جواب فعالیت های تکمیلی صفحه ۲۹ زمین شناسی یازدهم؛ فصل دوم

باید توجه داشت که در یک کانسار، ضریب تمرکز عنصر مورد نظر در آن منطقه به عددی رسیده است که استخراج آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است. ضریب تمرکز برای عناصر مختلف از رابطهٔ زیر به‌دست می‌آید.

برای مثال اگر میانگین فراوانی آهن در پوسته ۵ درصد باشد و حداقل عیار جهت استخراج سودآور آن ۳۰ درصد باشد، ضریب تمرکز آهن ۶ است؛ یعنی برای اینکه استخراج آهن در منطقه‌ای سودآور باشد و بهره‌برداری آغاز شود، باید میانگین فراوانی آن در منطقه نسبت به میانگین پوسته ۶ برابر شود.

عنصر	حداقل عیار جهت استخراج سودآور	ضریب تمرکز
آلومینیم	۳۲	؟
منگنز	۳۵	؟
مس	۱	؟
سرب	۴	؟

اطلاعات مورد نیاز از جدول کالرک صفحه ۲۴:

میانگین فراوانی آلومینیم = ۸ درصد
میانگین فراوانی منگنز = ۰/۱۰ درصد
میانگین فراوانی مس = ۰/۰۰۶ درصد
میانگین فراوانی سرب = ۰/۰۰۱۶ درصد

پاسخ:

۱ـ آلومینیم
حداقل عیار استخراج سودآور = ۳۲ درصد
میانگین فراوانی در پوسته = ۸ درصد

پس ضریب تمرکز آلومینیم = ۴ است.

۲ـ منگنز
حداقل عیار استخراج سودآور = ۳۵ درصد
میانگین فراوانی در پوسته = ۰/۱۰ درصد

پس ضریب تمرکز منگنز = ۳۵۰ است.

۳ـ مس
حداقل عیار استخراج سودآور = ۱ درصد
میانگین فراوانی در پوسته = ۰/۰۰۶ درصد

پس ضریب تمرکز مس ≈ ۱۶۶/۷ است.

۴ـ سرب
حداقل عیار استخراج سودآور = ۴ درصد
میانگین فراوانی در پوسته = ۰/۰۰۱۶ درصد

پس ضریب تمرکز سرب = ۲۵۰۰ است.

عنصر	کالرک	حداقل عیار سودآور	ضریب تمرکز
آلومینیم	۸	۳۲	۴
منگنز	۰/۱۰	۳۵	۳۵۰
مس	۰/۰۰۶	۱	حدود ۱۶۶/۷
سرب	۰/۰۰۱۶	۴	۲۵۰۰

مفهوم ضریب تمرکز چیست؟

ضریب تمرکز نشان می‌دهد فراوانی یک عنصر باید تقریباً چند برابر میانگین طبیعی آن در پوسته زمین شود تا استخراج آن بتواند از نظر اقتصادی سودآور باشد.

برای مثال ضریب تمرکز ۲۵۰۰ برای سرب یعنی غلظت سرب باید تقریباً ۲۵۰۰ برابر میانگین فراوانی آن در پوسته باشد تا به حداقل عیار استخراج سودآور برسد.

پاسخ: علاوه بر حجم ذخیره و غلظت ماده معدنی، عوامل گوناگونی می‌توانند اقتصادی بودن بهره‌برداری از یک معدن را تعیین کنند؛ از جمله:

۱ـ ارزش و قیمت ماده معدنی: هرچه ماده معدنی ارزش اقتصادی و قیمت بیشتری داشته باشد، امکان سودآور بودن استخراج آن بیشتر می‌شود.

۲ـ عرضه و تقاضا در بازار: افزایش تقاضا یا قیمت یک ماده معدنی ممکن است استخراج ذخیره‌ای را که قبلاً اقتصادی نبوده است، سودآور کند.

۳ـ هزینه و فناوری استخراج: نوع تجهیزات، روش استخراج و فناوری موجود بر هزینه معدن‌کاری اثر دارند. فناوری‌های جدید می‌توانند هزینه استخراج را کاهش دهند.

۴ـ عمق و شکل ذخیره معدنی: ذخیره‌ای که در عمق زیاد قرار دارد یا شکل و پراکندگی آن استخراج را دشوار می‌کند، معمولاً هزینه بیشتری دارد.

۵ـ هزینه فرآوری، تغلیظ و تصفیه: گاهی استخراج کانسنگ آسان است؛ اما جدا کردن ماده ارزشمند از باطله یا تصفیه آن هزینه زیادی دارد.

۶ـ راه‌های دسترسی و حمل‌ونقل: فاصله معدن تا جاده، راه‌آهن، کارخانه فرآوری و بازار مصرف می‌تواند هزینه نهایی را بسیار تغییر دهد.

۷ـ آب، انرژی و نیروی انسانی: دسترسی مناسب به آب، برق، سوخت و نیروی متخصص بر اقتصادی بودن معدن اثر دارد.

۸ـ شرایط جغرافیایی و آب‌وهوایی: قرار گرفتن معدن در مناطق بسیار کوهستانی، دورافتاده یا دارای شرایط آب‌وهوایی سخت می‌تواند هزینه استخراج را افزایش دهد.

۹ـ عوامل زیست‌محیطی، قانونی و سیاست‌های دولت: هزینه حفاظت محیط‌زیست، قوانین، مالیات، مجوزها و سیاست‌های حمایتی یا محدودکننده نیز در سودآوری معدن مؤثرند.

پاسخ کوتاه: ارزش و قیمت ماده معدنی، عرضه و تقاضا، فناوری و هزینه استخراج، عمق و شکل ذخیره، هزینه فرآوری، حمل‌ونقل و راه‌های دسترسی، آب و انرژی، نیروی انسانی، شرایط آب‌وهوایی و عوامل زیست‌محیطی و دولتی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر اقتصادی بودن یک معدن هستند.

پاسخ: زیرا شرایط اقتصادی و فنی یک معدن در طول زمان ثابت نمی‌ماند. ممکن است معدنی در گذشته به دلیل هزینه زیاد استخراج یا قیمت پایین ماده معدنی سودآور نبوده و تعطیل شده باشد؛ اما بعدها شرایط تغییر کند.

مهم‌ترین دلایل بهره‌برداری دوباره از معادن متروکه عبارت‌اند از:

• افزایش قیمت ماده معدنی در بازار
• افزایش تقاضا و نیاز کشور یا منطقه به آن ماده
• پیشرفت فناوری استخراج و فرآوری و کاهش هزینه‌ها
• کشف ذخایر جدید در محدوده معدن
• امکان استخراج بخش‌هایی با عیار پایین‌تر با فناوری‌های جدید
• بهبود راه‌های دسترسی، انرژی و زیرساخت‌ها
• تغییر سیاست‌های اقتصادی و حمایتی دولت

بنابراین ممکن است ذخیره‌ای که در گذشته غیراقتصادی بوده است، با تغییر شرایط به ذخیره‌ای اقتصادی و قابل بهره‌برداری تبدیل شود.

نکته مهم: وجود ماده معدنی به تنهایی برای تشکیل یک معدن کافی نیست. کتاب تأکید می‌کند که استخراج ماده معدنی اغلب پرهزینه است و بهره‌برداری زمانی آغاز می‌شود که حجم و تمرکز کافی وجود داشته باشد و استخراج از نظر اقتصادی توجیه داشته باشد.

جمع‌بندی صفحه ۲۹ زمین‌شناسی یازدهم: ضریب تمرکز از تقسیم حداقل عیار لازم برای استخراج سودآور بر میانگین فراوانی عنصر در پوسته زمین به دست می‌آید. در این فعالیت، ضریب تمرکز آلومینیم ۴، منگنز ۳۵۰، مس حدود ۱۶۶/۷ و سرب ۲۵۰۰ است. اقتصادی بودن یک معدن نیز فقط به مقدار ماده معدنی بستگی ندارد و عواملی مانند قیمت، بازار، فناوری، هزینه استخراج و فرآوری، عمق ذخیره، حمل‌ونقل، زیرساخت و سیاست‌های اقتصادی بر آن اثر می‌گذارند.