المناجم والمعادن
الطريق من المناجم المظلمة الى المعادن البراقه طويلة جدا.
سنتحدث عن دراسة المواقع، واستخراج المعادن، و تنقيتها...
رغمان قشرة الارض غنية نسبيا بالثروة المعدنيه، الا ان هذه الثروة مركزة فيبعض المناطق، كأحتياط. هذه الهيكلية الجيولوجيه منتشرة في مختلف انحاءالعالم. والعثور على احدها اشبه بالبحث عن ابرة، في كومة قش.
حاولان تتخيل الحياة اليومية بدون الحديد والنحاس والالمنيوم اوالذهب. يعتبرتحدد اماكن المناجم واستخراجها بالنسبة للدول الصناعية موضوعا حيويا.
معهذا فأن ولادة احد المناجم تستبقها مرحلة من الحمل المطوله. فلا شك انقشرة الارض تتألف من مزيج فريد يحوي كل العناصر الكيميائية المعروفه.
ولكن بالمفهوم العام، غالبية هذه العناصر تتواجد بمقادير ضئيله. وحده الاحتياطي الكبير يستحق بأن يتم استخراجه لاهداف تجاريه.
عادة ما لا يتواجد احتياطي الثروة المعدنية على سطح الارض، وهو يتواجد هناك وفقا لاسباب متعدده.
شرقي كندا على سبيل المثال، تراكم احتياطي هائل للنحاس والزنك منذ ما يقارب الثلاثة بلايين عاما، من مخزون بركاني هائل.
يعتقدان مياه البحر تسربت عبر هذه الكتل لالاف السنين. وعند اقترابها منالصهاره، وهي مادة صخرية مذابة في باطن الارض تنشيء الصخر البركاني، بدأتتلك المياه تسخن، وتذوب العناصر المعدنية في الصخر.
حينها خرج المزيج الى سطح الارض، وعند ملامسته المياه الثلجيه، استقر المزيج على شكل خامات يعلوها السولفر، سميت بالسوفايد.
كان لا بد من توفر عناصر اخرى لبلوغ الاحتياطي هذا الحجم. كما هو حال وجود صخور مفتوحة المسامات، لعبت دور المستوعبات للمعادن.
علىاي حال، كي نتمكن من الوصول الى هذه المعادن تطلب الامر ان تعتد بطبقةصخرية تغطيها. لولا ذلك لكان الاحتياطي قد تعرض لتأثيرات الريح والمياه،بعد انحسار المحيط عنه.
مع ذلك، فأن تلك الطبقة لم تكن سميكه. على اعتبار ان سهولة العثور عليها تمت بفضل وجودها على عمق بسيط.
تشكيل هذا الاحتياطي نجم بكل بساطة عن توافق بين عدة ظروف.
عمال الجيولوجيا المكلفين بالاستطلاع يقومون بما يمكن ان نصفه بعمل المباحث.
مهمتهمالاولى هي تحديد اهدافهم، وهي ايجاد المنطقة الواعده. للقيام بذلك ينكبوناولا على دراسة الظروف الجيولوجية للمنطقة التي يهتمون بها، لجمع بعضالاستنتاجات المتعلقة بها.
تعتبرالمناطق الصخرية الطبيعية العارية، مصادر هامة للمعلومات. يمكن لهذهالصخور مثلا ان تكشف عن هوية بعض الحمم البركانية القديمة جدا. او عناجواء مناسبه، لاحتياطي محتمل.
التحليل الكيميائي لبعض نماذج الصخور التي يتم جمعها يقدم معلومات اخرى مفيدة جدا كذلك.
فغالباما يؤثر سائل الثروة المعدنيه، الذي يدل على وجود احطياطي هام، بتعديلالتركيبة الكيميائية للصخر المنتشر في منطقة واسعه، اكثر مما يفعلالأحتياطي نفسه.
بعضالعناصر اكثر انتشارا من غيرها، واخرى اكثر غيابا مما هو معتاد. هذهالتركيبات الكيميائية النادره ، قد تكون دليلا على وجود احتياطي للخامات.
الصخورالبارزة لا تعطي اكثر من فكرة عما هو موجود على سطح الصخر، وهي تشكل نسبةضئيلة من الارض. المغطاة بالنباتات وبمركبات اخرى غير محددة.
لحسن الحظ، فأن الفيزياء الجيولوجية تقدم معلومات اخرى.
لأن هذا العلم يمكن من تحديد المزايا الفيزيائية لبعض الصخور من الارض او حتى من الطائره، وصولا الى عمق مئة متر.
دراسةالحقول المغناطيسية للارض مثلا، التي يتم تحديدها بجهاز قياس مغناطيسي،يمكن ان تساعد في العثور على احتياطي الحديد. او تصدعات تحتوي على الذهب.
القنواتالكهربائية او الكهرومغناطيسية للصخر، التي تجري بأدخال تيار عبر الريموتكونترول، هي وسيلة ناجعة اخرى على اعتبار ان بعض المعادن موصل ايجابيللكهرباء.
مع ان بعض هذه الدراسات المسبقة قد تكون واعده، الا انها لا تؤكد بالمطلق وجود احتياطي ما.
فهذا يتطلب تأكيدات اعمق كما هو حال الحفر الارتوازي.
يتم اخذ عينات من خلال انابيب الحفر. التي تحفر بفعل قطعة الماس صناعية ترتكز عند نهايتها.
هذهالتقنيات تسمح للجيولوجي بالحصول على نماذج صخرية من اعماق متعدده. وحينهايتم تحليل الصخور كيميائيا . يتأكد وجود الخامات وتتحديد نسبة تركيزها.
ترجمة النتائج قد لا تكون سهلا، على اعتبار ان النماذج المأخوذة تعود لمنطقة محدودة جدا. فالامر اشبه بالذهاب الى الصيد.
وحدها عملية رسم نموذج عن تاريخ التركيبة الجيولوجيه، يمكن ان يساهم في تحديد مكان المنجم، وهيكليته، وحجمه.
حتى وان تم اكتشاف وجود احتياطي بعد كل هذه التحليلات الدراسيه، فهذا لا يعني بالضرورة انه سيتم استغلال هذا المنجم.
هناكعوامل اقتصادية يجب اخذها بالاعتبار. كما هو حال اقتراب البنية التحتيةلسبل المواصلات. الى جانب التنبؤ بأسعار المعدن في الاسواق العالمية خلالفترة استخراج المعدن.
والوقائع تثبت انه بين كل الف منطقة تتميز بطبيعتها الجيولوجية الغنيه، ستجد واحدة ، تصلح لان تتحول الى منجم.
تخيلالغوص في اعماق المنجنم. انه مظلم، وحار ورطب ايضا لسخون قشرة الارض.مسألة مشوقه، ولكنها بسيطة مقارنة مع المسائل الاخرى التي تتميز بهاالخامات حتى تصبح محط الانظار اليوميه.
باطنالارض اشبه بمستودع غني بموارد الخامات الطبيعية من جميع الانواع.كالمعادن التي تستعمل في امور متعدده، لكنه مستودع ليس من السهل دخوله.كما ان خاماته ، يجب ان تمر في عدة تحولات قبل ان تصبح معادن.
لنأخذ النحاس مثالا على ذلك. وهو احدد المعادن الرئيسيه. نظرة الى السطح، تكفي للتعرف على الهيكلية التي توحي بوجود منجم للخامات.
هيكليةهذا المبنى تضم الرافعات الثقيله، التي تساعد على حمل المصاعد نحو الاسفل،بواسطة اسلاك حديديه، الى المنجم ، لتصعد بها محملة من جديد.
يهبط المصعد بشكل عامودي، مما يسمح بالدخول الى جميع مستويات المنجم.
وفي كل مستوى، تنصب شبكة من الممرات تؤدي الى المناطق التي تستخرج منها الخامات.
في هذه المناطق تحديدا تجري كل اشكال الأستخراج. في هذا المنجم مثلا، يتم استخدام المتفجرات.
يستخدم عمال المناجم حفارات يدوية تعمل بقوة الضغط مدببة برأس من مادة التانغستون لثقب الصخره. وبعدها توضع المتفجرات في ذلك الثقب.
ثم يتم اخلاء المنجم، ليتم التفجير بعدها بالتحكم عن بعد. يتم ذلك من غرفة تحكم على سطح الارض.
تجمع الخامات بجرافات مخصصة لحملها.
عندما يتم اخلاء منطقة ما من خاماتها، تعبأ من جديد بنفايات صخور لا قيمة لها، لتغلق نهائيا.
يتم ذلك لان الفراغ الذي يترك في الصخر يمكن ان يؤثر في مستوى الضغط تحت الارض، مما قد يؤدي الى الانهيار.
تفرغ الجرافات حمولتها في احدى الكسارات.
لتتولى الكسارة تحطيم الخامات الى اجزاء صغيره. ثم تحمل الاجزاء نحو السطح من خلال المصعد الرئيسي.
يشكل النحاس نسبة اثنين بالمئه فقط من الخامات المستخرجة. للحصول على النحاس النقي، لا بد من اجراء عمليات تنقية وتصفية متكامله.
تسمى المرحلة الاولى بالتركيز. وهي تتم في محطة قريبة من المنجم. حيث تتحول الاجزاء الى جزيئات صغيره.
حينها تمزج الخامات بالماء الذي يحتوي على عناصر كيميائيه. ما يترك خليط شبه سائل.
ثميوضع الخليط في احواض، يضخ اليها الهواء وعناصر كيميائيه لتشكل طبغة منالغشاء. تحت تأثير العناصر الكيميائية التي تدخل في الخليط. فيطفو النحاسعلى سطح فقاعات الغشاء.
جزيئات النحات تطفو بما يشبه القشده. لتغرق جزيئات الصخور التي ليس لها اي قيمة اقتصاديه.
حين تتم تصفيتها، تتحول القشدة الى مركز نسبة 24 بالمئه منه من النحاس. عندها يرسل هذا الخليط الى محطة اخرى تتولى عملية الصهر.
في هذه المحطة يمر الخليط عبر مجموعة من الافران، حيث يتم تسخينه على حرارة مرتفعه، ليذوب نهائيا.
لاثارةعملية التفاعل الكيميائي يتم حقن السائل بهواء غني بالاكسجين، خلال هذهالعملية تمتزج المواد الغير مرغوب بها كالسولفر والحديد مع الاكسجين.
ينجمعن ذلك الجفاء، وهو سائل لا قيمة له يتخلف عن صهر المعادن. وبما انه اخفمن النحاس، يطفو الجفاء على السطح لينفصل ببساطة عن المعدن.
عند انتهاء هذه العمليه، يتم الحصول على نحاس نقي بنسبة 99 بالمئه. حينها يوضع في قوالب، ليبرد.
تتمخض عن صهر النحاس غازات سامه، كثاني اوكسيد السولفير، المسبب للمطر الحامضي. الا ان هناك امكانية لتفادي هذه المخلفات.
والواقعانه تتم في هذه المحطة بالذات تصفية 70 بالمئه من ثاني اكسيد السولفيربأرساله الى مراوح خاصه، لتحوله الى اسيد السولفير، المستعمل في الصناعاتالكيميائيه.
اضف الى ذلك ان غالبية النفايات الصلبه تعاد الى عملية انتاج النحاس لاعادة تصنيعها.
وهكذا فأن هذه العملية التي كانت يوما تضر جدا بالبيئه، اصبحت اليوم تتناسب وحاجاتها.
اقل من واحد بالمئه من النحاس الناتج عن الصهر يحتوي على الشوائب. المرحلة الاخيره، تقضي عليه، بالاليكتروليسيس.
قوالبالنحاس التي تحتوي على الشوائب، توضع اولا في مستوعبات تحتوي على محلولالاسيد. وتوضع بين القالب والاخر صفيحة رقيقة من النحاس النقي.
تمرر شحنة كهربائية قوية بين الصفيحة والقالب. فينجم عن ذلك تحول ذرات النحاس الى ايون، او ان تحمل بالجزيئات.
تنفصل الايونات بذلك عن القوالب. لتمر عبر محلول الاسيد، ثم تخرج الى سطح الصفائح. لتشكل بذلك نحاسا جديدا.
اما الشوائب فلا تسير بالاتجاه نفسه. بل تتجمع في اسفل المستوعب، على شاكلة صلصال، مشحون بالمعادن الثمينه، التي يتم تكريرها.
وهكذا تصبح القوالب مؤلفة من النحاس النقي جدا. وبعد عشرة ايام يتم رفعها من المستوعبات، لترسل الى محطات تحويل اخرى.
يتماستعمال النحاس في امور يومية متعدده، تتراوح بين الاسلاك الكهربائية،ودوائر الكمبيوتر. لتضع بذلك نهاية بين المسافة الطويلة التي تفصلالمناجم، عن المعادن.
الذهبوقريبة الفضه، هما بين المعادن القليلة التي تتواجد بوضع متحرر فيالطبيعه. لجمالهما وندرتهما تحول هذين المعدنين الى رمزين للثراء. الا انالذهب والفضة ييبعثان الوحي وقريحة الابداع لدى الفنانين ايضا.
يتمالبحث والتنقيب عن المعادن الثمينة منذ الاف السنين. كما انها لحسن الحظاوحت لرجال الفن بأبداع اعمال هي روائع جمالية لا مثيل لها.
مجوهرات، وتماثيل، وادوات، كلها شواهد على اعجابنا ودهشتنا بهدية قشرة الارض هذه.
المعادن الثمينة اما ان تستخرج مباشرة من منابعها او يتم الحصول عليها عبر تنقية معادن اخرى عاديه.
فالنحاس على سبيل المثال غالبا ما يحتوي على كميات صغيرة من الذهب والفضه.
عبرعمليات متتاليه يتم تكرير هذه الشوائب الثمينه. اولا على شكل جفاء بعداخضاع النحاس للالكتروسيس. ومن ثم تجرى معالجات اخرى، للحصول على معدنالذهب.
الالكتروسيس يخرج رمالا فضية من معدن الذهب. ومن ثم تذاب الرمال الفضية في قوالب تتسع لالف اونصه.
ينجمعن اخضاع المعدن الذهبي للألكتروسيس الحصول على طين ينضح بالذهب. يتماستخراجه بالاختبارات الكيميائيه. فمن تنقية كل طن من النحاس نستخرج مايقارب الثلاثة اونصات من الذهب النقي. يتم اذابة مجموعها في قوالب لاربعمئة اونصه.
لهذه المعادن استعمالات تقنية متعدده.
منها مثلا ان الذهب يستعمل في صناعة دوائر الكمبيوتر. ويستعمل الفضه في تركيب افلام التصوير.
الا ان المعادن الثمينة تتميز بمواصفات اخرى، فهي تكرس لصناعة الروائع الفنية للحلى المصنوعة من الذهب او الفضه.
صناعةالحلى لا تستعمل الفضة او الذهب النقي. بل مزيج من هذه المعادن. لان الذهبوالفضة في قمة نقائهما، بالغا الليونة ولا يمكن استخدامهما في صناعة اشياءللاستعمال.
تركيبة الذرات في هذه المعادن تقاس في نسبة ليونتها. في المعادن النقيه، تصطف الذرات بطريقة عاديه، تعكس انحرافا وانحسارا واضحان.
حين تتعرض هذه الهيكلية للضغط يصاب المعدن بالالتواء، لان الذرات تتراكم وتنحسر عن بعضها البعض.
اما اذا مزج معدن كالنحاس مع الذهب او الفضه، سيتماسك المزيج ويقوى.
ذلك ان ذرات النحاس تحتل الفراغات التي يخلفها انحسار الذرات الاخرى. لهذا يصبح المعدن الجديد اكثر مقاومة من المعدن النقي.
فيالحلى والادوات المطبخية ما زال الفضة يستعمل، ولكنه مزيج بنسبة 92.5بالمئه من الفضه، و7.5 بالمئه من النحاس. وفي مزيج الذهب يستخدم تعبيرلتحديد نسبة المزج بعبارة القيراط.
الذهبالنقي يعرف ب 24 قيراط. اما النسب الشائعه جدا فهي العشره والاربعة عشروالثمانية عشر قيراطا. وهي تحتوي على نسب 42 و 58 و 75 بالمئة من الذهبعلى التوالي. عادة ما يحتوي مزيج الذهب على الفضة الى جانب معدن اخر.
هذاالمزيج لا يؤثر سلبا، على اللمعان الشهير للذهب، بل يبرزه اكثر، حتى انهيبدل لونه احيانا. فالنحاس يمنح الذهب لونا احمر، والنيكيل يميل به الىالبياض اللامع.
عادة ما يجهز الصائغ قالبا صغيرا يحتوي على مزيج من الذهب او الفضه.
للقيام بذلك يستعمل شعلة نارية تركز على القالب المصغر. يذوب المعدن بتسليط الشعلة عليه، وينساب في القالب.
بفضل اللدانة التي يتميز بها الذهب، يمكن للصائغ ان يصنع صفيحة رقيقة من خلال هذه الصبه.
يمررهذه الصبة في طاحونة تتألف من اطارين متوازيين يتم ادارتها بذراع. بتمريرالصبة عبر الطاحونة تصقل، لتتكرر العملية عدة مرات حتى تصبح الصفيحةبالسماكة المطلوبة تماما.
ليونة المعدن الثمين تمكنه ايضا من التحول الى اسلاك طويله. يتم ذلك بأستخدام صفيحة معززة بعدة ثقوب حجم كل منها اصغر من الاخر.
تسحبالصفيحة الرقيقة من الثقب الاكبر اولا، لتمرر بعدها على التوالي عبرالاصغر فالاصغر وهكذا الى ان تحصل على السماكة المطلوبه. نظريا، يمكنتحويل غرام من الذهب، الى اسلاك طولها عدة كيلومترات.
هذه الاسلاك والصفائح، تعتبر اساسية لصناعة الكثير من الحلى. اذ يمكن قصها كما نرغب، دون ان تفقد شكلها، بمنشار حديدي صلب.
كمايمكن تلحيمها بسهولة بشعلة نارية بسيطه. تلحيم الصائغ يجمع القطع مع بعضهاالبعض. تلحم بمزيج معدني يذوب على درجة حرارة اقل من المعدن الثمن.
حين يتم تسخينه، على المعدن ان يغمس في الاسيد كي يستعيد لمعانه، لان الحرارة تصيب المعدن بالصدأ فيعلوه السواد.
الخواتم تصنع تحديدا بتلحيمها. الخواتم تنقش على ازميل متدرج يحدد تدريجيا الاحجام والاشكال التي تعطى للخواتم .
وحين ينته يالعمل في القطعه، لا يبقى بعدها، سوى اللمسات الاخيره، كما هو حال التلميع او النقش.
لايتمتع البلاتين بمزايا الذهب والفضة ذاتها. الا انه معدن صلب. لهذايستعمله الصاغة في صناعة التاج الذي توضع عليه الاحجار الكريمة في الخواتم.
كلالمعادن الثمينة تحتمل الصدأ والتآكل، بأستثناء الفضه. فالفضة يفقد بريقهحالما يلامس عناصر مؤكسدة تحتوي على السولفير. ولكن من السهل تنظيفه.
هذاالخلود عبر الزمن هو الميزة الرئيسية للمعادن الثمينة بلا شك. بفضل هذهالميزه، نستطيع اليوم التمتع بروائع اعمال تبلغ مئات السنين. كما ان اعمالفناني اليوم، ستعيش بلا شك للقرون المقبله.
مازلنا نعتمد على امنا كوكب الارض لتلبية كل احتياجتنا من المعادن. انهاحتياطي هائل، ومحدود. يجب ان نتقن استعماله بحكمه، وبأقتصاد.
....منقول للافادة
الطريق من المناجم المظلمة الى المعادن البراقه طويلة جدا.
سنتحدث عن دراسة المواقع، واستخراج المعادن، و تنقيتها...
رغمان قشرة الارض غنية نسبيا بالثروة المعدنيه، الا ان هذه الثروة مركزة فيبعض المناطق، كأحتياط. هذه الهيكلية الجيولوجيه منتشرة في مختلف انحاءالعالم. والعثور على احدها اشبه بالبحث عن ابرة، في كومة قش.
حاولان تتخيل الحياة اليومية بدون الحديد والنحاس والالمنيوم اوالذهب. يعتبرتحدد اماكن المناجم واستخراجها بالنسبة للدول الصناعية موضوعا حيويا.
معهذا فأن ولادة احد المناجم تستبقها مرحلة من الحمل المطوله. فلا شك انقشرة الارض تتألف من مزيج فريد يحوي كل العناصر الكيميائية المعروفه.
ولكن بالمفهوم العام، غالبية هذه العناصر تتواجد بمقادير ضئيله. وحده الاحتياطي الكبير يستحق بأن يتم استخراجه لاهداف تجاريه.
عادة ما لا يتواجد احتياطي الثروة المعدنية على سطح الارض، وهو يتواجد هناك وفقا لاسباب متعدده.
شرقي كندا على سبيل المثال، تراكم احتياطي هائل للنحاس والزنك منذ ما يقارب الثلاثة بلايين عاما، من مخزون بركاني هائل.
يعتقدان مياه البحر تسربت عبر هذه الكتل لالاف السنين. وعند اقترابها منالصهاره، وهي مادة صخرية مذابة في باطن الارض تنشيء الصخر البركاني، بدأتتلك المياه تسخن، وتذوب العناصر المعدنية في الصخر.
حينها خرج المزيج الى سطح الارض، وعند ملامسته المياه الثلجيه، استقر المزيج على شكل خامات يعلوها السولفر، سميت بالسوفايد.
كان لا بد من توفر عناصر اخرى لبلوغ الاحتياطي هذا الحجم. كما هو حال وجود صخور مفتوحة المسامات، لعبت دور المستوعبات للمعادن.
علىاي حال، كي نتمكن من الوصول الى هذه المعادن تطلب الامر ان تعتد بطبقةصخرية تغطيها. لولا ذلك لكان الاحتياطي قد تعرض لتأثيرات الريح والمياه،بعد انحسار المحيط عنه.
مع ذلك، فأن تلك الطبقة لم تكن سميكه. على اعتبار ان سهولة العثور عليها تمت بفضل وجودها على عمق بسيط.
تشكيل هذا الاحتياطي نجم بكل بساطة عن توافق بين عدة ظروف.
عمال الجيولوجيا المكلفين بالاستطلاع يقومون بما يمكن ان نصفه بعمل المباحث.
مهمتهمالاولى هي تحديد اهدافهم، وهي ايجاد المنطقة الواعده. للقيام بذلك ينكبوناولا على دراسة الظروف الجيولوجية للمنطقة التي يهتمون بها، لجمع بعضالاستنتاجات المتعلقة بها.
تعتبرالمناطق الصخرية الطبيعية العارية، مصادر هامة للمعلومات. يمكن لهذهالصخور مثلا ان تكشف عن هوية بعض الحمم البركانية القديمة جدا. او عناجواء مناسبه، لاحتياطي محتمل.
التحليل الكيميائي لبعض نماذج الصخور التي يتم جمعها يقدم معلومات اخرى مفيدة جدا كذلك.
فغالباما يؤثر سائل الثروة المعدنيه، الذي يدل على وجود احطياطي هام، بتعديلالتركيبة الكيميائية للصخر المنتشر في منطقة واسعه، اكثر مما يفعلالأحتياطي نفسه.
بعضالعناصر اكثر انتشارا من غيرها، واخرى اكثر غيابا مما هو معتاد. هذهالتركيبات الكيميائية النادره ، قد تكون دليلا على وجود احتياطي للخامات.
الصخورالبارزة لا تعطي اكثر من فكرة عما هو موجود على سطح الصخر، وهي تشكل نسبةضئيلة من الارض. المغطاة بالنباتات وبمركبات اخرى غير محددة.
لحسن الحظ، فأن الفيزياء الجيولوجية تقدم معلومات اخرى.
لأن هذا العلم يمكن من تحديد المزايا الفيزيائية لبعض الصخور من الارض او حتى من الطائره، وصولا الى عمق مئة متر.
دراسةالحقول المغناطيسية للارض مثلا، التي يتم تحديدها بجهاز قياس مغناطيسي،يمكن ان تساعد في العثور على احتياطي الحديد. او تصدعات تحتوي على الذهب.
القنواتالكهربائية او الكهرومغناطيسية للصخر، التي تجري بأدخال تيار عبر الريموتكونترول، هي وسيلة ناجعة اخرى على اعتبار ان بعض المعادن موصل ايجابيللكهرباء.
مع ان بعض هذه الدراسات المسبقة قد تكون واعده، الا انها لا تؤكد بالمطلق وجود احتياطي ما.
فهذا يتطلب تأكيدات اعمق كما هو حال الحفر الارتوازي.
يتم اخذ عينات من خلال انابيب الحفر. التي تحفر بفعل قطعة الماس صناعية ترتكز عند نهايتها.
هذهالتقنيات تسمح للجيولوجي بالحصول على نماذج صخرية من اعماق متعدده. وحينهايتم تحليل الصخور كيميائيا . يتأكد وجود الخامات وتتحديد نسبة تركيزها.
ترجمة النتائج قد لا تكون سهلا، على اعتبار ان النماذج المأخوذة تعود لمنطقة محدودة جدا. فالامر اشبه بالذهاب الى الصيد.
وحدها عملية رسم نموذج عن تاريخ التركيبة الجيولوجيه، يمكن ان يساهم في تحديد مكان المنجم، وهيكليته، وحجمه.
حتى وان تم اكتشاف وجود احتياطي بعد كل هذه التحليلات الدراسيه، فهذا لا يعني بالضرورة انه سيتم استغلال هذا المنجم.
هناكعوامل اقتصادية يجب اخذها بالاعتبار. كما هو حال اقتراب البنية التحتيةلسبل المواصلات. الى جانب التنبؤ بأسعار المعدن في الاسواق العالمية خلالفترة استخراج المعدن.
والوقائع تثبت انه بين كل الف منطقة تتميز بطبيعتها الجيولوجية الغنيه، ستجد واحدة ، تصلح لان تتحول الى منجم.
تخيلالغوص في اعماق المنجنم. انه مظلم، وحار ورطب ايضا لسخون قشرة الارض.مسألة مشوقه، ولكنها بسيطة مقارنة مع المسائل الاخرى التي تتميز بهاالخامات حتى تصبح محط الانظار اليوميه.
باطنالارض اشبه بمستودع غني بموارد الخامات الطبيعية من جميع الانواع.كالمعادن التي تستعمل في امور متعدده، لكنه مستودع ليس من السهل دخوله.كما ان خاماته ، يجب ان تمر في عدة تحولات قبل ان تصبح معادن.
لنأخذ النحاس مثالا على ذلك. وهو احدد المعادن الرئيسيه. نظرة الى السطح، تكفي للتعرف على الهيكلية التي توحي بوجود منجم للخامات.
هيكليةهذا المبنى تضم الرافعات الثقيله، التي تساعد على حمل المصاعد نحو الاسفل،بواسطة اسلاك حديديه، الى المنجم ، لتصعد بها محملة من جديد.
يهبط المصعد بشكل عامودي، مما يسمح بالدخول الى جميع مستويات المنجم.
وفي كل مستوى، تنصب شبكة من الممرات تؤدي الى المناطق التي تستخرج منها الخامات.
في هذه المناطق تحديدا تجري كل اشكال الأستخراج. في هذا المنجم مثلا، يتم استخدام المتفجرات.
يستخدم عمال المناجم حفارات يدوية تعمل بقوة الضغط مدببة برأس من مادة التانغستون لثقب الصخره. وبعدها توضع المتفجرات في ذلك الثقب.
ثم يتم اخلاء المنجم، ليتم التفجير بعدها بالتحكم عن بعد. يتم ذلك من غرفة تحكم على سطح الارض.
تجمع الخامات بجرافات مخصصة لحملها.
عندما يتم اخلاء منطقة ما من خاماتها، تعبأ من جديد بنفايات صخور لا قيمة لها، لتغلق نهائيا.
يتم ذلك لان الفراغ الذي يترك في الصخر يمكن ان يؤثر في مستوى الضغط تحت الارض، مما قد يؤدي الى الانهيار.
تفرغ الجرافات حمولتها في احدى الكسارات.
لتتولى الكسارة تحطيم الخامات الى اجزاء صغيره. ثم تحمل الاجزاء نحو السطح من خلال المصعد الرئيسي.
يشكل النحاس نسبة اثنين بالمئه فقط من الخامات المستخرجة. للحصول على النحاس النقي، لا بد من اجراء عمليات تنقية وتصفية متكامله.
تسمى المرحلة الاولى بالتركيز. وهي تتم في محطة قريبة من المنجم. حيث تتحول الاجزاء الى جزيئات صغيره.
حينها تمزج الخامات بالماء الذي يحتوي على عناصر كيميائيه. ما يترك خليط شبه سائل.
ثميوضع الخليط في احواض، يضخ اليها الهواء وعناصر كيميائيه لتشكل طبغة منالغشاء. تحت تأثير العناصر الكيميائية التي تدخل في الخليط. فيطفو النحاسعلى سطح فقاعات الغشاء.
جزيئات النحات تطفو بما يشبه القشده. لتغرق جزيئات الصخور التي ليس لها اي قيمة اقتصاديه.
حين تتم تصفيتها، تتحول القشدة الى مركز نسبة 24 بالمئه منه من النحاس. عندها يرسل هذا الخليط الى محطة اخرى تتولى عملية الصهر.
في هذه المحطة يمر الخليط عبر مجموعة من الافران، حيث يتم تسخينه على حرارة مرتفعه، ليذوب نهائيا.
لاثارةعملية التفاعل الكيميائي يتم حقن السائل بهواء غني بالاكسجين، خلال هذهالعملية تمتزج المواد الغير مرغوب بها كالسولفر والحديد مع الاكسجين.
ينجمعن ذلك الجفاء، وهو سائل لا قيمة له يتخلف عن صهر المعادن. وبما انه اخفمن النحاس، يطفو الجفاء على السطح لينفصل ببساطة عن المعدن.
عند انتهاء هذه العمليه، يتم الحصول على نحاس نقي بنسبة 99 بالمئه. حينها يوضع في قوالب، ليبرد.
تتمخض عن صهر النحاس غازات سامه، كثاني اوكسيد السولفير، المسبب للمطر الحامضي. الا ان هناك امكانية لتفادي هذه المخلفات.
والواقعانه تتم في هذه المحطة بالذات تصفية 70 بالمئه من ثاني اكسيد السولفيربأرساله الى مراوح خاصه، لتحوله الى اسيد السولفير، المستعمل في الصناعاتالكيميائيه.
اضف الى ذلك ان غالبية النفايات الصلبه تعاد الى عملية انتاج النحاس لاعادة تصنيعها.
وهكذا فأن هذه العملية التي كانت يوما تضر جدا بالبيئه، اصبحت اليوم تتناسب وحاجاتها.
اقل من واحد بالمئه من النحاس الناتج عن الصهر يحتوي على الشوائب. المرحلة الاخيره، تقضي عليه، بالاليكتروليسيس.
قوالبالنحاس التي تحتوي على الشوائب، توضع اولا في مستوعبات تحتوي على محلولالاسيد. وتوضع بين القالب والاخر صفيحة رقيقة من النحاس النقي.
تمرر شحنة كهربائية قوية بين الصفيحة والقالب. فينجم عن ذلك تحول ذرات النحاس الى ايون، او ان تحمل بالجزيئات.
تنفصل الايونات بذلك عن القوالب. لتمر عبر محلول الاسيد، ثم تخرج الى سطح الصفائح. لتشكل بذلك نحاسا جديدا.
اما الشوائب فلا تسير بالاتجاه نفسه. بل تتجمع في اسفل المستوعب، على شاكلة صلصال، مشحون بالمعادن الثمينه، التي يتم تكريرها.
وهكذا تصبح القوالب مؤلفة من النحاس النقي جدا. وبعد عشرة ايام يتم رفعها من المستوعبات، لترسل الى محطات تحويل اخرى.
يتماستعمال النحاس في امور يومية متعدده، تتراوح بين الاسلاك الكهربائية،ودوائر الكمبيوتر. لتضع بذلك نهاية بين المسافة الطويلة التي تفصلالمناجم، عن المعادن.
الذهبوقريبة الفضه، هما بين المعادن القليلة التي تتواجد بوضع متحرر فيالطبيعه. لجمالهما وندرتهما تحول هذين المعدنين الى رمزين للثراء. الا انالذهب والفضة ييبعثان الوحي وقريحة الابداع لدى الفنانين ايضا.
يتمالبحث والتنقيب عن المعادن الثمينة منذ الاف السنين. كما انها لحسن الحظاوحت لرجال الفن بأبداع اعمال هي روائع جمالية لا مثيل لها.
مجوهرات، وتماثيل، وادوات، كلها شواهد على اعجابنا ودهشتنا بهدية قشرة الارض هذه.
المعادن الثمينة اما ان تستخرج مباشرة من منابعها او يتم الحصول عليها عبر تنقية معادن اخرى عاديه.
فالنحاس على سبيل المثال غالبا ما يحتوي على كميات صغيرة من الذهب والفضه.
عبرعمليات متتاليه يتم تكرير هذه الشوائب الثمينه. اولا على شكل جفاء بعداخضاع النحاس للالكتروسيس. ومن ثم تجرى معالجات اخرى، للحصول على معدنالذهب.
الالكتروسيس يخرج رمالا فضية من معدن الذهب. ومن ثم تذاب الرمال الفضية في قوالب تتسع لالف اونصه.
ينجمعن اخضاع المعدن الذهبي للألكتروسيس الحصول على طين ينضح بالذهب. يتماستخراجه بالاختبارات الكيميائيه. فمن تنقية كل طن من النحاس نستخرج مايقارب الثلاثة اونصات من الذهب النقي. يتم اذابة مجموعها في قوالب لاربعمئة اونصه.
لهذه المعادن استعمالات تقنية متعدده.
منها مثلا ان الذهب يستعمل في صناعة دوائر الكمبيوتر. ويستعمل الفضه في تركيب افلام التصوير.
الا ان المعادن الثمينة تتميز بمواصفات اخرى، فهي تكرس لصناعة الروائع الفنية للحلى المصنوعة من الذهب او الفضه.
صناعةالحلى لا تستعمل الفضة او الذهب النقي. بل مزيج من هذه المعادن. لان الذهبوالفضة في قمة نقائهما، بالغا الليونة ولا يمكن استخدامهما في صناعة اشياءللاستعمال.
تركيبة الذرات في هذه المعادن تقاس في نسبة ليونتها. في المعادن النقيه، تصطف الذرات بطريقة عاديه، تعكس انحرافا وانحسارا واضحان.
حين تتعرض هذه الهيكلية للضغط يصاب المعدن بالالتواء، لان الذرات تتراكم وتنحسر عن بعضها البعض.
اما اذا مزج معدن كالنحاس مع الذهب او الفضه، سيتماسك المزيج ويقوى.
ذلك ان ذرات النحاس تحتل الفراغات التي يخلفها انحسار الذرات الاخرى. لهذا يصبح المعدن الجديد اكثر مقاومة من المعدن النقي.
فيالحلى والادوات المطبخية ما زال الفضة يستعمل، ولكنه مزيج بنسبة 92.5بالمئه من الفضه، و7.5 بالمئه من النحاس. وفي مزيج الذهب يستخدم تعبيرلتحديد نسبة المزج بعبارة القيراط.
الذهبالنقي يعرف ب 24 قيراط. اما النسب الشائعه جدا فهي العشره والاربعة عشروالثمانية عشر قيراطا. وهي تحتوي على نسب 42 و 58 و 75 بالمئة من الذهبعلى التوالي. عادة ما يحتوي مزيج الذهب على الفضة الى جانب معدن اخر.
هذاالمزيج لا يؤثر سلبا، على اللمعان الشهير للذهب، بل يبرزه اكثر، حتى انهيبدل لونه احيانا. فالنحاس يمنح الذهب لونا احمر، والنيكيل يميل به الىالبياض اللامع.
عادة ما يجهز الصائغ قالبا صغيرا يحتوي على مزيج من الذهب او الفضه.
للقيام بذلك يستعمل شعلة نارية تركز على القالب المصغر. يذوب المعدن بتسليط الشعلة عليه، وينساب في القالب.
بفضل اللدانة التي يتميز بها الذهب، يمكن للصائغ ان يصنع صفيحة رقيقة من خلال هذه الصبه.
يمررهذه الصبة في طاحونة تتألف من اطارين متوازيين يتم ادارتها بذراع. بتمريرالصبة عبر الطاحونة تصقل، لتتكرر العملية عدة مرات حتى تصبح الصفيحةبالسماكة المطلوبة تماما.
ليونة المعدن الثمين تمكنه ايضا من التحول الى اسلاك طويله. يتم ذلك بأستخدام صفيحة معززة بعدة ثقوب حجم كل منها اصغر من الاخر.
تسحبالصفيحة الرقيقة من الثقب الاكبر اولا، لتمرر بعدها على التوالي عبرالاصغر فالاصغر وهكذا الى ان تحصل على السماكة المطلوبه. نظريا، يمكنتحويل غرام من الذهب، الى اسلاك طولها عدة كيلومترات.
هذه الاسلاك والصفائح، تعتبر اساسية لصناعة الكثير من الحلى. اذ يمكن قصها كما نرغب، دون ان تفقد شكلها، بمنشار حديدي صلب.
كمايمكن تلحيمها بسهولة بشعلة نارية بسيطه. تلحيم الصائغ يجمع القطع مع بعضهاالبعض. تلحم بمزيج معدني يذوب على درجة حرارة اقل من المعدن الثمن.
حين يتم تسخينه، على المعدن ان يغمس في الاسيد كي يستعيد لمعانه، لان الحرارة تصيب المعدن بالصدأ فيعلوه السواد.
الخواتم تصنع تحديدا بتلحيمها. الخواتم تنقش على ازميل متدرج يحدد تدريجيا الاحجام والاشكال التي تعطى للخواتم .
وحين ينته يالعمل في القطعه، لا يبقى بعدها، سوى اللمسات الاخيره، كما هو حال التلميع او النقش.
لايتمتع البلاتين بمزايا الذهب والفضة ذاتها. الا انه معدن صلب. لهذايستعمله الصاغة في صناعة التاج الذي توضع عليه الاحجار الكريمة في الخواتم.
كلالمعادن الثمينة تحتمل الصدأ والتآكل، بأستثناء الفضه. فالفضة يفقد بريقهحالما يلامس عناصر مؤكسدة تحتوي على السولفير. ولكن من السهل تنظيفه.
هذاالخلود عبر الزمن هو الميزة الرئيسية للمعادن الثمينة بلا شك. بفضل هذهالميزه، نستطيع اليوم التمتع بروائع اعمال تبلغ مئات السنين. كما ان اعمالفناني اليوم، ستعيش بلا شك للقرون المقبله.
مازلنا نعتمد على امنا كوكب الارض لتلبية كل احتياجتنا من المعادن. انهاحتياطي هائل، ومحدود. يجب ان نتقن استعماله بحكمه، وبأقتصاد.
....منقول للافادة