معدنکاوی در اعماق دریا

[XMEHRDADX 7514]

 

یکي از جديدترين روش‌هاي اکتشاف و استخراج، معدن کاوي زير دريا است. در اين مقاله نويسنده به تکنولوژي پيچيده و مشکلات محيطي در رابطه با تکنيک‌هاي اوليه اين نوع حفاري مي‌پردازد.

 

چشمه‌هاي آب گرم (دودکش‌هاي سياه) همانند مينياتوري زيبا از کوهستان از کف اقيانوس‌ها بيرون مي‌آيند. از اين چشمه‌ها آب‌هاي گرم غني از رسوبات مي‌جوشند که بعد از سرد شدن مملو از عناصر روي، مس، نقره و طلا هستند و از اين رو آن‌ها را سولفيد‌هاي عظيم بستر دريا مي‌نامند. در حدود 10 سال است كه شرکت‌هاي مختلف، عمليات‌هايي را در آب‌هاي گينه‌نو (PNG)، نيوزيلند، تونگا و فيجي براي اکتشاف اين منابع عظيم سولفيد آغاز کرده‌اند و در روياي کشف و راه‌هاي اقتصادي استخراج اين منابع بيکران اما سخت دست‌يافتني به سر مي‌برند.

 

در حال حاضر با توجه به افزايش روزافزون تقاضا براي مواد معدني و تکنولوژي‌هاي جديد پيشرفته کابل‌کشي، حفر ترانشه با مته‌هاي الماسي و حفاري نفت و گاز در آب‌هاي عميق موانع موجود براي معدنکاوي در زير دريا قابل عبور به‌نظر مي‌رسند. دو معدن از اولين معادن عظيم سولفيد در بستر دريا توسط شرکت بريتانيايي Neptune Minerals در نيوزيلند و شرکت کانادايي Nautilus Minerals در گينه‌نو در سال 2010 ميلادي به مرحله بهره‌برداري خواهند رسيد.

 

Scott Trebilcock نايب رئيس بخش تجارت و توسعه شرکت Nautilus که دفتر مرکزي آن در تورنتو کانادا واقع شده مي‌گويد که روش بهره‌برداري شرکت از اين منابع از اصول صنايع نفت و گاز پيروي مي‌کند. همان‌گونه که در آن صنايع با حفر گودال‌هايي هزاران کيلومتر خطوط لوله در کف دريا کار گذاشته شد در معدنکاوي در زير دريا نيز با يک روش مشابه عمل مي‌کنيم. در اين روش ميليون‌ها تن شن و ماسه از کف دريا استخراج مي‌کنيم.

 

 

استانداردهاي به‌کار گرفته شده

 

اما در حالي‌که شرکت براي نسل جديد حفاري مواد معدني مهيا مي‌شود، سازمان مشترک تحقيقات علوم و صنايع استراليا (CSIRO)، گزارشي را مبني بر پتانسيل تاثيرات زيست‌محيطي که معدنکاوي مي‌تواند بر روي سواحل استراليا بگذارد، منتشر کرد. نتايج اين گزارش، در حالي‌که مزيت‌هاي اقتصادي آن را برجسته نشان مي‌دهد، اما نگراني اندک ولي آشکاري از اجراي حفاري در زير آب به اين روش به گوش مي‌رسد.

 

دکتر Joanna Parr از اعضاي CSIRO و يکي از کساني که در تحرير اين گزارش دخيل است، مي‌گويد که نگراني عمده انجمن، گسترش تاثيرات زيست‌محيطي نامطلوب از قبيل کمبود دانش علمي کافي براي سنجش و کنترل اين تاثيرات است.

 

در 13 ژوئن مقاله‌اي مبني بر بررسي ابعاد اجتماعي گسترش اکتشافات در اعماق دريا و صنعت معدن در استراليا، منتشر شد که به اين شرح بود: هيچ بررسي جامع و وسيعي بر روي اکتشاف و استخراج در کف دريا يا معدنکاوي در اعماق دريا صورت نگرفته و نتايج به‌دست آمده حداقل مربوط به 5 سال اخير است. اين مسئله حاکي از آن است که هيچ‌گونه مطالعات مشترک بين‌المللي براي استخراج در زير دريا در کشورهاي کانادا، روسيه، کره، شيلي و فنلاند صورت نگرفته و هيچ دستورالعمل تجربي براي شرکت‌ها وجود ندارد که با توجه به آن عمل کنند.

 

دکتر Simon Mcdonald مدير اجرايي شرکت Neptune Minerals مي‌گويد: اما با وجود اين، پيشرو بودن در اين رابطه مي‌تواند مزيت‌هايي را نيز به همراه داشته باشد. ما در جايگاه ويژه‌اي براي آغاز اين پروژه بي‌سابقه قرار داريم و با يک عمليات معدنکاوي زميني روبه‌رو نيستيم و هيچ‌گونه اطلاعات قبلي از آن نداريم.

 

همچنين وي افزود: ما قادر هستيم تا از ابتدا يک سيستم معدنکاوي مطابق با بهترين روش‌هاي همسو با شرايط محيطي را طراحي کنيم.

 

دکتر Parr در رابطه با شرکت‌هاي Neptune و Nautilus اظهار کرد که به‌وضوح خطر از دست دادن حمايت دولت در اين‌باره احساس مي‌شود و از اين رو عزمي راسخ براي تحقيقات جهت ارزيابي تاثيرات بالقوه زيست‌محيطي معدنکاوي در حيطه عملياتي‌شان دارند.

 

 

با احتياط رو به جلو

 

شرکت Nautilus از سال 1997 اکتشافات خود را در آب‌هاي گينه‌نو آغاز كرده است. در سه سال اخير اين شرکت مطالعات نهايي محيطي خود را در داخل و اطراف محل عمليات يعني Solwara1، محلي با عمق 1500 تا 1600 متر با طول 3/1 کيلومتر و عرض 200 متر واقع در درياي Bismarck، اجرا كرده است. معدن ذکر شده داراي منابع ظاهري و محتمل 170/2 کيلو تني است که به‌ازاي 2/7 درصد مس 2/6 گرم بر تن طلا، 31 گرم بر تن نقره و همچنين 6/0 درصد روي است.

 

Trebilcock مي‌گويد: شرکت در صدد طي مراحلي است تا دولت گينه نو را نيز در اين پروژه سهيم کند و هر گونه توصيه‌هاي دولتي و سازمان‌هاي غيردولتي را پيگيري كند. اين ارزيابي‌ها شامل بررسي از نظر اقيانوس‌شناسي، وجود منشا گياهي و حيواني، ميزان رسوب دهي، سروصدا و نور و همچنين مديريت مواد باطله است. انتظار مي‌رود که اين پروژه کمترين تاثيرات را بر روي آبزيان و بستر دريا گذاشته و احتمالا بر روي سنگ‌هاي زير آب بهره‌برداري انجام نپذيرد. انرژي لازم از منابع الکتريکي کشتي‌ها تامين خواهد شد. نتايج حاصل از گزارش محيطي آغاز کار در ماه اکتبر 2008 به چاپ رسيد.

 

 

نحوه بهره‌برداري

 

شرکت Nautilus با استفاده از طراحي برگرفته از حفاري ترانشه درصنايع نفت و گاز، سيستم معدنکاوي اين پروژه را ارائه كرد که شامل دستگاه‌هاي حفاري، يک کشتي پشتيباني و يک سيستم مکنده و بالابر براي پمپاژ خاک و شن حاوي مواد سولفيددار به سطح آب است.

 

نيروي محرک ماشين خاک‌برداري (SMD)، در شهر نيوکسل انگليس ساخته شده و شرکتNautilus براي طراحي و ساخت تجهيزات حفاري خود يک قرارداد 33 ميليون يورويي بسته است که قرار داد ساخت مهندسي‌ترين قطعات سخت سرمته دستگاه حفاري نيز بسته خواهد شد. همچنين Trebilcock مي‌گويد: اگرچه دستگاه SMD داراي تيغه‌هاي برنده‌اي است که سنگ‌ها را مي‌شکافد، اما بايد توجه داشت که آنها هرگز بر روي چنين سنگ‌هايي به‌کار گرفته نشده‌اند.

 

دکتر Steven Scott مسئول آزمايشگاه تحقيقات زمين‌شناسي دريايي Scotiabank در دانشگاه تورنتو کانادا اضافه مي‌کند موادي که آنها بايد برش دهند در مقايسه با کاني‌هاي موجود بر سطح زمين نسبتا نرم‌تر هستند. به احتمال زياد آنها مشکلاتي را با تجهيزات جديد خواهند داشت و همواره خطر جديد وجود دارد اما بسياري از اطلاعات و دانش‌ها براي غلبه بر اين مشکلات گردهم آمده‌اند.

 

تست‌هاي حفاري در فشار بالا در زير آب با استفاده از نمونه‌هاي سولفيد به‌دست آمده از Solwara1 بر روي دستگاه SMD در حال اجرا است که اين تست‌ها کمک شاياني براي تخمين بهترين طراحي تيغه برنده و دستگاه پمپاژ که مواد را به سطح آب مي‌مکد، خواهد كرد.

 

Trebilcock اين روش حفاري را، جراحي در معدنکاوي مي‌نامد.

 

وي مي‌گويد: از آنجايي که ما مواد را خرد مي‌کنيم، اين مواد به همراه مقدار زيادي از آب دريا به عرشه کشتي مکيده مي‌شود. سپس آب مکيده شده در يک مخزن پالايش شده و تصفيه مي‌شود و در نهايت آب سرد دريا مجددا به اعماق دريا بازمي‌گردد. بنابراين برخلاف فرآيند لايروبي، آب تخليه شده مجددا به همان مکاني که آمده است بازمي‌گردد. همچنين هيچ مواد آلوده‌اي از گل و لاي از کشتي خارج نخواهد شد بنابراين آلودگي محيطي به‌وجود نمي‌آيد. طبق برنامه تمامي تجهيزات تا پايان سال 2009 به محل عمليات خواهند رسيد و شروع عمليات حفاري در اواخر سال 2010 خواهد بود. در اين پروژه انتظار مي‌رود در هر سال در حدود 5/1 تا 8/1 ميليون تن سنگ معدن استخراج شود.

 

 

آزمايش آب توسط شرکت Neptune

 

شرکت نپتون طرح‌هايي را براي اجراي فاز آزمايشي پروژه 1500 ميليون تني معدنکاوي در اعماق دريا در قسمت غربي Rumble2 واقع در آب‌هاي منطقه‌اي نيوزيلند در سال 2010 در دست دارد. تجهيزات اين پروژه مورد تاييد شرکت کانادايي Placer Dome، در سال 2006 ميلادي طراحي شده که به‌طور موفقيت‌آميزي 15 تن سولفيد سنگين را استخراج كرده است.

 

اين سيستم بر روي يک دستگاه حفاري کنترل از راه دور نصب شده است. يک چنگک حلزوني شکل براي برداشت پوشش سطحي در و يک دستگاه سنگ شکن تکه‌هاي سنگ معدني را تا سايزهايي بين يك تا 2 اينچ (45/2 تا 08/5 سانتيمتر) خرد مي‌کند، به‌کار گرفته مي‌شود. اين سنگ‌هاي خرد شده به همراه آب، به‌وسيله يک پمپ مکشي به سمت بالا و کشتي مکيده مي‌شود.

 

McDonald عقيده دارد که مزيت‌هاي محيطي در معدنکاوي عظيم سولفيد در زير آب کم نيست.

 

وي افزود: مواد حفاري شده داراي عيار بالا و تناژ پايين است و در آن سرباره حداقل صفر است و هيچ‌گونه سنگ باطله‌اي با آن استخراج نمي‌شود.

 

انتظار مي‌رود تا از اين معدن درطي يکسال ،2 ميليون تن حجم بالاي سولفيد از منطقه‌اي تنها با مساحت 300 ×300 متر استخراج شود.

 

شرکت ارزيابي‌هاي خود در زمينه تاثيرات محيطي را با همکاري انجمن تحقيقات دريايي و جوي نيوزيلند به انجام رسانيده و در طي هر مرحله از عمليات معدنکاوي و اکتشاف ادامه خواهد داد. بعد از گذشت 6 ماه آزمايشي، ارزيابي نهايي بايد تا قبل از آغاز معدنکاوي در مقياس کامل تاييد شود.

 

 

عصر جديد براي معدنکاوي؟

 

اگر پژوهش‌ها و آزمايشات شرکت‌هاي Neptune و Natilus با موفقيت همراه باشد سرآغازي بر عصر جديد معدنکاوي در مقياس عظيم به‌وجود خواهد آمد. McDonald مي‌گويد: شرکتش پيش‌بيني مي‌کند تا مبلغي در حدود 145 تا 162 دلار براي هر تن استخراج سنگ معدن هزينه مي‌کند که مي‌تواند مواد استخراجي را 50 تا 2 هزار دلار به ازاي هرتن به فروش برساند.

 

Trebilcock با اين پيش‌بيني‌هاي مالي موافق است و عقيده دارد که هرگونه هزينه اضافي در رابطه با عمليات‌هاي دريايي از طريق استخراج کنسانتره‌هاي با خلوص بالاي مس و طلا جبران خواهد شد.

 

Scott نيز کاملا خوشبين است. وي مي‌گويد: در روزهايي نه چندان دور به آن دست خواهيم يافت و هيچکس به درستي آنچه در بستر دريا برايمان نهفته است را نمي‌داند. تقريبا تمامي منابع مواد معدني 26 درصد از وسعت سياره ما را در بر مي‌گيرند که اين آمار فقط مربوط به خشکي است و شامل سرزمين‌هاي پوشيده از يخ نمي‌شود. اگر شرکت‌هاي Nautilus و Neptune به موفقيت برسند و من ايمان دارم که خواهند رسيد، به‌طور حتم ديگران نيز به ما خواهند پيوست.

 

Parr مي‌گويد که سازمان مشترک تحقيقات علوم و صنايع استراليا (CSIRO)، با علاقه هر دو پروژه را تعقيب خواهند کرد و جزئيات ارزيابي و طرح‌هاي خود براي آگاهي بهتر دولت استراليا در اين که چگونه سياست‌هاي معدنکاوي داخل دريا بايد هدايت شده باشند را به دولت استراليا انتقال خواهند داد.

 

 

مترجم: كمال‌الدين غفوري

منبع: Materials world

معدن و توسعه275