TEMA BROJA

Branka Jakšić
Fotografije: lična arhiva i B. Jakšić

Retke zemlje, rude i minerali / dr Alena Zdravković

”Zlatno pokriće“ Srbije

Mineral jadarit danas privlači nesvakidašnje veliku pažnju. Veoma je tražen jer sadrži litijum. S tim u vezi, javnost u našoj zemlji postavlja mnoga pitanja, zabrinuta za područje gde se najavljuje eksploatacija ovog minerala. O jadaritu, zlatu i retkim mineralima u Srbiji i svetu govori dr Alena Zdravković, kustos Zbirke minerala i stena pri Departmanu za mineralogiju, kristalografiju, petrologiju i geohemiju Rudarsko-geološkog fakulteta Univeziteta u Beogradu

Retki minerali su oni kojih ima u malim količinama i koji se teško pronalaze, kao i oni koji nisu široko rasprostranjeni već se pojavljuju lokalno, na samo nekoliko mesta na Zemlji - zbog specifičnih geoloških uslova postanka. Redak mineral jadarit privlači sve veću pažnju evropskih država jer sadrži litijum. Nanizala su se i brojna pitanja: zašto je ovaj mineral toliko važan? Zbog čega srpske ekološke organizacije podižu glas protiv njegove eksploatacije?
Dr Alena Zdravković ističe da retki minerali imaju specifične hemijske i strukturne osobine, i često su nosioci relativno retko zastupljenih elemenata u Zemljinoj kori (litijum, olovo, molibden, hrom, uranijum, selen...). Njihovo koncentrisanje u specifičnim geološkim formacijama u vidu mineralnih ležišta važan su resurs za industrijski i ekonomski razvoj svake zemlje. Takođe, retki minerali imaju veliki naučni značaj jer mineraloška i kristalografska ispitivanja donose vredne podatke o specifičnostima uslova koji su vladali u geološkoj sredini prilikom njihovog stvaranja.

Od oko 6000 različitih mineralnih vrsta, koliko ih je do sada pronađeno na Zemlji, čak 114 minerala sadrže litijum, a jedan od njih je i jadarit. Pronađen je 2004. godine u dolini reke Jadar. Nazvan je prema nazivu područja gde je pronađen. Naš jadarit priznala je kao mineral Komisija za nove minerale, imenovanja i klasifikaciju Međunarodne mineraloške asocijacije (CNMNC-IMA). Jadarit je po hemijskom sastavu litijsko-natrijumski silikoborat - LiNaSiB3O7(OH). Ima ga u količinama da predstavlja mineralno ležište iz kojeg se, primenom odgovarajuće tehnologije prerade rude, mogu dobiti jedinjenja litijuma i bora i industriji korisnih komponenti.
Interes za litijum i bor potiče od činjenice da imaju široku primenu, a i zato što je  poslednjih decenija porasla potražnja za njima, pogotovu za litijumom koji je neophodan u izradi litijum-jonskih baterija za skladištenje energije. Na globalnom nivou, proizvodi se uglavnom preradom stena (pegmatita) koje sadrže litijski silikat - spodumen i druge minerale litijuma ali i ekstrakcijom iz kontinentalnih slanih rastvora bogatih litijumom. Procenjeno je da je eksploatacija litijuma dostigla 130.000 t, u 2022. godini.  
Pošto u svetu ne postoji ruda litijuma takvih hemijsko-strukturnih karakteristika kao u Srbiji, gde je posredi ne silikat već silikoborat, tehnološki postupak prerade bio bi potpuno drugačiji od do sada poznatih i korišćenih postupaka. U svetu nema rudnika na čijem primeru mogu da se sagledaju posledice po životnu sredinu.
- Eksploatacija svake rude, bila ona u vidu površinske ili podzemne rudarske aktivnosti, može u većoj ili manjoj meri da naruši stanje životne sredine. Zbog toga su neizostavna brojna istraživanja koja prethode eksploataciji. Neophodno je i temeljno ispitivanje odnosa ekonomske dobiti i mogućih negativnih posledica - objašnjava dr Zdravković.

Raznolikost Zemljine kore

Zemljinu koru i omotač čine magmatske, metamorfne i sedimentne stene čiji mineralni sastav obuhvata desetak dominantnih mineralnih grupa, odnosno oko 100 mineralnih vrsta. Grupa feldspata je najzastupljenija sa oko 52 procenta, kvarca ima oko 12, piroksena 11 odsto; zatim, tu su liskuni, amfiboli i minerali glina sa oko 5 procenata, drugi silikati do 3 odsto, a nesilikati (karbonati kao kalcit i dolomit, oksidi - magnetit i sulfidi - pirit i pirotin) sa do 8 odsto sastava Zemljine kore. 

Po knjazu i Studenici

Postoji desetak minerala u Srbiji za koje je postojala mogućnost da budu priznati od strane Međunarodne mineraloške asocijacije i Komisije za nove minerale, imenovanje i klasifikaciju. Međutim, za sada su samo 4 minerala iz naše zemlje uvrštena na listu potvrđenih mineral, a tu je i jedan mineral koji je dobio status varijeteta minerala poznatog sastava. Sa tim u vezi, dosad je bilo i primera faza kristalizacije koje nisu zadovoljile kriterijume za njihovo priznavanje.
U Srbiji je 1957. godine pronađen dotad nepoznati takovit. Za pronalazak i ispitivanje zaslužan je geohemičar i minerolog, profesor Zoran Maksimović, akademik SANU. Mineral je poreklom iz područja Takova, što je tipski lokalitet po kome je imenovan i kao takav je ušao u svetsku literaturu. Takovit (eng. takovite) je po hemijskom sastavu hidratisani karbonat natrijuma i aluminijuma i može se smatrati relativno retkim mineralom, koji je do danas pronađen samo u još nekoliko država na svetu. Takovit se čuva u Zbirci minerala i stena RGF-a.
Mineral studenicit dobio je naziv po manastiru Studenici, a po hemijskom sastavu je natrijsko kalcijski hidratisani borat (eng. studenicite). Pronađen je u Jarandolskom basenu, u blizini Raške, i priznat je kao novi mineral 1994. godine. Studenicit je veoma redak - do danas njegovo prisustvo nije utvrđeno ni na jednom drugom lokalitetu u svetu, a i kod nas je prisutan u veoma malim količinama.
Godinu dana kasnije, 1995. godine, u Srbiji je pronađen još jedan mineral iz grupe borata. Mineral je dobio ime jarandolit (eng. jarandolite), prema tipskom lokalitetu gde je pronađen a to je Jarandolski basen - poznato ležište borata. O specifičnostima samog ležišta u smislu genetskih karakteristika i mineralnih parageneza koje se razlikuju od drugih svetskih ležišta borata sličnog genetskog tipa (u Turskoj i Kaliforniji) govori činjenica da su u ovoj oblasti pronađena dva nova minerala bora. Minerali bora su važni za dobijanje tog elementa, a kod nas su pored pomenutih prisutni i drugi minerali bora kao što su kolemanit (eng. kolemanite), hovlit (eng. howlite) i redak mineral lineburgit (eng. lyneburgite).
Posle dugog istraživanja, otkriven je i jadarit (eng. jadarite), mineral koji sadrži bor i litijum. Bor ima veoma široku primenu pa se, osim za pravljenje borne kiseline, koristi i za izradu posebnih legura metala, a ulazi u sastav mnogih industrijskih materijala kao što su borosilikatna stakla, sapuni i deterdženti, đubriva, lakovi i premazi za drvene površine, insekticidi, mikrobiocidi i drugo.

Baron Herder i milošin

Zanimljiva je i priča o mineralu milošinu. Dr Zdravković navodi da taj mineral nije priznat kao posebna vrsta već kao varijetet. Pronašao ga je baron Herder 1835. godine, na zapadnim padinama planine Željin, u Srbiji. Pronalazač je želeo da se mineral imenuje u čast kneza Miloša - ako se utvrdi da je novi mineral. Od tada su  hemičari i minerolozi u Srbiji i Nemačkoj proučavali taj nalaz da bi, krajem 20. veka, milošin bio priznat kao varijetet minerala iz grupe glina, odnosno kao hromni halojzit.
U drugoj polovini 19. veka otkrivena su i ispitivana dva minerala pronađena na Avali - avalit i aleksandrolit - koji nisu priznati kao posebne vrste.

Elementi retkih zemalja

Elementi retkih zemalja (ERZ) su oni iz grupe lantanoida kojih ima 15 - od lanana, cerijuma, neodimijuma, samarijuma, europijuma, gadolinijuma, iterbijuma, lutecijuma i drugih - kojima su dva elementa, skandijum i itrijum, sličnih hemijskih osobina. Iako su retki, ovi elementi su zastupljeniji u Zemljinoj kori od nekih drugih elemenata, odnosno metala kao što su olovo i bakar. Sagovornica “Planete” objašnjava da se njihova „retkost” ne odnosi na zastupljenost u Zemljinoj kori već na retko pojavljivanje i koncentrisanje. Jer, elementi retkih zemalja imaju takva svojstva da se, tokom procesa hlađenja magme i kristalizacije, rasejavaju u stenama, usled čega se retko lokalno koncentrišu i stvaraju ležišta.
Među ERZ izdvajaju se lantan i cerijum kao najzastupljeniji u Zemljinoj kori. Evo poređenja: olovo je u Zemljinoj kori zastupljeno sa svega 13 ppm (13 g/t), ali je dobijanje olakšano time što se galenit, njegov glavni rudni mineral, pojavljuje u mineralnim ležištima, gde olovo postiže do 3000 puta veću koncentraciju (takozvani Klark koncentracije - faktor obogaćenja) neophodnu za ekonomsku opravdanost eksploatacije.
- Elementi retkih zemalja grade sopstvene minerale ali se često pojavljuje više elemenata u strukturi, što predstavlja problem prilikom primene hemijsko-tehnoloških postupaka za njihovo razdvajanje. Koriste se u elektronici i energetici, odnosno skoro u svim tehnologijama za koje se zna - od medicinskih sredstava, mobilnih telefona, vetroturbina do oružja.

Najpoznatiji minerali koji predstavljaju rude za dobijanje elemenata retkih zemalja su monacit (fosfat ERZ), ksenotim (Y-fosfat) i bastnezit (Ce-fluorid karbonat). Osim elemenata retkih zemalja, ovi minerali često sadrže i male količine hemijskih primesa kao što su uranijum i torijum. Prisustvo uranijuma i torijuma kao radioaktivnih elemenata stvara problem u prerade minerala za dobijanje elemenata retkih zemalja, tako da se zbog njihovog prisustva često odustaje od eksploatacije rude - navodi dr Zdravković. Ona ističe da su minerali retkih zemalja prisutni na svim kontinentima, a nađeni su i u Srbiji. Ima ih u kiselim magmatskim stenama u vidu akcesornih (sporednih) minerala.  U manjim količinama koncentrišu se u pegmatitima vezanim za ove stene. Pegmatiti su u našoj zemlji zastupljeni na Ceru, Kukavici i Pasjači.  

Zlato, retko i dragoceno

Zlato je redak plemeniti metal koji se u prirodi najčešće pojavljuje u elementarnom stanju, a znatno ređe u vidu jedinjenja, kada pretežno gradi minerale teluride. Elementarno (samorodno) zlato je u prirodi retko kad čisto - uglavnom sadrži primese drugih metala, najčešće srebra. Sadržaj može da varira; ukoliko je srebro prisutno sa više od 20 procenata, to je onda prirodna legura zvana elektrum.  
Alena Zdravković navodi da je pojavljivanje zlata u obliku pravilnih poliedarskih formi - kristala, prava retkost. Najčešći se pojavljuje u vidu zrna, grumenja, ljuspastih agregata, dendrita ili žice. Zlato je često prisutno i u vidu primesa u sulfidnim mineralizacijama. Tokom prerada sulfidnih ruda, najčešće rude bakra, značajne količine zlata dobijaju se kao nusproizvod. To je slučaj i sa ležištima bakra u istočnoj Srbiji (Majdanpek na prvom mestu, Čukaru Peki…).
U Zemljinoj kori, koncentracija zlata iznosi samo oko 0,005 ppm (grama po toni). Velika vrednost ovog plemenitog metala ogleda se u činjenici da se ležišta sa veoma malim koncentracijama, oko1 gram po toni rude (1 ppm), mogu smatrati ekonomski isplativim.

Zlato iz bakra

U Srbiji postoje različiti tipovi ležišta zlata. Najznačajnija su Cu-Au ležišta Borske rudne oblasti, u istočnoj delu zemlje, iz kojih se zlato dobija kao nusproizvod tokom prerade sulfidnih ruda bakra. U istočnoj Srbiji se javljaju i brojna manja ležišta zlata u vidu zlatonosnih kvarcnih žica koja su ranije bila eksploatisana, a neka se i danas istražuju. Zanimljivo je da se kod nas zlato koncentriše u nanosima reka sa drenažnog područja zlatonosnih terena (reke Pek, Mlava, Neresnica…). Iz nanosa reke Pek, u okolini Kučeva, zlato je eksploatisano između dva svetska rata.

Ima zlata za budućnost  

Ukupna proizvodnja zlata u Boru, od 1938. do 2018. godine, iznosi oko 162 tone, dok ukupna proizvodnja zlata u rudniku bakra Majdanpek, do 2010. godine, iznosi oko 84 tone. Dr Zdravković otkriva da je „izvesno da će se viševekovna proizvodnja zlata na ovim prostorima nastaviti i u budućnosti“.
Zlato predstavlja podlogu za mnoge monete u svetu, za takozvano “zlatno pokriće”. Zlatne rezerve Republike Srbije su krajem 20. veka iznosile 32 tone. Zlato različite finoće (legure sa Cu, Ag, Zn...) koja se može izraziti u karatima ili promilima, koristi se za izradu nakita. Zlato finoće 585 odgovara 14-to karatnom zlatu, i ono u svom sastavu sadrži 585 hiljaditih delova zlata, dok ostatak čini neki legirajući elemenat.
Zbog provodljivosti, hemijske postojanosti i kovnosti, znatne količine zlata (oko 10 procenata godišnje proizvodnje) danas se koriste u industriji elektronskih komponenti - za izradu specijalnih vrsta provodnika i kontakata.  
Zlato se koristi i za izradu predmeta od plemenitih metala, zatim u stomatologiji, medicini i u staklarskoj industriji. U prošlosti se primenjivalo za bojenje stakla u različite nijanse crvene boje, a danas se koristi za izradu specijalnih stakala presvučenih tankim filmom čija je funkcija odbijanje toplote sunčevih zraka - na primer, za svemirske letelice ili klimatizovane zgrade.

O SAGOVORNICI

Dr Alena Zdravković od 2017. radi na Univerzitetu u Beogradu, Rudarsko geološkom fakultetu, na mestu kustosa Zbirke minerala i stena pri Departmanu za mineralogiju, kristalografiju, petrologiju i geohemiju. Od 2021. angažovana je kao docent na Univerzitetu u Banjaluci, na Rudarskom fakultetu u Prijedoru. Doktorirala je 2020. na RGF-u. Link ka Zbirci minerala i stena RGF-a : Zbirka_minerala i stena

Branka Jakšić
Fotografije: lična arhiva i B. Jakšić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"