انواع مواد معدنی، آشنایی با خواص و کاربرد آنها

انواع مواد معدنی، ترکیبات شیمیایی طبیعی هستند که در پوسته زمین یافت می‌شوند و نقش مهمی در زندگی بشر، صنعت، کشاورزی و ساخت ‌و ساز ایفا می‌کنند. این مواد بر اساس خواص فیزیکی، شیمیایی و ساختار بلوری به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. آشنایی با مواد معدنی و کاربردهای آن‌ها می‌تواند به بهره ‌برداری بهتر و پایدار از منابع طبیعی کمک کند. با ما همراه باشید تا دراین مقاله به انواع مواد معدنی و انواع آن بپردازیم. 

تعریف مواد معدنی

مواد معدنی (مینرال ها) جامدات غیرآلی طبیعی هستند که دارای ساختار بلوری مشخص و ترکیب شیمیایی معین‌اند. برخلاف سنگ‌ها که ممکن است از چند ماده معدنی تشکیل شده باشند، هر ماده معدنی یک ترکیب شیمیایی خاص دارد.

ایران از لحاظ مواد معدنی در شرایط خاصی قرار داشته و انواع  مواد معدنی  در دل این مرز و بوم نهفته است. این یک موهبت الهی برای صنایع مختلف ایران است. مواد معدنی فلزی و غیر فلزی با خلوص و ترکیبات مختلفی وجود دارند، که باعث می شود کشور از تمامی مواد معدنی صنعتی کشاورزی و غذایی و... تامین باشد.

معادن سنگ آهن، زغال سنگ، مس، روی، سرب، سیلیس، بوکسیت، گچ و آهک، دولومیت و کلسیت، و کائولن از انواع مختلف معادن مواد معدنی موجود در کشور ایران هستند. مواد معدنی دارای تنوع زیادی از نظر ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی هستند. این مواد از طبیعت استخراج شده و در صنایع مختلف به کار می ‌روند. در ادامه، به برخی از مهم ترین انواع مواد معدنی اشاره خواهم کرد:

دسته‌ بندی انواع مواد معدنی

همانطور که پیش تر بیان شد مواد معدنی دارای تنوع زیادی از نظر ترکیب و ویژگی‌های فیزیکی است. مواد معدنی به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند که مهم‌ترین آن‌ها عبارت‌اند از:

الف) فلزات

فلزات مهمترین مواد معدنی موجود در پوسته کره زمین هستند، در ساختن فلزات گوناگون از انواع مواد معدنی نظیر آهن، کبالت و نیکل استفاده می شود. همچنین عناصر دیگری مانند مولیبدن و منگنز نیز در صنایع فولادسازی و آلیاژهای مقاوم کاربرد ویژه ای دارند، همچنین سنگ آهن یکی دیگر از مواد معدنی است که در ساخت فولاد به کار می رود. در واقع در ساخت و تولید فولادها بسته به جنس و گرید، از انواع مواد معدنی استفاده می شود. در کنار آهن و فولاد، از دیگر عناصر مهم که به عنوان مواد معدنی قلمداد می شود می توان به مس، سرب و روی، آلومینیوم نیز اشاره کرد.

 به عنوان مثال مس به عنوان یک رسانای حرارتی و الکتریکی در صنعت‌های الکترونیک و برق مورد استفاده قرار می گیرد. همچنین طلا در جواهرسازی و صنایع لوکس به کار می‌رود. 

ب) سیلیکات‌ها

سیلیکات ها بزرگ ‌ترین گروه از انواع مواد معدنی را تشکیل می دهند، به طوری که حدود 90 درصد پوسته زمین از این ماده تشکیل شده است؛ این مینرال شامل سیلیسیم و اکسیژن است. کوارتز، فلدسپارها، میکا و آمفیبول مثال هایی از سیلیکات ها هستند، که عمدتا در صنایعی نظیر شیشه‌سازی، سرامیک و صنعت الکترونیک به کار می روند. 

ج) کربنات‌ها

این مینرال حاوی یون کربنات است، بنابراین کربنات، متشکل از کربن و سه اتم اکسیژن است که دارای بار الکتریکی منفی است. کلسیت و دولومیت نمونه هایی از کربنات ها هستند، که در ساخت و تولید مصالح ساختمانی و آهک عمدتا به کار می رود.

د) اکسیدها

اکسیدها معمولا ترکیب فلز با اکسیژن هستند. هماتیت و کوراندوم نمونه ای از این مواد معدنی می باشند. از اکسیدها معمولا در تولید فلزات و رنگدانه ها استفاده می شود. 

ه) سولفیدها

ترکیب فلز با گوگرد منجر به تشکیل سولفید می دهد، گالن (PbS) و کالکوپیریت نمونه ای از سولفیدها می باشند، که، برای استخراج فلزاتی مثل سرب و مس کاربرد دارند. از دیگر انواع مواد معدنی می توان به سولفات ها و فسفات ها نیز اشاره کرد، که هر کدام به ترتیب در تولید مصالح ساختمانی و پزشکی و همچنین تولید کودهای فسفاته به کار می روند. ترکیب شیمیایی مواد معدنی یکی از ویژگی های اساسی آنهاست و تعیین کننده خواص فیزیکی، رنگ، سختی و حتی کاربرد آنها در صنعت است. در ادامه به ترکیب شیمیایی انواع مواد معدنی پرداخته شده است. با ما همراه باشید. 

ترکیب شیمیایی انواع مواد معدنی

تقریبا 97 درصد پوسته کره زمین  از عناصر مهم اکسیژن، سیلیکون، آلومینیوم، آهن، کلسیم، سدیم، پتاسیم و منیزیم تشکیل شده است. در واقع این عناصر در اکثر مواد معدنی حضور دارند، هر چند همه مواد معدنی ترکیبات شیمیایی خاص خود را دارند. به عنوان مثال نمک طعام (NaCl) فرمول شیمایی خاص خودش را دارد. همچنین در کلرید سدیم SiO2)) دو اتم اکسیژن با یک اتم سیلیکون پیوند تشکیل می دهد.

اما سوالی که ذهن اکثر مخاطبین را درگیر می کند، این است که مواد معدنی چه مشخصه هایی دارند؟ و چه تفاوتی بین مواد معدنی و آلی وجود دارد؟

انواع مواد معدنی در طبیعت و خارج از محیط بدن موجودات زنده یافت می شوند، این مواد ساختار پیچیده ای دارند، مواد آلی موادی هستند که اکثراً اتم کربن را دارند، البته لازم به ذکر است که کربن دی اکسید و کربن مونوکسید و کربنات ها و سیانید ها جزو مواد آلی محسوب نمی شوند. در ادامه به بررسی برخی از خواص و مشخصه های مواد معدنی می پردازیم. با اما همراه باشید. 

خواص مواد معدنی

انواع مواد معدنی از نقطه نظر خواص فیزیکی و شیمیایی گوناگونی دارند، که باعث می شود هر کدام از آنها کاربرد و کارایی منحصر به فردی داشته باشد. در ادامه به بعضی از این خواص اشاره می ‌کنیم:

1. استحکام بالا:  یکی از خصوصیات مهم مواد معدنی استحکام مکانیکی آنها می باشد. برخی از مواد معدنی دارای استحکام فشاری و کششی بالایی هستند، که از آنها در ساخت ساختمان‌ها و وسایل نقلیه استفاده می شود.
2. هدایت الکتریکی:  بعضی از انواع مواد معدنی مانند مس، به خوبی جریان الکتریکی را انتقال می‌دهند. به این دلیل مس در صنایع الکترونیک بسیار کاربردی است.  در تولید انواع کابل‌ و اتصالات الکتریکی از مس استفاده می‌شود.
3. تابش حرارتی:  بعضی از مواد معدنی تابش حرارتی خوبی دارند، و می‌توانند در صنایع تولید انرژی حرارتی یا سوخت‌های مصرفی فضا مورد استفاده قرار گیرند.
4. عایق الکتریکی:  برخی دیگر از انواع مواد معدنی به عنوان عایق‌های عمل می‌کنند، ازاین‌ رو در ساخت قطعات الکترونیکی به منظور جلوگیری از تداخل الکتریکی ، استفاده می‌شوند.

در نهایت، شناخت دقیق و علمی از مواد معدنی نه تنها در استخراج و استفاده بهینه از منابع زمین موثر است، بلکه برای توسعه پایدار، حفاظت از محیط زیست و پاسخ به نیازهای رو به رشد بشری نیز ضروری خواهد بود.