استخراج معادن عبارت است از استخراج مواد و مواد معدنی با ارزش زمین شناسی از سطح زمین . استخراج معادن برای به دست آوردن بیشتر موادی که نمی توانند از طریق فرآیندهای کشاورزی رشد داده شوند یا به صورت مصنوعی در آزمایشگاه یا کارخانه ایجاد شوند، مورد نیاز است. سنگ معدن های بازیابی شده توسط معادن شامل فلزات ، زغال سنگ ، شیل نفتی ، سنگ های قیمتی ، سنگ آهک ، گچ ، سنگ ابعادی ، سنگ نمک ، پتاس ، شن و خاک رس می باشد . سنگ معدن باید یک سنگ یا ماده معدنی باشد که حاوی مواد سازنده ارزشمند باشد، بتوان آن را استخراج کرد یا استخراج کرد و به منظور سود به فروش رساند. [1] معدن در مفهوم گسترده‌تر شامل استخراج هر گونه منبع تجدیدناپذیر مانند نفت ، گاز طبیعی یا حتی آب است .
فرآیندهای معادن مدرن شامل اکتشاف برای اجسام سنگ معدن، تجزیه و تحلیل پتانسیل سود یک معدن پیشنهادی، استخراج مواد مورد نظر، و احیای نهایی یا احیای زمین پس از بسته شدن معدن است. [2] مواد معدنی اغلب از توده‌های سنگ معدن، لندها ، رگه‌ها ، درزها ، صخره‌ها یا رسوبات پلاسر به دست می‌آیند . بهره برداری از این ذخایر برای مواد خام به سرمایه گذاری، نیروی کار، انرژی، پالایش و هزینه حمل و نقل بستگی دارد.
عملیات معدنی می تواند اثرات منفی زیست محیطی، هم در طول فعالیت معدنکاری و هم پس از بسته شدن معدن ایجاد کند. از این رو، اکثر کشورهای جهان مقرراتی را برای کاهش تأثیر وضع کرده اند. با این حال، نقش بزرگ معدن در ایجاد کسب و کار برای جوامع اغلب روستایی، دورافتاده یا از نظر اقتصادی ضعیف به این معنی است که دولت ها اغلب در اجرای کامل چنین مقرراتی شکست می خورند. ایمنی کار نیز از دیرباز یک نگرانی بوده است، و در مواردی که اعمال می شود، شیوه های مدرن به طور قابل توجهی ایمنی در معادن را بهبود بخشیده است. استخراج غیرقانونی، کنترل نشده یا غیرقانونی معدن ، به ویژه در اقتصادهای در حال توسعه ، اغلب به نقض حقوق بشر محلی و درگیری های زیست محیطی کمک می کند . استخراج معدن همچنین می تواند بی ثباتی سیاسی را از طریق تضاد منابع تداوم بخشد .
از آغاز تمدن، مردم از سنگ ، خاک رس و بعداً فلزاتی که در نزدیکی سطح زمین یافت می شوند استفاده کرده اند. از اینها برای ساختن ابزارها و سلاح های اولیه استفاده می شد. به عنوان مثال، سنگ چخماق با کیفیت بالا یافت شده در شمال فرانسه ، جنوب انگلستان و لهستان برای ساخت ابزار سنگ چخماق استفاده شد . [3] معادن سنگ چخماق در مناطق گچ یافت شده است که درزهای سنگ در زیر زمین توسط شفت ها و گالری ها دنبال می شد. معادن در گریمز گریوز و کرزمیونکی به ویژه معروف هستند و مانند بسیاری از معادن سنگ چخماق دیگر، منشا نوسنگی دارند (حدود 4000 تا 3000 قبل از میلاد). سایر سنگهای سخت استخراج شده یا جمع آوری شده برای تبرها شامل سنگ سبز صنعت تبر لانگدیل مستقر در ناحیه دریاچه انگلیسی است . [4] قدیمی ترین معدن شناخته شده در سوابق باستان شناسی، معدن Ngwenya در اسواتینی (سوازیلند) است ، که قدمت رادیوکربن نشان می دهد که حدود 43000 سال قدمت دارد. در این مکان، انسان های پارینه سنگی هماتیت را برای ساختن رنگدانه قرمز اخر استخراج کردند . [5] [6] اعتقاد بر این است که معادن با سن مشابه در مجارستان مکان هایی هستند که نئاندرتال ها ممکن است سنگ چخماق را برای سلاح و ابزار استخراج کرده باشند. [7]
مصریان باستان مالاکیت را در معادی استخراج کردند . [8] در ابتدا، مصریان از سنگ های مالاکیت سبز روشن برای تزئینات و سفال استفاده می کردند . بعدها، بین سالهای 2613 و 2494 قبل از میلاد، پروژه‌های بزرگ ساختمانی مستلزم لشکرکشی به خارج از کشور به منطقه وادی مغاره بود تا مواد معدنی و سایر منابعی را که در خود مصر در دسترس نبود، حفظ کنند. [9] معادن سنگ فیروزه و مس نیز در وادی حمامات ، تورا ، اسوان و دیگر مکان‌های نوبی در شبه جزیره سینا و در تیمنا یافت شد . [9] معادن سنگ گچ در سایت ام الصوان پیدا شد. از گچ برای ساخت وسایل تدفین برای مقبره های شخصی استفاده می شد. سایر مواد معدنی استخراج شده در مصر از پادشاهی قدیم (2649-2134 قبل از میلاد) تا دوره روم (30 قبل از میلاد تا 395 پس از میلاد) از جمله گرانیت ، ماسه سنگ ، سنگ آهک ، بازالت ، تراورتن ، گنیس ، گالن و آمتیست . [10]
استخراج معادن در مصر در اولین سلسله ها اتفاق افتاده است. معادن طلای نوبیا یکی از بزرگترین و گسترده ترین معادن در مصر باستان بود. این معادن توسط نویسنده یونانی Diodorus Siculus توصیف شده است که از آتش زدن به عنوان یکی از روشهای مورد استفاده برای شکستن سنگ سختی که طلا را نگه می‌دارد، یاد می‌کند . یکی از مجتمع ها در یکی از اولین نقشه های استخراج معدن نشان داده شده است. [11] معدنچیان قبل از شستشوی پودر برای گرد و غبار طلا که به عنوان فرآیندهای چسبندگی خشک و مرطوب شناخته می شود، سنگ معدن را خرد کرده و آن را به پودر ریز آسیاب کردند. [12]
استخراج معدن در اروپا سابقه بسیار طولانی دارد. به عنوان مثال می توان به معادن نقره لوریوم اشاره کرد که به حمایت از ایالت شهر یونانی آتن کمک کرد . اگرچه آنها بیش از 20000 برده داشتند که روی آنها کار می کردند، فناوری آنها اساساً مشابه پیشینیان عصر برنز آنها بود . [13] در معادن دیگر، مانند جزیره تاسوس ، سنگ مرمر توسط پارسیان پس از ورود آنها به قرن هفتم قبل از میلاد استخراج شد . [14] سنگ مرمر دور فرستاده شد و بعداً توسط باستان شناسان پیدا شد که در ساختمان هایی از جمله مقبره آمفیپولیس استفاده شده است. فیلیپ دوم مقدونی ، پدر اسکندر مقدونی ، معادن طلای کوه پانژئو را در سال 357 قبل از میلاد به تصرف خود درآورد تا بودجه لشکرکشی های خود را تامین کند. [15] او همچنین معادن طلا را در تراکیه برای ضرب سکه تصرف کرد و در نهایت 26 تن در سال تولید کرد.
با این حال، این رومی ها بودند که روش های استخراج معدن در مقیاس بزرگ را توسعه دادند، به ویژه استفاده از حجم زیادی از آب که توسط قنات های متعدد به سر معدن آورده می شد . از آب برای اهداف مختلفی استفاده می‌شد، از جمله برداشتن سنگ‌ریزه‌ها و بقایای سنگ‌ها، که استخراج هیدرولیک نامیده می‌شود ، و همچنین برای شستن سنگهای خرد شده یا خرد شده و راندن ماشین‌های ساده.
رومی‌ها از روشهای استخراج هیدرولیکی در مقیاس بزرگ برای یافتن رگه‌های سنگ معدن استفاده می‌کردند ، به‌ویژه با استفاده از یک شکل منسوخ استخراج معدن به نام Hushing . آنها قنات های متعددی برای تامین آب سر مین ساختند که در آن آب در مخازن و مخازن بزرگ ذخیره می شد. هنگامی که یک مخزن پر باز شد، سیلاب آب، روباره را از بین برد تا سنگ بستر زیرین و هر رگه طلایی نمایان شود. سپس سنگ را با آتش زدن کار می کردند تا سنگ را گرم کنند، که با جریان آب خاموش می شد. شوک حرارتی حاصل باعث ترک خوردگی سنگ شد و آن را قادر ساخت که توسط جریان های آب بیشتر از مخازن بالای سر خارج شود. معدنچیان رومی از روشهای مشابهی برای کار بر روی ذخایر کاسیتریت در کورنوال و سنگ سرب در پنین استفاده کردند .
روشهای آب‌گیری توسط رومی‌ها در اسپانیا در سال 25 پس از میلاد برای بهره‌برداری از ذخایر بزرگ طلای آبرفتی ابداع شد ، بزرگترین سایت در لاس مدولاس است ، جایی که هفت قنات طولانی از رودخانه‌های محلی بهره می‌بردند و ذخایر را می‌زدند. رومی ها همچنین از نقره موجود در گالن آرژانتیفر در معادن کارتاژنا ( کارتاگو نوا )، لینارس ( کاستولو )، پلاسنزوئلا و آزواگا و بسیاری دیگر بهره برداری کردند. [16] اسپانیا یکی از مهمترین مناطق معدن بود، اما تمام مناطق امپراتوری روم مورد بهره برداری قرار گرفتند. در بریتانیای کبیر، بومیان هزاره ها مواد معدنی استخراج می کردند ، [17] اما پس از فتح روم ، مقیاس عملیات به طور چشمگیری افزایش یافت، زیرا رومی ها به منابع بریتانیا ، به ویژه طلا ، نقره ، قلع و سرب نیاز داشتند .
تکنیک های رومی به استخراج سطحی محدود نمی شد. زمانی که استخراج روباز دیگر امکان پذیر نبود، رگه های سنگ معدن را زیر زمین دنبال کردند. در Dolaucothi آنها رگ‌ها را متوقف کردند و آدیت‌ها را از میان صخره‌های لخت راندند تا ایستگاه‌ها را تخلیه کنند. از همین ویژگی‌ها برای تهویه کار استفاده می‌شد، مخصوصاً در هنگام استفاده از آتش‌نشانی . در قسمت‌های دیگر سایت، با استفاده از انواع ماشین‌ها، به‌ویژه چرخ‌های واتر شات معکوس، به سطح آب نفوذ کرده و معادن را آب‌گیری کردند . اینها به طور گسترده در معادن مس در ریوتینتو در اسپانیا مورد استفاده قرار گرفتند، جایی که یک دنباله شامل 16 چرخ از این قبیل بود که به صورت جفت چیده شده بودند و آب را حدود 24 متر (79 فوت) بالا می بردند. آنها به عنوان تردمیل با معدنچیانی که روی تخته های بالا ایستاده بودند کار می کردند. نمونه‌های زیادی از این دستگاه‌ها در معادن رومی قدیمی یافت شده‌اند و برخی از نمونه‌های آن اکنون در موزه بریتانیا و موزه ملی ولز نگهداری می‌شوند . [18]
استخراج معادن به عنوان یک صنعت در اروپای قرون وسطی دستخوش تغییرات شگرفی شد . صنعت معدن در اوایل قرون وسطی عمدتاً بر استخراج مس و آهن متمرکز بود . سایر فلزات گرانبها نیز عمدتاً برای تذهیب یا ضرب سکه استفاده می شد. در ابتدا، بسیاری از فلزات از طریق معادن روباز به دست می‌آمدند و سنگ معدن عمدتاً از اعماق کم استخراج می‌شد تا از طریق شفت‌های عمیق معدن. در حدود قرن چهاردهم ، استفاده روزافزون از سلاح ، زره ، رکاب و نعل اسب تقاضا برای آهن را به شدت افزایش داد. برای مثال، شوالیه‌های قرون وسطی اغلب با 100 پوند (45 کیلوگرم) زره بشقاب یا حلقه زنجیر علاوه بر شمشیر ، نیزه و سایر سلاح‌ها مملو می‌شدند. [19] وابستگی شدید به آهن برای اهداف نظامی، فرآیندهای تولید و استخراج آهن را تحریک کرد.
بحران نقره در سال 1465 زمانی رخ داد که تمام معادن به عمقی رسیده بودند که دیگر نمی‌توان شفت‌ها را با فناوری موجود خشک کرد. [20] اگرچه افزایش استفاده از اسکناس ، اعتبار و سکه‌های مسی در این دوره باعث کاهش ارزش و وابستگی به فلزات گرانبها ، طلا و نقره شد ، همچنان برای داستان معدنکاری قرون وسطی حیاتی باقی ماند.
به دلیل تفاوت در ساختار اجتماعی جامعه، استخراج روزافزون ذخایر معدنی از اروپای مرکزی به انگلستان در اواسط قرن شانزدهم گسترش یافت. در این قاره، ذخایر معدنی متعلق به تاج بود، و این حق سلطنتی به شدت حفظ شد. اما در انگلستان، حقوق معادن سلطنتی به طلا و نقره (که انگلستان عملاً هیچ ذخایری نداشت) با تصمیم قضایی 1568 و قانونی در سال 1688 محدود شد . انگلستان دارای سنگ معدن آهن ، روی ، مس ، سرب و قلع بود . مالکانی که مالک فلزات اساسی و زغال سنگ زیر املاک خود بودند، انگیزه قوی برای استخراج این فلزات یا اجاره سپرده ها و دریافت حق امتیاز از بهره برداران معدن داشتند. سرمایه انگلیسی، آلمانی و هلندی برای تامین مالی استخراج و پالایش ترکیب شدند . صدها تکنسین آلمانی و کارگران ماهر به آنجا آورده شدند. در سال 1642، مستعمره ای متشکل از 4000 خارجی در حال استخراج و ذوب مس در کسویک در کوه های شمال غربی بودند. [21]
استفاده از نیروی آب در قالب آسیاب های آبی گسترده بود. آسیاب های آبی در خرد کردن سنگ معدن، استخراج سنگ معدن از شفت ها و تهویه گالری ها با نیرو دادن به دم های غول پیکر استفاده می شدند . پودر سیاه برای اولین بار در معدن در Selmecbánya ، پادشاهی مجارستان (در حال حاضر Banská Štiavnica ، اسلواکی) در سال 1627 استفاده شد . انفجار بسیار سریعتر از آتش سوزی بود و امکان استخراج فلزات و کانه های غیرقابل نفوذ قبلی را فراهم می کرد. [23] در سال 1762، یکی از اولین آکادمی های معدن در جهان در همان شهر تاسیس شد.
پذیرش گسترده نوآوری های کشاورزی مانند شخم آهن ، و همچنین استفاده روزافزون از فلز به عنوان مصالح ساختمانی، نیروی محرکه ای در رشد فوق العاده صنعت آهن در این دوره بود. اختراعاتی مانند arrastra اغلب توسط اسپانیایی ها برای پودر کردن سنگ معدن پس از استخراج استفاده می شد. این دستگاه توسط حیوانات تغذیه می شد و از همان اصولی که برای خرمن دانه استفاده می شد استفاده می کرد . [24]
بسیاری از دانش تکنیک‌های معدنکاری قرون وسطایی از کتاب‌هایی مانند De la pirotechnia از Biringuccio و احتمالاً مهم‌تر از آن از De re metallica اثر گئورگ آگریکولا (1556) می‌آید. این کتاب ها روش های مختلف استخراج معدن مورد استفاده در معادن آلمان و ساکسون را به تفصیل شرح می دهند. مسئله اصلی معادن قرون وسطی، که آگریکولا به تفصیل توضیح می دهد، حذف آب از چاه های معدن بود. با حفاری معدنچیان برای دسترسی به رگه های جدید، سیل به یک مانع بسیار واقعی تبدیل شد. صنعت معدن با اختراع پمپ های مکانیکی و حیوانی به طور چشمگیری کارآمدتر و پررونق تر شد.
قدمت متالورژی آهن در آفریقا به بیش از چهار هزار سال می رسد. طلا در طول تجارت طلای فراصحرا از قرن هفتم تا قرن چهاردهم به یک کالای مهم برای آفریقا تبدیل شد . طلا اغلب به اقتصادهای مدیترانه ای داد و ستد می شد که تقاضای طلا داشتند و می توانستند نمک عرضه کنند ، حتی اگر بیشتر آفریقا به دلیل معادن و منابع موجود در صحرای صحرا سرشار از نمک بود . تجارت طلا برای نمک بیشتر برای ترویج تجارت بین اقتصادهای مختلف استفاده می شد. [25] از زمان سفر بزرگ در قرن 19، پس از آن، استخراج طلا و الماس در آفریقای جنوبی تأثیرات سیاسی و اقتصادی عمده ای داشته است. جمهوری دموکراتیک کنگو بزرگترین تولید کننده الماس در آفریقا است که در سال 2019 حدود 12 میلیون قیراط تخمین زده می شود. انواع دیگر ذخایر معدنی در آفریقا شامل کبالت ، بوکسیت ، سنگ آهن ، زغال سنگ و مس است . [26]
استخراج طلا و زغال سنگ در استرالیا و نیوزلند در قرن نوزدهم آغاز شد. نیکل در اقتصاد کالدونیای جدید مهم شده است . [ نیازمند منبع ]
در فیجی ، در سال 1934، شرکت امپراطور طلای ماینینگ با مسئولیت محدود، عملیات خود را در Vatukoula تأسیس کرد ، سپس در سال 1935 توسط Loloma Gold Mines، NL، و سپس توسط Fiji Mines Development Ltd. (معروف به Dolphin Mines Ltd.) فعالیت کرد. این پیشرفت‌ها با افزایش بیش از صد برابری تولید طلا، از 931.4 اونس در سال 1934 به 107788.5 اونس در سال 1939، یک "رونق معدن" را آغاز کرد، که در آن زمان با تولید مجموع نیوزلند و ایالت‌های شرقی استرالیا قابل مقایسه بود. [27]
در دوران ماقبل تاریخ، آمریکایی های اولیه مقادیر زیادی مس را در امتداد شبه جزیره Keweenaw دریاچه سوپریور و در جزیره رویال مجاور استخراج می کردند . مس فلزی هنوز در زمان استعمار در نزدیکی سطح وجود داشت. [28] [29] [30] مردم بومی از مس دریاچه برتر حداقل 5000 سال پیش استفاده می کردند. [28] ابزار مسی، نوک پیکان، و سایر مصنوعات که بخشی از یک شبکه تجاری بومی گسترده بودند، کشف شده‌اند. علاوه بر این، ابسیدین ، سنگ چخماق و سایر مواد معدنی استخراج، کار و تجارت می شد. [29] کاشفان اولیه فرانسوی که با این مکان‌ها مواجه شدند [ توضیحات لازم است ] به دلیل مشکلات حمل و نقل از فلزات استفاده نکردند، [29] اما مس در نهایت [ چه زمانی؟ ] در سرتاسر قاره در امتداد مسیرهای اصلی رودخانه تجارت می شود. [ نیازمند منبع ]
در اوایل تاریخ استعماری قاره آمریکا، "طلا و نقره بومی به سرعت مصادره شد و با ناوگانی از گالون های مملو از طلا و نقره به اسپانیا فرستاده شد"، [31] طلا و نقره که بیشتر از معادن در آمریکای مرکزی و جنوبی منشا می گرفت. . فیروزه متعلق به 700 پس از میلاد در آمریکای پیش از کلمبیا استخراج شد. در منطقه معدنی سریلوس در نیومکزیکو ، تخمین زده می شود "حدود 15000 تن سنگ از کوه چالچیهویتل با استفاده از ابزار سنگی قبل از سال 1700 برداشته شده است." [32] [33]
در سال 1727 لویی دنیس (دنیس) (1675-1741)، سیور دو لا روند - برادر سیمون پیر دنیس د بوناونتور و داماد رنه چارتیه - فرماندهی فورت لا پونت در خلیج چکامگان را بر عهده گرفت . جایی که بومیان به او از جزیره ای مسی خبر دادند. لا روند در سال 1733 از تاج و تخت فرانسه مجوز بهره برداری از معادن گرفت و به "اولین معدنچی عملی در دریاچه سوپریور" تبدیل شد. هفت سال بعد، استخراج معادن با شیوع بین قبایل سیوکس و چیپوا متوقف شد. [34]
استخراج معادن در ایالات متحده در قرن نوزدهم گسترده شد و کنگره ایالات متحده قانون عمومی معدن در سال 1872 را برای تشویق استخراج از زمین های فدرال تصویب کرد. [35] مانند راش طلای کالیفرنیا در اواسط قرن 19، استخراج معادن برای مواد معدنی و فلزات گرانبها، همراه با دامداری ، به یک عامل محرک در گسترش ایالات متحده به سمت غرب به سواحل اقیانوس آرام تبدیل شد. با اکتشاف غرب، اردوگاه‌های معدن پدید آمدند و «روحیه‌ای متمایز، میراثی ماندگار برای ملت جدید بیان کردند». طلایندگان همان مشکلاتی را تجربه خواهند کرد که عجله کنندگان زمین در غرب گذرا که قبل از آنها بود. [36] با کمک راه آهن، بسیاری از مردم برای فرصت های کاری در معدن به غرب سفر کردند. شهرهای غربی مانند دنور و ساکرامنتو به عنوان شهرهای معدنی سرچشمه گرفته اند. [37]
زمانی که نواحی جدید کاوش می‌شد، معمولاً طلا ( پلاسر و سپس لود ) و سپس نقره بود که در اختیار گرفته می‌شد و ابتدا استخراج می‌شد. فلزات دیگر اغلب منتظر راه آهن یا کانال هستند، زیرا گرد و غبار و قطعات طلای درشت نیازی به ذوب ندارند و به راحتی قابل شناسایی و حمل و نقل هستند. [30]
در اوایل قرن بیستم، هجوم طلا و نقره به غرب ایالات متحده همچنین استخراج زغال سنگ و همچنین فلزات اساسی مانند مس، سرب و آهن را تحریک کرد. مناطقی در مونتانای مدرن، یوتا، آریزونا، و بعداً آلاسکا به تامین کنندگان غالب مس در جهان تبدیل شدند که به طور فزاینده ای تقاضای مس برای کالاهای الکتریکی و خانگی را داشتند. [38] صنعت معدن کانادا به دلیل محدودیت در حمل و نقل، سرمایه و رقابت ایالات متحده، کندتر از ایالات متحده رشد کرد. انتاریو تولیدکننده اصلی نیکل، مس و طلا در اوایل قرن بیستم بود. [38]
در همین حال، استرالیا هجوم طلای استرالیا را تجربه کرد و در دهه 1850، 40 درصد طلای جهان را تولید می کرد و به دنبال آن معادن بزرگی مانند معدن Mount Morgan که نزدیک به صد سال کار می کرد، کانسار سنگ شکسته هیل (یکی از این معدن ها) ایجاد شد. بزرگترین ذخایر سنگ سرب روی) و معادن سنگ آهن در Iron Knob . پس از کاهش تولید، رونق دیگری در معدن در دهه 1960 رخ داد. در اوایل قرن بیست و یکم، استرالیا همچنان یکی از تولیدکنندگان عمده مواد معدنی جهان است. [39]
با آغاز قرن بیست و یکم، صنعت معدن جهانی شده از شرکت های بزرگ چند ملیتی به وجود آمده است. اوج مواد معدنی و اثرات زیست محیطی نیز به یک نگرانی تبدیل شده است. عناصر مختلف، به ویژه مواد معدنی کمیاب ، در نتیجه فن آوری های جدید شروع به افزایش تقاضا کرده اند. [40]
در سال 2023، 8.5 میلیارد تن زغال سنگ از پوسته زمین استخراج شد. با این حال، با دور شدن اقتصاد جهانی از سوخت‌های فسیلی و به سمت آینده‌ای پایدارتر، تقاضا برای فلزات به شدت افزایش می‌یابد. بین سالهای 2022 تا 2050، حدود 7 میلیارد تن فلز نیاز به استخراج دارد. فولاد با 5 میلیارد تن، آلومینیوم با 950 میلیون تن، مس با 650 میلیون تن، گرافیت با 170 میلیون تن، نیکل با 100 میلیون تن و سایر فلزات بیشترین سهم را به خود اختصاص خواهد داد. قابل ذکر است، هزینه انرژی مورد نیاز برای استخراج این فلزات به زودی از معادن زغال سنگ پیشی خواهد گرفت و اهمیت رو به رشد روش های استخراج فلزات پایدار را برجسته می کند. [41]
فرآیند استخراج معدن از کشف کانی از طریق استخراج مواد معدنی و در نهایت تا بازگشت زمین به حالت طبیعی خود شامل چندین مرحله متمایز است. اولین مورد، کشف توده معدنی است که از طریق اکتشاف یا اکتشاف برای یافتن و سپس تعیین وسعت، مکان و ارزش بدنه سنگ انجام می شود. این منجر به یک برآورد منابع ریاضی برای تخمین اندازه و درجه سپرده می شود.
از این تخمین برای انجام یک مطالعه پیش امکان سنجی برای تعیین اقتصاد نظری کانسار سنگ معدن استفاده می شود. این امر در مراحل اولیه مشخص می‌کند که آیا سرمایه‌گذاری بیشتر در برآورد و مطالعات مهندسی ضروری است یا خیر و خطرات و زمینه‌های کلیدی را برای کار بیشتر شناسایی می‌کند. گام بعدی انجام یک مطالعه امکان سنجی برای ارزیابی قابلیت مالی، ریسک های فنی و مالی و استحکام پروژه است.
این زمانی است که شرکت معدن تصمیم می گیرد که معدن را توسعه دهد یا از پروژه دور شود. این شامل برنامه ریزی معدن برای ارزیابی بخش اقتصادی قابل بازیافت کانسار، متالورژی و قابلیت بازیافت سنگ معدن، بازارپذیری و پرداخت کنسانتره سنگ معدن، نگرانی های مهندسی، هزینه های آسیاب و زیرساخت، نیازهای مالی و حقوق صاحبان سهام، و تجزیه و تحلیل معدن پیشنهادی از حفاری اولیه تا احیاء نسبت کانساری که از نظر اقتصادی قابل بازیافت است به ضریب غنی‌سازی سنگ معدن در منطقه بستگی دارد.
برای دستیابی به ذخایر معدنی در یک منطقه، اغلب لازم است که مواد زایدی را که فوراً مورد علاقه معدنکار نیست، از طریق استخراج یا حذف آنها استخراج کرد. حرکت کل سنگ معدن و ضایعات فرآیند معدن را تشکیل می دهد. در طول عمر معدن، بسته به ماهیت و محل بدنه سنگ، اغلب زباله های بیشتری نسبت به سنگ معدن استخراج می شود. حذف و قرار دادن ضایعات یک هزینه عمده برای اپراتور معدن است، بنابراین توصیف دقیق مواد زائد بخش مهمی از برنامه اکتشاف زمین شناسی برای یک عملیات معدنی را تشکیل می دهد.
هنگامی که تجزیه و تحلیل مشخص کرد که یک کانه معین ارزش بازیابی را دارد، توسعه برای ایجاد دسترسی به بدنه سنگ شروع می شود. ساختمان‌های معدن و کارخانه‌های فرآوری ساخته شده و تجهیزات لازم تهیه شده است. عملیات معدن برای بازیابی سنگ معدن آغاز می شود و تا زمانی ادامه می یابد که شرکت بهره بردار معدن این کار را مقرون به صرفه بداند. هنگامی که تمام سنگ معدنی که معدن می تواند به طور سودآور تولید کند بازیابی شود، احیاء می تواند آغاز شود تا زمین مورد استفاده معدن برای استفاده در آینده مناسب شود.
با وجود چالش های فنی و اقتصادی، توسعه موفقیت آمیز معدن باید عوامل انسانی را نیز مورد توجه قرار دهد. شرایط کار برای موفقیت بسیار مهم است، به ویژه با توجه به قرار گرفتن در معرض گرد و غبار، تشعشع، سر و صدا، خطرات مواد منفجره، و لرزش، و همچنین استانداردهای روشنایی. امروزه استخراج معادن به طور فزاینده ای باید به تأثیرات محیطی و اجتماعی، از جمله ابعاد روانی و جامعه شناختی بپردازد. بنابراین، مربی معدن، فرانک تی ام وایت (1909-1971)، تمرکز خود را به "محیط کلی معدن" گسترش داد، از جمله اشاره به توسعه جامعه حول معدن، و اینکه چگونه استخراج معدن به یک جامعه شهری، که به صنعت وابسته است، نشان داده می شود. ظاهراً از این وابستگی بی خبر است. وی اظهار داشت: «در گذشته، مهندسان معدن برای مطالعه مشکلات روانشناختی، جامعه‌شناختی و شخصی صنعت خود - جنبه‌هایی که امروزه اهمیت فوق‌العاده‌ای پیدا کرده‌اند، فراخوانده نشده‌اند. مهندس معدن باید به سرعت دانش و نفوذ خود را در این زمینه های جدیدتر گسترش دهد. [42]
تکنیک های استخراج معدن را می توان به دو نوع رایج حفاری تقسیم کرد : استخراج معادن سطحی و استخراج زیرسطحی (زیرزمینی). امروزه، استخراج سطحی بسیار رایج‌تر است و به عنوان مثال، 85 درصد مواد معدنی (به استثنای نفت و گاز طبیعی) در ایالات متحده، از جمله 98 درصد سنگهای معدنی فلزی را تولید می‌کند. [43]
اهداف به دو دسته کلی از مواد تقسیم می شوند: رسوبات پلاسر ، متشکل از مواد معدنی با ارزش موجود در شن های رودخانه، ماسه های ساحلی، و سایر مواد تجمیع نشده . و نهشته‌ها ، که در آن کانی‌های با ارزش در رگه‌ها، لایه‌ها یا دانه‌های معدنی که عموماً در سراسر توده‌ای از سنگهای واقعی توزیع شده‌اند، یافت می‌شوند. هر دو نوع کانسار، پلاسر یا لود، به دو روش سطحی و زیرزمینی استخراج می شوند. [ نیازمند منبع ]
برخی از معادن، از جمله بسیاری از عناصر خاکی کمیاب و استخراج اورانیوم ، با روشهای کمتر رایجی مانند شستشوی درجا انجام می‌شوند : این تکنیک شامل حفاری نه در سطح و نه در زیر زمین است. استخراج مواد معدنی مورد نظر با این روش مستلزم حل شدن آنها است، به عنوان مثال، پتاس ، کلرید پتاسیم ، کلرید سدیم ، سولفات سدیم که در آب حل می شوند. برخی از مواد معدنی مانند کانی های مس و اکسید اورانیوم برای حل شدن به محلول های اسید یا کربنات نیاز دارند. [44]
مواد منفجره در معدن
مواد منفجره در معادن سطحی و معادن زیرسطحی برای انفجار سنگ و سنگ معدنی که برای فرآوری در نظر گرفته شده است استفاده شده است . رایج ترین ماده منفجره مورد استفاده در معدن نیترات آمونیوم است . [45] بین سالهای 1870 و 1920، در کوئینزلند استرالیا، افزایش حوادث معدنی منجر به اقدامات ایمنی بیشتر در مورد استفاده از مواد منفجره برای استخراج معدن شد. [46] در ایالات متحده آمریکا، بین سالهای 1990 و 1999، حدود 22.3 میلیارد کیلوگرم مواد منفجره در استخراج معادن و سایر صنایع استفاده شد. علاوه بر این، " معادن زغال سنگ 66.4٪، معدن غیر فلزات و استخراج معادن 13.5٪، معدن فلز 10.4٪، ساخت و ساز 7.1٪، و همه کاربران دیگر 2.6٪". [45]
معدنکاری صنایع دستی و مقیاس کوچک (ASM) یک اصطلاح عمومی برای نوعی از معادن معیشتی است که شامل یک معدنچی است که ممکن است به طور رسمی توسط یک شرکت معدنی استخدام شود یا نباشد ، اما به طور مستقل کار می کند و مواد معدنی را با استفاده از منابع خود، معمولاً با دست استخراج می کند. [47]
در حالی که هیچ تعریف کاملاً منسجمی برای ASM وجود ندارد، ماینینگ صنعتی عموماً شامل استخراج کنندگانی می شود که به طور رسمی توسط یک شرکت ماینینگ استخدام نشده اند و از منابع خود برای استخراج استفاده می کنند. به این ترتیب، آنها بخشی از یک اقتصاد غیررسمی هستند . ASM همچنین شامل شرکت‌ها یا افرادی در معدنکاری در مقیاس کوچک می‌شود که کارگران را برای استخراج به کار می‌گیرند، اما عموماً هنوز از روشهای فشرده دستی مشابهی مانند استخراج‌کنندگان حرفه‌ای (مانند کار با ابزارهای دستی) استفاده می‌کنند. علاوه بر این، ASM را می توان با استخراج کم کارآمد مواد معدنی خالص از سنگ معدن، دستمزد کمتر، کاهش ایمنی شغلی، مزایا و استانداردهای بهداشتی برای معدنچیان و فقدان اقدامات حفاظت از محیط زیست متمایز از معدنکاری در مقیاس بزرگ (LSM) دانست. . [48]
معدنچیان صنعتگر اغلب به صورت فصلی فعالیت معدن را انجام می دهند. به عنوان مثال، محصولات زراعی در فصل بارندگی کاشته می شوند و در فصل دیم استخراج معادن دنبال می شود . با این حال، آنها همچنین اغلب به مناطق معدنی سفر می کنند و در طول سال کار می کنند. چهار نوع گسترده ASM وجود دارد: [49]
استخراج سطحی با حذف پوشش گیاهی سطحی، خاک و سنگ بستر برای رسیدن به ذخایر سنگ مدفون انجام می شود. تکنیک های استخراج سطحی عبارتند از: استخراج معادن روباز که عبارت است از بازیابی مواد از یک گودال روباز در زمین. استخراج معدن ، مشابه معدن روباز است، با این تفاوت که به شن، سنگ و خاک اطلاق می شود. استخراج نواری ، که شامل جدا کردن لایه‌های سطحی برای آشکار کردن سنگ معدن زیر آن است. و حذف قله کوه ، که معمولاً با استخراج زغال سنگ همراه است، که شامل برداشتن بالای یک کوه برای رسیدن به ذخایر معدنی در عمق است. بیشتر رسوبات پلاسر، به دلیل اینکه به صورت سطحی مدفون هستند، با روش های سطحی استخراج می شوند. در نهایت، معدن دفن زباله شامل مکان هایی است که محل های دفن زباله حفاری و پردازش می شوند. [51] معدن دفن زباله به عنوان یک راه حل بلند مدت برای انتشار متان و آلودگی محلی در نظر گرفته شده است. [52]
استخراج با دیوار بالا، که از استخراج مارپیچ تکامل یافته است، شکل دیگری از استخراج سطحی است. در استخراج با دیوارهای بلند، قسمت باقی مانده از درز زغال سنگ که قبلاً توسط سایر تکنیک‌های استخراج سطحی مورد بهره‌برداری قرار می‌گرفت، دارای بیش از حدی است که نمی‌توان برداشت کرد، اما همچنان می‌توان از کنار صخره مصنوعی ساخته شده توسط استخراج قبلی به طور سودآوری بهره‌برداری کرد. [53] یک چرخه معمولی به طور متناوب sumping، که زیر درز را کاهش می دهد، و برش، که بوم سر برش را بالا و پایین می برد تا کل ارتفاع درز زغال سنگ را برش دهد. همانطور که چرخه بازیابی زغال سنگ ادامه می یابد، سر برش به تدریج به داخل درز زغال سنگ پرتاب می شود. استخراج با دیوارهای بلند می تواند هزاران تن زغال سنگ را در عملیات نوار کانتور با نیمکت های باریک، مناطقی که قبلاً استخراج شده، کاربردهای معدن ترانشه و درزهای شیب دار تولید کند. [ نیازمند منبع ]
استخراج زیرسطحی شامل حفر تونل ها یا شفت ها در داخل زمین برای رسیدن به ذخایر سنگ مدفون است. سنگ معدن برای فرآوری و سنگ ضایعات برای دفع از طریق تونل ها و شفت ها به سطح می آیند. معادن زیرسطحی را می توان بر اساس نوع شفت های دسترسی مورد استفاده و روش استخراج یا تکنیک مورد استفاده برای رسیدن به ذخایر معدنی طبقه بندی کرد. استخراج دریفت از تونل‌های دسترسی افقی، استخراج شیب‌دار از شفت‌های دسترسی با شیب مورب، و استخراج شفت از شفت‌های دسترسی عمودی استفاده می‌کند. استخراج معادن در سازندهای سنگی سخت و نرم نیازمند تکنیک های متفاوتی است. [54]
روشهای دیگر عبارتند از استخراج با انقباض ، که استخراج به سمت بالا است، ایجاد یک اتاق زیرزمینی شیب‌دار، استخراج با دیوار بلند ، که سنگ‌زنی یک سطح سنگ معدن طولانی در زیر زمین است، و معدنکاری اتاقی و ستونی ، که سنگ معدن را از اتاق‌ها خارج می‌کند در حالی که ستون‌ها را در جای خود نگه می‌دارند. سقف اتاق استخراج اتاق و ستون اغلب منجر به استخراج عقب‌نشینی می‌شود ، که در آن ستون‌های نگهدارنده با عقب‌نشینی معدنچی‌ها برداشته می‌شوند و به اتاق اجازه می‌دهند تا به درون خود فرو رفته و در نتیجه سنگ معدن بیشتری سست شود. روشهای استخراج زیرسطحی اضافی عبارتند از استخراج سنگ سخت ، استخراج حفره‌ای، استخراج رانش و پر کردن، استخراج شیب حفره‌ای طولانی، غارنوردی زیرسطحی و غارنوردی بلوک . [ نیازمند منبع ]
ماشین آلات سنگین در معادن برای اکتشاف و توسعه سایت ها، حذف و ذخیره سازی روباره، شکستن و برداشتن سنگ هایی با سختی و چقرمگی مختلف، فرآوری سنگ معدن و اجرای پروژه های احیا پس از بسته شدن معدن استفاده می شود. بولدوزرها، مته ها، مواد منفجره و کامیون ها همگی برای حفاری زمین ضروری هستند. در مورد ماینینگ پلاسر ، شن تلفیقی یا آبرفت به ماشین آلات متشکل از یک قیف و یک صفحه تکان دهنده یا ترومل وارد می شود که مواد معدنی مورد نظر را از سنگریزه های زائد آزاد می کند. سپس مواد معدنی با استفاده از دریچه یا جیگ تغلیظ می شوند. [ نیازمند منبع ]
مته های بزرگ برای فروکش کردن شفت ها، حفاری استاپ ها و به دست آوردن نمونه هایی برای آنالیز استفاده می شود. از تراموا برای حمل و نقل معدنچیان، مواد معدنی و زباله استفاده می شود. بالابرها معدنچیان را به داخل و خارج از معادن می برند و سنگ و سنگ معدن و ماشین آلات را به داخل و خارج از معادن زیرزمینی منتقل می کنند. کامیون‌های عظیم، بیل‌ها و جرثقیل‌ها در معادن سطحی برای جابجایی مقادیر زیادی از روباره و سنگ معدن استفاده می‌شوند. کارخانه های فرآوری از سنگ شکن های بزرگ، آسیاب ها، راکتورها، روسترها و سایر تجهیزات برای تثبیت مواد غنی از مواد معدنی و استخراج ترکیبات و فلزات مورد نظر از سنگ معدن استفاده می کنند. [55]
هنگامی که ماده معدنی استخراج می شود، اغلب آن را فرآوری می کنند. علم متالورژی استخراجی یک حوزه تخصصی در علم متالورژی است که به مطالعه استخراج فلزات با ارزش از سنگ معدن آنها به ویژه از طریق روش های شیمیایی یا مکانیکی می پردازد. [56] [57]
فرآوری مواد معدنی (یا پانسمان مواد معدنی) یک حوزه تخصصی در علم متالورژی است که به مطالعه ابزارهای مکانیکی خرد کردن، آسیاب کردن و شستشو می‌پردازد که امکان جداسازی (متالورژی استخراجی) فلزات یا مواد معدنی با ارزش را از ضایعات آنها فراهم می‌کند . فرآوری مواد سنگ معدن پلاسر شامل روشهای جداسازی وابسته به گرانش است، مانند جعبه‌های شکاف . فقط تکان دادن یا شستن جزئی ممکن است برای جداسازی (بازکردن) ماسه ها یا شن ها قبل از پردازش لازم باشد. فرآوری سنگ معدنی از یک معدن لود، خواه معدن سطحی یا زیرسطحی باشد، مستلزم آن است که سنگ معدن سنگ قبل از شروع استخراج مواد معدنی با ارزش خرد و پودر شود. پس از خرد شدن سنگ معدن، بازیابی کانی های ارزشمند با یک یا ترکیبی از چندین تکنیک مکانیکی و شیمیایی انجام می شود. [58]
از آنجایی که بیشتر فلزات در سنگ معدن به صورت اکسید یا سولفید وجود دارند، فلز باید به شکل فلزی خود کاهش یابد . این را می توان از طریق روش های شیمیایی مانند ذوب یا از طریق احیای الکترولیتی، مانند مورد آلومینیوم ، انجام داد . ژئومتالورژی ترکیبی از علوم زمین شناسی با متالورژی استخراجی و معدن است. [40]
در سال 2018، به سرپرستی پروفسور شیمی و بیوشیمی، بردلی دی. اسمیت، محققان دانشگاه نوتردام «کلاس جدیدی از مولکول‌ها را اختراع کردند که شکل و اندازه آنها را قادر می‌سازد تا یون‌های فلزات گرانبها را جذب و حاوی یون‌های گرانبها باشند» . انجمن شیمی آمریکا روش جدید "سنگ معدنی حاوی طلا را به اسید کلرواوریک تبدیل می کند و آن را با استفاده از یک حلال صنعتی استخراج می کند. مولکول های ظرف قادر به جداسازی انتخابی طلا از حلال بدون استفاده از آب است." مولکول‌های تازه توسعه‌یافته می‌توانند حذف آب را از بین ببرند، در حالی که معدنکاری به‌طور سنتی «متکی بر روشی ۱۲۵ ساله است که سنگ معدنی حاوی طلا را با مقادیر زیادی سیانید سدیم سمی تصفیه می‌کند ... این فرآیند جدید تأثیر محیطی ملایم‌تری دارد و علاوه بر آن، طلا، می‌تواند برای جذب فلزات دیگر مانند پلاتین و پالادیوم استفاده شود و همچنین می‌تواند در فرآیندهای استخراج شهری که فلزات گرانبها را از جریان‌های فاضلاب حذف می‌کنند، استفاده شود. [59]
اثرات زیست محیطی استخراج معدن می تواند در مقیاس محلی، منطقه ای و جهانی از طریق شیوه های استخراج مستقیم و غیرمستقیم رخ دهد. استخراج معادن می تواند باعث فرسایش ، فروچاله ها ، از بین رفتن تنوع زیستی ، یا آلودگی خاک ، آب های زیرزمینی و آب های سطحی توسط مواد شیمیایی ساطع شده از فرآیندهای معدنی شود. این فرآیندها همچنین از طریق انتشار کربن که به تغییرات آب و هوایی کمک می کند، جو را تحت تأثیر قرار می دهد . [60]
برخی از روشهای استخراج معدن ( معدن لیتیوم ، استخراج فسفات ، استخراج زغال سنگ ، استخراج معادن از قله کوه و استخراج شن و ماسه ) ممکن است اثرات زیست‌محیطی و بهداشت عمومی قابل توجهی داشته باشند که شرکت‌های معدنی در برخی کشورها ملزم به پیروی از قوانین سخت‌گیرانه زیست‌محیطی و احیا شوند تا اطمینان حاصل شود که استخراج‌شده از معدن. منطقه به حالت اولیه خود باز می گردد. استخراج معادن می تواند مزایای مختلفی را برای جوامع فراهم کند، با این حال می تواند جرقه درگیری ها، به ویژه در مورد استفاده از زمین هم در بالا و هم در زیر سطح را ایجاد کند. [61]
عملیات معدنکاری سخت و سرزده باقی می ماند و اغلب منجر به اثرات زیست محیطی قابل توجهی بر اکوسیستم های محلی و پیامدهای گسترده تر برای سلامت محیط زیست سیاره می شود. [62] برای تطبیق مین ها و زیرساخت های مرتبط، زمین به طور گسترده پاکسازی می شود، انرژی و منابع آب قابل توجهی مصرف می شود، آلاینده های هوا منتشر می شود و زباله های خطرناک تولید می شود . [63]
طبق صفحه The World Counts "میزان منابع استخراج شده از زمین از 39.3 میلیارد تن در سال 2002 افزایش یافته است. افزایش 55 درصدی در کمتر از 20 سال. این منابع طبیعی زمین را تحت فشار شدید قرار می دهد. ما در حال حاضر 75 درصد بیشتر از آن استخراج می کنیم. زمین می تواند در درازمدت دوام بیاورد." [64]
کشورهایی که قوانین معدنی به شدت اجرا می‌شوند معمولاً به ارزیابی اثرات زیست‌محیطی ، توسعه برنامه‌های مدیریت زیست‌محیطی و برنامه‌ریزی تعطیلی معدن قبل از شروع عملیات معدن نیاز دارند. نظارت بر محیط در حین کار و پس از بسته شدن نیز ممکن است مورد نیاز باشد. مقررات دولتی ممکن است به خوبی اجرا نشود، به ویژه در کشورهای در حال توسعه. [40]
برای شرکت های بزرگ معدنی و هر شرکتی که به دنبال تامین مالی بین المللی است، تعدادی مکانیسم دیگر برای اجرای استانداردهای زیست محیطی وجود دارد. اینها عموماً به استانداردهای تأمین مالی مانند اصول استوا ، استانداردهای زیست محیطی IFC و معیارهای سرمایه گذاری مسئولیت اجتماعی مربوط می شوند . شرکت های معدنی از این نظارت بخش مالی برای استدلال در مورد سطحی از خود تنظیمی صنعت استفاده کرده اند . [65] در سال 1992، پیش‌نویس آیین‌نامه رفتاری برای شرکت‌های فراملیتی در اجلاس سران زمین ریو توسط مرکز سازمان ملل برای شرکت‌های فراملی (UNCTC) پیشنهاد شد، اما شورای تجاری برای توسعه پایدار (BCSD) به همراه اتاق بازرگانی بین‌المللی. ICC) در عوض با موفقیت برای خود تنظیمی استدلال کرد. [66]
به دنبال آن ابتکار جهانی معدن که توسط 9 شرکت بزرگ فلزات و معادن آغاز شد و منجر به تشکیل شورای بین المللی معدن و فلزات شد ، که هدف آن "عملکرد به عنوان یک کاتالیزور" در تلاش برای بهبود بود، انجام شد. عملکرد اجتماعی و زیست محیطی در معدن و صنعت فلزات در سطح بین المللی. [65] صنعت معدن به گروه‌های حفاظتی مختلفی کمک مالی کرده است، که برخی از آنها با برنامه‌های حفاظتی کار می‌کنند که با پذیرش در حال ظهور حقوق مردم بومی - به‌ویژه حق تصمیم‌گیری در مورد استفاده از زمین، در تضاد است. [67]
گواهی معادن با شیوه های خوب از طریق سازمان بین المللی استاندارد (ISO) انجام می شود. به عنوان مثال، ISO 9000 و ISO 14001 ، که یک "سیستم مدیریت زیست محیطی قابل کنترل" را تأیید می کند، شامل بازرسی های کوتاه است، اگرچه آنها به عدم دقت متهم شده اند. [ توضیحات لازم ] [65] : گواهینامه 183–84 نیز از طریق ابتکار گزارش جهانی Ceres در دسترس است ، اما این گزارش‌ها داوطلبانه و تایید نشده هستند. سایر برنامه های صدور گواهینامه برای پروژه های مختلف، معمولاً از طریق گروه های غیرانتفاعی وجود دارد. [65] : 185-86
هدف مقاله EPS PEAKS در سال 2012 [68] ارائه شواهدی در مورد سیاست های مدیریت هزینه های زیست محیطی و به حداکثر رساندن مزایای اجتماعی-اقتصادی استخراج معدن با استفاده از طرح های نظارتی کشور میزبان بود. این مقاله دریافت که ادبیات موجود حاکی از آن است که اهداکنندگان کشورهای در حال توسعه را تشویق می‌کنند:
کارخانه های سنگ معدن مقادیر زیادی زباله تولید می کنند که به آن باطله می گویند . [69] برای مثال، 99 تن ضایعات در هر تن مس تولید می‌شود ، با نسبت‌های حتی بالاتر در استخراج طلا - زیرا تنها 5.3 گرم طلا در هر تن سنگ معدن استخراج می‌شود، یک تن طلا 200000 تن باطله تولید می‌کند. [70] (با گذشت زمان و پایان یافتن ذخایر غنی‌تر - و پیشرفت فناوری - این عدد به 0.5 گرم و کمتر کاهش می‌یابد.) این باطله‌ها می‌توانند سمی باشند. باطله ها که معمولاً به صورت دوغاب تولید می شوند ، معمولاً در حوضچه های ساخته شده از دره های طبیعی موجود ریخته می شوند. [71] این حوضچه ها با آبگیر ( سدها یا سدهای خاکی ) ایمن می شوند. [71] در سال 2000 تخمین زده شد که 3500 باطله توقیف وجود دارد و هر سال 2 تا 5 خرابی بزرگ و 35 خرابی جزئی رخ می دهد. [72] برای مثال، در فاجعه معدن Marcopper حداقل 2 میلیون تن باطله در یک رودخانه محلی رها شد. [72] در سال 2015، شرکت Barrick Gold بیش از 1 میلیون لیتر سیانور در مجموع پنج رودخانه در آرژانتین در نزدیکی معدن Veladero ریخت . [73] از سال 2007 در مرکز فنلاند، پساب ضایعات معدن پلی فلزی Talvivaara Terrafame و نشت آب شور معدن منجر به فروپاشی اکولوژیکی یک دریاچه مجاور شده است. [74] دفع باطله زیر آبی گزینه دیگری است. [71] صنعت معدن استدلال کرده است که دفع باطله های زیردریایی (STD)، که باطله ها را در دریا دفع می کند، ایده آل است زیرا از خطرات حوضچه های باطله جلوگیری می کند. این عمل در ایالات متحده و کانادا غیرقانونی است ، اما در کشورهای در حال توسعه استفاده می شود. [75]
زباله ها به عنوان استریل یا معدنی با پتانسیل تولید اسید طبقه بندی می شوند و جابجایی و ذخیره سازی این مواد بخش عمده ای از فرآیند برنامه ریزی معدن را تشکیل می دهد. هنگامی که بسته معدنی شده توسط یک برش اقتصادی تعیین می شود، زباله های معدنی نزدیک به عیار معمولاً به طور جداگانه به منظور تصفیه بعدی در صورت تغییر شرایط بازار و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تخلیه می شوند. پارامترهای طراحی مهندسی عمران در طراحی دفن زباله ها استفاده می شود و شرایط خاصی برای مناطق پر بارندگی و مناطق فعال لرزه ای اعمال می شود. طرح های دفن زباله باید تمام الزامات نظارتی کشوری را که معدن در حوزه قضایی آن قرار دارد، برآورده کند. همچنین بازسازی زباله‌ها با استانداردهای قابل قبول بین‌المللی رایج است، که در برخی موارد به این معنی است که استانداردهای بالاتر از استانداردهای نظارتی محلی اعمال می‌شود. [72]
استخراج معادن در بسیاری از کشورها وجود دارد. لندن مقر معدنچیان بزرگی مانند Anglo American ، BHP و Rio Tinto است . [76] صنعت معدن ایالات متحده نیز بزرگ است، اما استخراج زغال سنگ و سایر مواد معدنی غیرفلزی (مانند سنگ و شن) بر آن غالب است و مقررات مختلفی برای کاهش اهمیت معدن کاری در ایالات متحده کار کرده است. [76] در سال 2007، کل ارزش بازار شرکت‌های معدنی 962 میلیارد دلار گزارش شد که در مقایسه با کل ارزش بازار جهانی شرکت‌های سهامی عام در حدود 50 تریلیون دلار در سال 2007 است. [77] در سال 2002، شیلی و پرو طبق گزارشات، کشورهای معدنی اصلی آمریکای جنوبی هستند . [78] صنعت معدنی آفریقا شامل استخراج مواد معدنی مختلف است. نسبتاً کمی از فلزات صنعتی مس ، سرب و روی را تولید می کند ، اما بر اساس یک برآورد، به عنوان درصد ذخایر جهان، 40 درصد طلا ، 60 درصد کبالت و 90 درصد از فلزات گروه پلاتین جهان را در اختیار دارد . [79] معدن در هند بخش مهمی از اقتصاد آن کشور است. در جهان توسعه یافته، استخراج معدن در استرالیا ، با تاسیس و دفتر مرکزی BHP در این کشور، و استخراج معدن در کانادا از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای استخراج مواد معدنی خاکی کمیاب ، چین 95 درصد از تولید را در سال 2013 کنترل کرد. [80]
در حالی که اکتشاف و استخراج معادن می تواند توسط کارآفرینان انفرادی یا کسب و کارهای کوچک انجام شود، اکثر معادن امروزی شرکت های بزرگی هستند که برای تأسیس به سرمایه زیادی نیاز دارند. در نتیجه، بخش معدن صنعت تحت تسلط شرکت‌های بزرگ و اغلب چند ملیتی است که اکثر آنها در فهرست عمومی قرار دارند . می توان استدلال کرد که آنچه به عنوان «صنعت معدن» از آن یاد می شود در واقع دو بخش است، یکی در اکتشاف برای منابع جدید و دیگری در استخراج آن منابع. بخش اکتشاف معمولاً از افراد و شرکت‌های کوچک منابع معدنی به نام «جونیور» تشکیل می‌شود که به سرمایه‌های مخاطره‌آمیز وابسته هستند . بخش معدن متشکل از شرکت های بزرگ چندملیتی است که با تولید از عملیات معدنی خود ادامه می دهند. صنایع مختلف دیگر مانند تولید تجهیزات، آزمایش های محیطی و تجزیه و تحلیل متالورژی به صنعت معدن در سراسر جهان متکی هستند و از آن حمایت می کنند. بورس‌های کانادا تمرکز ویژه‌ای بر شرکت‌های معدنی، به‌ویژه شرکت‌های اکتشاف جوان از طریق بورس سرمایه‌گذاری TSX تورنتو دارند . شرکت های کانادایی سرمایه خود را در این مبادلات افزایش می دهند و سپس پول را در اکتشاف در سطح جهانی سرمایه گذاری می کنند. [76] برخی استدلال کرده‌اند که پایین‌تر از شرکت‌های جوان، بخش قابل توجهی از شرکت‌های نامشروع وجود دارد که عمدتاً بر روی دستکاری قیمت سهام متمرکز شده‌اند. [76]
عملیات معدنی را می توان از نظر منابع مربوطه به پنج دسته عمده دسته بندی کرد. اینها عبارتند از استخراج نفت و گاز ، استخراج زغال سنگ ، استخراج سنگ معدن فلزی، استخراج و استخراج مواد معدنی غیرفلزی، و فعالیت های پشتیبانی از معادن. [81] از میان همه این دسته‌ها، استخراج نفت و گاز از نظر اهمیت اقتصادی جهانی یکی از بزرگترین آنهاست. اکتشاف سایت های معدنی بالقوه، که یک منطقه حیاتی مورد توجه صنعت معدن است، اکنون با استفاده از فناوری های جدید پیچیده مانند اکتشاف لرزه نگاری و ماهواره های سنجش از دور انجام می شود . استخراج معادن به شدت تحت تاثیر قیمت مواد معدنی کالایی است که اغلب نوسان دارند. رونق کالاها در دهه 2000 ( "ابر چرخه کالا") قیمت کالاها را افزایش داد و منجر به استخراج تهاجمی شد. علاوه بر این، قیمت طلا در دهه 2000 به طور چشمگیری افزایش یافت که استخراج طلا را افزایش داد . به عنوان مثال، یک مطالعه نشان داد که تبدیل جنگل در آمازون از دوره 2003 تا 2006 (292 هکتار در سال) تا دوره 2006-2009 (1915 هکتار در سال) شش برابر شده است که عمدتاً به دلیل استخراج معادن صنایع دستی است. [82]
شرکت های معدنی را می توان بر اساس اندازه و توانایی مالی آنها طبقه بندی کرد:
برای ارزیابی آنها و ویژگی های بازار سهام، به ارزش گذاری (مالی) § ارزش گذاری پروژه های معدنی مراجعه کنید .
هدف مقررات جدید و روند اصلاحات قانونی بهبود هماهنگی و ثبات بخش معدن در کشورهای غنی از مواد معدنی است. [84] قوانین جدید برای صنعت معدن در کشورهای آفریقایی هنوز یک مسئله به نظر می رسد، اما زمانی که اجماع بر روی بهترین رویکرد حاصل شود، پتانسیل حل آن را دارد. [85] در آغاز قرن بیست و یکم، بخش معدنی پررونق و پیچیده‌تر در کشورهای غنی از مواد معدنی تنها مزایای جزئی را برای جوامع محلی فراهم می‌کرد، به ویژه با توجه به مسائل پایداری. افزایش بحث و نفوذ توسط سازمان‌های غیردولتی و جوامع محلی نیازمند رویکردهای جدیدی است که شامل جوامع محروم نیز می‌شود و در راستای توسعه پایدار حتی پس از بسته شدن معدن (شامل شفافیت و مدیریت درآمد) تلاش می‌کند. در اوایل دهه 2000، مسائل مربوط به توسعه جامعه و اسکان مجدد به دغدغه های اصلی در پروژه های معدنی بانک جهانی تبدیل شد. [85] گسترش صنعت معدن پس از افزایش قیمت مواد معدنی در سال 2003 و همچنین درآمدهای مالی بالقوه در این کشورها باعث حذف در سایر بخش های اقتصادی از نظر مالی و توسعه شد. علاوه بر این، این تقاضای منطقه‌ای و محلی برای درآمدهای معدنی و ناتوانی دولت‌های محلی در استفاده مؤثر از درآمدها را برجسته کرد. مؤسسه فریزر (یک اندیشکده کانادایی) قوانین حفاظت از محیط زیست در کشورهای در حال توسعه و همچنین تلاش های داوطلبانه شرکت های معدنی برای بهبود اثرات زیست محیطی خود را برجسته کرده است. [86]
در سال 2007، ابتکار شفافیت صنایع استخراجی (EITI) در تمام کشورهایی که با بانک جهانی در اصلاح صنعت معدن همکاری می‌کنند، جریان اصلی [ توضیحات لازم است ] شد. [85] EITI با حمایت صندوق اعتماد چند اهداکننده EITI که توسط بانک جهانی مدیریت می‌شود، عمل می‌کند و اجرا می‌شود. [87] هدف EITI افزایش شفافیت در معاملات بین دولت‌ها و شرکت‌ها در صنایع استخراجی [88] از طریق نظارت بر درآمدها و منافع بین صنایع و دولت‌های گیرنده است. فرآیند ورود برای هر کشور داوطلبانه است و توسط چندین ذینفع از جمله دولت ها، شرکت های خصوصی و نمایندگان جامعه مدنی که مسئول افشا و انتشار گزارش آشتی هستند، نظارت می شود. [85] با این حال، ضعف رقابتی گزارش عمومی شرکت به شرکت، حداقل برای برخی از مشاغل در غنا، محدودیت اصلی است. [89] بنابراین، ارزیابی نتیجه از نظر شکست یا موفقیت مقررات جدید EITI تنها "بر دوش دولت" نیست، بلکه جامعه مدنی و شرکت‌ها را نیز شامل می‌شود. [90]
با این حال، اجرا مشکلاتی دارد. گنجاندن یا حذف معادن صنایع دستی و معادن در مقیاس کوچک (ASM) از EITI و نحوه برخورد با پرداخت‌های «غیر نقدی» شرکت‌ها به دولت‌های محلی. علاوه بر این، درآمدهای نامتناسبی که صنعت معدن می تواند برای تعداد نسبتاً کمی از افرادی که استخدام می کند به ارمغان بیاورد، [91] باعث مشکلات دیگری مانند عدم سرمایه گذاری در سایر بخش های کم درآمد می شود که منجر به نوسانات درآمد دولت به دلیل نوسانات در صنعت معدن می شود. بازارهای نفت استخراج معادن به وضوح در کشورهای EITI مانند جمهوری آفریقای مرکزی، جمهوری دموکراتیک کنگو، گینه، لیبریا و سیرالئون - یعنی تقریباً نیمی از کشورهای معدنی که EITI را اجرا می کنند، یک مسئله است. [91] در میان چیزهای دیگر، دامنه محدود EITI شامل نابرابری از نظر دانش صنعت و مهارت‌های مذاکره، در نتیجه انعطاف‌پذیری سیاست (مثلاً آزادی کشورها برای گسترش فراتر از حداقل الزامات و تطبیق آن با نیازهای خود) ، خطر دیگری برای اجرای ناموفق ایجاد می کند. افزایش آگاهی عمومی، جایی که دولت باید به عنوان پل ارتباطی بین مردم و ابتکار عمل برای نتیجه موفقیت آمیز سیاست، عنصر مهمی است که باید در نظر گرفته شود. [92]
بانک جهانی از سال 1955 عمدتاً از طریق کمک های بلاعوض از بانک بین المللی بازسازی و توسعه ، با آژانس ضمانت سرمایه گذاری چندجانبه بانک که بیمه ریسک سیاسی را ارائه می دهد ، در زمینه استخراج معادن مشارکت داشته است . [93] بین سالهای 1955 و 1990 حدود 2 میلیارد دلار تا 50 پروژه معدنی ارائه کرد که به طور کلی به عنوان اصلاح و بازسازی، ساخت معدن سبز، فرآوری مواد معدنی، کمک فنی و مهندسی طبقه بندی می شوند. این پروژه ها مورد انتقاد قرار گرفته اند، به ویژه پروژه فرو کاراخاس برزیل، که در سال 1981 آغاز شد . در سال 1988، از 45 شرکت معدنی در مورد چگونگی افزایش مشارکت آنها بازخورد خواست. [65] : 20
در سال 1992، بانک جهانی شروع به فشار برای خصوصی‌سازی شرکت‌های معدنی دولتی با مجموعه‌ای از کدهای جدید کرد که با گزارش خود به نام استراتژی برای استخراج معادن آفریقا آغاز شد . در سال 1997، بزرگترین معدنکار آمریکای لاتین Companhia Vale do Rio Doce (CVRD) خصوصی شد. این و پیشرفت‌های دیگر، مانند قانون معدن فیلیپین 1995، بانک را به انتشار گزارش سوم ( کمک برای توسعه و اصلاح بخش معدنی در کشورهای عضو ) سوق داد که ارزیابی‌های اجباری تأثیرات محیطی و توجه به نگرانی‌های جمعیت محلی را تأیید می‌کرد. کدهای مبتنی بر این گزارش در قوانین کشورهای در حال توسعه تأثیرگذار است. کدهای جدید برای تشویق توسعه از طریق تعطیلات مالیاتی، عوارض گمرکی صفر، کاهش مالیات بر درآمد و اقدامات مرتبط در نظر گرفته شده است. [65] : 22 نتایج این کدها توسط گروهی از دانشگاه کبک مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت که به این نتیجه رسیدند که این کدها سرمایه‌گذاری خارجی را ترویج می‌کنند، اما «در اجازه توسعه پایدار بسیار کوتاه هستند». [95] همبستگی منفی مشاهده شده بین منابع طبیعی و توسعه اقتصادی به عنوان نفرین منابع شناخته می شود . [ نیازمند منبع ]
ایمنی از دیرباز یکی از دغدغه های کسب و کار معدن، به ویژه در استخراج زیرسطحی بوده است. فاجعه معدن کوریر ، بدترین حادثه معدن اروپا ، شامل کشته شدن 1099 معدنچی در شمال فرانسه در 10 مارس 1906 بود. این فاجعه تنها با حادثه Benxihu Colliery در چین در 26 آوریل 1942 که منجر به کشته شدن 1549 معدنچی شد، پیشی گرفت . [96] در حالی که امروزه استخراج معادن به طور قابل ملاحظه ای ایمن تر از دهه های گذشته است، حوادث معدن همچنان رخ می دهد. ارقام دولتی نشان می دهد که سالانه 5000 معدنچی چینی در تصادفات جان خود را از دست می دهند، در حالی که گزارش های دیگر این رقم را تا 20000 نشان می دهد. [97] بین سالهای 1870 و 1920، در کوئینزلند استرالیا، افزایش حوادث معدنی منجر به اقدامات ایمنی بیشتر در مورد استفاده از مواد منفجره برای استخراج معدن شد. [98] حوادث معدن در سراسر جهان ادامه دارد، از جمله سوانح منجر به ده ها مرگ در یک زمان مانند فاجعه معدن اولیانوفسکایا در روسیه در سال 2007، انفجار معدن هیلونگجیانگ در چین در سال 2009 ، و فاجعه معدن شعبه بالا در سال 2010 در ایالات متحده. معدن توسط مؤسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) به عنوان یک بخش صنعت اولویت در دستور کار ملی تحقیقات شغلی (NORA) برای شناسایی و ارائه استراتژی های مداخله در مورد مسائل ایمنی و بهداشت شغلی شناسایی شده است . [99] اداره ایمنی و سلامت معدن (MSHA) در سال 1978 با هدف "کار برای جلوگیری از مرگ، بیماری و جراحت ناشی از استخراج معدن و ارتقای محل کار ایمن و سالم برای معدنچیان ایالات متحده" تاسیس شد. [100] از زمان اجرای آن در سال 1978، تعداد تلفات معدنچیان از 242 معدنچی در سال 1978 به 24 معدنچی در سال 2019 کاهش یافته است. [ نیاز به منبع ]
خطرات شغلی متعددی در ارتباط با معدن وجود دارد ، از جمله قرار گرفتن در معرض گرد و غبار سنگ که می تواند منجر به بیماری هایی مانند سیلیکوز ، آزبستوز و پنوموکونیوز شود . گازهای موجود در معدن می تواند منجر به خفگی شود و همچنین می تواند مشتعل شود. تجهیزات معدن می تواند صدای قابل توجهی ایجاد کند و کارگران را در معرض خطر کم شنوایی قرار دهد . غارها ، ریزش سنگ و قرار گرفتن در معرض گرمای بیش از حد نیز از خطرات شناخته شده هستند. محدودیت نوردهی توصیه شده فعلی NIOSH (REL) 85 dBA با نرخ مبادله dBA 3 و حد مجاز نوردهی MSHA (PEL) 90 dBA با نرخ مبادله 5 dBA به عنوان میانگین وزنی 8 ساعته است. NIOSH دریافته است که 25 درصد از کارگرانی که در معادن، معادن، معادن، استخراج نفت و گاز در معرض سر و صدا قرار دارند، دچار اختلال شنوایی هستند. [101] شیوع کم شنوایی از سال 1991 تا 2001 در این کارگران 1٪ افزایش یافته است. [ نیازمند منبع ]
مطالعات نویز در چندین محیط معدنی انجام شده است. استیلودرها (84-102 dBA)، قیچی ها (85-99 dBA)، فن های کمکی (84-120 dBA)، ماشین های استخراج پیوسته (78-109 dBA)، و پیچ های سقفی (92-103 dBA) برخی از پر سر و صداترین تجهیزات هستند. در معادن زیرزمینی زغال سنگ . [102] روغن‌سازهای Dragline ، اپراتورهای بولدوزر، و جوشکارانی که از قوس هوا استفاده می‌کنند، مشاغلی بودند که بیشترین میزان نویز را در میان معدن‌کاران سطحی زغال‌سنگ داشتند. [103] معادن زغال سنگ بالاترین احتمال آسیب شنوایی را داشتند. [104]
علاوه بر اثرات زیست محیطی فرآیندهای معدن، انتقاد برجسته ای که به این شکل از فعالیت های استخراجی و شرکت های معدنی وارد می شود، نقض حقوق بشر است که در سایت های معدنی و جوامع نزدیک به آنها رخ می دهد. [105] اغلب، علیرغم حمایت از حقوق بین‌المللی کار ، به معدن‌کاران تجهیزات مناسبی داده نمی‌شود تا آنها را در برابر ریزش احتمالی معدن یا در برابر آلاینده‌های مضر و مواد شیمیایی خارج شده در طول فرآیند استخراج معادن محافظت کند ، در شرایط غیرانسانی کار می‌کنند و ساعات زیادی را صرف کار در شرایط شدید می‌کنند. گرما، تاریکی و 14 ساعت روزهای کاری بدون زمان اختصاص داده شده برای استراحت. [106]
از جمله موارد نقض حقوق بشر که در طی فرآیندهای استخراج معدن رخ می دهد، مواردی از کار کودکان است . این موارد دلیلی برای انتقادات گسترده از استخراج کبالت است ، یک ماده معدنی ضروری برای تامین انرژی فن آوری های مدرن مانند لپ تاپ ها ، تلفن های هوشمند و وسایل نقلیه الکتریکی . بسیاری از این موارد از کودکان کار در جمهوری دموکراتیک کنگو یافت می شود . گزارش‌ها حاکی از آن است که کودکانی که کیسه‌های کبالت به وزن 25 کیلوگرم را از معادن کوچک به تاجران محلی می‌بردند [107] که فقط برای کارشان در غذا و محل اقامت دستمزد می‌گیرند. تعدادی از شرکت‌ها مانند اپل ، گوگل ، مایکروسافت و تسلا در شکایت خانواده‌هایی که فرزندانشان در جریان فعالیت‌های معدنی در کنگو به شدت مجروح یا کشته شده‌اند، دخیل بوده‌اند. [108] در دسامبر 2019، 14 خانواده کنگویی علیه گلنکور ، یک شرکت معدنی که کبالت ضروری را به این شرکت‌های چندملیتی تامین می‌کند، با اتهامات سهل انگاری که منجر به مرگ کودکان یا صدماتی مانند شکستگی ستون فقرات، ناراحتی عاطفی و اجبار شده است، شکایت کردند. کار [ نیازمند منبع ]
همچنین مواردی از قتل و اخراج به دلیل درگیری با شرکت های معدنی وجود داشته است. به گفته گلوبال ویتنس ، تقریبا یک سوم از 227 قتل در سال 2020 مربوط به فعالان حقوق مردم بومی در خط مقدم فعالیت های تغییرات آب و هوایی مرتبط با چوب ، معدن، تجارت کشاورزی در مقیاس بزرگ ، سدهای برق آبی و سایر زیرساخت ها بوده است . [109]
رابطه بین مردم بومی و معدن با کشمکش بر سر دسترسی به زمین تعریف می شود. در استرالیا، بومیان بینینج گفت استخراج معادن تهدیدی برای فرهنگ زندگی آنها است و می تواند به مکان های میراث مقدس آسیب برساند. [110] [111]
در فیلیپین، یک جنبش ضد معادن نگرانی‌هایی را در مورد «بی‌توجهی کامل به حقوق اراضی اجدادی [جوامع بومی] ایجاد کرده است». [112] مخالفت مردم ایفوگائو با استخراج معدن باعث شد تا فرمانداری ممنوعیت عملیات معدن را در استان کوهستان، فیلیپین اعلام کند. [112]
در برزیل، بیش از 170 قبیله راهپیمایی را برای مخالفت با تلاش‌های بحث‌برانگیز برای سلب حق زمین بومی و گشودن قلمروهای خود برای عملیات معدنی سازماندهی کردند. [113] کمیسیون حقوق بشر سازمان ملل متحد از دادگاه عالی برزیل خواسته است تا از حقوق بومیان زمین برای جلوگیری از بهره برداری توسط گروه های معدنی و کشاورزی صنعتی حمایت کند. [114]
از سال 2019، Mponeng عمیق ترین معدن جهان از سطح زمین است که به عمق 4 کیلومتر (2.5 مایل) زیر سطح زمین می رسد. سفر از سطح به پایین معدن بیش از یک ساعت طول می کشد. این یک معدن طلا در استان گوتنگ آفریقای جنوبی است . کارهای زیرزمینی و سطحی که قبلاً به نام وسترن Deep Levels #1 Shaft شناخته می شد، در سال 1987 راه اندازی شد. این معدن یکی از قابل توجه ترین معادن طلا در جهان در نظر گرفته می شود.
معدن طلای Moab Khutsong در استان شمال غربی (آفریقای جنوبی) دارای طولانی ترین سیم سیم پیچ فولادی جهان است که می تواند کارگران را در یک سفر چهار دقیقه ای بدون وقفه تا ارتفاع 3054 متری (10020 فوت) پایین بیاورد. [115]
عمیق ترین معدن در اروپا، شانزدهمین شفت از معادن اورانیوم در پریبرام ، جمهوری چک ، با ارتفاع 1838 متر (6030 فوت) است. [116] دوم Bergwerk Saar در زارلند ، آلمان ، در 1750 متر (5740 فوت) است. [ نیازمند منبع ]
عمیق ترین معدن روباز جهان، معدن کانیون بینگهام در کنیون بینگهام ، یوتا ، ایالات متحده با بیش از 1200 متر (3900 فوت) است. بزرگترین و دومین معدن روباز مس جهان، چوکیکاماتا در شمال شیلی با ارتفاع 900 متر (3000 فوت) است که سالانه 443000 تن مس و 20000 تن مولیبدن تولید می کند. [117] [118] [119]
عمیق ترین معدن روباز با توجه به سطح دریا Tagebau Hambach در آلمان است که در آن پایه گودال 299 متر (981 فوت) زیر سطح دریا است. [120]
بزرگترین معدن زیرزمینی معدن Kiirunavaara در Kiruna ، سوئد است . این معدن با 450 کیلومتر (280 مایل) جاده، 40 میلیون تن سنگ معدنی تولید سالانه و عمق 1270 متری (4170 فوت)، یکی از مدرن ترین معادن زیرزمینی است. عمیق ترین گمانه جهان، گمانه سوپرعمیق کولا با 12262 متر (40230 فوت) است، اما این گمانه به حفاری علمی و نه معدنکاری متصل است . [121]
در طول قرن بیستم، تنوع فلزات مورد استفاده در جامعه افزایش یافت. امروزه، توسعه کشورهای بزرگی مانند چین و هند و پیشرفت های تکنولوژیکی باعث افزایش تقاضا می شود. نتیجه این است که فعالیت‌های استخراج فلزات در حال گسترش است و بیشتر و بیشتر ذخایر فلزی جهان به‌جای استفاده از ذخایر استفاده‌نشده در زیر زمین، در سطح زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، موجودی مس در حال استفاده است . بین سال های 1932 و 1999، مس مورد استفاده در ایالات متحده از 73 کیلوگرم (161 پوند) به 238 کیلوگرم (525 پوند) برای هر نفر افزایش یافت. [122]
95 درصد انرژی مصرف شده برای تولید آلومینیوم از سنگ معدن بوکسیت با استفاده از مواد بازیافتی صرفه جویی می شود. [123] با این حال، سطح بازیافت فلز به طور کلی پایین است. در سال 2010، پانل منابع بین المللی ، به میزبانی برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد (UNEP)، گزارش هایی را در مورد ذخایر فلزات موجود در جامعه [124] و نرخ بازیافت آنها منتشر کرد. [122]
نویسندگان گزارش مشاهده کردند که ذخایر فلزی در جامعه می تواند به عنوان معادن انسانی قابل توجهی در بالای زمین عمل کند. [124] با این حال، آنها هشدار دادند که نرخ بازیافت برخی از فلزات کمیاب مورد استفاده در برنامه‌هایی مانند تلفن‌های همراه، بسته‌های باتری برای خودروهای هیبریدی و سلول‌های سوختی آنقدر پایین است که مگر اینکه نرخ‌های بازیافت پایان عمر در آینده به طور چشمگیری افزایش یابد. فلزات حیاتی برای استفاده در فناوری مدرن در دسترس نیستند. [ نیازمند منبع ]
از آنجایی که نرخ بازیافت پایین است و مقدار زیادی فلز در حال حاضر استخراج شده است، برخی از محل های دفن زباله در حال حاضر دارای غلظت های بالاتری از فلز نسبت به خود معادن هستند. [125] این امر به ویژه در مورد آلومینیوم ، مورد استفاده در قوطی ها، و فلزات گرانبها که در وسایل الکترونیکی دور ریخته شده یافت می شود، صادق است . [126] علاوه بر این، ضایعات پس از 15 سال هنوز تجزیه نشده اند، بنابراین در مقایسه با سنگ معدن معدن، پردازش کمتری مورد نیاز است. مطالعه ای که توسط دانشگاه کرانفیلد انجام شده است نشان می دهد که تنها از چهار محل دفن زباله می توان 360 میلیون پوند فلز استخراج کرد . [127] همچنین تا 20 MJ/kg انرژی در زباله وجود دارد که به طور بالقوه استخراج مجدد را سودمندتر می کند. [128] با این حال، اگرچه اولین معدن دفن زباله در تل آویو ، اسرائیل در سال 1953 افتتاح شد، به دلیل فراوانی سنگهای معدنی در دسترس، کار کمی انجام شده است. [129]
