روش‌های نوآورانه در معدنکاری دریایی
روش‌های نوآورانه در معدنکاری دریایی

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- اقیانوس‌ها ۷۰ درصد از سطح زمین را پوشش می‌دهند. اقیانوس‌ها میزبان طیف گسترده‌ای از فرآیندهای زمین شناسی هستند که مسئول تشکیل و تمرکز منابع معدنی هستند و مخزن نهایی بسیاری از مواد فرسایش یافته یا حل شده از سطح زمین به شمار می‌روند. از این رو، اقیانوس‌ها حاوی مقادیر زیادی […]

کانی مگ، محمد قهرمانی کوشان- اقیانوس‌ها ۷۰ درصد از سطح زمین را پوشش می‌دهند. اقیانوس‌ها میزبان طیف گسترده‌ای از فرآیندهای زمین شناسی هستند که مسئول تشکیل و تمرکز منابع معدنی هستند و مخزن نهایی بسیاری از مواد فرسایش یافته یا حل شده از سطح زمین به شمار می‌روند. از این رو، اقیانوس‌ها حاوی مقادیر زیادی از مواد هستند که در حال حاضر به عنوان منابع اصلی برای انسان عمل می‌کنند. امروزه استخراج مستقیم منابع از اقیانوس‌ها با نام معدنکاری دریایی شناخته می‌شود. معدنکاری دریایی در دنیای امروز تنها محدوده به برداشت نمک مانند گذشته نیست.

مواد معدنی مانند منیزیم، طلا، قلع، تیتانیوم الماس و … موادی هستند که از آب‌های شیرین استخراج می‌‌شوند و کبالت و نیکل و… هم از تمامی اقیانوس‌ها قابل برداشت هستند.

دسترسی دشورا به برداشت مواد معدنی از دریا

معدنکاری دریایی بر خلاف تصور، مانند معدنکاری در خشکی نتوانسته است جایگاه ویژه‌ای در صنعت معدن پیدا کند. شاید عمده دلیل آن مخالفت‌های زیست محیطی با این روش معدنکاری باشد.

با این حال بسیاری از کشورها در سال‌های اخیر به سمت معدنکاری دریایی رفته و استخراج مواد معدنی از اعماق اقیانوس‌ها را در دستور کار خود قرار داده‌اند.

بررسی‌ها نشان می‌دهد، ذخایر باستانی از رسوبات در دریاها بیشتر از خشکی وجود دارد. این ذخایر به دلیل دسترسی آسان‌تر و هزینه کمتر معدنکاری زمینی در مقیاس بسیار وسیع مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفتند؛ اما توسعه روش‌های معدنکاری دریایی و ورود فناوری‌های جدید به این حوزه منجر به ترجیح منابع دریایی شده است.

به همین دلیل گفته می‌شود با افزایش جمعیت و فرسودگی ذخایر زمینی ، بدون شک توسعه معدنکاری دریایی ضرورتی است که منجر به بهره برداری گسترده‌تر از ذخایر باستانی دریاها و افزایش استخراج مستقیم از آب اقیانوس‌ها و حوضه های اقیانوسی خواهد شد.

کاربردهای مواد معدنی دریایی در صنایع

مواد معدنی که در حال حاضر از دریا یا مناطقی که قبلاً در دریا بودند استخراج می‌شوند، از مصالح ساختمانی معمولی گرفته تا فلزات با فناوری پیشرفته، کاربرد دارند. تجزیه و تحلیل‌های شیمیایی نشان داده است که آب دریا حاوی حدود ۳.۵ درصد مواد جامد محلول است که بیش از ۶۰ عنصر شیمیایی شناسایی شده است.

استخراج عناصر محلول و همچنین استخراج منابع معدنی جامد تقریباً همیشه اقتصادی هستند، اما ممکن است تحت تأثیر موقعیت جغرافیایی (مالکیت و فاصله حمل و نقل) و محدودیت‌های تکنولوژیکی (عمق حوضه‌های اقیانوسی) قرار گیرند.

مواد معدنی دریایی برای فناوری‌های پاک حیاتی هستند

در معدنکاری دریایی موادی استخراج می‌شود که در تمامی صنایع کاربرد دارند. در سال‌های اخیر صحبت از کاربرد مواد معدنی دریایی در فناوری انرژی پاک می‌شود. به عبارتی گفته می‌شود، مواد معدنی دریایی برای فناوری انرژی پاک حیاتی است.

در معدنکاری دریایی مواد معدنی با استفاده از فناوری‌های جذب غیرفعال از اقیانوس برداشت می‌شوند. مواد معدنی مانند کبالت و لیتیوم برای فناوری باتری بسیار مهم هستند و ممکن است در دهه‌های آینده به دلیل منابع محدود زمینی با کمبود مواجه شوند. خوشبختانه، ذخایر بسیاری از عناصر ارزشمند، از جمله کبالت، در آب دریا بیشتر از خشکی است. تلاش‌های کنونی برای استخراج کبالت و سایر مواد معدنی از اقیانوس‌ها بر استخراج اشکال جامد آنها از بستر دریا متمرکز است.

بزرگترین شرکت‌های معدنکاری دریایی این روزها، بر روی استفاده از پلیمرهای جاذب غیرفعال برای استخراج مواد معدنی محلول از جمله کبالت، لیتیوم و اورانیوم از اقیانوس متمرکز شده است. تیم‌های مختلف این شرکت‌ها از طراحی تحلیل محور برای توسعه سیستم‌های بهینه استفاده می‌کنند که به طور همزیستی با ساختارهای دریایی موجود جفت می‌شود تا هزینه‌ها را کاهش داده و دوام را افزایش دهد. مجموعه فعالیت این شرکت‌های بزرگ در زمینه معدنکاری دریایی نشان می‌دهد که سیستم‌ها و فناوری‌های مشابه می‌توانند استخراج پایدار لیتیوم از آب دریا را امکان پذیر کنند.

معدنکاری دریایی در آب‌های عمیق

اکتشاف علمی در دهه‌های گذشته انواع مختلفی از ذخایر معدنی کف دریا از جمله سولفیدهای عظیم کف دریا  را شناسایی کرده است.

برای فعال کردن معادن تجاری در اعماق دریا که از نظر اجتماعی و زیست‌محیطی قابل قبول است، باید روش‌های قابل دستیابی از نظر فنی و اقتصادی توسعه یابد. نوآوری کلیدی در این پروژه، طراحی عمومی و فعالیت‌های نمایشی در محل یک سیستم آزمایشی استخراج معادن در اعماق دریا مقرون به صرفه و قابل قبول از نظر زیست‌محیطی است.

فناوری توسعه‌یافته در معدنکاری دریایی کشورها را تشویق به فعال بودن در مناطق اکتشافی می‌کند، بنابراین دسترسی به مواد خام از طریق راه‌حل‌های جدید معدنکاری دریایی و کاهش وابستگی بسیاری از کشورها به واردات را به ارمغان می‌آورد.

ایجاد مشاغل جدید و  متعدد در صنایع معدنی و تولید تجهیزات در بسیاری از کشورها از جمله مناطق دورافتاده و ساحلی ماحصل فعالیت جدی در حوزه معدنکاری دریایی است. بسیاری از کشورها ذخایر اقتصادی فلزات اساسی و گرانبها در زمین ندارند. استخراج و پردازش سپرده‌های پیامکی به این کشورها درجه‌ای از خودکفایی می دهد و نیاز به واردات فلزات را کاهش می دهد.

در اتحادیه اروپا شرکت‌های بزرگی در حوزه معدنکاری دریایی شکل گرفته‌اند که تلاش می‌کنند با ارایه روش‌های نوآورانه، اثرات زیست محیطی عملیات معدن و خطرها برای جمعیت و حیات طبیعی ناشی از خرابی‌های احتمالی را کاهش دهند. اثرات زیست محیطی و اجتماعی باید به درستی ارزیابی شود. برای برخی جنبه‌های زیست‌محیطی، معدنکاری دریایی به وضوح نسبت به معدنکاری زمینی آسیب کمتری خواهد داشت (منطقه کمتر مزاحم، بدون بار اضافی، بقایای کمتر).

در برخی مواقع با معدنکاری دریایی، کاهش مصرف انرژی و آب با کاهش حجم موادی که قرار است از معدن استخراج شود. فرصت‌های جدیدی برای گنجاندن فرآیندهای کارآمد انرژی و به حداقل رساندن ضایعات و انتشار برای کاهش خطر حوادث آلاینده پدید خواهد آمد.