چکیده
در مجموعه افیولیتی اسفندقه (جنوب کرمان)، کرومیت به عنوان کانه اصلی استخراج میشود، اما سنگ میزبان آن یعنی دونیت در ادبیات معدنی سنتی اغلب به عنوان «باطله» در نظر گرفته میشود. این در حالی است که دونیت به دلیل ترکیب غنی از منیزیم و سیلیس، خواص قلیایی و پایداری حرارتی بالا، پتانسیل تبدیل شدن به یک منبع استراتژیک ثانویه را دارد. این مقاله با تکیه بر شواهد زمینشناسی و صنعتی، نشان میدهد که باطله دونیت اسفندقه نه بیارزش، بلکه یک ماده اولیه کمادعا اما بسیار ارزشمند برای صنایع فولاد، کشاورزی و فناوریهای نوظهور کربنزدایی است.
۱. مقدمه
مجموعه افیولیتی اسفندقه- حاجیآباد در جنوب استان کرمان، میزبان نزدیک به ۵۰ رخداد کرومیتی است که برخی از آنها اقتصادی محسوب میشوند. تمرکز اصلی معدنکاری سنتی بر کرومیت بوده و سنگ میزبان دونیتی که کرومیت در آن قرار دارد، پس از استخراج کانه، معمولاً به عنوان باطله رها میشود. این در حالی است که بررسیهای زمینشناسی نشان میدهد دونیتهای منطقه اسفندقه، به ویژه در توده آبدشت، نه تنها سنگ درونگیر ذخایر کرومیت هستند، بلکه خود ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی منحصربهفردی دارند که آنها را از یک «ضایعات» ساده به یک دارایی معدنی تبدیل میکند.
۲. زمینه زمینشناسی: کرومیت در دل دونیت
در منطقه اسفندقه، تودههای اولترامافیک عمدتاً از دونیت و هارزبورژیت تشکیل شدهاند و ذخایر کرومیت به صورت اجسام عدسیشکل درون دونیت قرار گرفتهاند. از نظر ژنتیکی، کرومیتهای اسفندقه از نوع آلپی (Podiform) هستند و غنی از کروم و فقیر از آلومینیوماند. مطالعات کانیشناسی نشان میدهد که کروماسپینلهای موجود در دونیتها و کرومیتیتهای منطقه، بالاترین عیار کروم را دارند (Cr# بین ۶۰.۷۶ تا ۶۳.۸۱) که نشاندهنده تمرکز کرومیت در این بخشهاست.
نکته کلیدی برای ارزشگذاری باطله دونیت این است که این سنگ میزبان، خود حاوی کانیهای ارزشمند دیگری نیز هست. مطالعات نشان داده است که دونیتهای حاوی سولفید در منطقه اسفندقه، به ویژه در توده سیخوران، میتوانند میزبان عناصر گروه پلاتین (PGE) باشند. هرچند گزارشهای اولیه پتانسیل اقتصادی PGE را پایین ارزیابی کردهاند، اما حضور کانیهای سولفیدی نیکل (مانند پنتلاندیت) در دونیتها و کرومیتیتهای آبدشت تأیید شده است. این یافتهها نشان میدهد که باطله دونیت ممکن است حاوی عناصر باارزشی باشد که در زمان استخراج اولیه نادیده گرفته شدهاند.
۳. ارزش پنهان: کاربردهای باطله دونیت
دونیت به دلیل فرمول شیمیایی پایه خود (Mg₂SiO₄ برای کانی الیوین) و خواص فیزیکی ویژه، کاربردهای گستردهای در صنایع مختلف دارد که آن را از یک باطله به یک منبع چندمنظوره تبدیل میکند.
۳.۱. صنعت فولاد: جایگزین کارآمد دولومیت
در صنعت فولاد، دونیت میتواند جایگزین دولومیت در فرآیند سینترسازی و کوره بلند شود. مطالعات نشان میدهد که استفاده از دونیت به دلیل نقطه ذوب پایینتر، منجر به تشکیل ناحیه انسجامی نازکتر در کوره بلند شده و نفوذپذیری گاز را بهبود میبخشد. این امر به نوبه خود باعث کاهش مصرف کک و کاهش محتوای گوگرد در آهن مذاب میشود و در نهایت هزینههای عملیاتی را به طور قابلتوجهی کاهش میدهد. همچنین، دونیت به عنوان یک ماده نسوز و محافظ در کورههای قوس الکتریکی (EAF) برای ترمیم درب سرباره و آستر کوره به کار میرود.
۳.۲. اصلاح خاک و تثبیت فلزات سنگین
خاصیت قلیایی دونیت آن را به یک اصلاحکننده خاک مؤثر تبدیل کرده است. تحقیقات نشان میدهد که ترکیب باطله دونیت با کمپوست میتواند تحرک فلزات سنگین مانند مس (Cu) و نیکل (Ni) را در خاکهای آلوده بیش از چهار برابر کاهش دهد. این فرآیند نه تنها به احیای خاکهای معدنزده کمک میکند، بلکه با اصول «ضایعات صفر» و «راهحلهای مبتنی بر طبیعت» همسو است. دونیت همچنین با تأمین منیزیم، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک را بهبود میبخشد.
۳.۳. جذب و ذخیرهسازی کربن
(هوازدگی سیلیکات تقویتشده)
دونیت به دلیل سرعت انحلال بالای کانی الیوین، یکی از امیدبخشترین سنگها برای حذف دیاکسید کربن از جو (CDR) است.
وقتی دونیت در معرض آب و CO₂ قرار میگیرد، یونهای منیزیم آزاد میکند که با CO₂ واکنش داده و آن را به شکل کربنات منیزیم یا بیکربنات منیزیم پایدار درمیآورند و کربن را برای هزارهها مهار میکنند. برای تسریع این فرآیند طبیعی کند، میتوان از افزودنیهایی مانند سیترات استفاده کرد کهع ظرفیت جذب را به ۱.۷ تا ۲.۵ مول کربن به ازای هر گرم دونیت افزایش میدهد.
همچنین، آسیاب مکانیکی و تبدیل دونیت به پودر نانومتری، سطح تماس و ظرفیت جذب CO₂ را به طور چشمگیری بالا میبرد. این کاربرد، باطله دونیت اسفندقه را به یک ابزار بالقوه در مبارزه با تغییرات اقلیمی تبدیل میکند.این کاربرد، باطله دونیت اسفندقه را به یک ابزار بالقوه در مبارزه با تغییرات اقلیمی تبدیل میکند.
۴ـ جمع بندی وپیشنهاد:
باطله دونیت در منطقه اسفندقه نمونه بارز یک «منبع ثانویه» است که ارزش آن در سایه کرومیت نادیده گرفته شده است. این ماده با کاربردهای متنوع در صنعت فولاد، اصلاح محیط زیست و فناوریهای کربنزدایی، پتانسیل تبدیل شدن به یک زنجیره ارزش جدید را دارد.
پیشنهادهای عملی برای بهرهبرداری از این پتانسیل:
· مطالعات امکانسنجی جامع: انجام تحلیلهای فنی-اقتصادی برای تعیین مقرونبهصرفهترین کاربرد دونیت باطله در مقیاس صنعتی در منطقه اسفندقه.
· بررسی عناصر همراه: انجام مطالعات دقیقتر برای ارزیابی پتانسیل استخراج عناصر گروه پلاتین (PGE) و نیکل از بخشهای سولفیددار باطله دونیت.
· توسعه فناوریهای سبز: سرمایهگذاری در پژوهشهای مرتبط با استفاده از دونیت برای جذب کربن و اصلاح خاک، با توجه به حجم بالای این باطله در منطقه.
منابع
1. Alipour, R., Moeinzadeh, H., & Ahmadipour, H. (n.d.). Spinal mineralogy evidence to determine the origin of Abgarm ultramafic complex (South of Kerman province). Iranian Journal of Petrology.
2. Bagherian, S., & Tourchi, M. (n.d.). A study of Chromite Deposits of the Abdasht Periodities. Geosciences Scientific Quarterly Journal.
3. Cuervo-Arango, P., Martinez, J., Maldonado, R., & Caballero, R. (2011). Advantages of the use of dunite in sinter mix & blast furnace vs. dolomite. Proceedings of the Ironmaking, Iron and Agglomeration Seminars.
4. DMG. (2009). Chromite samples were collected from more than 20 chromite orebodies in four ophiolite complexes in southern Iran.
5. Salgado, L., Aparicio, L., Afif, E., Fernández-López, E., Gallego, J. R., & Forján, R. (2024). A second life for mining waste as an amendment for soil remediation. Journal of Material Cycles and Waste Management.
6. مقالات مرتبط با زمینشناسی و کانیسازی منطقه اسفندقه. (n.d.). Magiran.
7. مقالات مرتبط با سولفورهای نیکل در توده آبدشت. (n.d.). Journal of Applied Geology, Islamic Azad University.