كيف يتم إنتاج ملايين الأطنان من القصدير سنويًا

ما هو المعدن الذي يتم استخراجه باكثر من 300 ال طن سنويا ويمكن ان يكون خفيا ومع ذلك يدعم الالكترونيات التي تستخدمها يوميا لا يظهر القصدير غالبا في العناوين الرئيسيه لكنه في قلب الالاف من الوصلات الميكروسكوبيه داخل هاتفك المحمول جهاز الكمبيوتر الخاص بك واي جهاز حديث تقريبا للحصول عليه لا يكفي استخراج الصخور يجب العثور على الكستريت وتحريك اطنان ان من المعادن وطحنها وتركيزها باستخدام الماء وذوبانها على درجه حراره تزيد عن 1300 درجه مئويه وتنقيتها حتى الوصول الى نقاء استثنائي القصدير هو احد المعادن التي نادرا ما ترى بالعين المجرده لكنه اساسي لدعم جزء كبير من التكنولوجيا الحديثه التي نستخدمها يوميا للح الحصول عليه لا يكفي ببساطه الحفر في الارض وذوبانه كما قد يعتقد على نحو سطحي يوجد القصدير اساسا على شكل اكسيد القصدير في معدن يعرف بالكاستريت وهذا يتطلب تطوير سلسله صناعيه معقده حيث يجب على التعدين وتركيز المعدن وعلم المعادن العمل بدقه استثنائيه لتحقيق نتائج قابله للتسويق تبدا العمليه الكامله بالاستكشاف الجيولوجي للمنجم والتاكد من وجود الكاستريت بكميات كافيه يقوم الفرق الفنيه المتخصصه بجوله في مناطق واسعه ذات امكانيات معدنيه لدراسه التكوينات الصخريه القديمه والشقوق في الارض والتداخلات الجرانيتيه وكل المناطق التي يتجمع فيها الكاستريت بشكل طبيعي على مدار ملايين السنين خلال هذه المرحله الاوليه يتم اخذ عينات شامله من التربه والرواسب وتنفيذ تحليلات جيوكيميائيه معقده واستخدام طرق جيوفيزيائيه متقدمه لتحديد ما يسمى بتوقيعات الطبقات الجوفيه التي تشير الى وجود المعدن عندما تكون الادله المكتشفه قويه بما يكفي ومبشره تاتي مرحله الحفر الاستكشافي في هذه المرحله يتم استخراج عينات من الصخور يتم تحليلها لاحقا في مختبرات متخصصه لتحديد محتوى المعدن بدقه يمكن ان يتبع استخراج المعدن مسارين رئيسيين يعتمدون اساسا على نوع الرواسب التي يوجد بها الكاستريت يمكن ان يظهر هذا المعدن في الرواسب الطمييه وهي رواسب رسوبيه او في الرواسب الاوليه حيث يوجد داخل الصخور الصلبه وهذه الفروق الجيولوجيه تحدد بشكل كامل طريقه استخراج المواد في حاله الرواسب الطمييه يكون الكستريت قد تراكم في مجاري الانهار والبحيرات او الخطوط الساحليه القديمه بسبب تاثير التعريه المستمر على مدى فترات قد تمتد لالاف او حتى ملايين السنين في هذا النوع من الرواسب يظهر المعدن كحبيبات ثقيله مختلطه مع الرمال العاديه والحصى ذات الاحجام المختلفه لاستخراجه بكفاءه يتم استخدام الحفارات الكبيره والقدره التي تمتص الرواسب مباشره من القاع او يتم استخدام رشاشات هيدروليكيه تطلق دفعات قويه من الماء ذات ضغط عالي لتفكيك المنحدرات وتحريك المواد نحو القنوات المصممه خصيصا للغسيل الفكره الاساسيه وراء هذه الطريقه بسيطه ولكن فعاله تحريك كميات ضخمه من الرواسب ثم الفصل بين الجزيئات الثقيله حيث يختلط الكاستريت الذي نبحث عن استعادته عندما يوجد القصدير في الرواسب الاوليه اي عالق في الصخور الصلبه تشبه عمليه التعدين الى حد بعيد التعدين التقليدي المستخدم في استخراج المعادن الاخرى في هذه الحالات يتم حفر الصخور بشكل منهجي ويتم تنفيذ تفجيرات محكومه بعنايه لتفتيت الماده ثم يتم تحميل المعدن المستخرج باستخدام الالات الثقيله المتخصصه يتم نقل الماده المستخلصه الى السطح بواسطه شاحنات التعدين الكبيره او انظمه الحزام الناقل ومن هناك يمر المعدن مباشره الى مصنع المعالجه هذه الطريقه في الاستخراج تعتبر اكثر تكلفه من الناحيه الاقتصاديه وتتطلب بنيه تحتيه اكثر تطورا وتتطلب رقابه امنيه صارمه للغايه لحمايه العمال والبيئه بغض النظر عن مصدر المعدن سواء كان رسوبيا او من الصخور الصلبه يجب ان يدخل الماده المستخلصه الى مصنع المعالجه حيث تخضع لعمليه تقليص الحجم. اولا يمر المعدن بمرحله التكسير الاوليه حيث تقوم كسارات الفك او الدواره الكبيره بتكسير الكتل الاكبر الى قطع اصغر واكثر قابليه للتعامل. ثم تصل مرحله التكسير الثانويه التي تقلل الحجم اكثر. واخيرا تتم عمليه الطحن الفعلي. في مرحله الطحن يتم خلط الماده بعنايه مع الماء وتتم معالجتها في مطاحن اسطوانيه تحتوي على كرات او قضبان فولاذيه بداخلها حتى يتم انتاج معجون من جزيئات دقيقه للغايه هذه المرحله اساسيه جدا لانه يجب فصل الكاستريت جسديا عن الصخور غير المفيده التي تحيط به وتقيده كلما كان من الافضل تحرير المعدن من مصدره الصخريه كان ذلك اكثر كفاءه في عمليه التركيز التي ستاتي لاحقا وستكون العوا وائد النهائيه لاستعاده المعدن افضل المرحله التاليه هي تركيز المعدن حيث الهدف هو فصل جزيئات الكستريت القيمه عن باقي الماده غير المفيده يتميز الكاستريت بخصيصه فيزيائيه اساسيه جدا لمعالجته فهو معدن كثيف للغايه مع كثافه نوعيه اعلى بكثير من المعادن التي عاده ما تكون مصاحبه لهذا السبب يعتمد معظم استفاده المعدن اساسا على الطرق الجاذبيه التي تستغل هذه الفروقات في الكثافه تمر معجون المعدن عبر معدات متخصصه تستخدم الفرق الذكيه في الكثافه بين الكاستريت والمعادن الاخف بكثير التي ترافقه يتم استخدام انظمه مثل اجهزه الجاج اجهزه اهتزاز هيدروليكيه وكذلك الطاولات الاهتزازيه المائله او الفواصل الحلزونيه المصممه خصيصا مع تدفق الماء المستمر والمتحكم فيه يتم ترتيب الجزيئات الثقيله من الكاستريت وتحركها بطريقه تختلف تماما عن الجزيئات الخفيفه مما يسمح بفصل المركز الغني بالكاستريت عن الماده غير المفيده التي يجب التخلص منها في بعض الحالات حيث يكون المعدن معقدا بشكل خاص او عندما يكون الكاستريت مصاحبا بشكل وثيق للكبريتيدات المعدنيه او مكونات معدنيه اخرى يصعب فصلها تتم اضافه مرحله اضافيه من الطفو بالرغوه في هذه العمليه يتم اضافه مواد كيميائيه مختاره بعنايه لتعديل خصائص سطح جزيئات المعدن والسماح لبعضها بالالتصاق انتقائيا الى فقاعات الهواء الصغيره التي ترتفع كالرغوه الى سطح خلايا الطفو. الطفو ليس دائما ضروريا في جميع الحالات لكنه يمكن ان يساعد بشكل كبير في زياده نقاء المركز النهائي او فصل المعادن غير المرغوب فيها التي قد تتداخل مع المراحل التاليه. عند الانتهاء من هذه المرحله من التركيز يتم الحصول على مركز يمكن ان يتجاوز بسهوله ال 50% من محتوى الكاستريت. مما يكون كافيا لتبرير الانتقال الى العمليات المعدنيه للذوبان. الكاستريت هو اساسا اكسيد القصدير لذا فان التحدي المعدني الرئيسي يكمن في ازاله الاكسجين كيميائيا لتحرير القصدير المعدني النقي لتحقيق ذلك بكفاءه يتم خلط المركز بعنايه مع الفحم المعدني او الكوك الذي يعمل كعامل اختزال قادر على التقاط الاكسجين وتتم اضافه مواد مذيبه خاصه تسهل بشكل كبير فصل الشوائب وتساعد على تكوين الخبث السائل الذي يمكن ازالته بسهوله يتم تغذيه هذا المزيج المحضر بشكل مستمر او على دفعات الى افران مصممه خصيصا للعمل في درجات حراره مرتفعه للغايه والحفاظ على جو محكم التحكم المناسب حتى تحدث التفاعل الكيميائي للاختزال بشكل فعال وكامل داخل فرن الصهر يتم تسخين الحموله المحضره لتصل الى درجات حراره تصل الى حوالي 1300 درجه مئويه او حتى اكثر عند هذه درجات الحراره العاليه يتفاعل الكربون الموجود في الكوك كيميائيا مع الاكسجين من اكسيد القصدير ويلتقطه حرفيا مما يحرر القصدير في شكله المعدني السائل يميل القصدير المنصهر بسبب كثافته العاليه المميزه الى التراكم في قاع الفرن مكونا حماما معدنيا بينما تتفاعل الشوائب الموجوده في المعدن مع المواد المذيبه المضافه وتشكل خبثا سائلا اقل كثافه يطفو فوق المعدن ويمكن فصله ببساطه عبر اختلاف الطبقات المعدن الذي يتم الحصول عليه في هذه المرحله المعدنيه الاولى يسمى عاده القصدير الخام او القصدير من الصهر الاول لانه لا يزال يحمل معه اثارا ملحوظه من معادن اخرى مثل الحديد والنحاس والرصاص او الزرنيخ بالاضافه الى الملوثات المختلفه التي يجب ازالتها لتحقيق المعايير المطلوبه للاستخدام الصناعي وخاصه للتطبيقات في صناعه الالكترونيات حيث تتطلب مستويات نقاء شديده يجب ان يخضع القصدير لعمليه اضافيه من التكرير يمكن ان تجمع بذكاء بين الطرق الحراريه والكهربائيه الكيميائيه حسب درجه النقاء النهائيه المطلوبه في التكرير الحراري يتم تسخين المعدن تحت ظروف جويه محكمه التحكم بحيث تطفو بعض الشوائب المحدده الى السطح وتؤكسد بشكل انتقائي او تفصل عن طريق اختلاف الكثافه مع القصدير النقي عند السعي لتحقيق اعلى مستوى ممكن من النقاء خاصه للتطبيقات الالكترونيه الحساسه يتم استخدام التكرير الكهربائي وهو اكثر تكلفه بشكل ملحوظ ولكنه فعال للغايه في هذه العمليه الكيميائيه الكهربائيه يتم وضع القصدير غير النقي كانود في خليه كهربائيه وبموجب تطبيق تيار كهربائي محكم التحكم يذوب القصدير من الاندود ويتم ترسيبه بشكل انتقائي على الكاثود بنقاء اعلى بكثير بينما تبقى العديد من الشوائب المعدنيه محاصره كطين انودي في قاع الخليه او تظل مذابه في المحلول الكه كهربائي دون ترسيب بمجرد ان يتم تكرير القصدير تماما ويصل الى النقاء المحدد يتم صهر المعدن مره اخرى تحت ظروف محكومه ويتم صبه بعنايه في قوالب مصممه لانتاج السبائك القياسيه كتل باحجام مختلفه او اشكال محدده تتناسب مع احتياجات الصناعه التي ستستخدمها بالتوازي مع هذه العمليه من التشكيل المادي يتم تنفيذ رقابه جوده صارمه تشمل تحليلات كيميائيه مفصله باستخدام التحليل الطيفي او طرق تحليليه متقدمه اخرى والتحقق الكامل من درجه النقاء المحققه وانظمه تتبع كامله حسب دفعات الانتاج وتجارب فيزيائيه وكيميائيه مختلفه حسب الوجهه النهائيه المحدده للمنتج الذي يتم تصنيعه ثم يتم توزيع المعدن النهائي والمعتمد على الشركات المصنعه المتخصصه في اللحامات الالكترونيه وشركات انتاج الطلاءات الواقيه والعديد من الصناعات التي تستخدمه كماده خام اساسيه يمكن تلخيص العمليه الكامله على انها سلسله متكامله تبدا بالاستكشاف الجيولوجي التفصيلي ثم استخراج المعدن سواء باستخدام الاساليب الرسوبيه او الصخور الصلبه حسب الحاله ثم التكسير والطحن لتحرير المعدن الثمين ثم التركيز باستخدام تقنيات الجاذبيه وفي النهايه الطفو تليها تحضير الحموله بخلط المركز مع الفحم ومواد المذيبات ثم الصهر في درجات حراره تصل الى حوالي 1003 300 درجه مئويه حيث يحدث الاختزال الكيميائي للاكسيد ثم يتم تكريره حراريا وربما كهربائيا للوصول الى النقاء المطلوب واخيرا ينتهي بالصب في القوالب والرقابه الدقيقه على الجوده ثم الشحن للعملاء الصناعيين ‏in