نگاهی به معادن سرب و روی در ایران

[XMEHRDADX 7514]

اهميت بازنگري معادن:

 

بهره‌برداری از منابع طبیعی، استفاده بهینه و تولید ثروت از آنها بعنوان یک اصل می‌تواند نقش مهمی در پیشرفت و توسعه مسائل مختلف یک جامعه از جمله اقتصاد، صنعت و حتي سیاست داشته باشد و براي حصول اين هدف، بازنگري معادن كشور از جمله مواردي است كه اهميت بسزايي دارد، چون لازم است براي افزايش بهره‌وري و استفاده صحيح از معادن، روند بهره‌برداري از اين منابع خدادادي مورد ارزيابي مجدد قرار گيرند. اين اقدام، بستري مناسب براي جذب سرمايه‌گذاران خارجي و داخلي ايجاد خواهد كرد و به اين ترتيب، گامي مثبت در جهت توسعه پايدار اقتصادي برداشته مي‌شود. از اين رو، از اين شماره به بعد، به بازنگري آخرين وضعيت معادن كشور، براي هر ماده معدني خواهيم پرداخت. بعنوان اولين معدن،‌ نگاهي مي‌اندازيم به وضعيت معادن سرب و روي كه از جمله مهم‌ترين معادن كشور به‌شمار مي‌روند.

 

 

معادن سرب و روي ايران:

 

براساس آخرين آمار وزارت صنايع و معادن، هم‌اكنون 43 معدن سرب و روي در سراسر ايران پراکنده است که فقط 26 فقره از اين معادن با حدود 223 ميليون تن ذخيره قطعي فعال است. سالانه فقط 2/1 ميليون تن از اين ماده معدني به استخراج مي‌رسد كه اين ميزان، فقط 5/0 درصد از ذخاير سرب و روي کشور است. حدود ۳ درصد ذخایر جهانی سرب و روی در مهم‌ترین معادن ايران قرار دارد و كشورمان هم‌اكنون با توليد 57/0 درصد سرب جهان، مقام بيست و سوم توليد دنيا و با توليد 12/2 درصد روي جهان، رتبه پانزدهم توليد روي جهان را در اختيار دارد.

 

معادن سرب و روي انگوران زنجان، نخلک اصفهان و مهدي‌آباد يزد، کوشک بافق و آهنگران ملاير، از مهم‌ترين معادن سرب و روي کشور هستند. به جز 2 معدن از معادن فعال كشور،‌ بقيه معادن توسط بخش خصوصي و تعاوني مورد بهره‌برداري قرار دارد.

 

صنعت سرب و روی ايران، با همه موانع و مشكلاتي كه دارد،‌ تاكنون توانسته است در خاورمیانه جايگاه ممتازي داشته باشد. البته برای رفع مشکلات و مسائل این صنعت، ستادي با عنوان «ستاد سیاست‌گذاری، جهت اخذ تصمیم و اجرای مصوبات»، متشکل از تشکل‌های موجود در این بخش، در معاونت معدنی وزارت صنايع و معادن تشکیل شده و همه اعضا ملزم به اجرای مصوبات این ستاد هستند.

 

كاهش قیمت جهانی روی، افزایش 400 درصدی قیمت اسید، افزایش هزینه‌های مواد شیمیایی، سوخت، برق و درمجموع، افزایش سالانه هزینه‌های تولید ماشین‌آلات معدنی و اخذ عوارض گمرکی بالا براي ورود ماشين‌آلات معدني مورد نياز، از مهم‌ترين مشكلات واحدهای تولیدی فعال در اين حوزه است.

 

 

کانسارهای سرب و روی ايران:

 

كاني‌هاي سرب و روي اغلب بصورت مخلوط و كانسارها ديده مي‌شوند. کانسارهای سرب و روی ایران داخل چند کمربند مهم واقع شده‌اند كه کمربند یزد ـ گلپایگان، طبس ـ نای‌بند، انارک ـ یزد و آذربایجان از آن جمله هستند. مهم‌ترین کانسارهای سرب ایران عبارتند از معدن سرب و روی انگوران، ایرانکوه و کوشک. ذخیره قطعی معدن سرب و روی انگوران 9 میلیون تن و ذخیره احتمالی آن 13 میلیون تن گزارش شده است و عیار روی آن 25 تا 30 درصد و عيار سرب اين معدن 3 تا 6 درصد است. معدن«انگوران» از نظر عيار بالاي فلز محتوي، از معادن نادر در جهان است. اين معدن كه يکي از اين دو معدن دولتي كشور است، از بزرگترين معادن سرب و روي دنيا محسوب شده و بيشترين حجم سرب و روي استخراجي کشور از اين معدن صورت مي‌گيرد.

 

 

مشخصات ماده معدني روی:

 

روی عنصر فلزی براق به رنگ سفید مایل به آبی است كه در حالت استاندارد بصورت جامد بوده و در دمای معمولی به حالت شکننده و کریستالی است. این عنصر خاصیت نیمه رسانا دارد و خاصیت قالب‌پذیری آن بالا است. روی با کیفیت بالا برای تولید قالب مورد استفاده قرار مي‌گيرد که از این قالب‌گیری، در صنايع خودروسازي، صنایع الکتریکی و سخت‌افزارها استفاده مي‌شود.

 

این فلز دارای آلیاژهای زیادی است که برنج، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع و آلومینیوم لحیم شده از آن جمله است. معدن سولفید، زینکبلند یا اسفالریت زینکیت(اکسید روی)، کالامین(سیلیکات روی) و اسمیت سونیت(کربنات روی)، از منابع اصلی روي هستند. فلز روی، با سوختن و اکسید شدن سنگ معدن روی و واکنش اکسید روی با زغال یا کربن توسط تقطیر حاصل می‌شود.

 

پرزتال نيز يكي از آلياژهاي روي است كه شامل 78 درصد روی و 22 درصد آلومینیوم است و بیشتر در صتایع فولاد و پلاستیک‌های قالب‌گیری كاربرد دارد. از این آلیاژ همچنین برای قالب‌گیری سرامیک و سیمان استفاده مي‌شود.

 

اکسید روی برای صنایع و ساخت رنگ‌ها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش کف، پلاستیک، چاپ پارچه، صابون‌سازی، ذخیره باتری‌ها، منسوجات، تجهیزات الکتریکی و دیگر تولیدات کاربرد دارد. سولفید روی نيز در ساختن صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

 

تاريخچه روي:

 

قديمي‌ترين قطعه ساخته شده از روي، بتي است كه در كاوش‌هاي باستان شناسي در منطقه ترانسيلونيا به‌دست آمده و در تركيب آن 52 / 87 درصد روي، 41/11 درصد سرب و 07/1 درصد آهن وجود داشته است.

از قرن 12 ميلادي، فلز و همچنين اكسيد روي در هندوستان توليد شد و بعدها، در قرن 17 ميلادي در چين توليد و مورد استفاده قرار گرفته است. حدود سال 1730، دانش ذوب روي از چين به انگلستان رسيد و در آمريكا نيز اين فلز، اولين‌بار در سال 1835 توليد شد. در قاره اروپا هم، تا حدود سال‌هاي1880، بيشتر كالامين براي توليد روي مورد استفاده قرار مي‌گرفت، اما در سال 1881، سنگ‌هاي سولفوره در مدار توليد روي قرار گرفتند.

 

و اما درخصوص سابقه تاريخی فلز روی در ايران بايد گفت: در ايران و تا قبل از جنگ جهاني دوم، عمليات معدنكاري در معادن سرب و روي بصورت ابتدايي و سنتي انجام مي‌پذيرفت. در دهه ۱۹۳۰ ميلادي روش‌هاي معدنكاري جديد با بهره‌گيري از روش‌هاي علمي در معادن فلزي و ساير معادن ايران، توسط آلماني‌ها آموزش و رواج داده شد. اولين كارخانه تغليظ سرب و روي به روش مدرن در سال 1340 در لكان استان مركزي مورد بهره‌برداري قرار گرفت. از سال 1342 تا 1372 محصول معادن روي ايران بعد از فرآوري بصورت كنسانتره به خارج از كشور صادر مي‌شد. بعد از جنگ تحميلي، با توجه به وجود معدن انگوران ديدگان متخصصان داخلي به كسب تكنولوژي فلز روي معطوف شد و منجر به توليد اولين شمش روي در مقياس پايلوت در سال 1371 شد. از سال 1372 نيز توليد شمش روي در شركت فرآوري مواد معدني ايران (واحد ذوب زنجان) شروع و از آن تاريخ به بعد با احداث و راه‌اندازي واحدهاي جديد، توليد شمش روي در كشور سير صعودي را طي كرد.

 

ذخاير معدني شناخته شده روي درجهان حدود ۴۸۷ ميليون تن (محتوي فلزي) برآورد شده و ذخاير قابل استحصال روي، حدود ۱۴۰ ميليون تن(محتوي فلزي) است. ذخاير معدني قابل استحصال روي در ايران اعم از اكسيده و سولفوره حدود 23/11 ميليون تن(محتوي فلزي) است. در اين حال گفته مي‌شود، كل ذخاير شناخته شده معدني روي در ايران حدود ۷ درصد كل ذخاير شناخته شده در جهان است.

 

 

مصارف فلز روی:

 

فلز روي پس از مس و آلومينيوم از مهم‌ترين و پرمصرف‌ترين فلزات غيرآهني است و به دليل خواص مطلوب آن، در صنايع متعدد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. كاربرد روي، بيشتر در گالوانيزه و آلياژهاي مختلف است. به‌طوري كه مي‌توان گفت ۴۸ درصد روي توليدي در جهان در صنعت گالوانيزاسيون مصرف مي‌شود. در ساخت آهن گالوانيزه، آهن را با اکسید روی، اندود می‌کنند. آهن گالوانيزه براي ساخت هزاران قطعه در صنعت خودروسازي سبك و سنگين، لوازم خانگي و تجهيزات مهندسي استفاده مي‌شود. اين فلز در ساخت قالب‌هاي صنعتي، پمپ‌هاي آب، ماشين لباسشويي، دستگاه‌هاي خوراك‌پزي و كاربراتور اتومبيل، پوشش ساختمان‌ها، زهكشي آبراه‌ها و ساخت صفحات مقاوم در برابر شرايط مختلف جوي نيز استفاده مي‌شود.

 

 

مشخصات ماده معدني سرب:

 

سرب فلز نرم و سنگيني است كه مقاومت خوردگي خوبي داشته و از قديمي‌ترين فلزاتي است كه توسط بشر مورد استفاده قرار مي‌گرفته است. سرب همچنين داراي خاصيت انعطاف‌پذيري ضعيفي است. سرب تصفيه شده خالص، سرب نرم ‌ناميده مي‌شود. از آنجا كه عمده فعاليت‌هاي شهري و نظامي به انرژي ذخيره شده در باتري‌هاي اسيدي ـ سربي متكي است، سرب فلزي استراتژيك محسوب مي‌شود. تاكنون 130 نوع كانه سرب شناخته شده كه مهم‌ترين و اقتصادي‌ترين آنها سولفور سرب است و 90 درصد توليدات سرب ايران از اين كانه به‌دست مي‌آيد. حدود 70 درصد توليد ناخالص سرب جهان نيز از كانسنگ آميخته سرب و روي حاصل مي‌شود. حدود 20 درصد از توليد سرب مربوط به كانه‌هاي مخلوطي است كه مقدار سرب در آنها از روي بيشتر است و 10 درصد بقيه توليد سرب در رابطه با كاني‌هاي مس‌دار است. اين ماده معدني،‌ ازنظر فراواني در پوسته زمين كمتر از مس و روي و بعنوان سي و يکمين عنصر فراوان در پوسته زمين با فراواني 002/0 درصد است.

 

 

تاريخچه سرب:

 

سرب يکي از شش فلزي است که از هزاره چهارم قبل از ميلاد مسيح شناخته شده و مورد استفاده قرار گرفته است. براساس نظر باستان‌شناسان، مصري‌ها قديمي‌ترين قومي بودند که سرب را مورد استفاده قرار دادند. مصري‌ها اين فلز را براي لعاب ظروف استفاده مي‌كردند و از کاني‌هاي نقره‌دار آن نيز، نقره استخراج مي‌کردند. پس از مصريان، روميان و پس از آنها، ايراني‌ها، چيني‌ها، هندوها، روس‌ها و اعراب ازجمله اقوامي بودند که از گذشته بسيار دور سرب را مي‌شناخته و به كار مي‌بردند.

 

در ايران، سرب از اواخر هزاره سوم قبل از ميلاد مسيح شناخته شده است. پيش از اسلام، سرب بعنوان ملات در ساختمان‌سازي، سدسازي و پل‌سازي و نيز براي ساختن رنگ، نقاشي و مواد دارويي به‌کار مي‌رفت، اما بعد از اسلام، بهره‌برداري از معادن سرب براي به‌دست آوردن نقره صورت مي‌گرفت، به‌طوري که حتي در برخي کتاب‌ها، اين معادن، معادن نقره ناميده مي‌شد.

 

پس از جنگ جهاني دوم نيز، معادني مانند سرب اهميت ويژه‌اي يافته و از اين فلز، بعنوان محصولي صادراتي و ارزآور استفاده مي‌شد.

 

توليد سرب به دو روش سنتي يا كوره بلند و جديد يا مستقيم صورت مي‌گيرد. در حال حاضر، بيش از 75 درصد سرب جهان به روش سنتي يا كوره بلند توليد مي‌شود. در روش جديد يا مستقيم هم،‌ استخراج سرب از كانه در يك مرحله صورت مي‌گيرد و نياز به تسويه جداگانه كنسانتره نيست.

 

 

كاربردهاي سرب و تركيبات آن:

 

مورد اصلي مصرف سرب در باتري‌ها و از همه مهم‌تر در باتري خودرو است. از اين فلز در باتري‌هاي مراكز تلفن‌هاي سيار، خودروهاي برقي و انتهاي برقي و نيز تامين برق اضطراري براي كامپيوترها و بيمارستان‌ها استفاده مي‌شود. سرب همچنين بصورت تركيب تترا اتيل سرب براي به‌سوزي، به بنزين اضافه مي‌شود. اين فلز همچنين در مهمات‌سازي و صنايع نظامي،‌ در ديواره رآكتورهاي اتمي و اتاق اشعه ايكس و راديوگرافي بعنوان جذب‌كننده اشعه‌هاي مضر، در بستر حمام‌هاي گالوانيزاسيون، در صنعت لحيم‌كاري، در صنعت چاپ، در تهيه آندهاي مورد استفاده در واحد الكتروليز و بالاخره در صنايع رنگ و كبريت‌سازي كاربرد دارد.

 

 

نويسنده: زهرا اولادي

نشریه معدن و توسعه 374

[PER3ICA 13]

روی اکسید یا اکسید روی (به انگلیسی: ZINC OXIDE) که در کتابهای کهن توتیا نامیده می‌شود، ترکیب غیر آلی با فرمول ZnO و به شکل پودری سفید رنگ و غیرمحلول در آب است.

مصارف صنعتی

 

این ترکیب در ساخت مواد فراوانی در صنعت مانند پلاستیک، سرامیک، شیشه، سیمان، لاستیک (تایر اتومبیل)، نرم کننده، رنگها، مومها، چسب، غذاها، باتری و... استفاده می‌شود.پودر اکسید زینک کاربردهای فراوانی دارد.کاربردهای اصلی آن به صورت خلاصه ارائه می‌شود.بیشتر کاربردها از واکنش اکسید روی به عنوان ماده تشکیل دهنده سایر اجزای روی استفاده می‌کنند. کاربرد آن در علم مواد شامل ضریب شکست بالا، رسانایی حرارتی بالا، آنتی بیوتیک و مواد محافظ اشعه UV می‌باشد. به طریق مشابه به موادی مثل پلاستیک، سرامیک، شیشه، چوب، سیمان، رنگ، گریس، پماد، چسب، مهر، رنگ دانه، باتری، مدار به کار رفته در اطفاع حریق و بسیاری موارد دیگراستفاده می‌شود.

مصارف دارویی

 

در پزشکی و بهداشت این ترکیب با نام زینک اکساید در پودر بچه، پمادهای پوستی، کرم ضد آفتاب، شامپو ضدشوره و... استفاده می‌شود. پماد زینک اکساید در درمان ضایعات پوستی مستعد عفونت مانند سوختگی، اگزما، سوختگی پای نوزادان، خراشیدگی و گزش حشرات. ضد التهاب خفیف پوستی و همچنین در ترکیب کالامین به عنوان ضد خارش کاربرد دارد.

اکسید روی دارای خواص مرطوب کننده، آنتی بیوتیکی و دئودورانت است. به دلیل آثار ضد سبوم و منعکس کننده اشعه UV در ترکیب کرمهای ضد آفتاب نیز استفاده می‌شود.

مصارف آرایشی

 

اکسید روی مصارف فراوانی در صنایع آرایشی دارد. این ترکیب می تواند اشعه UV خورشید را جذب کرده و از پوست در مقابل آفتاب سوختگی و سایر خسارات اشعه UV محافظت نماید.

اکسید روی یکی از مهمترین ترکیبات مواد آرایشی معدنی است. از آنجا اکسید روی توسط پوست قابل جذب نیست بنابراین باعث هیچ گونه حساسیت پوستی نمی شود و غیر حساسیت زا و غیر جوش زا می باشد.

همچنین در تولید دئودورانت ها و صابون ها کاربرد دارد. این ترکیب در حذف بوی بد بدن و جلوگیری از رویش باکتری ها کمک می کند و بخوبی موجب تسکین هر گونه حساسیت پوستی می شود.

تولید

 

در مصارف صنعتی اکسید روی به مقدار ۱۰۵ تن در سال به سه روش اصلی که در ذیل به آن اشاره می‌شود تولید می‌شود.

روش غیر مستقیم: روی(Zn) در ظرف مخصوص ذوب گرافیت ، مایع شده و در دمای بالای ۹۰۷ درجه سانتی گراد به بخار تبدیل می‌شود. بخار روی با اکسیژن ( O_۲)موجود در هوا واکنش نشان داده و اکسید روی(ZnO) تشکیل می‌شود. روی اکسید تشکیل شده سرد شده و جمع آوری می‌شود. این روش در سال ۱۸۴۴ توسط LeClaire فرانسوی کشف شد. نتیجه این روش اکسید زینک فشرده با اندازه ۰٫۱ تا چند میکرو متر است. بیشتر اکسید زینک تولیدی در جهان از این روش می‌باشد.