در سال 2014، یک محقق متوجه برخی نقاط غیرمعمول بر روی صخره های یک  آتشفشانی در غرب استرالیا شد. در زیر میکروسکوپ این لکه ها به عنوان یک عنصر کاملاً جدید شناسایی شدند که در نهایت پوتنیزیت نام گرفت.محققان این خواص شیمیایی منحصر به فرد و ساختار شفاف و بنفش متبلور این کشف را جشن گرفتند. تمام جزئیات ترکیب آن در فهرست طولانی از مواد معدنی شناخته شده جهان قرار گرفت.

مواد معدنی از عصر برنز جزء لاینفک پیشرفت بشر بوده اند. پوتنیزیت ممکن است هنوز کاربرد عملی نداشته باشد، اما شما هرگز نمی دانید کدام ماده معدنی کلید انفجار بعدی جامعه - یا برای بقای آن است.

به گفته اد رینز، مدیر مجموعه موزه زمین شناسی دانشکده معادن کلرادو، بیش از 5000 نوع مختلف مواد معدنی وجود دارد. نباید با مکمل های غذایی اشتباه گرفته شود، اصطلاح مواد معدنی به فلزات و منابع صنعتی که عمدتاً از معدن بدست می آیند اشاره دارد. کشف موارد جدید نسبتاً عادی است. آنها در صخره ها و بستر دریاهای باستانی یافت می شوند و تقریباً در هر سازه دست ساز وجود دارند.

اتکای جامعه مدرن حول یک گروه اصلی از موارد رایج متمرکز است و فهرست رو به رشدی از مواد معدنی مبهم‌تر مرتبط با صنعت فناوری به آن می‌پیوندد. جاناتان پرایس، زمین شناس بازنشسته ایالت نوادا، می گوید: «تقاضا برای تقریباً همه چیز بیشتر از همیشه است. رشد جمعیت می‌تواند بخشی از این رشد را منتسب کند. سازمان زمین شناسی ایالات متحده تخمین می زند که یک فرد متوسط ​​در طول عمر خود به 1500 پوند مس، 3593 پوند آلومینیوم و 32700 پوند آهن نیاز دارد.

با این حال، بیشتر مردم از اینکه چقدر استفاده از منابع معدنی در زندگی خود همه جا وجود دارد، تا ساده ترین لذت ها، بی اطلاع هستند. حتی یک نمایشگر آتش بازی را نمی توان بدون مواد معدنی برای تهیه سبز (باریم)، ​​قرمز (استرانسیوم) و "بوم" رضایت بخش (پودر آلومینیوم) برداشت. پرایس که تجربه ردیابی تولید جهانی منابع معدنی را دارد، می‌گوید: «احتمالاً رایج‌ترین تصور غلط در مورد مواد معدنی این است که می‌توانیم بدون آنها کار کنیم.»

ترونا یک ماده خام است که به خاکستر سودا تبدیل می شود و از آن برای تولید شیشه، محصولات کاغذی، شوینده های لباسشویی و بسیاری از محصولات دیگر استفاده می شود.

استخراج ترونا در زیر زمین با استفاده از یک ماینر پیوسته 12HM26. سپس سنگ معدن به سطح منتقل شده و فرآوری می شود.

کاربردهای پرکاربرد مواد معدنی

برای درک دنیای در حال تغییر مواد معدنی، به مواردی که دستگاه های اطراف شما را نیرو می دهند نگاه کنید. هر جزء که در تولید، انتقال و استفاده از الکتریسیته دخیل است از مواد معدنی سرچشمه می گیرد. رینز می‌گوید: «این موضوع در مورد فناوری [امروز] صدق می‌کند، از همه چیزهایی که برای ساخت پنل خورشیدی نیاز است تا چیزهایی که برای ساخت باتری استفاده می‌شود.

پیشرفت در الکترونیک، به ویژه، عامل انفجار اخیر در استفاده از مواد معدنی است. بیش از 100 میلیارد مدار مجتمع در سراسر جهان وجود دارد. دستاوردی عظیم که بدون استفاده از بسیاری از مواد معدنی رایج اتفاق نمی افتاد. یکی از فلزات ضروری برای شبکه برق مس است. به گفته توماس مونک، استادیار ژئوشیمی و معدن شناسی در دانشگاه معادن کلرادو، سالانه حدود 21 میلیون تن مس استخراج می شود. خودروهایی که ما رانندگی می‌کنیم، ساختمان‌هایی که در آنها کار می‌کنیم و محصولاتی که مصرف می‌کنیم همگی به کیفیت انعطاف‌پذیر طبیعی و رسانایی حرارتی و الکتریکی بالا متکی هستند.

به دلیل تطبیق پذیری، بسیاری از مواد معدنی کاربردهای متعددی دارند. حتی فلزاتی که معمولاً با جواهرات مرتبط هستند - طلا، پلاتین و نقره - نیز به عنوان رسانا استفاده می شوند. مونکه خاطرنشان می کند که تقریباً 40 درصد از طلای جهان به کاربردهای الکترونیکی و الکتریکی ختم می شود.

دوران بحرانی برای مواد معدنی

جواهرات گرانبها زیبایی را ارائه می دهند، اما یک باتری خوب قیمتی ندارد. اندکی پس از اینکه فلز لاجورد در اتحادیه اروپا حیاتی شناخته شد، دزدان به انباری در روتردام نفوذ کردند و با 112 تن کبالت به ارزش بیش از 9 میلیون دلار از آنجا خارج شدند. سرقت منابع معدنی در حال تبدیل شدن به امری عادی است زیرا تقاضاها ارزش آنها را بالا می برد. فلز لاجورد قرن‌هاست که وجود داشته است، اما تا زمانی که برای ذخیره انرژی خورشیدی در یک باتری قابل شارژ به کاتد اضافه شد، ضروری به حساب نمی‌آمد. این به عنوان وسیله ای برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد باتری های لیتیوم یون و همچنین به دلیل نقش آن در تجهیزات تشخیص پزشکی ارزش بیشتری به دست آورد. ارزش آن بین سال‌های 2016 و 2018 بیش از 300 درصد افزایش یافت.

فلز لاجورد تنها یکی از ده ها عنصر حیاتی مشابه است. ایندیم، یک فلز نرم که در طی فرآوری سنگ معدن روی تولید می‌شود، برای اقتصاد ایالات متحده حیاتی تلقی می‌شود، زیرا تولید LCD به آن متکی است. نیازهای مرتبط با جامعه مدرن به لطف ده ها ماده معدنی نسبتا مبهم عمل می کنند. آنها برای ایجاد چیزهایی مانند اسکنرهای سه بعدی و سیستم‌های تصویربرداری پزشکی - و همچنین مواردی که در زیرساخت‌هایی که از آنها پشتیبانی می‌کنند استفاده می‌شوند، مورد نیاز هستند.

برخی از این مواد بخشی از گروه مورد علاقه عناصر خاکی کمیاب (REEs) هستند که در وسط جدول تناوبی قرار دارند. حداقل 60 نوع ماده معدنی - که بسیاری از آنها خاکی کمیاب هستند - در مدارهای پرسرعت جهان نقش محوری دارند. اگرچه همه عناصر REE کمیاب نیستند، تولید سالانه آنها نسبتاً کم است. آنها به دلیل ویژگی های منحصر به فردی که جایگزینی آنها را دشوار می کند، نقش مهمی در صنعت فناوری پیشرفته دارند.

پرایس می گوید: «بی شک شاهد انواع جدیدی از باتری ها خواهیم بود. انواع جدیدی از آهنرباها در طول زمان اختراع خواهند شد که پویایی عرضه منابع معدنی را تغییر خواهند داد. با انتقال جوامع از سوخت های فسیلی به منابع انرژی جایگزین، تقاضا برای بسیاری از این منابع احتمالاً افزایش می یابد.

یک پیش بینی پایدار

اگر از طریق شهرستان کرن، کالیفرنیا رانندگی کنید، ممکن است صدای زمزمه ده‌ها برج بادی عظیم را بشنوید که در سراسر منظره پاشیده شده‌اند. آنها 1548 مگاوات انرژی تجدیدپذیر را برای ساکنان سراسر کالیفرنیای جنوبی تامین می کنند. دو مگاوات برای تامین نیاز لحظه ای 1500 خانوار کافی است. چرخش در مرکز تیغه های بزرگ آهنرباهای قدرتمندی است که باعث چرخش آنها و تولید برق در هنگام وزش باد می شود.

به گفته پرایس، آهنربا در یک توربین بادی می تواند تا دو تن آهن، نئودیمیم و بور را در خود جای دهد. مزارع بادی مشابه در مناطق دورافتاده در سراسر جهان ایجاد می شوند. در ایالات متحده، انتظار می‌رود که میزان انرژی باد تا سال 2050 بیش از چهار برابر شود. با پیشرفت این روند، منابع معدنی باید با آن همگام شوند.

نگرانی در مورد تغییرات آب و هوایی تمایل به منابع جایگزین انرژی را تشدید کرد. تقاضای ناگهانی برای خودروهای الکتریکی به این معنی است که خودروسازان باید با تولیدکنندگان رایانه و تلفن برای لیتیوم رقابت کنند. جنبش انرژی های تجدیدپذیر به احتمال زیاد از بین نمی رود. مونکه می گوید: «بازیافت فلزات جدیدی به جامعه ما اضافه نمی کند. "برای سبز شدن جامعه ما باید عناصر عادی تری را استخراج کنیم."

خوشبختانه، استفاده مجدد و بازیافت در این عصر جدید و سبزتر به یک امر عادی تبدیل شده است. یکی از با ارزش ترین ویژگی های مس توانایی آن در بازیافت مکرر بدون کاهش عملکرد است. مردم در حال کشف این هستند که چگونه تلفن های همراه خود را "بازنشسته" کنند تا مس، نقره، طلا و پالادیوم داخل آن بتوانند به محصولات جدید راه پیدا کنند.

مجموعه ای در حال تکامل از مواد معدنی همچنان نقش اصلی را در صنایع الکترونیک و صنایع پایدار خواهد داشت. ساخت پانل های فتوولتائیک، درست مانند ساخت آسیاب های بادی مدرن، به مقادیر زیادی از انواع فلز نیز نیاز دارد. و هر دو محصول همچنان به شبکه برق و تمام نیازهای مرتبط با آن متصل هستند.

به عنوان بخشی از راه اندازی سال بین المللی جدول تناوبی عناصر شیمیایی توسط یونسکو، یک جدول تناوبی جدید ایجاد شد که تصویری برجسته از کمبود عناصر ضروری در زندگی روزمره همه را ارائه می دهد.

پیش‌بینی اینکه نوآوری‌های آینده چه شکلی خواهند داشت، غیرممکن است، چه رسد به اینکه کدام مواد معدنی برای رسیدگی به آنها مورد نیاز است. با این حال، برخی از ضروریات داده شده است. بسیاری از مواد معدنی که برای نسل‌ها مورد استفاده قرار گرفته‌اند، حداقل به اندازه مواد نادری که در حال حاضر مورد توجه قرار گرفته‌اند، حیاتی خواهند بود. مونکه می‌گوید: «مهم نیست چه باشد، ما همیشه به همان عناصر نیاز خواهیم داشت. مطمئناً پیشرفت های بیشتری در بازیابی و بازیافت آنها حاصل خواهد شد.

کشف غیرمنتظره یک ماده معدنی منحصربه‌فرد می‌تواند به رویدادهایی اشاره کند که میلیاردها سال پیش روی زمین رخ داده‌اند، بنابراین جای تعجب نیست که منابع معدنی طولانی‌مدت بررسی‌شده قدرت رسیدگی به بزرگترین چالش‌های جهان را داشته باشند.

مقاله قبلی:

استفاده از مواد معدنی در زندگی روزمره