أهم الخامات التعدينية

                أهم الخامات التعدينية

1 – الحديد:

      يعتبر من أهم المعادن الضرورية للإنسان فهو أساس الصناعة الحديثة حيث يدخل في جميع ما يلزمنا من الضروريات صغيرها و كبيرها من الدبوس الصغير إلى السيارات و القطارات و البواخر، إلى فضبان السكك الحديدية و أساسات وهياكل العمارات وحديد التسليح للخرسانة.... و غيرها.

    و يوجد في المتوسط حوالي 50 كيلوجراما من خام الحديد في كل طن من صخور القشرة الأرضية، و ترجع الألوان المختلفة في الطفل و الرمل و الصخور إلى وجود أكاسيد و ايدروكسيدات الحديد مختلطة بنسب متفاوتة. وبرغم وجود خامات الحديد منتشرة بوفرة في الطبيعة لم يستعمله الإنسان إلا بعد وقت طويل من العصر البرونزي الذي استعمل فيه النحاس و سبيكة البرونز حيث إن الحديد النقي بعد استخلاصه من خاماته الأصلية شديد الرخاوة و لم يعرف حينئذ طريقة اكتساب الحديد الصلابة المطلوبة بإضافة نسب معينة من الكربون حتى أمكن صنع الحديد الزهر    و المطاوع و الصلب..

     و يوجد الحديد في الطبيعة مختلطا بالصخور الأخرى المكونة للقشرة الأرضية على هيئة أكاسيد مختلفة أهمها:

-         الماجنتيت  : و يسمى أحيانا بالخام الأسود أو الخام المغناطيسي  للونه الأسود وقابليته للتمغنط ويوجد في معظم الصخور  البركانية و بعض الصخور الرسوبية ، و يحتوى على نسبة من الحديد 60 ـ  70 %.

-         الهيماتيت  : وهو خام أحمر اللون و يوجد على هيئة ألواح أو قشور أو بلورات ، و يحتوى على نسبة من الحديد 60% .

-         الليمونايت : وهو أكسيد مائي من أكاسيد الحديد  و لونه يغلب عليه اللون الأصفر و يحتوى على نسبة من الحديد حوالي 50% .

-         السيديرايت : أو كربونات الحديد الكيميائي و يحتوى على نسبة من الحديد حوالي 40%.

1- النحاس:

 يعتبر النحاس من أول المعادن التي اكتشفها و استخدمها الإنسان بعدا لعصر الحجري، و النحاس موصل جيد للكهرباء لذا فانه يستخدم كإحدى المواد الأساسية الداخلة في الصناعات الكهربائية و تزاد صلابة النحاس بسبكه مع معدن آخر مثل القصدير أو الزنك أو النيكل ( سبيكة البرونز )، و كذلك سبيكة النحاس مع الالومنيوم ( الدورالدمينDuraldumin ) و تستخدم في بناء الطائرات لخفتها ومتانتها، كما يوجد النحاس على هيئة أملاح مثل كلوريد النحاس الذي يستخدم كمطهر قوى، وكبريتات النحاس التي تستخدم في الصباغة وفى تطهير المزروعات من بعض الآفات.

2- النيكل:

   لا يقل أهمية عن الحديد إذ يدخل في صناعة الصلب إما بمفرده أو مع الكروم         و المنجنيز لإكساب الصلب متانة وقوة شد عالية ومقاومة للتآكل و الصدأ و بعض المميزات الأخرى، و يستعمل الصلب المعالج بالنيكل في صناعة السيارات و القطارات  و محطات القوى وماكينات المناجم وآلات المصانع الثقيلة وسبائك الآلات النفاثة التي تتحمل درجات حرارة عالية و أشرطة القياس و الأطوال العيارية، و تختلف خواص               و خصائص سبيكة الصلب مع النيكل باختلاف بنسبة النيكل الداخلة فيها، لذا فانه ينتج من الصلب و النيكل سبائك مختلة الإغراض.  و بالمثل كذلك سبائك النيكل مع النحاس.

4- الالومنيوم:

    لم يتم التوصل إلى طريقة لاستخلاص الالومنيوم و استخدامه على نطاق تجارى ـ رغم انتشاره الكبير بين صخور القشرة الأرضية ـ إلا مند ما يتجاوز المائة عام فقط،         و ذلك لوجود أكاسيد الالومنيوم في

الطبيعة مختلطة بعدة شوائب و يجب معالجتها بطرق معقدة باهظة التكاليف قبل الحصول على المعدن نقيا. و يحضر الالومنيوم من خام البوكسايت بإذابته في حمام منصهر من مادة الكريولايت ثن تعريضه لعملية التحليل و الترسيب الكهربي، و أهم صفات المعدن خفة وزنه و قوته الكبيرة بالنسبة لكثافته ومقاومته للتآكل و يستخدم بكثرة في صناعة وسائل المواصلات خاصة الطائرات و الأدوات المنزلية و في خطوط نقل القوى الكهربائية و العديد من الصناعات الكيميائية و الكهربائية.

5- الذهب:

   اعتبر الذهب منذ القدم ملك المعادن بالنسبة لبريقه الذي لا يعتم، و ندرته وخواصه الطبيعية التي جعلت منه حتى ألآن المقياس الدولي لقيم المواد و العملات، بجانب استخدامه في الزينة و في هذه الحالة لا يستخدم الذهب نقيا بل يكون سبيكة مع النحاس أو الفضة أو النيكل بنسب مختلفة،  و هو يسمى بالعيار

المقدر بعدد من القراريط، فالذهب النقي مثلا عيار 24 قراط، لكن أعلى درجة للحلي هي 22 ثم 18، 16، 14....  . ومن النادر وجود الذهب نقيا في الطبيعة إذ يحتوى في أغلب الأحيان على الفضة أو على بعض المعادن الأخرى، و توجد أغلب عروق الذهب مختلطة مع عروق الكوارتز و قد يتجمع على هيئة حبيبات أو حصى صغيرة في رواسب الوديان نتيجة تفكك العروق المحتوية على الذهب بفعل عوامل التعرية.

6 – الفضة:

  يعتبر الذهب و الفضة صنوان كالملك و الملكة في عالم المعادن، و يرجع ذلك إلى اللون البهيج الذي تمتاز به الفضة و لا يعتريه أي تغير بفعل العوامل الجوية وهو معدن سهل الطرق و التشكيل، و تستخدم لفضة في العملات النقدية و في بعض الأدوات المنزلية و أدوات الزينة و الحلي. و الفضة النقية شديدة الرخاوة لذا تسبك بنسب متفاوتة مع النحاس لإكسابها الصلابة مع احتفاظها بقابليتها للتشكل و الطرق. ولأملاح الفضة استخدامات عديدة أهمها في التصوير الفوتوغرافى، و الفضة من أحسن المعادن توصيلا للكهرباء و الحرارة و لذلك تستخدم في صناعة الأجهزة الكهربائية و الحرارية

7- الرصاص و الزنك:

   لا يوجد الرصاص في الطبيعة كفلز نقى، بل يحصل عليه من خامات أهمها كبريتيد الرصاص ( جالينا ) مختلطا دائما بخام الفضة بآثار بسيطة، و الملاحظ أن الرصاص          و الزنك متلازمان دائما، إذ توجد خاماتهما بكميات اقتصادية في مكان واحد أي في منجم واحد. و الرصاص و الزنك مواصل جيدين للكهرباء، و يستخدم الرصاص في البطاريات الخازنة، السائلة منها و الجافة و في تبطين الصهاريج وصنع أنابيب المياه و الأسلاك الكهربائية... ، و سبيكته مع الأنتيمون تستخدم في أغراض الذخيرة مثل القذائف،         و سبيكته مع القصدير يعرف بقصدير اللحام. و للرصاص عدة مركبات كيميائية منها: كوبونات الرصاص التي تستعمل في الطلاء لخواصها الواقية، و أكسيد الرصاص الأحمر الذي يستخدم كطلاء واق و أولى للمعادن الحديدية.

    أما الزنك فأهم خواصه عدم قابليته للصدأ ومقاومته للتآكل و لذا يستخدم في صناعة الحديد المموج ( المجلفن )، ويخل في صناعة بعض أجزاء السيارات و في البطاريات الخازنة، كما يدخل في تركيب كثير من السبائك مثل النحاس الأحمر و الفضة الألمانية، أما أملاحه فتستخدم في طب الأسنان و في كيماويات مختلفة للتطهير و لتثبيت الألوان في الصباغة.

8- الكوارتز:

   يتركب الكوارتز من ثاني أكسيد السيلكون و هو أحد المعادن الشائعة الوجود في رمال الشواطئ و حصى الأنهار الرملية، و يستعمل في رمال البلاط و الاسمنت، و كعامل مساعد في صناعة الزجاج و أعمال

الصنفرة و البويات و بعض أنواع الصابون.  و تستخدم بلورات الكوارتز الشفافة في صناعة الزجاج البصري و العدسات   وخيوط التعليق المرنة و الألياف و الأجهزة اللاسلكية و التليفونية، وتستخدم بلوراته الملونة في صناعة المجوهرات الرخيصة.

9- الميكا:

   لا يوجد معدن له مثل خواص الميكا المتعددة مما يجعل استعمالاته الصناعية متعددة في جميع المجالات، فهو معدن قابل للتشقق فيمكن فصله بسهولة إلى رقائق دقيقة جدا، كما يمتاز بالمرونة و عدم توصيلة للحرارة ( يتحمل درجة حرارة حتى 1000 درجة مئوية )، وله قوة عزل كهربائية عالية لذا يستخدم على نطاق واسع في أغراض العزل الكهربائي في صناعة المكثفات و المولدات و الملفات الكهربائية، كما يستخدم في صناعة أدوات التسخين و في الأغراض اللاسلكية و وشموع الاحتراق في محركات الطائرات، ويعتبر تعدين الميكا من العمليات الصعبة لوجوده على هيئة بلورات صغيرة متناثرة في صخور الجرانيت و البجماتيت، و للميكا ثلاثة أنواع في الطبيعة و هي:

-         مسكوفايت: الميكا البيضاء المركبة كيميائيا من سليلات مائية للألومنيوم و البوتاسيوم

-         فلوجوبايت: الميكا العنبرية و تحتوى على الماغنسيوم

-         البوتايت: ولونها أسود أو بنى و تحتوى على الحديد و الماغنسيوم    

10- الكبريت:

   من أكثر العناصر استعمالا في الصناعات و خصوصا الصناعات الكيميائية                    و خصوصا استعماله على هيئة حامض الكبريتيك الذي يعتبر العامل الأساسي للصناعات الكيميائية و يدخل في صناعات السماد و تكرير البترول و الحديد و الصلب الغزل الصناعي و المنسوجات و المفرقعات و الثقاب. ، كما يدخل ثاني أكسيد الكبريت في صناعة الورق، أما غبار الكبريت فيستعمل كمادة مطهرة لمقاومة الآفات في الزراعة.

  و يتكون الكبريت في الطبيعة عند فوهات البراكين و بالقرب منها حيث تنبعث الغازات الكبريتية مثل كبريتور الايدورجين و ثاني أكسيد الكبريت، كما يمكن الحصول على الكبريت من خام كبريتيد الحديد (بيريت ).

11- الفسفور:

 مركبات الفوسفور من أكثر و أهم المواد اللازمة لنمو عظام الحيوان، ونمو النبات حيث يستخدم السماد الفوسفورى( السوبر فوسفات ) لزيادة خصوبة الأرض، و يوجد نوعان رئيسيان للفوسفات في الطبيعة هما:

-         الفوسفات الصخري - مثل الفوسفوريت و ألأحجار الجيرية و طبقات العظام             و فضلات الطيور.

-         معدن الأباتيت - الذي يعتبر المصدر الرئيسي للفوسفور.

12 – البوتاسيوم :

   منذ زمن بعيد استعمل الرماد الناتج من إحراق النباتات كسماد في الزراعة و قد أطلق على هذا الرماد اسم (بوتاش )، و يوجد البوتاش في الطبيعية على هيئة أملاح متعددة أهمها كبريتات البوتاسيوم و كلوريد البوتاسيوم وهو يستخدم غالبا كسماد، و الباقي يدخل في الصباغة وصناعة الزجاج و الصيني و الصابون و المفرقعات.

13 – المنجنيز:

 و يوجد في الطبيعة على هيئة أكاسيد أو كربونات أو سيليكات تحتاج صناعة الصلب إلى معدن المنجنيز للتخلص من الكبريت الموجود مع بعض خامات الحديد الطبيعية، كما تضاف سبيكة من المنجنيز و الحديد.و الكربون تعرف بأسم الفرومنجنيز إلى شحنة فرن الصلب لمنع تكوين أكسيد و كبريتور الحديد الضارين للصلب المنتج ، و تضاف كمية ضئيلة من المنجنيز إلى الصلب المنصهر لتزيد من مرونة و صلابته في نفس الوقت لصناعة الآلات التي تحتاج إلى قوة شد عالية ومقاومة للخدش و الاحتكاك ، و يضاف المنجنيز للنحاس و الالومنيوم لصناعة برونز المنجنيز ، و يستخدم المنجنيز أيضا في صناعة ثاني أكسيد المنجنيز المستخدم في البطاريات الجافة الورنيش و البويات والحبر ، كما يدخل في صناعة برمنجنات البوتاسيوم و الصوديوم التي تستعمل كمواد مطهرة .

14 – القصدير :

    ويوجد في الطبيعة على هيئة أكاسيد من أول المعادن التي استخدمها الإنسان لسهولة اختزال خام القصدير المكون من أكاسيد القصدير بواسطة التسخين مع الفحم الخشبي في أفران بدائية، و سبيكة القصدير مع النحاس كانت أساس صنع الأدوات في العصر البرونزي الذي سبق العصر الحديدي، و يستخدم القصدير في طلاء و تغطية ورش علب حفظ الفواكه و اللحوم و الأسماك و البترول و غيرها لعدم قابليته

للصدأ، كما تصنع منه أوراق تغليف الشيكولاته و علب السجائر و تستخدم سبيكة القصدير و الانتيمون في صناعة أدوات الأكل، و سبيكة الرصاص مع القصدير المستخدمة في اللحامات الكهربائية.

15 – الملح الصخري والملح العادي:

   يوجد الملح في الطبيعة على هيئة صلبة ( الملح الصخري )، و قد يحتوى على بعض الشوائب مثل كبريتات وكلوريد الكالسيوم و المغنسيوم، كما يمكن استخلاص الملح من مياه البحار بالتبخير و الملح الطعام ( كلوريد الصوديوم ) يدخل في المواد الغذائية التي يتناولها الإنسان و الحيزان، كما يخل الملح في تحضير قائمة طويلة جدا من الكيماويات مثل كربونات الصوديوم و الصودا الكاوية...، و يدخل في صناعات الزجاج و الصابون و الورق و تحضير الكلور وصناعات الفخار و الخزف ودباغة الجلود و الأسمدة، كما يستخرج منه فلز الصوديوم.

16 – الاسبستوس ( الحرير الصخري ):

   و يتكون من السيليكات المائية للمغنسيوم  و له خواص عديدة تجعل منه قيمة صناعية كبيرة فأليافه متينة ومرنة و لا ينصهر و رديء التوصيل للحرارة و الكهرباء و غير قابل للتفاعل الكيميائي ، و لذلك يستخدم في صنع ملابس رجال الإطفاء وحصائر التسقيف       و الألواح المضغوطة و المسطحة الغير قابلة للاحتراق ، و كمواد عازلة للكابلات           و الأسلاك و لوحات التوزيع  ، و يستـعمل ترشيح الأحماض و صناعة أسمنت الاسبستوس  .

17 – الكروم:

 يوجد في الطبيعة على هيئة كتل مسطحة أو عدسية و يتركب من أكاسيد الحديد مع الكروم، و يستعمل في إنتاج السبائك المختلفة ذات الصلابة و المرونة ومقاومة التآكل        و الكهرباء التي منها صلب الكروم، و يدخل صناعة الحراريات و الأغراض الكيميائية.

18- اليورانيوم:

   أدى اكتشاف انشطار ذرات اليورانيوم عاد 1939  وصنع القنبلة الذرية إلى اهتمام العالم بهذا الخام حيث كان سابقا يستخدم في الأغراض الطبية نظرا لخواصه الإشعاعية  و هو ضمن مجموعة من العناصر  تعرف بالمواد المشعة مثل الثوريوم و البلوتونيوم          و الزلاكنيوم و الراديوم ، و هو بذلك له أهمية كبيرة في الصناعات العسكرية            و الصناعات المدنية على حد سواء  .

19 – المونازيت:

  و يتركب من فوسفات السيريوم ، و يستخدم السيريوم في صناعة أقطاب مصابيح القوس الكهربي و في الأنوار الكاشفة ، وسبائك السيريوم مع الحديد تستخدم في صناعة حجر القدحات ، و يعتبر المونازيت المصدر الرئيسي لبعض العناصر الأرضية النادرة    و كذلك لعنصر الميزوتوريوم المشع الذي يستخدم كبديل للراديوم .

                خامات المناجم و المحاجر في جمهورية مصر

تنتشر أنواع الصخور و المعادن المختلفة في مصر، في الصحراء الشرقية وسيناء و الصحراء الغربية، و لم يكتف المصري القديم خلال المرحل التاريخية المختلفة بالحصول على احتياجاته من المواد الخام الموجودة في الهضاب المتاخمة للنيل، كالحجر الجيري، و الحجر الرملي، والألابستر، و البازلت، و الجبس، بل امتدت يده فطالت أهم و أجود أنواع

المعادن و الصخور في مواقعها المختلفة. وتوجد الخامات المعدنية في مصر على النحو الآتي:

( أ ) خامات المناجم الموجودة في مصر:

        منجنير ـ أسبستوس ـ  أكاسيد حديد ملونة ـ  أكاسيد حديد منجنيز ـ الباتيت ـ المينيت ـ باريت ـ بريليوم بنتونيت ـ بوتاسيوم الماغنسيوم ـ تلك ـ جرافيت ـ حديد ـ حديد باريت ـ رصاص زركون ـ زنك ورصاص ـ فحم ـ فرميكوليت ـ فرميكوليت اسبتوس ـ فرميكوليت فلسبار ـ فرميكوليت ميكا ـ فلسبار ـ فلسبار باريت ـ فلسبار كوارتز ـ فلسبار وديان ـ فلورسبار ـ فلوريت ـ فوسفات ـ كالسيت ـ كاولين ـ كرنيليت اليونيت ـ كروميت ـ كوارتز ـ ماجنيزيت .

 ( ب ) خامات المحاجر الموجودة في مصر:

     الباستر ـ الجبس ـ بازلت ـ برلاتو ـ بريشيا ـ تربة زلطية ـ جابرو ـ جرانيت ـ جرانيت أحمر ـ جرانيت أسود ـ جرانيت رمادى ـ جرانيت وردى ـ حجر جيرى ـ حجر جيرى صلب ـ حجر رملى ـ حجر كوارتزيت ـ دولوميت ـ رخام ـ رخام أبيض ـ رخام أحمر ـ رخام أسود ـ رخام بتشينو ـ رخام كريمى ـ رخام وردى ـ رمال ـ رمال زجاج ـ رمال مرشحات ـ رمال مسابك ـ رمل وزلط مرشحات ـ زلط ـ سربنتين ـ طفلة ـ  كسر الباستر ـ كسر رخام أسود .