التعدين الهيدروليكي

كان للتعدين الهيدروليكي أصلٌ في ممارسة غسل التربة، وهو شكلٌ متطورٌ يُعرف أيضًا باسم " التنظيف "، حيث يتم تحويل مجاري المياه السطحية لتآكل الحصى الحامل للذهب. طُوِّرت هذه التقنية في القرون الأولى قبل الميلاد والميلاد على يد عمال المناجم الرومان لإزالة الطمي . ^{[ 2 ]} استخدم الرومان غسل التربة لإزالة التربة السطحية والحطام الحامل للذهب في لاس ميدولاس بإسبانيا، ودولاوكوثي في ​​بريطانيا العظمى . تُشير أعمال التنقيب الأثرية اللاحقة في شمال بينينز بشمال إنجلترا إلى أن التنظيف كان تقنية تعدين هيدروليكية استُخدمت في مواقع تعدين الرصاص في العصور اللاحقة للعصور الوسطى ، مع وجود أدلة على انتشارها هناك خلال القرن الثامن عشر. ^{[ 3 ]}

استخدم المهندسون الرومان الماء على نطاق واسع في القرون الأولى قبل الميلاد والميلاد، عندما كانت الإمبراطورية الرومانية تتوسع بسرعة في أوروبا. وباستخدام عملية عُرفت لاحقًا باسم "التخميد"، خزّن الرومان كمية كبيرة من الماء في خزان فوق المنطقة المراد استخراج الذهب منها مباشرةً، ثم أطلقوا الماء بسرعة. أدت موجة الماء الناتجة إلى إزالة الطبقة السطحية وكشف الصخور الأساسية. بعد ذلك، استُخدمت تقنيات متعددة لاستخراج عروق الذهب من الصخور الأساسية، واستُخدمت قوة الماء مرة أخرى لإزالة الأنقاض. تُظهر الآثار في لاس ميدولاس والمناطق المحيطة بها مناظر طبيعية وعرة على نطاق هائل نتيجةً للاستخراج الهيدروليكي لرواسب الذهب الغرينية الغنية.

يُعدّ موقع لاس ميدولاس الآن موقعًا للتراث العالمي لليونسكو . ويُظهر الموقع بقايا ما لا يقل عن سبع قنوات مائية كبيرة يصل طولها إلى 48 كيلومترًا (30 ميلًا)، كانت تُغذي الموقع بكميات كبيرة من المياه. وقد وصف بليني الأكبر عمليات تعدين الذهب بعباراتٍ دقيقة في كتابه "التاريخ الطبيعي" الذي نُشر في القرن الأول الميلادي. وكان بليني حاكمًا في هسبانيا تيراكونينسيس في سبعينيات القرن الأول الميلادي، وشهد هذه العمليات بنفسه. وفي دولاوكوثي بجنوب ويلز ، وثّقت دراسة أثرية لبقايا منجم الذهب الروماني السطحي وجود نظام قنوات مائية معقد فوق منطقة العمل الرئيسية؛ وقد صنّفت مؤسسة التراث الوطني هذا الموقع على أنه منجم الذهب الروماني الوحيد المعروف في بريطانيا العظمى . ^{[ 4 ] [ 5 ]} 

استُخدم الشكل الحديث للتعدين الهيدروليكي، الذي يعتمد على نفاثات المياه الموجهة بضغط عالٍ جدًا عبر خراطيم وفوهات نحو رواسب الحصى القديمة الغنية بالذهب في المرتفعات، لأول مرة على يد إدوارد ماتيسون بالقرب من مدينة نيفادا ، كاليفورنيا ، عام 1853 خلال حمى الذهب في كاليفورنيا . ^{[ 6 ]} استخدم ماتيسون خراطيم قماشية استُبدلت لاحقًا بخراطيم من الكرينولين بحلول ستينيات القرن التاسع عشر. ^{[ 7 ]} في كاليفورنيا، كان التعدين الهيدروليكي غالبًا ما ينقل المياه من مواقع مرتفعة لمسافات طويلة إلى أحواض تجميع تقع على ارتفاع مئات الأقدام فوق المنطقة المراد تعدينها. استغل التعدين الهيدروليكي في كاليفورنيا رواسب الحصى، مما جعله شكلًا من أشكال التعدين الغريني .

اكتشف رواد التنقيب عن الذهب الغريني في كاليفورنيا أن زيادة كمية الحصى التي يمكنهم معالجتها تزيد من احتمالية العثور على الذهب. وبدلاً من استخدام الأحواض وصناديق الغسل والمطارق الطويلة والهزازات، تعاون عمال المناجم لإيجاد طرق لمعالجة كميات أكبر من الحصى بسرعة أكبر. وأصبح التعدين الهيدروليكي الشكل الأوسع نطاقًا والأكثر تدميرًا للتنقيب عن الذهب الغريني. حيث يتم توجيه المياه إلى قناة تضيق باستمرار، عبر خرطوم قماشي كبير، ثم إلى الخارج من خلال فوهة حديدية عملاقة تُسمى "المونيتور". ويُستخدم تيار الماء ذو ​​الضغط العالي للغاية لغسل سفوح التلال بأكملها عبر قنوات غسل ضخمة.

بحلول أوائل ستينيات القرن التاسع عشر، وفي ذروة ازدهار التعدين الهيدروليكي، استنفد التعدين السطحي الصغير النطاق معظم رواسب الذهب الغنية، فاتجهت صناعة التعدين إلى التعدين في الصخور الصلبة (المعروف بتعدين الكوارتز في كاليفورنيا) أو التعدين الهيدروليكي، الذي تطلب مؤسسات أكبر ورؤوس أموال أضخم. وبحلول منتصف ثمانينيات القرن التاسع عشر، تشير التقديرات إلى استخراج 11 مليون أونصة من الذهب (بقيمة تقارب 7.5 مليار دولار أمريكي بأسعار منتصف عام 2006) عن طريق التعدين الهيدروليكي.

الآثار البيئية

رغم ما حققته من عائدات ضريبية بملايين الدولارات للولاية ودعمها لعدد كبير من عمال المناجم في الجبال، إلا أن التعدين الهيدروليكي كان له أثر مدمر على البيئة الطبيعية على ضفاف الأنهار والأنظمة الزراعية في كاليفورنيا. فقد تم نقل ملايين الأطنان من التربة والمياه إلى جداول الجبال التي تغذي الأنهار المتدفقة إلى وادي ساكرامنتو . وبمجرد وصول الأنهار إلى الوادي المسطح نسبياً، تباطأت المياه، واتسعت الأنهار، وترسبت الرواسب في السهول الفيضية وقيعان الأنهار، مما أدى إلى ارتفاع منسوبها، وانتقالها إلى قنوات جديدة، وطفحها على ضفافها، مسببةً فيضانات عارمة ، خاصة خلال ذوبان الثلوج في الربيع.

شهدت مدن وبلدات وادي ساكرامنتو تزايدًا في عدد الفيضانات المدمرة ، بينما جعل ارتفاع منسوب الأنهار الملاحة فيها أكثر صعوبة. ولعلّ مدينة ماريسفيل كانت الأكثر تأثرًا بفوائد ومصائب تعدين الذهب . فبموقعها عند ملتقى نهري يوبا وفيذر ، كانت ماريسفيل المحطة الأخيرة لعمال المناجم المتجهين إلى سفوح التلال الشمالية بحثًا عن الثروة. وكانت السفن البخارية القادمة من سان فرانسيسكو ، حاملةً عمال المناجم والمؤن، تبحر في نهر ساكرامنتو ، ثم في نهر فيذر إلى ماريسفيل حيث تُنزل ركابها وبضائعها.

أنشأت ماريسفيل في نهاية المطاف نظامًا معقدًا من السدود لحماية المدينة من الفيضانات والترسبات. وقد فاقم التعدين الهيدروليكي مشكلة الفيضانات في ماريسفيل بشكل كبير، وخفض منسوب مياه نهر فيذر إلى درجةٍ حالت دون تمكن سوى عدد قليل من السفن البخارية من الإبحار من سكرامنتو إلى أرصفة ماريسفيل. أُعيدت معالجة الرواسب الناتجة عن هذه العمليات بواسطة جرافات التعدين في حقول يوبا الذهبية ، الواقعة بالقرب من ماريسفيل.

يمكن مشاهدة المناظر الطبيعية المتآكلة المذهلة التي خلفها موقع التعدين الهيدروليكي في منتزه مالاكوف ديغينز التاريخي الحكومي في مقاطعة نيفادا، كاليفورنيا . ^{[ 8 ]}

أصبح خليج سان فرانسيسكو منفذًا للمخلفات الملوثة خلال حمى الذهب. خلّف التعدين الهيدروليكي آثارًا من النفايات السامة، تُعرف باسم " البقع الزيتية "، والتي تدفقت من مواقع التعدين في جبال سييرا عبر نهر ساكرامنتو وصولًا إلى خليج سان فرانسيسكو. ^{[ 9 ]} احتوت هذه البقع الزيتية على معادن ضارة مثل الزئبق . خلال هذه الفترة، أطلقت صناعة التعدين الصناعية 1.5 مليار ياردة مكعبة من البقع الزيتية السامة في نهر ساكرامنتو. ومع انتقال هذه البقع عبر شرايين المياه في كاليفورنيا ، ترسبت سمومها في النظم البيئية والمجاري المائية المحلية. ^{[ 10 ]}

تلوثت الأراضي الزراعية المجاورة، مما أدى إلى معارضة سياسية لاستخدام التعدين الهيدروليكي. وتدفقت بقع التلوث عبر نهر ساكرامنتو قبل أن تصب في خليج سان فرانسيسكو. ولا يزال خليج سان فرانسيسكو حاليًا ملوثًا بالزئبق بشكل خطير. وتشير التقديرات إلى أنه سيمر قرن آخر قبل أن يتخلص الخليج من الزئبق بشكل طبيعي. ^{[ 10 ]}

على الرغم من ارتباط هذه التقنية بكاليفورنيا نظرًا لاعتمادها وانتشار استخدامها فيها، فقد صُدِّرت على نطاق واسع إلى أوريغون ( جاكسونفيل عام 1856)، وكولورادو (كلير كريك، وسنترال سيتي ، وبريكنريدج عام 1860)، ومونتانا ( باناك عام 1865)، وأريزونا ( لينكس كريك عام 1868 )، وأيداهو ( أيداهو سيتي عام 1863)، وساوث داكوتا ( ديدوود عام 1876)، وألاسكا ( فيربانكس عام 1920)، وكولومبيا البريطانية ( كندا )، وإلى الخارج. استُخدمت هذه التقنية على نطاق واسع في دالونيغا، جورجيا ، ولا تزال تُستخدم في الدول النامية، وغالبًا ما تُخلِّف آثارًا بيئية مدمرة. وقد دفعت هذه الآثار المدمرة للتعدين إدوين كارتر ، المعروف بـ"عالم الطبيعة في الكوخ الخشبي"، إلى التحوّل من التعدين إلى جمع عينات من الحياة البرية في بريكنريدج، كولورادو ، الولايات المتحدة الأمريكية، خلال الفترة من 1875 إلى 1900 .

استُخدم التعدين الهيدروليكي خلال حمى الذهب الأسترالية، حيث كان يُعرف باسم " الغسل الهيدروليكي ". ومن أبرز المواقع التي استُخدم فيها هذا الأسلوب منطقة "أورينتال كليمز" بالقرب من أوميو في ولاية فيكتوريا ، حيث استُخدم بين خمسينيات القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين، ولا تزال آثار الضرر واضحة حتى اليوم. ^{[ 12 ]}

استُخدم التعدين الهيدروليكي على نطاق واسع في حمى الذهب في منطقة سنترال أوتاجو التي حدثت في ستينيات القرن التاسع عشر في الجزيرة الجنوبية لنيوزيلندا ، حيث كان يُعرف أيضًا باسم "الغسل " .

ابتداءً من سبعينيات القرن التاسع عشر، أصبح التعدين الهيدروليكي ركيزة أساسية لتعدين القصدير الغريني في شبه جزيرة الملايو . ^{[ 13 ]} وقد استُخدم التعدين الهيدروليكي سابقًا في مقاطعة بولك بولاية فلوريدا لاستخراج صخور الفوسفات . ^{[ 14 ]}

في حقول الذهب في راند بجنوب إفريقيا، تعمل منشأة لإعادة معالجة مخلفات الذهب السطحية تسمى شركة إيست راند للذهب واليورانيوم (ERGO) منذ عام 1977. ^{[ 16 ]} تستخدم المنشأة أجهزة مراقبة هيدروليكية لإنشاء ملاط ​​من مواقع المخلفات القديمة (وبالتالي الأكثر ثراءً) وضخه لمسافات طويلة إلى مصنع تركيز.

تعالج المنشأة ما يقارب مليوني طن من مخلفات التعدين شهرياً بتكلفة معالجة تقل عن 3 دولارات أمريكية للطن (2013). ويُستخلص الذهب بمعدل 0.20  غرام/طن فقط، إلا أن انخفاض المردود يُعوَّض بالتكلفة المنخفضة للغاية للمعالجة، إذ لا تتطلب عملية الاستخلاص أي عمليات تعدين أو طحن محفوفة بالمخاطر أو مكلفة. ^{[ 17 ]}

تُضخّ المخلفات الناتجة بعيدًا عن المناطق المبنية، مما يسمح بالتنمية الاقتصادية للأراضي القريبة من المناطق ذات القيمة التجارية والتي كانت مغطاة سابقًا بالمخلفات. أصبحت أكوام مخلفات المناجم الصفراء التاريخية حول جوهانسبرج نادرةً تقريبًا، ولا تُرى إلا في الصور القديمة.

يتوفر اليورانيوم والبيريت (لإنتاج حمض الكبريتيك ) أيضًا للاستخلاص من تيار العملية كمنتجات ثانوية في ظل ظروف اقتصادية مناسبة.