روش‌هاي عمده استخراج قلع
تمركز متوسط قلع در پوسته زمين 2 تا 3 گرم در تن تخمين زده مي شود كه قابل قياس با سريم و ايتريوم است. دارا بودن جرم اتمي بالا و چگالي بالاي كانيهاي مهم قلع موجب شده كه تمركز حجمي اين عنصر بسيار كم شود. عموماً تلغيظ 1000 برابري لازم است كه منطقه اي به كانسار تبديل شود، بعبارت ديگر با ميزان حداقل 2% قلع. اين سوال كه آيا يك كانسار مي تواند بطور اقتصادي بهره برداري شود به شرايط معدنكاري بستگي دارد. بعنوان مثال بعضي معادن بوليوي با داشتن 1 درصد تنگستن قابل بهره برداري اقتصادي نيستند در حالي كه در آسياي جنوب شرقي كانسارهاي پلاسر با 02% قلع با موفقيت برداشت مي شوند.
كانسارهاي قلع اوليه با روش معدنكاري زيرزميني استخراج مي شوند. در موارد نادر عمق معدنكاري تا 1000 متر مي رسد. جهت استخراج قلع از بيشتر روشهاي استخراج فلزات غيرآهني استفاده مي شود. روش استخراجي براساس ضخامت، شكل و جهت يابي كان تن و فاكتورهاي زمين شناسي تعيين مي شود. در كانسارهاي ثانويه قلع، سنگهاي هوازده كه حاوي كاسيتريت به همراه ماسه و گراول هستند به روش بارگيري انبوه به همراه دسته بندي اوليه استخراج مي شوند. شرايط محلي عمومي شامل توسعه اقتصادي منطقه بر شرايط معدنكاري تاثير شديدي مي گذارد. بعنوان مثال در زئير كانسارهاي باد رفت سطحي ( پگماتيت هاي هوا زده) با 15/0 درصد قلع با روش روباز سنتي استخراج مي شوند. در تايلند، مالزي و اندونزي كانسارهاي پلامري مخروط افكنه اي و دريايي با لايروبي توسط بيل مكانيكي، لودرهاي استخراج، سطل ها و زنجيره هاي استخراجي و ابزارهاي مشابه كه براي شرايط محلي طراحي شده اند استخراج مي شوند. جداسازي اوليه باطله ها و مواد اضافي (مانند چوب) توسط اين ابزارها انجام مي شود. كاسيتريت در رسوبات ضخيم لايه و دانه درشت در جنوب چين و تايلند با استفاده از جهت هاي آب فشار قوي تا 5/1 مگا پاسگال استخراج مي شوند. اين روش مخلوطي از آب و ماسه سنگين ايجاد مي كند كه جهت تغليظ به كارخانه فراوري منتقل مي شود.
در فواصل دور از ساحل در اندونزي، تايلند و مالزي استخراج كاستيريت از كانسارهاي مخروط افكنه زير آب به صورت سنتي انجام مي شود. عمق اين كانسارها تا 40 متر مي رسد. در اين نوع استخراج فراوري مقدماتي نيز انجام مي شود.
ذخاير رگه‌اي و اوليه قلع معمولاً به روشهاي متداول زير زميني از جمله روش كندن و پر كردن استخراج مي‌شوند. اين روش‌هاي بيشتر در كشورهاي انگليس، بوليوي و استراليا رايج هستند. در اين روش‌ها از پمپ هاي شني و زهكشي به منظور ايجاد كارايي بيشتر استفاده مي‌شود. اما منبع اصلي قلع، ذخاير پلاسري به خصوص آبرفتي هستند كه در قسمت ساحلي واقع شده‌اند و گاهي تا بستر دريا گسترش يافته‌اند. روش مخصوص استخراج ذخاير پلاسري شامل روش استخراج پلاسري است. اگر چه روشهايي مانند روش روباز نيز ممكن است جهت استخراج اين كانسارها بكار برده شود.

•استخراج پلاسري
روش استخراج پلاسري، يك روش معدنكاري سطحي و جزء روشهاي استخراج با محلولهاي آبي محسوب مي‌شود. در روش استخراج پلاسري براي بازيابي كاني‌هاي سنگين كانسارهاي آبرفتي يا پلاسري، از آب براي كندن، جابجايي و انتقال و يا تغليظ كاني استفاده مي‌شود.
شرايط و كيفيت‌هاي مشخص و متمايزي از كانسارهاي پلاسري كه امكان استفاده از روشهاي استخراج پلاسري را فراهم مي‌كنند شامل موارد زير است:
-مواد موجود در محل قابليت خرد شدن و فروپاشي تحت فشار آب را داشته باشد.
-آب كافي با فشار مورد نياز در دسترس باشد.
-فضاي كافي براي انتقال و انباشت باطله وجود داشته باشد.
-وجود تمركز يا ذخيره كافي از كاني با ارزش كه قابليت فرآوري با روشهاي ساده كانه آرايي را داشته باشد.
-وجود شيب كم طبيعي و لازم، به گونه‌اي كه امكان حمل و نقل هيدروليكي كاني ميسر باشد.
-امكان رعايت مقررات زيست محيطي در رابطه با عدم آلودگي آب، انتقال و انباشت وجود داشته باشد.
-روش استخراج پلاسري به دو روش هيدروليكي و روش استخراج با شناور تقسيم مي‌شود كه هر دو روش داراي توان توليد بالقوه بالايي مي‌باشند.

الف- روش استخراج هيدروليكي (استخراج با فشار آب)
روش هيدروليكي در سال 1380 در روسيه ابداع شد و اين روش در رده روشهاي استخراج با نرخ توليد متوسط قرار گرفت. در اين روش جريان آب با فشار زياد بر توده پلاسري به منظور در هم ريختن استحكام توده پاشيده مي‌شود. پس از فروپاشي و فروريزي توده پلاسري مواد ريخته شده (كاني، شن و ماسه) همراه با آب در يك مسير يا معبري كه در زمين ايجاد شده است، تحت نيروي ثقل جريان يافته و به مخزن يا وسيله تغليظ انتقال داده مي‌شود.
آب توسط يك آب فشان بزرگ يا مانيتور هيدروليكي كه يك افشانك چرخان بر روي آن نصب شده و به خط لوله اصلي يا فرعي متصل است بر روي توده پلاسري پاشيده مي‌شود. در اين روش علاوه بر احتمال روباره برداري و كارهاي آماده سازي معمول مورد نياز در معادن سطحي فعاليت‌هاي خاص متعددي براي آماده سازي بايد صورت پذيرد. نوع اين فعاليتها كه در زير نام برده شده‌اند، به كيفيت و شرايط خاص پلاسرها بستگي دارد.
-تهيه و تأمين آب كافي از سرچشمه‌هاي بالادست محل كار
-آماده كردن منطقه‌اي در پايين محل به منظور انباشت باطله
-كنترل كيفيت آب و بازسازي سطح زمين
روباره برداري معمولاً كم است و با آبفشان يا هر گونه تجهيزات روباره برداري ديگري انجام مي‌شود. آب از طريق يك مسير طبيعي يا ناوداني به يك حوضچه وارد و تا رسيدن به فشار كافي كه بتواند آبفشان را بكار انداز ذخيره مي‌شود. يك لوله اصلي با قطر بزرگ حوضچه يا معدن را در آبفشان وصل مي‌كند. پس از آن يك مجرا يا معبر براي هدايت دوغاب پلاسري به منظور انتقال دوغاب به محل كانه‌آرايي ايجاد مي‌شود. احتمالا حساسترين مرحله در آماده سازي اين روش ملاحظات زيست محيطي است كه هم كيفيت آن بايد حفظ شود و هم بازسازي زمين پس از معدنكاري انجام گيرد.

چرخه عمليات
از آنجا كه كندن و انتقال مواد در اين روش كاملاً به صورت هيدروليكي انجام مي‌گيرد، چرخه عملياتي، يك چرخه واحد و خلاصه شده مي‌باشد. در اين روش نيازي به كندن اوليه و انتقال بعد از آن به صورت دو فعاليت جداگانه نمي‌باشد. در حقيقت آب نه تنها براي كندن، بلكه براي انتقال پلاسر و فرآوري كانه و انتقال باطله نيز به كار مي‌رود. سادگي چرخه عمليات و استفاده چند منظوره از آن، اين روش را در زمره روشهاي جذاب از نظر توان توليد و هزينه درآورده است.
شرايط كاربرد
- مقاومت كانسنگ: دانه‌هاي كاني سنگين در خاكهاي غير مستحكم يا بازمينه شني، داراي قله و قلوه سنگهاي كم
-مقاومت سنگ: غير مستحكم
-شكل كانسار: نوع پلاسري، مسطح، تپه‌اي يا ساحلي
-شيب كانسار:‌نزديك به اققي (2 تا 6 درصد)
-عيار كانسنگ: مي‌تواند بسيار كم باشد
-يكنواختي كانسنگ: نسبتا يكنواخت
-عمق: بسيار كم
-ساير شرايط: دسترسي به آب زياد (Lit/Sec 250-30) با ارتفاع فشار بالا (m140-30)
از مزاياي اين روش مي‌توان به توان توليد بالا (230- 75 متر مکعب شن به ازاي نفر كارگر در شيفت)، هزينه استخراج پايين با نرخ توليد متوسط، هزينه سرمايه‌اي پايين و امكان اتوماسيون اشاره كرد. همچنين معايب اين روش شامل موارد زير است:
-وارد آوردن خسارت شديد به محيط زيست
-احتياج به آب بسيار زياد
-محدود به كاربرد در كانسارهاي غير مستحكم

ب- روش استخراج با شناور
اين روش براي استخراج كانسارهاي پلاسري است و معمولاً از روي سكوي شناوري انجام مي‌گيرد كه در آن تجهيزات و تسهيلات فرآوري و انتقال باطله وجود دارد. شناورهاي بكار رفته بصورت زير دسته بندي مي‌شوند:

•مكانيكي
- بيلچه نواري (بيلچه‌هاي متصل به يك زنجير بي‌انتها كه حول يك بازوي نردباني شكل دوران مي‌كنند)
- بيل چرخشي مكشي
- بيل بارگير (شاول، چنگك يا دراگلاين نصب شده بر روي دكل)
• هيدروليكي
- مكشي (خط لوله‌هاي مكشي)
- سربرشي (كندن توسط برش دهنده دوراني نصب شده بر سر خط لوله مكشي)
شناور بيلچه نواري، ماشين حفر سنتي پيوسته اي است كه براي مصالح بسيار است فاقد سيمان همراه با مقداري قلوه سنگ استفاده مي‌شود، در نتيجه قابليت بكارگيري در استخراج پلاسرها را دارد. در سالهاي اخير استفاده از بيل چرخشي مكشي توسعه بيشتري يافته است. در اين روش بيلچه‌هايي بر روي يك چرخ يا طبلك دوار نصب شده‌اند، كه مصالح كنده شده را در داخل يك نقاله هيدروليك تخليه مي‌كنند. عيب شناور بيل بارگير سيستم حفار غير پيوته يا متناوب آن است.
شناورهاي هيدروليكي كه در گذشته براي حفر كانال بكار برده مي‌شد امروزه براي استخراج پلاسرها سازگاري يافته‌اند، نوع مكشي آن محدود به شن و ماسه مي‌باشد و نوع سر برشي آن را مي‌توان براي مصالح مستحكم استفاده كرد.
بدليل سازگاري و تناسب بيشتر شناورهاي بيلچه نواري و بيل چرخشي براي استخراج پلاسرها، بطور كلي توجه به اين نوع شناورها متمركز مي‌باشد. در عمل هنگامي كه شناور در محل ذخيره قرار مي‌گيرد، از طريق چرخش بيلچه‌خا حول بازو كنده و به عرشه شناور منتقل مي‌شود. عمل كنده شدن مواد توده پلاسري با حركت بازو و چرخش بيلچه‌ها حول آن به بالا منتقل مي‌شود و بدين ترتيب جبهه كار تازه‌اي در برابر بيلچه‌ها قرار مي‌گيرد.
بطور تقريبي ظرفيت شناور بيلچه نواري 27000-13500 متر مكعب در روز به ازاي هر متر مكعب ظرفيت بيلچه است. روش استخراج با شناور در شرايط زير قابل كاربرد است:
•مقاومت كانسنگ و سنگ بايد پايين باشد.
•كانسار بايد به شكل پلاسري، مسطح، كرانه‌اي يا ساحلي باشد.
•شيب كانسار بايد كم و تقريباً افقي باشد.
•كانسار بايد يكنواخت باشد و داراي عمق كمي باشد.

از مزاياي اين روش به موارد زير مي‌توان اشاره كرد:
•بيشترين توان توليد در ميان كليه روشهاي استخراجي
•كم هزينه ترين روش استخراج
•نرخ توليد بالا
•نياز به كارگر كم
•بازيابي خوب
•عمليات پيوسته بدون نياز به خرد كردن مواد

معايب روش استخراج با شناور نيز شامل موارد زير است:
•در صورتي كه قوانين و مقررات زيست محيطي رعايت نشود خسارت شديدي به محيط زيست وارد مي‌كند.
•مصرف متوسط آب
•كابرد روش محدود به كانسارهاي فاقد تراكم كه قابليت جدا يا كنده شدن تحت تأثير نيروي نفوذ آب يا نيروهاي تركييي را داشته باشد،است.
•در مورد كانسارهاي پلاسري ممكن است كه از روش روباز نيز براي استخراج كانسار استفاده شود. در اين روش معمولا از شاول براي بارگيري استفاده مي‌شود. در كشورهاي استرالياو زئير اين روش در مورد استخراج كانسارهاي قلع به كار برده مي‌شود.

•روش استخراج كندن و آكندن
امروزه تنها روش استخراج كندن و آكندن است كه از بين روشهاي استخراج زيرزميني با نگهداري كاربرد عمومي دارد. در اين روش كه بطور معمول يك روش استخراج بالاسري است ماده معدني به صورت برشهايي افقي در كارگاه استخراج شده و به جاي آن باطله يا مواد پر كننده ريخته مي‌شود. پر كردن در اين روش كاملاً با عمليات و چرخه استخراج پيوند خورده است و به صورت فعاليتي مستقل پس از اتمام كل عمليات استخراج انجام نمي‌شود. پر كردن كاري انحصاري و ويژه اين روش است.
مهمترين وظيفه اين مواد نگهدارنده زمين است كه اين كار را با نگهداري ديواره‌هاي ضعيف كانسار انجام مي‌دهند. در اين رابطه خاصيت تراكم پذيري يا قابليت فشرده شدن مواد پر كننده از جمله مهمترين ويژگيهاي اين مواد محسوب مي‌شود. دومين وظيفه مواد پر كننده ايجاد سكوي كار مي‌باشد كه چالزني و آتشبازي برش بعدي كانسنگ از روي آن انجام مي‌گيرد. بدليل افزايش حجم بازاي هر تن از مواد معدني استخراج شده حدود 6/0 تن مواد پر كننده مورد نياز است.
در روش استخراج كند و آكند، مواد پر كننده را مي‌توان از مواد خرد شده درشت دانه كه در سرتاسر معدن توليد مي‌شود، تأمين كرد. در پر كردن به روش خشك مواد پر كننده از طبقه بالا و از طريق دويلهاي عبور مواد پر كننده در كارگاه استخراج ريخته و توسط اسلاشر پخش مي‌شود. طرح شماتيكي از روش استخراج كند و آكند در شكل 25 نشان داده شده است.



شکل 25-روش استخراج کند و آکنده با پر کردن مکانيکي و دويلهاي دسترسي

در صورتي كه سنگ باطله معدن در دسترسي يا مناسب نباشد، مصالح و مواد باطله سطحي (سنگ، ‌شن و يا ماسه) توسط اسكيپ يا دويلهاي مخصوص مواد پر كننده، به زير زمين انتقال داده مي‌شوند. به علت هزينه بالاي تأمين و پخش مواد پر كننده و تراكم پذيري ضعيف، پر كردن هيدروليكي به ميزان زيادي جايگزين روش مكانيكي شده كه در نتيجه توان توليد بالاتر، هزينه كمتر و تراكم پذير بهتري را نتيجه داشته است. استخراج با پر كردن هيدروليكي بدليل ايجاد سطح صاف در كف كارگاه به خودي خود موجب افزايش مكانيزاسيون مي‌شود. در شيوه پر كردن هيدروليكي، باطله‌هاي كارخانه‌هاي كانه آرايي يا سنگهاي باطله از سطح زمين به صورت دوغاب درآمده و از طريق خط لوله براي توزيع در كارگاه‌ها به زير زمين منتقل مي‌شود.
بعضي اوقات براي تهيه يك ماده پر كننده بتني ضعيف، به اين مواد سيمان اضافه مي‌كنند يا جهت ايجاد استحكام بيشتر مواد باطله كانه آرايي سولفوره طبيعي به آن افزوده مي‌شود.
در روش كندن و پر كردن نيز براي نگهداري زمين، پايه‌هاي در مرزهاي كارگاه باقي گذاشته مي‌شود. از آنجا كه كارگاه‌ها پر مي‌شوند اغلب اين پايه‌ها مي‌توانند تماماً يا بخشي از آنها بازيابي شوند.
اين روش خيلي انعطاف پذير است و به راحتي به روشهاي ديگر تبديل مي‌شود. اين روش در مورد لايه‌هاي پرشيب، ماده معدني مقاوم، كانسارهاي بي نظم و متقاطع قابل كاربرد است. راهروهاي عبور مواد معدني در حين پيشروي كارگاه به سمت بالا درون مواد پر كننده ساخته مي‌شود و در هنگام پر كردن به روش خشك بايد دقت كرد كه قطعات بزرگ به اين راهروها آسيب نزنند.
چرخه عمليات در روش كندن و پر كردن به ترتيب شامل حفاري، انفجار، بارگيري و باربري مي‌باشد. مرحله پر كردن يكي از مهمترين عمليات جنبي در اين روش مي‌باشد و ساير عمليات جنبي شامل ايمني و بهداشت، كنترل محيط زيست، تهيه و توزيع نيرو، آبكشي، سنگجوري و انتقال باطله و … مي‌باشد.
مزاياي روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•بيرون كشيدن مواد از كارگاه تحت نيروي ثقل
•توان توليد متوسط
•هزينه سرمايه‌اي متوسط
•انعطاف پذير در برابر تغيير روش
•بازيابي عالي
•اختلاط باطله با ماده معدني پايين
•هزينه آماده سازي كم
•روش انتخابي خوب
•از باطله‌هاي سطحي مي‌توان به عنوان پر كننده استفاده نمود كه از آلودگي محيط زيست جلوگيري مي‌كند.
•ماده معدني به محض استخراج حمل مي‌شود و مسئله بلوكه شدن سرمايه و خطر خود سوزي و اكسيد شدن وجود ندارد.
معايب روش كندن و پر كردن شامل مواد زير است:
•هزينه انتقال مواد پر كننده ممكن است به 50 درصد كل هزينه ‌ها برسد.
•هزينه معدنكاري بالا
•روش كارگر بر و مستلزم وجود كارگران ماهر مي‌باشد.
•راه دسترسي به كارگاه را بايد براي تجهيزات مكانيزه آماده كرد.
•تراكم پذيري مواد پر كننده خطر نشست و ناپايداري به همراه دارد.