند در شرایط سیاسی کنونی برگ برنده‌ای برای ایران محسوب شود. لذا مطالعه دقیق در همه ابعاد امکان‌سنجی، اکتشاف و استحصال و فراوری آنها اهمیت ملی دارد.
فلزات استراتژیک و فلزات منشا آنها در کانه‌های مس، سرب، روی و قلع و مهم‌ترین کشورهای تولیدکننده کانه و موارد کاربرد آنها را بطور خلاصه می‌توان در جدول نشان داد.
تولید فلزات استراتژیک در ایران
با توجه به آمار منتشره، از میان فلزات استراتژیک آلومینیوم، طلا، نقره، مولیبدن، منیزیم و آلیاژهای کروم و منگنز در ایران تولید میشود. در نتیجه می‌توان گفت صنایع کشور نسبت به فلزات استراتژیک آسیب‌پذیر است.
جدول 1. فلزات استراتژیک و سرچشمه آنها در کانه فلزات مس، سرب، روی، قلع، مهم‌ترین کشورهای تولیدکننده و موارد کاربرد عمده آنها
در ادامه دلیل عدم استحصال برخی فلزات استراتژیک در ایران ارائه میشود:
ژرمانیوم: ژرمانیوم یکی از محصولات جانبی قابل استحصال از معادن سرب و روی است. همچنین به همراه آن، عناصر دیگری مانند نقره، کادمیوم و ایندیوم نیز در این معادن یافت میشوند که همگی نیاز به فنآوریهای پیشرفتهای برای جداسازی و استخراج به‌صورت خالص را دارند. منابع ژرمانیوم داخلی نیز در همان منابع سرب، روی و قلع فعلی قرار دارند و مهم‌ترین منبع استحصال ژرمانیوم در این میان کانی‌های سولفیدی این فلزات است )۵ معدن بزرگ انگوران، مهدی آباد، عمارت، کوشک و گوشفیل بیشترین عیار ژرمانیوم رؤیت شده در آنها گزارش شده است(، اما بهدلیل عدم وجود سرمایه‌گذاری و زیرساختهای بخش فنی برای استحصال ژرمانیوم، مقدار موجود به صورت ناخالصی خواسته یا ناخواسته در محصولات تولیدی هدر میرود.
ایندیوم: ایندیوم نیز به عنوان محصول جانبی از معادن سرب و روی استحصال میشود. ایران جزو معدود کشورهایی به شمار میرود که در واحدهای صنعتی سرب و روی آن، عمدتا روی و قسمتی از سرب استخراج میشود و مابقی مواد بصورت پسماند دفع میشود. همین موضوع نیز موجبات افزایش بهای تمام شده را فراهم میآورد و از قابلیت رقابت‌‌پذیری می‌کاهد.
گالیم: گالیوم بیشتر به عنوان یک محصول جانبی بوکسیت در فرآیند تولید آلومینا و محصول جانبی معادن روی (اسفالریت) و زغال‌سنگ است. در ایران معادن بوکسیت و کارخانجات تولید آلومینا (جاجرم، …)، معادن و کارخانجات استحصال روی (معادن مهدی آباد و انگوران) و معادن زغال‌سنگ (زغال‌سنگ طبس و البرز …) از پتانسیلهای عنصر گالیوم هستند. در ایران در کارخانه تولید آلومینا از بوکسیت جاجرم روزانه چندین مترمکعب محلول قلیایی حاصل از فرآیند بایر تولید میشود. اندازه گیریهای انجام شده حاکی از وجود مقادیر معتنابهی‌در این محلولها بوده و غنی‌شدگی تدریجی گالیوم بوده و لزوم تمرکز بررسی و توسسعه پزوهشهای فناورانه برای استحصال اقتصادی فلز استراتژیک گالیوم وجود دارد.
لیتیوم: درحال حاضر در پلایاهای قم، محیط‌های تبخیری استان خراسان و کرمان و گرانیت‌های استان سیستان و بلوچستان اثراتی از وجود اندیس‌های لیتیو‌می دیده شده و این در حالی است که بهدلیل نبود منابع مالی عملیات اکتشافی تکمیل نشده است.
تنگستن: تنگستن یکی از محصولات جانبی قابل استحصال از معادن قلع است. قلع بهعنوان یکی از فلزات سرچشمه فلزات استراتژیک، در ایران نه تنها تولید نمیشود بلکه مقدار معتنابهی از آن وارد می‌گردد و مقدار واردات آن رو به افزایش است. بنابراین نه تنها قلع بلکه فلزات محتوی آن از جمله تنگستن، تلوریم، آنتیموان، آرسنیک، بیسموت و ایندیم نیز استراتژیک هستند و کاربرد متنوع دارند، لذا برنامه ریزی برای تولید آنها باید مورد بررسی قرار گیرد.
نیکل و کبالت: معمولاً نیکل و کبالت در سنگهای اولترابازی از نوع پریدوتیت و سرپانتیت و … همراه با مس و کانی‌های گروه پلاتین یافت میشود. کبالت در سنگهای بازالتی تا آندزیتی همراه با کانی‌های مس به صورت گرمایی درجه بالا نیز یافت میشود. با وجود گسترش سنگهای اولترابازی و کانسارهای نسبتاً فراوان کرومیت در ایران، تا به حال کانسار جالب توجه نیکل و کبالت همراه آنها در ایران، کشف نشده است. نشانه‌های نیکل و کبالت شناخته شده در ایران، بیشتر از نوع معادن چند فلزی است. به‌طوری که این فلزات اغلب بهعنوان پسماندهای صنعت سرب و روی قابل استحصال هستند. البته اقداماتی در خصوص تولید این فلزات در برخی واحدهای تولید سرب و روی و مرکز تحقیقات به‌صورت پایلوت آزمایشگاهی و نیمه‌صنعتی صورت گرفته، اما این فلزات هنوز به مرحله تجاری و تولید انبوه نرسیده‌اند.
زیرکونیوم: خاستگاه اولیه زیرکونیوم آذرین است که توده‌های گرانیتی پر‌آلکالن و سینیتها و سنگهای آتشفشانی اسیدی پتانسیل خوبی برای پی جویی هستند. خاستگاه ثانویه یا کانسارهای پلاسری عموماً در سواحل رودخانه‌ها، دریاها و اقیانوسها همراه رسوبات دیده میشوند که عمدتاً حاوی زیرکن هستند. سواحل دریای عمان، سواحل دریای خزر، افق‌های لاتریتی و نسوز سازند درود در البرز، توده‌های آذرین (گرانیت تا سینیت) منطقه کلاردشت البرز از مناطق امیدبخش برای پی جویی و اکتشاف این عنصر می‌باشند.
وانادیم: یکى از عمده‌‌ترین منابع وانادیوم، سنگ آهن‌هاى تیتانیوم و وانادیوم‌دار، شیل‌های سیاه و قیرهای طبیعی است. ذخایر سنگ آهن مرکزی، تیتانیوم کهنوج، تیتانیوم قره آقاج و سرباره کارخانه‌های تولید فولاد از منابع محتمل این فلز است.
برلیوم: در ایران تعداد زیادی از اثرات معدنى از انواع بریل )آکومارین( در استان خراسان رضوى کشف شده است. در کوه‌هاى خواجه مراد، سه محدوده بریل‌‌دار شناسایى شده و رگه آپلیتى داراى کانى بریل فقط در محدوده کوه‌های خواجه مراد مشهد شناسایى شده است.
نیوبیوم: بیشترین تمرکز این عناصر در سنگهای پگماتیت گرانیتی، نفلین سینیتها وکربناتیت‌ها وسنگهای اولترابازیک آلکالن ونیز همراه با متاسوماتیزم آلکالن دیده میشود. سنگهای آلکالن ایران مرکزی پتانسیل خوبی برای نیوبیوم است.
تیتانیوم: تیتانیوم عمدتاً همراه با سنگهای بازیک و اولترابازیک و بصورت پلاسری دیده میشود. معادن کهنوج، قره آقاج مهم‌ترین ذخایر تیتانیوم ایران هستند. اکثر ذخایر سنگ آهن مرکزی حاوی تیتانیوم بصورت ایلمنیت و تیتانومگنتیت هستند. همراه با افیولیت‌ها (منطقه اسفندقه) در ایران تیتانومگنتیت و ایلمنیت دیده میشود. در افق‌های لاتریتی و بوکسیتی (بوکسیت جاجرم) تیتانیوم بصورت روتیل و آناتاز دیده میشود.
مولیبدن: همراه کانسارهای مس پورفیری در ایران در زون ارومیه – دختر که شامل معادن سرچشمه، میدوک، سونگون، کانسار مولیبدن میانه و … است
آنتیموان: کانسارهای آنتیموان در ایران عمدتاً در سنگهای آتشفشانی اسیدی تا حد واسط تشکیل شده است و عمدتاً در مناطق ذیل گستردگی دارد:
- منطقه قروه، بیجار، تکاب (کانسارهای آنتیموان داشکسن، مغانلو، آق دره …)
- منطقه ایران مرکزی (کانسارهای آنتیموان پتیار، ترکمنی و ….)
- منطقه فردوس، کاشمر و تربت جام (کانسارهای آنتیموان چلپو کوه سرخ، شورآب، سرقلعه، شندمحمود، کله نگینان، تربت جام، قصون و …)
- کانسار سفیدابه در استان سیستان و بلوچستان
عناصر نادر خاکی: معمولاً همراه شن‌های مونازیتی، ذخایر فسفات و آهن یافت میشود. مهم‌ترین کانی این عناصر مونازیت، زینوتایم و باستنازیت است. معدن فسفات اسفوردی، کانسارهای آهن– آپاتیت ایران مرکزی، کانسارهای ساغند، معدن سنگ آهن سنگان، پلاسرهای مونازیت از منابع مهم عناصر نادر خاکی در ایران است.
عملکرد مرکز تحقیقات فرآوری مواد معدنی در زمینه استحصال فلزات استراتژیک
عناصر نادر خاکی: این مرکز از چندسال گذشته مطالعات خود را در حوزه فرآوری عناصر نادر خاکی بر روی نمونه‌هایی از معادن کشور آغاز کرد. با شکل گیری و ایجاد طرح عناصر نادر خاکی در ایمیدرو و انجام امور مربوط به فراوری در مرکز در این راستا مطالعات و تحقیقات بر روی نمونه های هدف وبا مشاوره یکشرکت هندی‌انجام شدکه به دلیل اقتصادی نبودن این طرح، و نیز چند معدن دیگر مطالعات در حد آزمایشگاهی انجام شد و در حال حاضر بر روی نمونه منتخب مطالعات ادامه داده شده که مطالعات امیدبخش بود و لذا جهت بهینه‌سازی فرآیندهای استحصال عناصر نادر خاکی از این نمونه، مطالعات به صورت گسترده‌تر بر روی سه تیپ نمونه از سال 95 آغاز شد و در نهایت فلوشیت فرآوری در مقیاس آزمایشگاهی تهیه شد. بر اساس این فلوشیت، مدار فرآوری آن در پایلوت مرکز طراحی و چیدمان آن انجام شد. تعدادی از تجهیزات این مدار از تولید کنندگان داخلی تامین شد و تست سرد تجهیزات مدار در پایلوت اجرا شده است و هم اکنون آماده راه‌اندازی جهت انجام تست‌های فرآوری این عناصر در مقیاس پایلوت است.
همچنین با توجه به اینکه انجام بعضی از فرآیندهای این مدار در مقیاس پایلوت مانند هضم اسیدی و استخراج با حلال برای اولین بار در این مقیاس انجام خواهد شد، از همکاری شرکت‌ها و متخصصان در این زمینه استفاده میشود که انشا…در این بخش هم مطالعات در سالجاری تکمیل خواهد شد.
آنتیموان: مطالعات آزمایشگاهی و پایلوت و همچنین احداث کارخانه صنعتی استحصال آنتیموان در منطقه سفید‌آبه سیستان و بلوچستان (بخش دولتی)
درخصوص سایر عناصر نیز بشرح زیر فعالیت‌هایی توسط مرکز و یا با همکاری دانشگاه‌ها و …بانجام رسیده و یا درحال انجام میباشد:
- نیکل و کادمیوم: استحصال نیکل و کادمیوم از کیک فیلتر سرد صنایع روی ایران (مقیاس پایلوت)
- مولیبدن: استحصال مولیبدن از منطقه ایران مرکزی
- کروم: پرعیارسازی چندین تیپ کرومیت مربوط به نواحی شمال غرب، شمال شرق (سبزوار) و جنوب (اسفندقه و فاریاب)
- وانادیم: استحصال وانادیم از سرباره های فولادی در مقیاس آزمایشگاهی در فاز اول انجام شده ومطالعات بیشتر استحصال وانادیم و …از سرباره ها غبار و نیز کانسنگ های معدنی منتخب در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی ونیز عناصر نادرو استراتزیک از باطله های معدنی و کارخانجات صنایع معدنی درحال انجام و یا در دستور کار میباشد که انشاء…با پیشرفت پروژه ها اطلاع رسانی خواهد شد.
ثبت دیدگاه