آینده مواد معدنی

برخی دانشمندان و بسیاری از عموم مردم بر این باورند که جهان به سرعت در حال از بین بردن (مصرف) فلزاتی است که پایه و بنیان استقرار جامعه مدرن ما حول محور آنها است. مدافعان مفهوم پیک فلز (استفاده بیش از مقدار موجود برای معدنکاری) برای چندین دهه پیش بینی کرده اند که افزایش مصرف به زودی منجر به اتمام منابع معدنی خواهد شد. با اینحال، با وجود تولید و مصرف روزافزون ، منابع معدنی همچنان نیازهای صنعت و جامعه را برآورده می کنند، و طول عمر ذخایر مانند آنچه در 40-30 سال پیش بوده، باقی مانده است.

بسیاری از تصورات غلط ناشی از تخمین نادرست میزان منابع معدنی جهانی است که ناشی از عدم درک تفاوت مهم بین ذخایر و منابع است. برخی هنگام پیشبینی کمبودهای قریب الوقوع ذخایر، مقدار فلزات اثبات شده و اقتصادی برای معدنکاری در شرایط فعلی، را نام می برند. منابع، مقداری که ممکن است در چند کیلومتری پوسته قابل دسترسی باشد،  به مراتب بیشتر است.

در طول 150 سال گذشته، فن آوریهای پیشرفته، صرفه جوییهای اقتصادی و افزایش بهره وری با هم ترکیب شده اند تا هزینه ها را کاهش دهند، از این رو بهره بردای اقتصادی کانسنگ  عیار پایین ممکن می شود. نتیجه خالص این است که قیمت طولانی مدت تورم تعدیل شده در اکثر فلزات به موازات افزایش تولید، کم و بیش کاهش یافته است، دومین تناقض آشکار که اغلب به خوبی درک نشده است.

عوامل اقتصادی و اجتماعی بر عرضه تأثیر می گذارند و اینها به اندازه حضور واقعی یک منبع مهم هستند.

دانشمندان علوم زمین در تضمین تدام عرضه مواد معدنی نقشهای مهمی ایفا می نمایند. از جمله توسعه مفاهیم و تکنیکهای جدید است که به کشف، استخراج، فرآوری، اصلاح و مدیریت منابع معدنی کمک می نمایند.

ضروری است که محققان در مورد نیاز به ادامه اکتشاف برای یافتن منابع جدید برای دستیابی به رشد استانداردهای زندگی در جهان، به آموزش عموم مردم کمک کنند.

منابع جهانی مس و احتمالاً بیشتر فلزات دیگر بسیار بیشتر از عمده  برآوردهای فعلی است، به ویژه اگر افزایش راندمان و قیمتهای بالاتر امکان استخراج سنگ معدن با عیار  پایین را فراهم نمایند. این مشاهدات حاکی از آن است که عرضه کالاهای مهم معدنی برای آینده قابل پیش بینی کافی خواهد بود.

فلزات و مواد معدنی، در حال حاضر و در آینده

فلزات و محصولات معدنی برای جامعه مدرن ضروری می باشند. آنها در محصولاتی که هر روز از آنها استفاده می کنیم، از وسایل آشپزخانه گرفته تا تلفنهای همراه تا یخچالها یافت می شوند. آنها پایه و اساس ساخت منازل، دفاتر و پلها و ساخت اتومبیل، قطار و هواپیما هستند و به صورت غیر مستقیم به عنوان کاتالیزور، دارو و کود استفاده می شوند. اگرچه میزان سرانه مصرف مواد معدنی در کشورهای توسعه یافته تثبیت شده است، اما با افزایش نیاز کشورهای در حال توسعه و تغییر فن آوری، تقاضای جهانی همچنان ادامه خواهد یافت.

منابع معدنی ما از کانسارها تامین می شود و باید موارد جدیدی پیدا کنیم تا جایگزین موارد  مصرف شده شوند. به عنوان مثال، برای تأمین نیاز فزاینده مس، اکتشاف یک کانسار جدید در سطح جهانی حداقل هر چند سال یکبار ضرروی است. بدیهی است که کانسارهای کره زمین محدود هستند و اگر مصرف به اندازه کافی طولانی ادامه یابد، از بین می روند. اما ، چه مدت دوام خواهند داشت؟

سازمانهای مختلف دولتی و تجاری تخمینهایی را برای فلزات متداول و محصولات معدنی ارائه می دهند. در بیشتر موارد، این تخمینها فقط 20 تا 40 برابر مصرف سالانه فعلی است و این منجر به نتیجه گیری رایج می شود که منابع مورد نیاز در طی چند دهه مصرف می شوند.

این دیدگاه عدم درک اصطلاحات "ذخیره" و "منبع" که در این برآوردها از منابع مورد استفاده قرار می گیرند، و شکست گسترده تر در درک نقش اکتشاف و تولید مواد معدنی در تأمین نیازهای جهانی ما را منعکس می سازند. این مسئله است که ما در این دوره به آن می پردازیم.

آیا بازیافت پاسخگو خواهد بود؟

کنار گذاشتن این تفکر غلط رایج که ما واقعاً نیازی به تولید کالاهای معدنی از معادن نداریم مهم است. چرا ما مقدار بیشتری از کالاهای معدنی را که قبلاً تولید کرده ایم، کاملاً بازیافت نمی کنیم؟ چنین اقتصاد چرخه ای به ما اجازه می دهد تا از مزاحمت معادن و فرآوری و تأثیرات زیست محیطی مرتبط با آنها جلوگیری کنیم.

طرحواره نشان دهنده اقتصادی که در طولانی مدت به مواد معدنی نیاز داشته و از تولید این مواد معدنی ضایعات تولید می کند. یک اقتصاد چرخه ای واقعی به منابع معدنی جدید نیازی ندارد و ضایعات تولید نمی کند.

هرچه ممکن است این شرایطی ایده آل و مطلوب باشد، اما دلایل مختلف امکان پذیر نیست. بارزترین موارد مربوط به افزایش جمعیت و بهبود سطح جهانی زندگی است. تقاضا برای کالاهای معدنی احتمالاً تا زمان افزایش سطح زندگی در کشورهای کمتر توسعه یافته به سطح متوسط در کشورهای پیشرفته تر، افزایش می یابد.

به عنوان مثال، سرانه مصرف مس پالایش شده در سال 2014 در اتحادیه اروپا تقریبا 9 برابر بیشتر از هند است، و برای رسیدن به این سطح از مصرف مس، تقریباً 50 درصد در تولید مس جهانی را فقط برای هند مورد نیاز است. بزرگی این تقاضا با افزایش چشمگیر مصرف مس چین به سطح فراتر از ایالات متحده نشان داده شده است.

مصرف مس توسط تولید کنندگان و مصرف کنندگان عمده که نشان دهنده استفاده نسبتاً مداوم در ایالات متحده، اروپا و ژاپن و افزایش مصرف در چین و هند می باشد.

درست است که پیشرفت در استفاده از مواد و بازیافت در کشورهای پیشرفته تر باعث شده است که سرانه مصرف تثبیت شود و حتی کاهش یابد، اما این کاهش نسبت به تقاضای روزافزون کشورهای کمتر توسعه یافته اندک است.

بعلاوه، بازیافت هرگز نمی تواند به 100 درصد برسد زیرا نسبتهای متغیری در ساخت یا استفاده از دست می رود. این نسبت معمولاً از 10 تا بیش از 50 درصد متغیر است. از چندین کالای معدنی به شکلی متفرقه استفاده می شود که بازیافت آنها تقریبا غیرممکن است و در برخی موارد حین مصرف کاملاً تجزیه شده و قابل بازیافت نیستند (مانند رنگدانه ها، پرکننده ها و کودها). کالاهای دیگری مانند آهن و مس از استحکام بیشتری برخوردار هستند اما مستعد خوردگی نیز هستند و این باعث کاهش کیفیت و کمیت آنها با سرعت شگفت آور سریعی می گردد.

تقریباً مطمئناً با تداوم طولانی مدت افزایش تقاضای مواد معدنی مواجه خواهیم بود. تاکنون تنها کالای معدنی که کاهش مصرف و از اینرو کاهش تولید را تجربه نموده اند، فلزی سمی مانند جیوه است. در دهه های آتی، تولید زغال سنگ و نفت خام به دلیل سهم آنها در میزان CO2 اتمسفر کاهش می یابد. تقریباً برای تمام فلزات و مواد معدنی دیگر، از آنتیموان گرفته تا روی، مصرف و از این رو تولید همچنان ادامه خواهد یافت.

در واقع، بسیاری از این عناصر نقش مهمی در توسعه فن آوری منابع مختلف انرژی جدید مانند سلولهای خورشیدی فتوولتائیک (Si ، Cd ، Te ، Se) و توربینهای بادی (Fe ، Cu ، Al ، REE) و همچنین دیودهای روشنایی (LED ، Sb ، In، REE)، مبدلهای کاتالیزوری (Pt، Pd، Rh، REE، Ce)، باتری خودروهای الکتریکی (REE ، Li) و مخصوصاً تلفنهای هوشمند، که حداقل 60 عنصر مختلف را در بر می گیرند.

حتی هنگامیکه تولید در حین رکود یا تغییر کاربردها به طور موقت کاهش یافته، مجددا رشد نموده است. به عنوان مثال سرب، با حذف شدن از بنزین و رنگها، مرحله ای از کاهش تولید را پشت سر گذاشت، اما بازارهای پایدار گسترده ای در باتریهای سیستمهای برقی پیدا کرده است.

به همین ترتیب، تقاضا برای ژرمانیم کاهش و دوباره افزایش یافت زیرا تقاضای صنعت نیمه هادی باعث افزایش تقاضا برای طیف وسیعی از کاربردهای جدید فناوری از شیشه هایکاتالیزور خاص، LED، سلولهای فتوولتائیک و گیرنده های نور شده است.

تغییر در تولید جهانی فلزات پایه و فولاد از سال 1960

تولید مواد معدنی برای کسب رضایت تحول فن آوری و هم تقاضای روزافزون بیشتر مصرف کنندگان باید از ذخایر و منابع معدنی حاصل شود. این اصطلاحات قلب مسئله مشخص کردن عرضه های طولانی مدت می باشند و پیش از شروع به ادامه کار نیاز به تعریف و تشریح دارند. در بخشهای بعدی به این بخشها پرداخته خواهد شد.