فلز روی یکی از مهم‌ترین فلزات صنعتی جهان است که در تولید فولاد گالوانیزه، باتری، آلیاژهای برنج، صنایع خودروسازی، ساختمان و تجهیزات الکترونیکی کاربرد فراوانی دارد. اما این فلز ارزشمند چگونه از دل زمین به دست می‌آید؟ آشنایی با مراحل تولید آن به فعالان صنعت، سرمایه‌گذاران و خریداران شمش روی کمک می‌کند تا شناخت بهتری از کیفیت، قیمت و فرآیند تولید داشته باشند.

در این مقاله به‌صورت کامل مراحل استخراج روی از اکتشاف معدن تا تولید شمش را بررسی می‌کنیم.

روی در طبیعت چگونه یافت می‌شود؟

فلز روی به صورت خالص در طبیعت وجود ندارد و معمولاً در ترکیب با عناصر دیگر دیده می‌شود. مهم‌ترین کانی‌های روی عبارت‌اند از:

• اسفالریت (ZnS)
• اسمیت‌سونیت (ZnCO3)
• همی‌مورفیت
• ویلمیت

در میان این کانی‌ها، اسفالریت بیشترین ذخایر جهان را تشکیل می‌دهد و اصلی‌ترین ماده اولیه کارخانه‌های تولید روی محسوب می‌شود.

مرحله اول: اکتشاف معدن

اولین مرحله استخراج روی شناسایی ذخایر معدنی است. زمین‌شناسان با استفاده از مطالعات ژئوفیزیکی، تصاویر ماهواره‌ای، نمونه‌برداری و حفاری محل ذخایر را مشخص می‌کنند.

پس از تأیید اقتصادی بودن ذخیره، عملیات طراحی معدن آغاز می‌شود. در این مرحله میزان عیار سنگ معدن، حجم ذخایر و هزینه استخراج بررسی می‌شود.

مرحله دوم: استخراج سنگ معدن

پس از آماده‌سازی معدن، عملیات استخراج آغاز می‌شود. بسته به شرایط زمین‌شناسی دو روش اصلی وجود دارد.

استخراج روباز

در معادنی که ذخایر نزدیک سطح زمین قرار دارند از روش روباز استفاده می‌شود. این روش هزینه کمتری دارد و بهره‌وری بالاتری ایجاد می‌کند.

مزایا:

• هزینه کمتر
• تولید بیشتر
• ایمنی مناسب‌تر

استخراج زیرزمینی

اگر ذخایر در عمق زیادی قرار داشته باشند از تونل‌ها و چاه‌های معدنی استفاده می‌شود.

مزایا:

• دسترسی به ذخایر عمیق
• کاهش تخریب سطح زمین

در این مرحله بخش مهمی از فرآیند استخراج روی انجام می‌شود و سنگ معدن به کارخانه فرآوری منتقل می‌شود.

مرحله سوم: خردایش و آسیاب

سنگ معدن استخراج‌شده ابعاد بزرگی دارد و قابل استفاده مستقیم نیست. بنابراین وارد دستگاه‌های سنگ‌شکن می‌شود تا به قطعات کوچک‌تر تبدیل گردد.

سپس مواد وارد آسیاب‌های صنعتی شده و به ذرات بسیار ریز تبدیل می‌شوند.

هدف از این مرحله آزادسازی کانی‌های روی از سایر مواد معدنی است.

مرحله چهارم: تغلیظ سنگ معدن

یکی از مهم‌ترین مراحل استخراج روی تغلیظ یا پرعیارسازی است.

در این مرحله معمولاً از روش فلوتاسیون استفاده می‌شود.

در فرآیند فلوتاسیون:

• مواد شیمیایی مخصوص اضافه می‌شود.
• هوا به داخل مخزن تزریق می‌شود.
• ذرات سولفیدی روی به حباب‌ها می‌چسبند.
• کنسانتره روی از سطح مخزن جمع‌آوری می‌شود.

نتیجه این مرحله تولید کنسانتره‌ای با عیار حدود ۵۰ تا ۶۰ درصد روی است.

مرحله پنجم: تشویه کنسانتره

بیشتر معادن جهان دارای کنسانتره سولفیدی هستند.

برای تبدیل سولفید روی به اکسید روی، کنسانتره در دمای بالا حرارت داده می‌شود.

در این واکنش:

• گوگرد حذف می‌شود.
• گاز SO₂ تولید می‌شود.
• اکسید روی به دست می‌آید.

امروزه بسیاری از کارخانه‌ها گاز گوگرد را جمع‌آوری کرده و برای تولید اسید سولفوریک استفاده می‌کنند که علاوه بر کاهش آلودگی، ارزش اقتصادی نیز دارد.

مرحله ششم: استخراج فلز روی

در این مرحله از فرآیند استخراج روی دو روش اصلی وجود دارد.

روش پیرومتالورژی

در این روش اکسید روی در کوره‌های بسیار داغ احیا می‌شود.

سپس بخار روی تولید شده و پس از سرد شدن به فلز تبدیل می‌شود.

این روش امروزه نسبت به گذشته کمتر استفاده می‌شود.

روش هیدرومتالورژی

امروزه رایج‌ترین روش تولید روی در جهان محسوب می‌شود.

مراحل آن شامل:

• انحلال اکسید روی در اسید سولفوریک
• حذف ناخالصی‌ها
• الکترولیز محلول
• تولید ورق‌های روی خالص

این روش خلوص بسیار بالایی ایجاد می‌کند.

مرحله هفتم: ذوب و ریخته‌گری

ورق‌های روی حاصل از الکترولیز در کوره ذوب می‌شوند.

فلز مذاب وارد قالب‌های استاندارد شده و به شکل شمش تولید می‌شود.

در این مرحله شمش‌ها معمولاً دارای خلوص‌های زیر هستند:

• 99.95 درصد
• 99.99 درصد
• 99.995 درصد

این محصولات آماده عرضه به بازارهای داخلی و صادرات هستند.

کنترل کیفیت شمش روی

پس از پایان استخراج روی و تولید شمش، نمونه‌هایی از هر ذوب مورد آزمایش قرار می‌گیرند.

مهم‌ترین آزمون‌ها عبارت‌اند از:

• آنالیز شیمیایی
• میزان سرب
• میزان آهن
• میزان کادمیوم
• میزان مس
• بررسی خلوص

هرچه میزان ناخالصی کمتر باشد، کیفیت شمش بالاتر خواهد بود.

مهم‌ترین کشورهای تولیدکننده روی

چند کشور سهم بزرگی از تولید جهانی روی را در اختیار دارند:

• چین
• پرو
• استرالیا
• هند
• مکزیک
• قزاقستان
• ایران

ایران نیز به دلیل وجود معادن غنی به‌ویژه معدن انگوران، یکی از تولیدکنندگان مهم منطقه محسوب می‌شود.

عوامل مؤثر بر هزینه استخراج روی

هزینه استخراج روی تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد.

مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

• عیار سنگ معدن
• عمق معدن
• هزینه انرژی
• قیمت سوخت
• هزینه نیروی انسانی
• تجهیزات معدنی
• هزینه حمل‌ونقل
• فناوری کارخانه
• قوانین زیست‌محیطی

این عوامل مستقیماً بر قیمت نهایی شمش روی اثر می‌گذارند.

چالش‌های استخراج روی

صنعت معدن با چالش‌های متعددی روبه‌رو است.

مهم‌ترین آن‌ها شامل:

کاهش عیار معادن

با گذشت زمان ذخایر پرعیار کاهش یافته و استخراج از معادن کم‌عیار هزینه بیشتری دارد.

مسائل زیست‌محیطی

مدیریت پسماند، کنترل گردوغبار و جلوگیری از آلودگی آب از مهم‌ترین دغدغه‌های معادن مدرن است.

مصرف انرژی

فرآوری و ذوب روی انرژی زیادی مصرف می‌کند؛ بنابراین استفاده از فناوری‌های کم‌مصرف اهمیت زیادی پیدا کرده است.

فناوری‌های نوین در استخراج روی

امروزه شرکت‌های معدنی از فناوری‌های پیشرفته برای افزایش بهره‌وری استفاده می‌کنند.

از جمله:

• هوش مصنوعی در اکتشاف
• پهپادهای نقشه‌برداری
• ماشین‌آلات خودران
• سیستم‌های کنترل هوشمند کارخانه
• تجهیزات کاهش مصرف انرژی
• بازیافت آب صنعتی

این فناوری‌ها موجب کاهش هزینه و افزایش راندمان تولید می‌شوند.

اهمیت استخراج روی برای صنایع

بدون استخراج روی بسیاری از صنایع امکان ادامه فعالیت نخواهند داشت.

کاربردهای اصلی روی عبارت‌اند از:

• تولید فولاد گالوانیزه
• صنایع ساختمانی
• خودروسازی
• تولید باتری
• صنایع برق
• تجهیزات مخابراتی
• آلیاژسازی
• صنایع پزشکی
• تولید قطعات ریخته‌گری

به همین دلیل تقاضای جهانی برای این فلز همچنان در حال افزایش است.

جمع‌بندی

استخراج روی فرآیندی چندمرحله‌ای و تخصصی است که از اکتشاف معدن آغاز شده و با تولید شمش خالص به پایان می‌رسد. هر یک از مراحل شامل استخراج سنگ معدن، خردایش، تغلیظ، تشویه، استحصال فلز، الکترولیز و ریخته‌گری نقش مهمی در کیفیت محصول نهایی دارند. با توسعه فناوری‌های نوین، این صنعت به سمت افزایش بهره‌وری، کاهش مصرف انرژی و حفظ محیط‌زیست حرکت کرده است. آگاهی از مراحل استخراج روی برای فعالان بازار فلزات، تولیدکنندگان و خریداران شمش روی، دید بهتری نسبت به ارزش این فلز استراتژیک ایجاد می‌کند.

 سامانه معاملاتی تادا مارکت