معدنکاوی در اعماق دریا - √دنیـــــــای متـــــــــــالورژی فقـــــــط از ایـــــــنجا
به "با سابقه ترين و محبوب ترين وبلاگ متالورژي در ايران" خوش آمديد

تاريخ : پنجشنبه ۱٢ دی ۱۳۸٧

معدنکاوی در اعماق دریا

یکی از جدیدترین روش‌های اکتشاف و استخراج، معدن کاوی زیر دریا است. در این مقاله نویسنده به تکنولوژی پیچیده و مشکلات محیطی در رابطه با تکنیک‌های اولیه این نوع حفاری می‌پردازد. 

چشمه‌های آب گرم (دودکش‌های سیاه) همانند مینیاتوری زیبا از کوهستان از کف اقیانوس‌ها بیرون می‌آیند. از این چشمه‌ها آب‌های گرم غنی از رسوبات می‌جوشند که بعد از سرد شدن مملو از عناصر روی، مس، نقره و طلا هستند و از این رو آن‌ها را سولفید‌های عظیم بستر دریا می‌نامند. در حدود 10 سال است که شرکت‌های مختلف، عملیات‌هایی را در آب‌های گینه‌نو (PNG)، نیوزیلند، تونگا و فیجی برای اکتشاف این منابع عظیم سولفید آغاز کرده‌اند و در رویای کشف و راه‌های اقتصادی استخراج این منابع بیکران اما سخت دست‌یافتنی به سر می‌برند. 

در حال حاضر با توجه به افزایش روزافزون تقاضا برای مواد معدنی و تکنولوژی‌های جدید پیشرفته کابل‌کشی، حفر ترانشه با مته‌های الماسی و حفاری نفت و گاز در آب‌های عمیق موانع موجود برای معدنکاوی در زیر دریا قابل عبور به‌نظر می‌رسند. دو معدن از اولین معادن عظیم سولفید در بستر دریا توسط شرکت بریتانیایی Neptune Minerals در نیوزیلند و شرکت کانادایی Nautilus Minerals در گینه‌نو در سال 2010 میلادی به مرحله بهره‌برداری خواهند رسید. 

Scott Trebilcock نایب رئیس بخش تجارت و توسعه شرکت Nautilus که دفتر مرکزی آن در تورنتو کانادا واقع شده می‌گوید که روش بهره‌برداری شرکت از این منابع از اصول صنایع نفت و گاز پیروی می‌کند. همان‌گونه که در آن صنایع با حفر گودال‌هایی هزاران کیلومتر خطوط لوله در کف دریا کار گذاشته شد در معدنکاوی در زیر دریا نیز با یک روش مشابه عمل می‌کنیم. در این روش میلیون‌ها تن شن و ماسه از کف دریا استخراج می‌کنیم. 


استانداردهای به‌کار گرفته شده 

اما در حالی‌که شرکت برای نسل جدید حفاری مواد معدنی مهیا می‌شود، سازمان مشترک تحقیقات علوم و صنایع استرالیا (CSIRO)، گزارشی را مبنی بر پتانسیل تاثیرات زیست‌محیطی که معدنکاوی می‌تواند بر روی سواحل استرالیا بگذارد، منتشر کرد. نتایج این گزارش، در حالی‌که مزیت‌های اقتصادی آن را برجسته نشان می‌دهد، اما نگرانی اندک ولی آشکاری از اجرای حفاری در زیر آب به این روش به گوش می‌رسد. 

دکتر Joanna Parr از اعضای CSIRO و یکی از کسانی که در تحریر این گزارش دخیل است، می‌گوید که نگرانی عمده انجمن، گسترش تاثیرات زیست‌محیطی نامطلوب از قبیل کمبود دانش علمی کافی برای سنجش و کنترل این تاثیرات است. 

در 13 ژوئن مقاله‌ای مبنی بر بررسی ابعاد اجتماعی گسترش اکتشافات در اعماق دریا و صنعت معدن در استرالیا، منتشر شد که به این شرح بود: هیچ بررسی جامع و وسیعی بر روی اکتشاف و استخراج در کف دریا یا معدنکاوی در اعماق دریا صورت نگرفته و نتایج به‌دست آمده حداقل مربوط به 5 سال اخیر است. این مسئله حاکی از آن است که هیچ‌گونه مطالعات مشترک بین‌المللی برای استخراج در زیر دریا در کشورهای کانادا، روسیه، کره، شیلی و فنلاند صورت نگرفته و هیچ دستورالعمل تجربی برای شرکت‌ها وجود ندارد که با توجه به آن عمل کنند. 

دکتر Simon Mcdonald مدیر اجرایی شرکت Neptune Minerals می‌گوید: اما با وجود این، پیشرو بودن در این رابطه می‌تواند مزیت‌هایی را نیز به همراه داشته باشد. ما در جایگاه ویژه‌ای برای آغاز این پروژه بی‌سابقه قرار داریم و با یک عملیات معدنکاوی زمینی روبه‌رو نیستیم و هیچ‌گونه اطلاعات قبلی از آن نداریم. 

همچنین وی افزود: ما قادر هستیم تا از ابتدا یک سیستم معدنکاوی مطابق با بهترین روش‌های همسو با شرایط محیطی را طراحی کنیم. 

دکتر Parr در رابطه با شرکت‌های Neptune و Nautilus اظهار کرد که به‌وضوح خطر از دست دادن حمایت دولت در این‌باره احساس می‌شود و از این رو عزمی راسخ برای تحقیقات جهت ارزیابی تاثیرات بالقوه زیست‌محیطی معدنکاوی در حیطه عملیاتی‌شان دارند. 


با احتیاط رو به جلو 

شرکت Nautilus از سال 1997 اکتشافات خود را در آب‌های گینه‌نو آغاز کرده است. در سه سال اخیر این شرکت مطالعات نهایی محیطی خود را در داخل و اطراف محل عملیات یعنی Solwara1، محلی با عمق 1500 تا 1600 متر با طول 3/1 کیلومتر و عرض 200 متر واقع در دریای Bismarck، اجرا کرده است. معدن ذکر شده دارای منابع ظاهری و محتمل 170/2 کیلو تنی است که به‌ازای 2/7 درصد مس 2/6 گرم بر تن طلا، 31 گرم بر تن نقره و همچنین 6/0 درصد روی است. 

Trebilcock می‌گوید: شرکت در صدد طی مراحلی است تا دولت گینه نو را نیز در این پروژه سهیم کند و هر گونه توصیه‌های دولتی و سازمان‌های غیردولتی را پیگیری کند. این ارزیابی‌ها شامل بررسی از نظر اقیانوس‌شناسی، وجود منشا گیاهی و حیوانی، میزان رسوب دهی، سروصدا و نور و همچنین مدیریت مواد باطله است. انتظار می‌رود که این پروژه کمترین تاثیرات را بر روی آبزیان و بستر دریا گذاشته و احتمالا بر روی سنگ‌های زیر آب بهره‌برداری انجام نپذیرد. انرژی لازم از منابع الکتریکی کشتی‌ها تامین خواهد شد. نتایج حاصل از گزارش محیطی آغاز کار در ماه اکتبر 2008 به چاپ رسید. 


نحوه بهره‌برداری 

شرکت Nautilus با استفاده از طراحی برگرفته از حفاری ترانشه درصنایع نفت و گاز، سیستم معدنکاوی این پروژه را ارائه کرد که شامل دستگاه‌های حفاری، یک کشتی پشتیبانی و یک سیستم مکنده و بالابر برای پمپاژ خاک و شن حاوی مواد سولفیددار به سطح آب است. 

نیروی محرک ماشین خاک‌برداری (SMD)، در شهر نیوکسل انگلیس ساخته شده و شرکتNautilus برای طراحی و ساخت تجهیزات حفاری خود یک قرارداد 33 میلیون یورویی بسته است که قرار داد ساخت مهندسی‌ترین قطعات سخت سرمته دستگاه حفاری نیز بسته خواهد شد. همچنین Trebilcock می‌گوید: اگرچه دستگاه SMD دارای تیغه‌های برنده‌ای است که سنگ‌ها را می‌شکافد، اما باید توجه داشت که آنها هرگز بر روی چنین سنگ‌هایی به‌کار گرفته نشده‌اند. 

دکتر Steven Scott مسئول آزمایشگاه تحقیقات زمین‌شناسی دریایی Scotiabank در دانشگاه تورنتو کانادا اضافه می‌کند موادی که آنها باید برش دهند در مقایسه با کانی‌های موجود بر سطح زمین نسبتا نرم‌تر هستند. به احتمال زیاد آنها مشکلاتی را با تجهیزات جدید خواهند داشت و همواره خطر جدید وجود دارد اما بسیاری از اطلاعات و دانش‌ها برای غلبه بر این مشکلات گردهم آمده‌اند. 

تست‌های حفاری در فشار بالا در زیر آب با استفاده از نمونه‌های سولفید به‌دست آمده از Solwara1 بر روی دستگاه SMD در حال اجرا است که این تست‌ها کمک شایانی برای تخمین بهترین طراحی تیغه برنده و دستگاه پمپاژ که مواد را به سطح آب می‌مکد، خواهد کرد. 

Trebilcock این روش حفاری را، جراحی در معدنکاوی می‌نامد. 

وی می‌گوید: از آنجایی که ما مواد را خرد می‌کنیم، این مواد به همراه مقدار زیادی از آب دریا به عرشه کشتی مکیده می‌شود. سپس آب مکیده شده در یک مخزن پالایش شده و تصفیه می‌شود و در نهایت آب سرد دریا مجددا به اعماق دریا بازمی‌گردد. بنابراین برخلاف فرآیند لایروبی، آب تخلیه شده مجددا به همان مکانی که آمده است بازمی‌گردد. همچنین هیچ مواد آلوده‌ای از گل و لای از کشتی خارج نخواهد شد بنابراین آلودگی محیطی به‌وجود نمی‌آید. طبق برنامه تمامی تجهیزات تا پایان سال 2009 به محل عملیات خواهند رسید و شروع عملیات حفاری در اواخر سال 2010 خواهد بود. در این پروژه انتظار می‌رود در هر سال در حدود 5/1 تا 8/1 میلیون تن سنگ معدن استخراج شود. 


آزمایش آب توسط شرکت Neptune 

شرکت نپتون طرح‌هایی را برای اجرای فاز آزمایشی پروژه 1500 میلیون تنی معدنکاوی در اعماق دریا در قسمت غربی Rumble2 واقع در آب‌های منطقه‌ای نیوزیلند در سال 2010 در دست دارد. تجهیزات این پروژه مورد تایید شرکت کانادایی Placer Dome، در سال 2006 میلادی طراحی شده که به‌طور موفقیت‌آمیزی 15 تن سولفید سنگین را استخراج کرده است. 

این سیستم بر روی یک دستگاه حفاری کنترل از راه دور نصب شده است. یک چنگک حلزونی شکل برای برداشت پوشش سطحی در و یک دستگاه سنگ شکن تکه‌های سنگ معدنی را تا سایزهایی بین یک تا 2 اینچ (45/2 تا 08/5 سانتیمتر) خرد می‌کند، به‌کار گرفته می‌شود. این سنگ‌های خرد شده به همراه آب، به‌وسیله یک پمپ مکشی به سمت بالا و کشتی مکیده می‌شود. 

McDonald عقیده دارد که مزیت‌های محیطی در معدنکاوی عظیم سولفید در زیر آب کم نیست. 

وی افزود: مواد حفاری شده دارای عیار بالا و تناژ پایین است و در آن سرباره حداقل صفر است و هیچ‌گونه سنگ باطله‌ای با آن استخراج نمی‌شود. 

انتظار می‌رود تا از این معدن درطی یکسال ،2 میلیون تن حجم بالای سولفید از منطقه‌ای تنها با مساحت 300 ×300 متر استخراج شود. 

شرکت ارزیابی‌های خود در زمینه تاثیرات محیطی را با همکاری انجمن تحقیقات دریایی و جوی نیوزیلند به انجام رسانیده و در طی هر مرحله از عملیات معدنکاوی و اکتشاف ادامه خواهد داد. بعد از گذشت 6 ماه آزمایشی، ارزیابی نهایی باید تا قبل از آغاز معدنکاوی در مقیاس کامل تایید شود. 


عصر جدید برای معدنکاوی؟ 

اگر پژوهش‌ها و آزمایشات شرکت‌های Neptune و Natilus با موفقیت همراه باشد سرآغازی بر عصر جدید معدنکاوی در مقیاس عظیم به‌وجود خواهد آمد. McDonald می‌گوید: شرکتش پیش‌بینی می‌کند تا مبلغی در حدود 145 تا 162 دلار برای هر تن استخراج سنگ معدن هزینه می‌کند که می‌تواند مواد استخراجی را 50 تا 2 هزار دلار به ازای هرتن به فروش برساند. 

Trebilcock با این پیش‌بینی‌های مالی موافق است و عقیده دارد که هرگونه هزینه اضافی در رابطه با عملیات‌های دریایی از طریق استخراج کنسانتره‌های با خلوص بالای مس و طلا جبران خواهد شد. 

Scott نیز کاملا خوشبین است. وی می‌گوید: در روزهایی نه چندان دور به آن دست خواهیم یافت و هیچکس به درستی آنچه در بستر دریا برایمان نهفته است را نمی‌داند. تقریبا تمامی منابع مواد معدنی 26 درصد از وسعت سیاره ما را در بر می‌گیرند که این آمار فقط مربوط به خشکی است و شامل سرزمین‌های پوشیده از یخ نمی‌شود. اگر شرکت‌های Nautilus و Neptune به موفقیت برسند و من ایمان دارم که خواهند رسید، به‌طور حتم دیگران نیز به ما خواهند پیوست. 

Parr می‌گوید که سازمان مشترک تحقیقات علوم و صنایع استرالیا (CSIRO)، با علاقه هر دو پروژه را تعقیب خواهند کرد و جزئیات ارزیابی و طرح‌های خود برای آگاهی بهتر دولت استرالیا در این که چگونه سیاست‌های معدنکاوی داخل دریا باید هدایت شده باشند را به دولت استرالیا انتقال خواهند داد.



ارسال توسط محسن حیدری
آخرين مطالب
کارت اعتباری ویزا

کتاب کسب درآمد از اینترنت در ۷ روز

آدرس مجازی خارجی برای گوگل ادسنس