تحليلي بر وضعيت موجود فناوري درحوزه متالورژي استخراجي در كشور

[ghasem motamedi]

فناوري كليدي‌ترين عامل نوآوري و توسعه در متالورژي استخراجي است. فناوري در اين حوزه مبتني بر مجموعه‌اي از پديده‌هاي شيميايي، فيزيكي و شيمي- فيزيكي است كه بر مبناي اصول علمي، امكان تبديل تركيبات فلزي به فلز عنصري را ممكن مي‌سازد.

1- مقدمه: نقش فناوري در توسعه صنعت متالورژي استخراجي
1-1 تعريف فناوري
در ابتدا براي آشنايي بيشتر با واژه فناوري از دانشنامه ويكيپديا كمك گرفته شده است:
به طور كلي فناوري رابطه‌اي است بين انسان و محيط كه جامعه با ابزارها و مهارت‌هايش مي‌تواند محيط خود را كنترل كند. بر طبق لغت‌نامه مريام- وبستر «كاربرد عملي دانش در يك بخش خاص و توانايي‌اي است كه كاربرد عملي دانش ايجاد مي-كند» اورسولا فراكلين در مقاله «جهان واقعي فناوري» تعريف ديگري از اين مفهوم ارائه كرده است: « فناوري شيوه عمل است، روشي است كه ما با آن كارهاي اطراف را انجام مي‌دهيم». اين وا‍‍ژه گاهي براي القاي زمينه خاصي از فناوري به كار برده مي‌شود و يا بيشتر به فناوري‌هاي پيشرفته برمي‌گردد تا معناي عام فناوري. با اين واژه سه منظور بيان مي‌شود:1- ابزار يا ماشين، 2- تكنيك، 3- نيروي فرهنگي
كلمه فناوري همچنين به مجموعه‌اي از تكنيك‌ها نيز اطلاق مي‌شود. بر اين اساس فناوري وضع جاري دانش بشري براي چگونه جمع كردن و استفاده از منابع جهت توليد محصولات مورد نياز، حل مسايل و برآورده كردن نيازها يا ارضاي خواسته-هاست كه شامل شيوه‌هاي فني، مهارت‌ها، فرآيندها، فنون، ابزار و مواد خام است. در اين شرايط وقتي‌كه با وا‍ژه ديگري همراه مي‌شود مثل فناوري پزشكي و فناوري فضايي، به وضعيت دانش و ابزارهاي زمينه مورد نظر برمي‌گردد.
فناوري شيوه و شگرد ساخت و كاربرد ابزار، دستگاه‌ها، ماده‌ها و فرايندهايي است كه گره‌گشاي دشواري‌هاي انسان است. فناوري يك فعاليت انساني است و از همين رو، هم از دانش و هم از مهندسي ديرينه‌تر است.
بر اين پايه واژه فناوري اغلب به نوآوري‌ها و نوابزارهايي اشاره دارد كه از اصول و فرايندهاي تازه يافته دانشي بهره مي‌گيرند. از اين رو مقوله فناوري ممكن است در بدو مواجهه عجيب و محير العقول جلوه كند. ليكن چنين نيست. حتي نوآوري‌هاي بسيار كهن مانند چرخ هم نمونه‌هايي از فناوري بوده و به‌شمار مي‌روند. از مصداق‌هاي فناوري نزد قدما فوت كوزه‌گري بوده‌است. فناوري همان تسلط و تبحر انجام كار است ، فناوري توانايي انجام كار در تمامي سطوح و زمينه‌ها است . يعني طراحي ، ساخت ، استفاده ، تعمير و نگهداري و تحقيق و توسعه و غيره مي‌باشد. امروزه بسياري از فناوري‌ها در نتيجه پژوهش بدست مي‌آيند و پژوهشگاه‌هاي فناوري زيادي در سراسر جهان بر پا شده‌است.


1-2- تبيين اهميت نقش فناوري در صنعت متالوژي استخراجي
شكل 1-1 جايگاه متالورژي استخراجي را در چرخه مواد نشان مي‌دهد. در يك بيان كلي، متالورژي استخراجي عبارت است از مجموعه‌اي از فناوري‌هاي مبني بر فرآيندهاي شيميايي و شيمي‌- فيزيكي كه طي آن مواد اوليه حاوي تركيبات فلزي طي مراحل مختلف به فلزات عنصري تبديل مي‌شوند.
محدوده متالورژي استخراجي در بالادست با حوزه فرآوري و شيمي معدني و در پائين‌دست با متالورژي در ارتباط مستقيم است و ارتباطات و تأثيرات متقابلي بين آن‌ها وجود دارد. جايگاه متالورژي استخراجي براي فلزات اصلي در ارتباط با حوزه‌هاي بالادست و پايين‌دست در نمودارهاي زير ارايه شده است.

فناوري كليدي‌ترين عامل نوآوري و توسعه در متالورژي استخراجي است. فناوري در اين حوزه مبتني بر مجموعه‌اي از پديده‌هاي شيميايي، فيزيكي و شيمي- فيزيكي است كه بر مبناي اصول علمي، امكان تبديل تركيبات فلزي به فلز عنصري را ممكن مي‌سازد.
فرآيندهاي مختلف متالورژي استخراجي صرف‌نظر از تفاوت‌هاي آن‌ها در زمينه استخراج فلزات مختلف، عموماً متشكل از فناوري‌هاي اصلي زير هستند:

مجموعه ذكر شده را مي‌توان در قالب جدول 1-1 براي چهار فلز اصلي تشريح كرد.

هر فناوري اصلي، خود متشكل از تعدادي از فناوري‌هاي فرعي است. از اين روي آرايه فناوري در صنعت متالورژي استخراجي، آرايه وسيعي است كه تا سطوح جزيي قابل تعميم است.
1-3- لزوم توسعه صنايع متالورژي استخراجي در كشور
به‌دلايل مختلفي توسعه صنايع متالورژي استخراجي كشور در سال‌هاي آتي لازم به نظر مي‌رسد. اين دلايل عبارتند از:
1- صنايع متالورژي استخراجي تضمين‌كننده ايجاد ارزش افزوده در منابع معدني و اوليه كشور است. اين موضوع با سياست‌ها و راهبرد كلان توسعه اقتصادي و صنعتي كشور منطبق است.
2- توسعه صنايع متالورژي استخراجي نيازمند مصرف انرژي است. مزيت كشور از نظر منابع انرژي، مي‌تواند عامل مهمي در توسعه صنايع متالورژي استخراجي باشد.
3- توسعه زيرساخت‌ها و توسعه صنعتي در ساير بخش‌هاي اقتصادي كشور، دسترسي و تأمين مواد معدني مختلف در كشور را الزامي مي‌سازد.
4- وجود منابع غني مواد اوليه و معدني در كشور، امكان توليد اقتصادي مبتني بر اقتصاد مقياس را به‌صرفه مي‌كند.
5- وجود سواحل دريايي زياد و امكان دسترسي به مواد اوليه خارجي، موضوع ايجاد ظرفيت‌هاي صنايع استخراجي مبتني بر واردات مواد اوليه را در مناطق انرژي‌بر و جنوبي كشور ممكن و اقتصادي مي‌سازد.

1-4- نكات قابل توجه در توسعه صنايع و فناوري‌هاي متالورژي استخراجي در كشور
ويژگي‌هاي منابع معدني كشور، مجموعه‌اي از رويكردهاي مطلوب را در عرصه فناوري متالورژي استخراجي مي‌طلبد كه عبارتند از:
- به‌دليل منابع گاز و انرژي در كشور، فناوري‌هاي استخراج فلزات متكي بر استفاده مستقيم از گاز به عنوان منبع انرژي و يا گاز به‌عنوان عامل احياء، داراي مزيت ذاتي هستند. به خصوص با توجهي كه امروزه به گاز به عنوان منبع انرژي تميز مي-شود.
- به‌دليل تنوع و گستردگي منابع معدني به‌ويژه سرب، روي و مس، جهت‌گيري‌هاي فناوري در جهت اقتصادي ساختن واحدهاي كوچك استخراج، مي‌تواند براي كشور مزيت اقتصادي و اجتماعي ايجاد نمايد.‌‌
- در مورد فلزات منيزيم، سيليسيم، كروم و پاره‌اي از فروآلياژها، به‌دليل وجود منابع داخلي و در عين حال افق توسعه كمي و كيفي اين مواد در آينده، دست‌يابي به فناوري توليد در اين موارد الزامي به نظر مي‌رسد.
- با توجه به برنامه‌هاي تدوين‌شده توسعه صنايع فولاد و مس در كشور، برنامه‌هاي بومي كردن و تسلط بر فناوري‌هاي مرتبط با طراحي و ساخت تجهيزات و خط توليد اين فلزات ضروري است.
- اگر چه ظرفيت‌هاي توليد قابل ملاحظه در صنعت توليد فلزات اساسي‌كشور ايجاد شده است اما به‌دلايل متعدد اين ظرفيت‌ها به لحاظ فناوري نيازمند نوسازي و بهسازي است. در غير اين‌صورت توليد در واحدهاي موجود متضمن حداكثر بهره‌وري از سرمايه هاي ملي و اثر‌بخشي مناسب آن‌ها نيست.
- اگر چه فناوري‌هاي توليد پاره‌اي از فلزات راهبردي الزاماً نمي‌تواند اقتصادي تلقي شود اما به‌دلايل كاربردهاي آن‌ها، دستيابي به آن‌ها مي‌تواند از منظر راهبردي موجه باشد.
- به‌نظر مي‌رسد به‌دليل وجود منابع انرژي و هم‌چنين استانداردهاي نه چندان محدود زيست‌محيطي در كشور، توجه به دو روند جهاني كاهش مصرف انرژي و آلايندگي محيط زيست در كشور چندان مهم نباشد. اما توسعه فناوري با هدف كاهش مصرف انرژي و كاهش آلاينده‌ها و ضايعات، رقابت‌پذيري توليد كشور در بازارهاي بين المللي را تضمين مي‌نمايد.
- جهت‌گيري فناوري به سمت و سوي توليد محصولات با ارزش افزوده بالاتر و بهبود كيفيت محصولات نهايي براي رقابت-پذيري و اقتصادي بودن صنايع ضروري است. از اين رو به نظر مي‌رسد ايجاد فناوري توليد و گسترش آلياژهاي مختلف نظير مس و آلياژهاي آن، روي و آلياژهاي آن و توسعه خانواده‌هاي جديد آلياژي از اين مواد و گسترش كاربرد آن‌ها بسيار جذاب و ايده‌آل مي‌باشد.
- با توجه به وجود مزيت‌هاي كشور در حوزه‌هاي استخراج فلزات، توسعه فناوري‌هاي حمايت‌كننده و پشتيباني‌كننده از توسعه توليد اين فلزات در بخش‌هاي بالادستي و پايين‌دستي استخراج مي‌تواند داراي توجيه باشد.
1-5- جمع‌بندي
با وجود منابع معدني حاوي فلزات اساسي، مزيت انرژي در اقتصاد ملي و افزايش مصرف فلزات ناشي از رشد صنعتي، صنايع متالورژي استخراجي در اقتصاد ايران نقشي حائز اهميت دارد. در صورت برنامه‌ريزي دقيق به‌ويژه با نگاهي جامع به حوزه پايين‌دست، اين بخش صنعت مي‌تواند يكي از اصلي‌ترين موتورهاي محركه توسعه صنعتي و معدني كشور به حساب آيد.
با توجه به نقش كليدي فناوري در رقابت‌پذيري اين بخش صنعتي، شناخت وضعيت موجود فناوري و نگاهي به سطح فناوري جهان و شناخت روندهاي اصلي توسعه فناوري در مطالعات تدوين راهبرد معدني و صنايع معدني داراي اهميت مضاعفي است.
هم اكنون دامنه صنايع متالورژي استخراجي در كشور شامل واحد يا واحدهاي توليد زير است:

در بررسي تطبيقي ايران با كشورهاي مشابه از نظر منابع معدني به‌نظر مي‌رسد ايجاد ظرفيت‌هاي توليد و توسعه آن‌ها در سال‌هاي اخير در بخش متالورژي استخراجي شامل توليد آهن و فولاد، طلا، مس، سرب، روي و فروآلياژها متناسب با ذخاير معدني و تأمين نياز كشور شكل نگرفته است و توأمان اصلاح و بهبود فناوري، اجرا طرح‌هاي توازن و اصلاح ساختار در اين بخش‌ها ضروري است. جدول 1-2 ذخاير و توليدات مواد اوليه معدني اصلي در ايران و سهم كشور در مقايسه با كل ذخاير و توليدات جهاني را نشان مي‌دهد.
در حوزه آلومينيوم علي‌رغم اهميت اقتصادي اين فلز و مزيت انرژي كشور در زمينه توليد آن، توازني بين منابع معدني حاوي اين فلز و استخراج اين فلز وجود نداشته و از اين رو ضرورت ورود مواد اوليه معدني را ايجاد كرده است. در برنامه‌ريزي‌هاي انجام‌شده در زمينه فلزات اساسي، به توليد فلز منيزيم به‌ويژه با توجه به گستردگي منابع حاوي آن عنايت و توجه لازم مبذول نشده است. ساير فلزات به‌ويژه فلزات راهبردي به دلايلي نظير عدم شناخت، محدوديت مصرف داخلي و عدم دسترسي به فناوري، به‌طور جدي در دستور كار قرار نگرفته‌اند. البته يكي از منابع اصلي توليد چنين فلزاتي محصولات جانبي استخراج فلزاتي نظير روي، مس و آلومينيم است كه به استثناي توليد طلا و اكسيد موليبدن از محصولات جانبي فرآوري و استخراج مس، اهتمام جدي در استخراج ساير فلزات ارزشمند به‌عمل نيامده است.

2- مروري بر وضع موجود فناوري متالورژي استخراجي در كشور
وضعيت موجود فناوري استخراج فلزات در كشور از ابعاد مختلف قابل تجزيه و تحليل است. بخشي از اين تجزيه و تحليل مي-تواند در سطح زيربخش‌ها انجام شده و بخش ديگر الزاماً بايد در سطح بنگاه‌ها به‌عمل آيد. در ادامه وضعيت فناوري، نخست در سطح زير بخش‌هاي فولاد، آلومينيم، مس، روي و فروآلياژها بررسي شده و در بخش نهايي مدلي جامع براي ارزيابي سطح فناوري در سطح بنگاه‌ها نيز ارائه مي‌شود.
به‌طور كلي فناوري در حوزه متالورژي استخراجي را مي‌توان در سه محور زير مورد تجزيه و تحليل قرار داد:
1- فناوري توليد ( به‌مفهوم مجموعه توانمندي‌هاي كشور در فرآيندهاي استخراج و توليد فلزات اساسي از منابع معدني فراوري‌شده يا مواد اوليه وارداتي)
2- فناوري توليد خطوط و تجهيزات صنايع متالورژي استخراجي
3- توانمندي ابداع، اصلاح، بهينه‌سازي و توسعه در حوزه‌هاي فناوري توليد و يا فناوري توليد خطوط و تجهيزات صنايع متالورژي استخراجي
براي بررسي وضعيت فناوري در گروه اول بايد به واقعيات و شاخص‌هاي توليد در داخل بنگاه‌ها توجه به عمل آورد. در مورد فناوري توليد خطوط توليد و تجهيزات، مجموعه توانمندي‌هاي مهندسي و صنعتي پيراموني بايد مورد تجزيه و تحليل قرار گيرد. در حوزه سوم عمده حوزه تمركز بر اجزاي نظام نوآوري شامل واحدهاي پژوهشي، واحدهاي تحقيق و توسعه و سامانه‌هاي مديريت و سياست‌گذاري فناوري در كشور است.