در این مطلب به معرفی مهندسی مواد گرایش استخراج به عنوان یکی از گرایش‌های مهندسی مواد و متالورژی، بازار کار و لیست دروس آن می‌پردازیم. شاید شما بخواهید در رشته مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی ، به تحصیل بپردازید ولی اطلاعات کاملی از این گرایش نداشته باشید و ندانید کدام دانشگاه این گرایش را دارند. ما در این مطلب ابتدا رشته متالورژی استخراجی و فرآیندهای مربوط به آن را شرح دادیم وسپس به پرسش‌های احتمالی شما عزیزان، پاسخ دادیم.
پس با ما همراه باشید:))
تصویری که می‌بینید، محل استخراج سنگ معدن فلزات است.
فکر می‌کنید اینجا (یعنی استخراج فلز از سنگ معدن) همونجایی هست که رشته متالورژی استخراجی، اهمیت شو نشون میده؟
هنوز نه… ابتدا سنگ معدن، همرا با مقدار زیادی ناخالصی بدست می‌آید، سپس با استفاده از روش‌های شیمیایی اسخراج فلزات، ماده مورد نظر را از کانه‌های آن جدا می‌کنند.
حالا اینجا جایی هست که مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی اهمیت پیدا میکنه. به طور کلی میشه گفت برای جداکردن فلزات با ارزش از سنگ معدن اولیه آن، 3 روش اصلی وجود دارد.
- هیدرومتالورژی
- پیرومتالورژی
- الکترومتالورژی
که ما در ادامه، درکنار معرفی مهندسی مواد گرایش استخراج، مواردی که به شناخت بهتر شما از این گرایش کمک کند هم، ذکر کردیم.
فرآیندهای مربوط به رشته متالورژی استخراجی
کسی که در رشته مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی تحصیل کرده‌است، باید با انواع روش‌های استخراج آشنا باشد که عیار سنگ را بالا ببرد و سنگ را به صورت شمش تقریبا خالص، تحویل صنعت دهد. پس شناخت انواع فرآیندها و کاربرد هر کدام برای فلزات، اهمیت دارد.
هیدرومتالورژی
هیدرومتالورژی ترکیبی است از متالورژی استخراجی، علوم، تکنولوژی و شیمی بازیابی مواد از دامنه وسیعی از منابع فلزات.
این منابع شامل سنگ‌های معدن، محلول‌ها، مواد بازیافت‌شده، ضایعات و کنتسانتره‌ها است، که با استفاده از روش‌های شیمیایی به مواد مفید تبدیل میشن. هیدرو متالورژی سه فرایند عمده داره:
- لیچینگ
- بازیابی
- تصفیه حلال
عمده عملیات هیدرومتالورژی روش اول است، که بسیاری از منابع آن را به عنوان خود هیدرومتالورژی تعریف می‌کنند. در عملیات هیدرومتالورژی طی فرآیندی به نام لیچینگ (Leaching) فلز ناخالص به قصد دستیابی به ترکیب با خلوص بالاتر، درمحلول لیچینگ (Leach solution) حل می‌شود.
اضافات باقی مانده در محلول لیچینگ جداسازی می‌شود و فلز یا ترکیب مورد نظر که در محلول است نیز، با استفاده از روش‌های شیمیایی یا الکترولیتی به خلوص بالاتر می‌رسد.
توسعه هیدرومتالورژی رابطه جالبی با استخراج طلا دارد. هیدرومتالورژی در قرن شانزده آغاز شد ولی اصول آن در قرن بیست ثبت شد. دلیل این موضوع، مربوط به تمایل به استخراج طلا از سنگ‌های معدن آن است. فرآیندهایی نظیر تبادل یون، استخراج حلال و … کاربردهای گسترده‌ای در زمینه هیدرومتالورژی دارد که برای استخراج و تولید فلزات از آنها استفاده می‌شود.
امروزه این روش برای تهیه بیشتر از 70 عنصر فلزی بکار می رود. طلا بیشترین کاربرد هیدرومتالورژی را دارد. پس ازطلا، در زمینه استخراج رتبه‌های بعدی را نقره، مس و روی در استفاده از این روش را دارند
پیرومتالورژی
به طور مختصر استخراج و تصفیه فلزات با روش‌هایی که شامل بکارگیری حرارت هستند را پیرومتالورژی می‌گویند.
مهم‌ترین عملیات پیرومتالورژی شامل این موارد می‌شود:
- تشویه (roasting)
- تکلیس (Calcination)
- ذوب و احیا (smelting)
- تصفیه (refining)
تشویه یا حرارت‌دهی در هوا بدون ذوب، عبارت است از تبدیل سنگ‌های معدن سولفیدی به اکسیدی و خروج دی‌سولفید به صورت دی اکسید سولفور گازی.
ذوب و احیا فرآیندی است که در کوره بلند (Blast Furnace) در سنگ معدن آهن اتفاق می‌افتد. البته قلع، مس و سرب نیز تحت این فرآیند قرار می‌گیرند. مثال بارز استفاده از پیرومتالورژی در فرایند استخراج آهن است که عمده آنها کوره بلند است. در تصویر زیر کوره بلند را مشاهده می‌کنید.
تصویر کوره بلند
الکترومتالورژی
الکترومتالورژی شاخه‌ای از متالورژی است که با به کارگیری جریان الکتریکی، برای رسوب الکترولیتی یا به عنوان منبع حرارت سر و کار دارد.
در ادامه ویدئویی مربوط به استخراج روی را آوردیم که مراحل استخراج این فلز را توصیف می‌کنید. مرحله الکترولیز را هم در این ویدئو مشاهده می‌کنید.
به زبان صنعت، الکترومتالورژی قسمتی از متالورژی است که روش‌های صنعتی تهیه فلز و آلیاژ را با استفاده از جریان الکتریکی شامل می‌شود.
انواع روش‌های الکترومتالورژی
الکتروترمال
روش‌های الکتروترمال برای جدا کردن فلزات از سنگ‌های معدن و کنستانتره‌ها جهت تهیه و تصفیه فلزات و آلیاژهای آهنی و غیر آهنی بر اساس فلز استخراج شده استفاده می گردند. در چنین روش هایی انرژی الکتریکی به عنوان منبع حرارت استفاده می شود.
الکتروشیمیایی
معمولا در تهیه فلزات آهنی و غیر آهنی از الکترولیز استفاده می شود. در چنین مواردی واکنش‌های اکسیداسیون-احیا در فصل مشترک‌های فازی توسط عبور جریان الکتریکی درون الکترولیت صورت می‌گیرد.
کدام دانشگاه‌ها در مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات دانشجو می‌پذیرند؟
از بین تمام دانشگاه‌های دولتی، دانشگاه‌های زیر اقدام به پذیرش دانشجو در مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات کرده‌اند. از بین این دانشگاه‌ها، دانشگاه تهران، امیرکبیر و شریف نسبت به دانشگاه‌های دیگر بهتر هستند.
| دانشگاه تهران | دانشگاه صنعتی سهند |
| دانشگاه صنعتی اصفهان | دانشگاه صنعتی امیرکبیر |
| دانشگاه صنعتی شریف | دانشگاه صنعتی همدان |
| دانشگاه علم و صنعت ایران | دانشگاه فردوسی مشهد |
رشته متالورژی استخراجی در کارشناسی
تا سال 94 برای انتخاب رشته، کد مربوط به مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی و صنعتی در مقطع کارشناسی از هم جدا بود ولی از سال 95 این گرایش‌ها از دفترچه کنکور حذف شدند و فقط مهندسی مواد و متالورژی را باید انتخاب می‌شد.
طبق اطلاعیه‌ای که ابتدا به دانشگاه‌های دولتی اعلام شد، با توجه به معدل و دروس پاس شده دانشجویان باید گرایش خود را انتخاب کنند. ولی به طور کلی گرایش‌ها از رشته مهندسی مواد و متالورژی در کارشناسی حذف شد و فقط تحت عنوان ” مهندسی مواد و متالورژی” در انتخاب رشته ثبت نام می‌کنند. سپس در مقطع ارشد هر گرایشی مثل رشته متالورژی استخراجی را دنبال می‌کنند.
دروس مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی در ارشد
دروس مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات درارشد
| دروس الزامی | واحد | دروس انتخابی | واحد |
| ترمودینامیک پیشرفته مواد | 3 | خطا در اندازه‌گیری | 1 |
| روش‌های نوین مطالعه مواد | 2 | پدیده‌های انتقال پیشرفته | 2 |
| آزمایشگاه روش‌های نوین مطالعه مواد | 1 | ریاضیات پیشرفته مهندسی | 3 |
| سینتیم پیشرفته مواد | 2 | سیستم‌های چندتایی | 2 |
| تئوری فرآیندهای پیرومتالورژی | 3 | مطالب ویژه در استخراج فلزات | 2 |
| تئوری فرآیندهای هیدرو و الکترومتالورژی | 3 | بررسی فنی و اقتصادی تولید فلزات | 2 |
| آزمایشگاه فرآیندهای متالورژی | 1 | طرح و کنترل پیشرفته فرآیندهای متالورژی | 2 |
| استخراج فلزات نادر | 2 | تئوری تهیه و مصرف آهن اسفنجی | 2 |
| اصول شبیه‌سازی فرآیندهای متالورژی | 2 | ||
| سمینار | 2 | ||
| پروژه (پایان نامه) | 8 |
بازار کار مهندسی مواد گرایش استخراج در ایران چگونه است؟
این ممکن است سوال خیلی از دانشجویان باشد که بازار کار مهندسی مواد گرایش استخراج چگونه است و در چه سمت‌های شغلی می‌توانند فعالیت کنند. فارغ‌التحصیلان مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات می‌توانند جذب مراکزی شوند که به فرآیند استخراج و تولید مواد اولیه فلزی (آهنی وغیرآهنی) می‌پردازند. برای مثال می‌توانند در این صنایع مشغول به کار شوند:
- صنایع نفت و پالایش
- صنایع آهنی و غیرآهنی مانند ذوب آهن اصفهان، مجتمع مس سرچشمه و آلومینیم اراک
- در آزمایشگاه‌های مربوط به رشته متالورژی استخراجی
- و …
فعالیت کنند.
در مهندسی مواد گرایش استخراج فلزات روی موضوعاتی مثل: روش‌های جدید استخراج فلزات از معادن، روش‌های پیشرفته تصفیه و خالص سازی فلزات، ابتکار در خصوص روش تولید فلزات، شناخت و بازسازی انواع کوره‌ها، شناسایی مواد دیرگداز و فرآیند تولید فلزات تحقیق و بحث می‌نمایند.
آیا مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی به رشته معدن و کار در این حوزه مرتبط است؟
این تصور را ممکن است بعضی از شما داشته باشید که استخراج فلز همان کار در معادن است و باید در این حوزه کار کرد. ولی این لزوما درست نیست. همانطور که در ابتدای مطلب ” معرفی مهندسی مواد گرایش استخراج ” درباره این گرایش و فرآیندهای آن گفتیم، باید برای شما مشخص شده باشد که فعالیت‌هایی از قبیل حفاری در معادن برای بدست آوردن سنگ معدن است و مهندسی مواد گرایش متالورژی استخراجی از این مرحله به بعد اهمیت پیدا می‌کند.
البته ممکن است در این حوزه نیز بتوان با مهندسان معدن همکاری هم داشت.
کدام دانشگاه‌ها در رشته مهندسی مواد بهتر است؟
این را ابتدا باز هم یادآوری کنم، این صرفا مربوط به گرایش رشته متالورژی استخراجی نیست و به طور کلی، مهندسی مواد را شامل می‌شود.
نظام رتبه بندی بین المللی به منظور افزایش آگاهی دانشجویان سراسر جهان برای انتخاب دانشگاه مناسب برای تحصیل به صورت سالانه بیش از ۳۰۰۰ دانشگاه و موسسه علمی معتبر را با یکدیگر مقایسه می‌کند. بر اساس لیست منتشرشده از طرف موسسه رتبه‌بندی کیو اس دانشگاه‌های زیر از بهترین دانشگاه‌های جهان در رشته مهندسی مواد می‌باشند.
- موسسه فناوری ماساچوست
- دانشگاه استنفورد
- موسسه فناوری نانیانگ
- دانشگاه کمبریج
- دانشگاه کالیفرنیا برکلی
- موسسه پلی تکنیک فدرال لوزان
- دانشگاه هاروارد
- دانشگاه آکسفورد
- دانشگاه امپریال کالج لندن
- دانشگاه نورث وسترن
- دانشگاه ملی سنگاپور
- دانشگاه تسینگ هوآ
- انستیتو فناوری جورجیا
- موسسه تکنولوژی فناوری زوریخ
- دانشگاه دلفت، موسسه تکنولوژی کالیفرنیا
- موسسه علوم و فناوری کرهKAIST
- و دانشگاه توکیو
نکته پایانی
معرفی مهندسی مواد گرایش استخراج در اینجا به پایان می‌رسه اما چند مورد را خواستم برای شما یادآوری کنم:
- به هیچ وجه رشته و گرایش شما تعیین کننده شغل شما در آینده نیست.
- هستند افراد زیادی که در یک رشته تحصیل کردند ولی پس از آن، به دنبال علاقه خود و رشته یا گرایش دیگر رفتند.
- قبل از تصمیم گیری درباره گرایش خودتان، علاقه مندی های خودتان را بشناسید. مثلا گرایش استخراج در بین گرایش‌های مهندسی مواد شاید بیشتر به شیمی و محلول سازی مرتبط باشد پس برای کسی به شیمی علاقه دارد می‌تواند گزینه مناسبی باشد.
فقط در این صورت هست که علاوه بر شغل و درآمدی که دارید، از انجام کارتان لذت هم می‌برید. رادیو کارنکن داستان آدمهایی هست که با شغل‌شون زندگی می‌کنند. پیشنهاد می‌کنم به این مطلب سر بزنید و ببینید داستان این آدم‌ها و راز موفقیت‌شون در زندگی چی بود.
در ادامه مطلب معرفی مهندسی مواد گرایش استخراج شما می‌تونید مطالب دیگر مربوط به معرفی گرایش‌های مهندسی مواد را در سایت ما مطالعه کنید.
محصولات آموزشی
سلام و خسته نباشید…مثل همیشه مطالب سایتتون و بخصوص موارد تخصصی مهندسی مواد رو خواندم و لذت بردم. یجورایی شبیه کلاس درس شده واسم و هر هفته یه مطلب جدید ازش یاد میگیرم.
ممنون میشم در مورد گرایش متالورژی صنعتی، شناسایی و انتخاب مواد مهندسی هم مطلبی نوشته بشه تا استفاده کنیم.
ممنون از خانم شمس نویسنده محترم این مقاله.
سلام ممنون از پیشنهاد خوبتون. انشاء الله در هفته‌های بعد این مطالب رو هم اضافه می‌کنیم.
خواهش می‌کنم 🙂 امیدوارم که برای شما مفید بوده باشه.