مواد معدنی چیست؟ کانی‌ها یا مواد معدنی ماده جامدی است که به طور طبیعی ایجاد میشود و دارای ترکیب شیمیایی مشخص و ساختار بلورین داخلی متمایزی است. از زمانی که بشر به فن‌آوری ذوب کردن فلز، قالب‌ریزی و تولید آلیاژ دست یافت، کاربرد کانی‌ها نیز گسترش یافت.
کانی‌ها در آغاز به همان صورت که از پوسته‌ی زمین به دست می‌آمدند، به کار می‌رفتند. برخی از این کانی‌ها که بلورهای ظریف و پایدار در برابر فرسایش داشتند، پس از صیقل‌کاری و تراش خوردن، به عنوان سنگ‌های زینتی به کار می‌رفتند که به این کانی‌ها جواهر می‌گوییم. الماس، فیروزه، یاقوت کبود، زمرد، زبرجد و … از مهمترین کانی‌های گرانبها هستند.
تقیسم بندی مواد کانی بر اساس کابردهایش
کانی ها بر اساس نوع کاربردشان به سه دسته ی فلزی، غیر فلزی (نمک ها، و …) و سوختنی یا آلی (زغال و …) دسته بندی می شوند. دسته ی فلزی خود به سه دسته ی گران بها (طلا، نقره، و …)، آهنی (آهن،نیکل و …) و غیر آهنی (سرب، روی، آلومینیوم و …) تقسیم بندی می شوند. در ادامه به بررسی دسته بندی انواع کانی های معدنی، سایر انواع کانی های شناخته شده، همه چیز راجع به استخراج کانی های معدنی و تجارت سنگ های معدنی با ارزش می پردازیم.
اکتشاف و استخراج کانی ها
کشف و یافتن مواد معدنی، در واقع فرآیند جستجو برای پیدا کردن مکان حضور کانی مورد نظر در سنگ‌های یک منطقه است. این فرآیند، ابتدا با جمع‌آوری اطلاعات زمینشناسی از نواحی مختلف منطقه و سپس تعمیم اطلاعات به نواحی بزرگتر انجام میشود. هدف از جمع آوری اطلاعات بدست آوردن یک تصویر کلی از وضعیت زمینشناسی منطقه و کانی‌های احتمالی موجود در آن است.
به طور خلاصه، مراحل اکتشاف کانی‌ها به ترتیب زیر انجام می شوند.
- مطالعات تئوری
- برداشت زمینشناسی
- برداشت نمونه خاک/رسوبات و انجام مطالعات ژئوفیزیک سطحی
- حفاری اولیه
- حفاری پیشرفته
- مطالعات تفصیلی و تحقیقات زمینشناسی
- استخراج
اولین مرحله در اکتشاف کانی‌ها، انجام تحقیقات غیر میدانی است. در بررسی تئوری، نواحی مستعد کاندید می‌شوند. سپس برای بررسی حضور کانی مورد نظر در آن مکان از خاک نمونه برداری میشود. این نمونه برای بررسی حضور عنصر مورد نظر به آزمایشگاه ها ارسال میشود.
خواصی که برای کانی ها بررسی می شوند عبارتند از:
- خواص ظاهري شامل شكل بلوري، سطح شكست و جدايش، رنگ، رنگ خاكه و جلا میباشد.
- خواص فيزيكي وزن مخصوص (چگالی)، خواص مغناطيسي، خواص الكتريكي، مقاومت و شكنندگي، سختي و خواص راديواكتيو از جمله خواص فیزیکی هستند.
- خواص ميكروسكوپي به روش هاي ميكروسكوپ نوری و ميكروسكوپ الكتروني روبشی (SEM) انجام ميشود.
- خواص شيميايي برای انجام آنالیز شیمیایی باید مواردی همچون نوع عنصر، غلظت و فاز های معدنی که قرار است شناسایی شود به شکل تقریبی تعیین شده باشند و سپس آنالیز انجام شود.با وجود اینکه روش های متنوعی وجود دارند، اما مهمترین روشها که بیشترین استفاده را نیز دارند، روش های XRF و XRD می باشد.
یکی دیگر از روش شناسایی کانی ها به وسیله پرتو نور است
رنگ شعله: تکه‌ای از کانی یا پودر آن را روی شعله قرار می‌دهند و با دستگاهی به آن می‌دمند که می‌توان برخی از کانی‌ها را با تغییر رنگی که در شعله پدید می‌آید، شناسایی نمود. مثلا با سوزاندن منیزیم رنگ قرمز، کلسیم رنگ نارنجی و مس رنگ سبز درخشان دیده میشود.
طیف نور: در این روش با قرار دادن مقدار کمی از یک کانی در دستگاهی که با جرقه الکتریکی و در فشار زیاد کار می‌کند، کانی بخار شود. سپس اتم‌های عناصر تشکیل دهنده کانی، طول موج خاصی ساطع می‌کنند که پس از عکس برداری می‌توان به شناسایی عنصرهای سازنده کانی پرداخت.
میکروسکوپ پلاریزان: ضخامت یک قطعه سنگ را که دارای کانی‌های مختلف است را به اندازه‌ای کاهش می‌دهند تا شفاف شود و نور از آن بگذرد. سپس زیر میکروسکوپ پلاریزان آن را بررسی می‌کنند و از روی نوع شکستگی، ضریب شکست نور، شکل ظاهری، رنگ و ویژگی‌های دیگر کانی شناسایی میشود.
میکروسکوپ الکترونی: : لایه نازکی از کانی را توسط میکروسکوپ بررسی می‌کنند. با برخورد باریکه الکترونی به کانی، بخشی از آن جذب میشود و از کانی سایه‌ای بر روی صفحه‌ی مخصوصی به‌وجود می‌آید. با بررسی این سایه از نظر شکستگی‌ها، ساختمان درونی کانی و شکل ظاهری، کانی شناسایی میشود.
پرتو ایکس: یکی از روش‌های کارآمد برای شناسایی کانی‌ها، به ویژه کانی‌هایی که ترکیب شیمیایی مشابهی دارند روش پرتو ایکس است.
