भूगर्भातील खजिना – खनिजविश्वाची एक सफर

डोंगर पोखरून उंदीर काढणे म्हणजे अफाट मेहनत घेऊनही निरर्थक अशी फलप्राप्ती होणे हे आपल्याला माहीत आहे. या निरर्थकपणात उंदीर या प्राण्याबद्दल भाष्य आहे की निव्वळ त्याच्या आकाराबद्दल? उंदराऐवजी जर हत्ती निघणार असेल तर ते कितीसे निरर्थक समजले जाईल? आणि जर तो हत्ती सोन्याचा असेल तर बहुतेक प्रश्न विचारण्याचे कारणच उरणार नाही. जगातल्या सोन्याच्या खाणींतील सोन्याचे सरासरी प्रमाण साधारणपणे एक टन जमिनीत एक ग्रॅम सोने असे आहे. त्या हिशेबाने पुण्यातल्या पर्वतीच्या टेकडीत जर त्याच प्रमाणात सोने असेल तर, एका हत्तीच्या वजनाइतके सोने निघेल.

वास्तवात अर्थातच प्रत्येक दगडात सोने नसते. त्यामुळे खाणकाम करताना खनिज असलेल्या जमिनीपर्यंत (ore) पोहोचण्यासाठी सरासरीने जवळजवळ पाचपट जास्त आजूबाजूची इतर जमीन खणावी लागते. ते हिशेबात घेता, पर्वतीच्या आकाराच्या टेकडीतून एखाद्या रानगव्याच्या वजनाइतके सोने मिळू शकेल असं म्हणायला हरकत नाही. हेच गणित पुढे चालवले तर अख्ख्या कळसूबाईच्या आकाराच्या डोंगरातून साधारणपणे ८०० टन इतके सोने मिळेल. योगायोगाने भारतीय सरकारच्या तिजोरीत (Gold Reserves) साधारण तेवढेच सोने१ आहे. आजवर जगात उत्पादन केलेले सोने एकत्र आणलं आणि ते वानखेडे स्टेडियमच्या इनफिल्डमध्ये ठेवले तर त्याची उंची तीस फूट भरेल. पण त्याकरता पाच-सहा एव्हरेस्ट पर्वत नाहीसे होतील२ इतकी जमीन आजवर खणली गेली आहे!

सध्याच्या जगात काही धातूंना विशेष महत्त्व आलेले आहे. जागतिक व्यापाराच्या अनिश्चिततेमुळे सोन्याला विशेष भाव आलेला आहे. जागतिक पर्यावरणबदल (Climate Change) आटोक्यात आणण्यासाठी आवश्यक असलेले ग्रीन रिव्होल्युशनचे अत्याधुनिक तंत्रज्ञान तांबे, निकेल, कोबाल्ट आणि दुर्मीळ खनिजे (rare earth minerals) इत्यादींशिवाय बनवणे शक्य नाही. पेट्रोल, डिझेल आणि कोळसा या प्रदूषण निर्माण करणार्‍या इंधनांचा वापर कमी करण्यास अत्यावश्यक असलेल्या आधुनिक बॅटर्‍यांसाठी लिथियमसारख्या धातूंची मागणी झपाट्याने वाढली आहे. कृत्रिम बुद्धिमत्तेसाठी (AI – Artificial Intelligence) आवश्यक असलेल्या पायाभूत सुविधांच्या उभारणीत सुरू असलेल्या तीव्र स्पर्धेमुळे तांबे, लोखंड, अ‍ॅल्युमिनीयम, टायटेनियम इत्यादी धातूंच्या मागणीत झपाट्याने वाढ होत आहे. पारंपरिक उद्योगांना आवश्यक असलेल्या टिन, अ‍ॅल्युमिनियम वगैरे तुलनेने सहज सापडणाऱ्या, त्यामुळे स्वस्त असणाऱ्या धातूंची गरजही वाढतच आहे. 

या पार्श्वभूमीवर एखादे खनिज जमिनीतून काढल्यानंतर त्यापासून आपल्या मोबाईलमध्ये, कारच्या बॅटरीत, विजेच्या तारेत किंवा एखाद्या आण्विक अस्त्रात पोहोचण्यायोग्य धातूमध्ये रूपांतरित कसे होते, या प्रवासाची ही थोडक्यात ओळख. ही प्रक्रिया ढोबळमानाने सर्व धातूंसाठी सारखीच आहे. 

खनिजांचा शोध

 या प्रवासातील पहिला टप्पा हा मिनरल एक्सप्लोरेशन म्हणजे खनिजांचा पृथ्वीवरील शोध. पण हा शोध घेण्याकरता मुळात पृथ्वीवर ही खनिजे आलीच कशी आणि ती पसरली कशी हे थोडक्यात पाहू. पृथ्वीवर असलेल्या सर्व मूलद्रव्यांचा जन्म कोणत्या ना कोणत्या तार्‍यांमध्ये झालेला आहे. तार्‍यांच्या गाभ्यात ज्या क्रियेमुळे प्रकाश निर्माण होतो त्या आण्विक प्रक्रियेत (nuclear fusion) काही मूलद्रव्ये बनतात तर काही प्रचंड तार्‍यांचा विस्फोटामुळे निर्माण होतात. अशा विस्फोटांमुळे ही तार्‍यांची "धूळ" अंतराळात विखुरली जाते. कालांतराने या विखुरल्या गेलेल्या धुळीतून पृथ्वीसारखे ग्रह निर्माण होतात. ग्रहाचा जन्म होत असताना ग्रह अनेक शतके प्रचंड तापमानाचा एक गोळा असतो. त्यात ही वितळलेली मूलद्रव्ये त्यांच्या घनतांनुसार ग्रहाच्या गाभ्याकडे किंवा पृष्ठभागाकडे वाहत जातात. गोळा थंड होऊन त्याचा ग्रह तयार होताना भौतिक-रासायनिक प्रक्रियांमुळे या मूलद्रव्यांचा साठा तयार होत जातो. अनेक मूलद्रव्यांच्या रासायनिक प्रक्रिया होऊन त्यांपासून वेगवेगळी खनिजे निर्माण होतात. पुढे ज्वालामुखी, भूकंप, जमिनीतील उष्ण पाणी आणि इतर रसायनांत विरघळल्यामुळे ही खनिजे नैसर्गिकरित्या काही जागी जमा होतात. या भूगर्भशास्त्रीय पॅटर्न्सचा अभ्यास करून, कोणती खनिजे कोठे आढळू शकतील याचा अंदाज बांधता येतो. पृथ्वीचा प्रचंड आकार पाहता, या खनिजांचा शोध घेणे हा खनिज उत्पादनाच्या प्रक्रियेतील सर्वांत कठीण टप्पा समजला जातो. म्हणूनच एखाद्या मौल्यवान खनिजाचा साठा ज्यांना सापडतो त्यांना फार मोठा आर्थिक नफा होण्याची शक्यता असते. यामुळे फक्त मिनरल एक्स्प्लोरेशन हाच एक मोठा उद्योग आहे. अनेक कंपन्यांचा व्यवसाय केवळ मूलद्रव्यांचे साठे शोधणे, त्याचे हक्क विकत घेणे आणि मग ते एखाद्या मोठ्या खनिज उत्पादन करणार्‍या कंपनीला विकणे असा आहे. अमेरिकेच्या पश्चिमेतील राज्यांत एक्सप्लोरेशन करणारे काही शास्त्रज्ञ त्यांच्या खनिज शोधनाच्या कहाण्या आपण जणू काही वाईल्ड वेस्ट 'काऊबॉय' आहोत अशा थाटात सांगत असतात. सोन्यासारख्या धातूचे विघटन सहजी होत नाही आणि तो फार संयुगेही बनवत नाही. त्यामुळे केवळ नदीच्या खोर्‍यातला गाळ चाळून सोन्याचे दाणे मिळवताना हॉलीवूड सिनेमांत तुम्ही कदाचित पाहिले असेल. पण असे सहजी जमिनीत सापडणारे सोने लोकांची केव्हाच नाहीसे केले आहे. पण सध्याचा बहुतांश शोध हा अत्याधुनिक सामुग्रीच्या मदतीनं होतो. भूगर्भशास्त्रज्ञ (geologist) प्रथम नकाशे, भूवैज्ञानिक (geological) माहिती, (कृत्रिम) उपग्रहांनी काढलेले फोटो यांचा अभ्यास करून निवडक जागा एक्स्प्लोरेशनसाठी निवडतात. अशा जागांवरून मातीचे नमुने चाचणीसाठी घेतले जातात. या नमुन्यांत जर पुरेसे खनिज आढळले तर त्या ठिकाणी खोलवर ड्रिल करून जमिनीचे नमुने घेतले जातात. याला 'कोअर सॅम्पल' (Core Sample) असे म्हणतात. 

या नमुन्यांची चाचणी करून खनिजाची 'ग्रेड', म्हणजे एकूण जमिनीत किती ग्रॅम मूलद्रव्ये (grams/Ton) आहेत याची सरासरी काढली जाते. तत्कालीन बाजारात साधारणपणे प्रत्येक धातूसाठी किमान किती ग्रेड असल्यास त्याचे उत्खनन नफ्याचे ठरू शकेल याची ढोबळ गणिते भूगर्भशास्त्रज्ञ मांडतात. नफा देण्याइतपत ग्रेड आहे हे ठरल्यानंतर एक्स्प्लोरेशनच्या पुढच्या पायरीत एकूण खनिजसाठा किती आहे, तो किती खोलवर आणि कसा पसरला आहे हे पाहिले जाते. या करता हजारो ठिकाणी अशी कोअर ड्रिल्स करण्याची गरज पडू शकते. अनेकदा हा खनिजसाठा जमिनीखाली हजारो मीटर खोलीला सापडतो. उदाहरणार्थ, दक्षिण आफ्रिकेतील मपेनेंग (Mponeng) खाण जमिनीखाली चार हजार मीटर अंतरावर आहे. या नमुन्यांच्या चाचण्या केल्यानंतर त्यावरून जमिनीत असलेल्या मूलद्रव्यांचे मोजमाप केले जाते आणि त्याचा नकाशा बनवला जातो. या एकूण मूलद्रव्यांच्या साठ्याला मिनरल रिसोर्स असे म्हणतात आणि त्यातला जो साठा तांत्रिकदृष्ट्या आणि आर्थिकदृष्ट्या उपसला जाऊ शकतो त्याला मिनरल रिझर्व्ह असे म्हटले जाते. या माहितीच्या आधारे खनिज उत्पादनाच्या पुढील टप्प्यांकडे प्रवास सुरू होतो. 

प्राथमिक व्याप्ती (Scoping Study) 

पुरेसा खनिजसाठा जमिनीत उपलब्ध आहे हे एकदा निश्चित झाले की प्रवासाच्या दुसर्‍या टप्प्याची सुरुवात होते. जमिनीतील खनिजाचे उत्पादन करणे हे आर्थिकदृष्ट्या फायदेशीर आहे का? हे उत्पादन करण्यास कोणत्या प्रकारच्या तांत्रिक आणि रासायनिक प्रक्रिया वापराव्या लागतील? खनिज उत्पादन करण्यास जमीन कशाप्रकारे खणावी लागेल? ज्या ठिकाणी खनिज उत्पादन करायचे आहे तिथे कोणत्या परवान्यांची आवश्यकता लागेल? या प्रकल्पासाठीचा पैसा कोठून आणि किती उभारायचा? यासारख्या प्रश्नांची उत्तरं या टप्प्यात शोधली जातात. 

या टप्प्यात सर्वप्रथम एकूण साठ्यातून अपेक्षित मूलद्रव्याच्या उत्पन्नाचा एक संकल्पनात्मक आराखडा (conceptual model) बनवला जातो. या आराखड्यात जमिनीत सापडलेल्या मूलद्रव्यांच्या उत्पादनाची ढोबळ प्रक्रिया कागदावर मांडली जाते, याला प्रोसेस फ्लो डायग्राम (PFD) असे म्हणतात. ऐतिहासिक माहितीच्या आधारे एकूण उत्पादनास किती खर्च येईल (CapEx आणि OpEx) याचा ढोबळ अंदाजही लावला जातो. त्याशिवाय जमीन खणण्याचा प्राथमिक बेत (mining plan) कागदावर मांडला जातो. जमिनीत एक मोठा खोलवर खड्डा करायचा का भुयारे खणून जमिनीत मूलद्रव्ये आहेत तिथेच खाणकाम करायचे हा महत्त्वाचा निर्णय या वेळेस घेतला जातो. जमिनीत मोठा खड्डा असलेल्या खाणकामास 'ओपन-पीट' मायनिंग असे म्हणतात, तर दुसर्‍या प्रकारास अंडरग्राउंड मायनिंग असे म्हणतात. बहुतांश मूलद्रव्ये पृथ्वीवर, जमिनीत घनरूपात आढळतात. पण लिथियमसारखी काही मूलद्रव्ये जमिनीतील क्षारयुक्त द्रवात विरघळलेल्या स्वरूपातही आढळतात. द्रवात आढळणार्‍या मूलद्रव्यांचा उपसा जमिनीत बोअरवेल खणून त्याद्वारे केला जातो. खनिज उत्पन्नाच्या एकूण खर्चात या खाणकामाचा खर्च बराच असतो.

ह्या पायरीतील मांडल्या गेलेलेल्या एकूण खर्चाच्या अंदाजाची अचूकता ‌उणे-अधिक पन्नास टक्क्यापर्यंत असते. याच वेळी या ढोबळ मॉडेलमध्ये काही मूलभूत त्रुटी (fatal flaws), नाहीत हे तपासले जाते. या माहितीच्या आधारे ह्या प्रकल्पावर अधिक खर्च करायचा आणि प्रकल्प पुढे न्यायचा की नाही हा महत्त्वाचा निर्णय घेतला जातो. जगातील बहुतांश प्रकल्प या पायरीच्या पुढे जात नाहीत. यावरून एक्सप्लोरेशन, कोअर ड्रिलींग आणि नमुन्यांच्या चाचणीचे महत्त्व लक्षात येईल.

व्यवहार्यतेची तपासणी

कन्सेप्चुअल मॉडेल जर यशस्वी ठरले तर प्रकल्पाची वाटचाल व्यवहार्यतेची तपासणी (feasibility study) या पुढच्या टप्प्याकडे होते. यामध्ये खाणकामाची आखणी जास्त सविस्तरपणे केली जाते. अचानक पडलेल्या पावसाने खाणीत पूर येण्याची शक्यता आहे का आणि असल्यास त्या पाण्याचा निचरा दुसर्‍या मार्गाने करण्यासाठी काय पर्याय आहेत हे तपासले जाते. ड्रिल करून मिळालेल्या नमुन्यांच्या तपशिलवार चाचण्या करून खनिज उत्पादनांस कोणत्या रासायनिक प्रकिया कराव्या लागतील याची खात्री केली जाते. या चाचण्यांच्या निकषांनुसार अधिक तपशीलवार PFDs निर्माण केल्या जातात. खनिज उत्पादनातल्या महत्त्वाच्या रासायनिक प्रकिया या टप्प्यात निश्चित केल्यात जातात. यावरून उत्पाद्नाच्या मुख्य यंत्रासामुग्रीची निवड करून 'मिनरल प्रोसेसिंग प्लांट'ची (प्रकल्प) प्राथमिक आखणी केली जाते.

ही आखणी करताना या प्रक्रियेतून किती शुद्धतेचा धातू मिळवता येईल याचा अभ्यास केला जातो. अशा प्रकल्पामधून दोन प्रकारचे "शुद्ध" धातू मिळवता येतात. पहिल्या प्रकाराला कॉन्सन्ट्रेट (concentrate) असे म्हणतात. यातील अपेक्षित धातूची शुद्धता पन्नास ते ऐशी टक्क्यांइतकी असते. दुसर्‍या प्रकाराला 'डोरे' (Dore) असे म्हणतात ज्याची शुद्धता ऐशी ते पंच्याण्णव टक्यांपर्यंत असते. या दोन्हीत अपेक्षित धातू (product) बरोबर गुणधर्मांत साधर्म्य असलेले इतर धातूही काही प्रमाणात असतात. त्याशिवाय पृथ्वीवर सहज आढणारे लोह इत्यादी धातूंची 'भेसळ'ही यात असते. खनिजापासून कॉन्सन्ट्रेट मिळवण्यापेक्षा नव्वद टक्क्यांपासून नव्व्याण्णव टक्के शुद्ध धातू मिळवणे हे जास्त खार्चिक आणि किचकट काम असते. म्हणून असे प्रकल्प सहसा पंच्चाण्णव टक्क्यांपेक्षा जास्त शुद्ध धातू बनवत नाहीत. नव्व्याण्ण्व टक्क्यांपेक्षा शुद्ध धातू बनवण्याची प्रक्रिया स्मेल्टिंग आणि रिफायनिंग (smelting & refining) प्रकल्पांत होते. स्मेल्टिंग आणि रिफायनिंग प्रकल्प मिनरल प्रोसेसिंगमधील सर्वांत जास्त प्रदूषण करणारे प्रकल्प आहेत. या प्रकल्पांमुळे होणार्‍या पर्यावरणाच्या हानीमुळे दिवसेंदिवस स्मेल्टिंग आणि रिफायनिंग प्रकल्प उभारण्यास अनेक देशांमध्ये विरोध होतो आहे. याच कारणामुळे ज्या देशांत प्रदूषणाचे नियम शिथिल आहेत अशा ठिकाणी स्मेल्टिंग आणि रेफायनिंग प्रकल्प चालू आहेत असे दिसून येते. स्मेल्टिंग आणि रिफायनिंगमध्ये एकेकाळी विकसित देश आघाडीवर होते, पण हळूहळू ते प्रकल्प बंद होऊन विकसनशील देशांकडे जात आहेत. चीन या प्रकल्पांमध्ये जगातील आघाडीचा देश आहे. त्याशिवाय आफ्रिकेतील काही देश, फिलीपाईन्स, भारत इत्यादी विकसनशील देशांत नवीन स्मेल्टिंग आणि रिफायनिंग प्रकल्प प्रामुख्याने बनवले जात आहेत.

जमिनीतल्या खनिजांमध्ये अपेक्षित मूलद्रव्ये असलेल्या संयुगाबरोबरच इतर काही संयुगे असतात, ज्यांचा रासायनिक प्रक्रियेत आणि पर्यायाने उत्पादनप्रक्रियेवर मोठा परिणाम होऊ शकतो. उदाहरणार्थ, अनेकदा सोने असणार्‍या खनिजांबरोबर आर्सेनिक हा अत्यंत विषारी धातूही आढळतो. त्याच बरोबर पारा हा विषारी धातूही इतर धातूंच्या खनिजांत आढळतो. या धातूंची योग्य विल्हेवाट लावण्यास विशेष रासायनिक प्रक्रिया वापराव्या लागतात; याचा उत्पादन प्रक्रियेवर आणि एकूण प्रकल्पाच्या खर्चावर मोठा परिणाम होऊ शकतो. प्रोसेसिंग प्लांट्ची आखणी करताना या गोष्टींचाही विचार या टप्प्यात केला जातो. त्याच बरोबर निवडलेल्या प्रक्रियांचे फायदे-तोटे, त्यांचे किंमत-नफा विश्लेषण (cost-benefit analysis) या टप्प्यात केले जाे.

या सर्व गोष्टींचा अभ्यास केल्यानंतर मिनरल प्रोसेसिंग प्रकल्पाचे स्वरूप स्पष्ट होत जाते. आता हा प्रकल्प चालवण्याकरता लागणार्‍या विजेचा प्रश्नही या टप्प्यात हाती घेतला जातो. अशा प्रकल्पांकरता लागणार्‍या विजेची मागणी प्रचंड असतो. मध्यम आकाराच्या सोन्याच्या अथवा तांब्याच्या खाणीला साधारणपणे १०० ते ३०० मेगावॉट इतकी वीज लागू शकते. ही विजेची गरज पुरवण्याची (वाढीव) क्षमता खाणीच्या जवळील विद्युतऊर्जाकेंद्रात आहे का हे पाहिले जाते. प्रकल्पाला वीज पुरवण्याकरता स्वतःचे विद्युतऊर्जाकेंद्र उभारायचे का जवळच्या केंद्राला आर्थिक मदत देऊन त्याची क्षमता वाढवायची याचा निर्णय घेतला जातो. विद्युतऊर्जाकेंद्र उभारायचे असेल तर त्याकरता कोणते पर्याय आहेत याचाही अभ्यास केला जातो. नैसर्गिक वायूद्वारे केलेली उर्जानिर्मिती हा पर्याय सहसा व्यावहारिक असतो. पण अनेक दुर्गम जागी नैसर्गिक वायूपुरवठा करणारी यंत्रणाच उपलब्ध नसते. जवळच्या पुरवठा केंद्रापासून खाणीपर्यंत हा वायू नळांतून पुरवण्याची व्यवस्था स्वतः उभारायची का स्थानिक पुरवठा कंपनीला आर्थिक साहाय्य देऊन उभारायची हा प्रश्न सोडवला जातो. गेल्या काही वर्षांत झालेल्या प्रगतीमुळे अनेक खाणी आता इतर पर्यांयांच्या जोडीने सौर ऊर्जेचाही वापर करतात. जर जमिनीतील उष्णता वापरून वीज निर्माण करता येत असेल तर जिओथर्मल ऊर्जाक्रेंद्र उभारता येईल का हे तपासले जाते. प्रत्येक प्रश्न सोडवताना त्याचा खाणीच्या एकूण बजेटवर होणारा परिणाम, त्याच परतावा इत्यादीचा हिशेब करून मगच योग्य पर्याय निवडला जातो. 

विजेबरोबरच प्रोसेसिंग प्रकल्पाची पाण्याचीही मागणी फार मोठी असते. आणि त्यामुळे पाण्याचा खर्चही मोठा असतो. विजेप्रमाणेच पाण्याचा पुरेसा पुरवठा स्थानिक केंद्रातून होण्याची शक्यता कमी असते. त्याशिवाय जमिनीतून पाण्याचा किती उपसा करता येईल यावरही अनेकदा स्थानिक कायद्यांप्रमाणे बंधन असते. बहुतांश सर्वच खाणींच्या रचनेमध्ये पाण्याचा पुनर्वापर (recycling) कसा करता येईल याकडे लक्ष दिले जाते. पाण्याचा वापर पुष्कळ असेल तर पाणी पुर्नवापर केंद्राची (recycling plant) भरती मुख्य प्रकल्पामध्ये केली जाते. 

कोणकोणत्या रासायनिक प्रक्रिया खनिजावर कराव्या लागणार आहेत हे एकदा नक्की झाले की त्याकरता आवश्यक असलेल्या रसायनांची सोय कशी करायची याचीही आखणी या टप्प्यात केली जाते. प्रोसेसिंग प्लांट चालवण्याच्या खर्चात (Operational Cost – OpEx) या रसायनांच्या (reagents) खर्चाचा वाटा पुरेसा असल्याने तो कसा कमी करता येईल याचा अभ्यास यावेळी केला जातो. प्रतिदिवस एकूण खप किती आहे? कोणती रसायने सहजी उपलब्ध आहेत आणि कोणती दुर्लभ आहेत या माहितीवरून प्रोसेसिंग प्लांटमध्ये एकूण किती दिवसांचा साठा करायचा हे ठरवले जाते. सहजी उपलब्ध असलेल्या रसायनांचा पाच ते सात दिवसांचा साठा पुरेसा असेल मात्र जी रसायने दुर्लभ असतील त्यांसाठी अनेकदा महिना-दोन महिन्यांचा साठा केला जातो. रसायनांचा पुरवठा वाहनामार्फत करता येईल का? खाण जवळच्या व्यापारी मार्गांना जोडलेली आहे का? रसायनांचा खप जर खूप असेल आणि बंदरापासून पुरवठा करणे शक्य असेल तर व्यापारी बोटींनी अशा रसायनांचा पुरवठा करणे जास्त व्यावहारिक ठरू शकते. मात्र मोठ्या प्रमाणावर मागवलेल्या रसायनांचा साठा कोठे करता येईल हा प्रश्न सोडवावा लागतो. या साठ्यासाठी खाणीच्या प्रकल्पात व्यवस्था करायची का बंदराजवळ एखादी व्यवस्था भाड्याने घेणे फायद्याचे ठरेल हे पाहिले जाते. 

तयार रसायनांचा पुरवठा योग्य ठरेल का कच्च्या मालाची आवक करून त्यापासून रसायन ऐनवेळी बनवणे जास्त योग्य हे ठरवले जाते. अनेक धातूंच्या खाणींमध्ये सायनाईडसारखी विषारी, तीव्र-संहत आम्लं किंवा सल्फाईड किंवा अमोनियासारखे अत्यंत धोकादायक वायू निर्माण करणारी रसायने वापरली जातात. त्यांचा वाहनामार्फत पुरवठा करताना, खाणीत साठा करताना आणि ही रसायने हाताळण्यासाठी विशेष यंत्रणा उभारावी लागते. यांतली काही रसायने ज्वलनशील किंवा स्फोटक असतील तर त्याकरता अग्निशमन व्यवस्थेची आखणीही करावी लागते. या प्रत्येक प्रश्नाच्या उत्तराचा खाणीच्या एकूण खर्चावर मोठा परिणाम होऊ शकतो म्हणून या टप्प्यांत हे सर्व प्रश्न सोडवणे आवश्यक ठरते. 

हजारो किलोग्रॅम धातुके (ore) प्रोसेसिंग प्लांटमधून गेल्यानंतर त्यातून एखादा ग्रॅम मूलद्रव्य मिळते हे आपण वरती पाहिले. म्हणजेच, खणलेली जवळजवळ सगळी जमीन ही धातू काढल्यानंतर शिल्लक राहते. त्याशिवाय वेगवेगळ्या रासायनिक प्रक्रियांतून गेल्यानंतर उरलेली रसायनेही त्यात मागे शिल्लक राहतात. या उत्सर्जिताला टेलिंग्ज (tailings) असे म्हणतात. ह्या टेलिंग्जचा बंदोबस्त कसा करायचा हा या टप्प्यातली एक महत्त्वाचा प्रश्न असतो. टेलिंग्जचा बंदोबस्त दोन प्रकारे केला जातो. स्लरी (slurry) टेलिंग्ज म्हणजे माती-वाळू, रसायने इत्यादींचे प्रवाही मिश्रण, ज्यात पन्नास ते साठ टक्के पाणी असते. या स्लरीमधून जमेल तितके पाणी जर काढून घेतले तर घट्ट चिखलासारखे जे उरते त्याला फिल्टर्ड (filtered) टेलिंग्ज्स असे म्हणतात. ह्या टेलिंग्ज्सचा एकदा साठा केला की तो अनेक दशके आणि शतकेही अबाधित राहू शकतो. 

स्लरी-टेलिंग्ज प्रवाही असल्याने त्याची हाताळणी पंपाद्वारे करणे सोपे पडते. पण त्याच वेळी त्यात पुष्कळ पाणी असल्याने त्याचा साठा करायला पुष्कळ जास्त जागा लागते. प्रवाही असल्यामुळे याचा बंदोबस्त करण्यासाठी एक मोठे धरण बांधून त्यात याचा साठा केला जातो. या धरणाच्या सर्व बाजूंना ज्यातून पाणी झिरपणार नाही असे एक विशेष आवरण लावले जाते. जेणेकरून स्लरीतील रसायने जमिनीत जाऊन जवळच्या ओढ्यांत, नद्यांमध्ये विषबाधा होणार नाही. खाणींसाठी बांधलेली ही टेलिंग्जची मोठी धरणे वरून एखाद्या मोठ्या तलावासारखी दिसतात. त्यामुळे अनेकदा वन्यजीव त्यातील पाणी पिण्यासाठी येतात; बदके वगैरे त्यात उतरतात आणि जिवाला मुकतात. हे टाळण्याकरता धरणाच्या पृष्ठभागावर तरंगणारे चेंडू टाकून ते पूर्णपणे झाकले जाते. आजूबाजूला कुंपण घालून वन्यप्राण्यांना धरणाजवळ जाण्यास अटकाव घातला जातो. अशा अनेक धोक्यांमुळे स्लरी टेलिंग्ज तलावांची रचना अत्यंत काटेकोरपणे करावी लागते. 

स्लरी विशिष्ट प्रकारच्या फिल्टरांमधून गाळून घेतली तर त्यातील पाण्याचे प्रमाण दहा टक्क्यांपेक्षा कमी करता येऊ शकते. स्लरी टेलिंगमधील अनेक धोके ती गाळल्याने कमी होतात. मुळातच फार पाणी नसल्याने जमिनीत पाणी झिरपून विषबाधा होण्याची शक्यता कमी होते. पाण्याचे प्रमाण अत्यंत कमी असल्याने याचा साठा करणे सोपे जाते आणि त्यास जागाही कमी लागते. धरणाचा बांध फुटून स्लरी पसरण्याचा धोकाही कमी होतो. यातील मुख्य तोटा म्हणजे या प्रकल्पासाठी होणारा एकूण खर्च. या फायद्या-तोट्यांचा अभ्यास करून स्लरी गाळण्यासाठीचा फिल्टरींग प्लांट प्रोसेसिंग प्रकल्पात सामाविष्ट करायचा का नाही याचा निर्णय घेतला जातो.

वरील सर्व तांत्रिक, आर्थिक आणि व्यावहारिक बाबींचा तपशीलवार अभ्यास करून सुयोग्य पर्याय निवडले जातात आणि त्याला अनुसरून पहिल्या टप्प्यात बनवलेल्या PFDs अंतिम स्वरूप घेऊ लागतात. या दुसर्‍या टप्प्याच्या शेवटी मांडला गेलेला संपूर्ण प्रकल्पाचा आराखडा या नंतर तत्त्वत: बदलत नाही. यावरून काढलेल्या प्रकल्पाच्या एकूण खर्चाची अचूकता दहा टक्क्यांच्या आतमध्ये असते. 

खनिज उत्पन्नाचा प्रकल्प यशस्वी होण्याकरता हा दुसरा टप्पा अत्यंत महत्त्वाचा आहे. विशेषतः जर या प्रकल्पाकरता लोक-गुंतवणूकीची गरज असेल तर तपशिलवार अहवाल जाहीर करावा लागतो. गुंतवणूकदारांकरता बनवलेल्या या अहवालाला बँकेबल फिजीबीलीटी स्टडी (Bankable Feasibility Study) असेही म्हणतात. या अहवालात मिनरल रिझर्व्ह, PFD, mining plan, एकूण खर्च (CapEx & OpEx), टेलिंग्ज डिझाईन, इत्यादी सर्व माहिती जाहीर केली जाते. त्याशिवाय या अहवालात कशाचा सामावेश करावा याबद्दल प्रत्येक देशांमध्ये जे काही नियम आहेत त्याची अंमलबजावणी केली जाते. 

प्रकल्पाला आर्थिक गुंतवणूक मिळाली की तिसर्‍या टप्प्याची सुरुवात होते. या टप्प्यात प्रकल्पाचे इंजिनीअरिंग पूर्णत्वाला नेले जाते. यामध्ये प्रकल्पातील मोठमोठ्या यंत्रसामुग्रींपासून प्रत्येक नट-बोल्टपर्यंत डिझाईन करून ते कागदावर उतरवले जाते. वीजनिर्मितीपासून ते वितरणापर्यंतची तपशीलवार आखणी केली जाते. टेलिंग्ज प्लांट, रिएजंट्स प्लांट्स, पाण्यासाठी रिसायकलिंग प्लांट इत्यादी सुविधांची पूर्ण आखणी करून त्यांना मुख्य प्रकल्पाला जोडण्यासाठी आवश्यक असलेले डिझाईन पूर्ण केले जाते. अशा मुख्य प्रकल्पाचे संपूर्ण डिझाईन बनवून ते त्या-त्या शाखेच्या परवानाधारक अभियंत्यांकडून मंजूर करून घेतले जाते. परवानाधारक अभियंत्यानी मंजूर केल्याशिवाय शिवाय प्रकल्पाच्या बांधकामाला तांत्रिकदृष्ट्या अनुमती मिळत नाही. 

प्रकल्पाची उभारणी (construction) करण्यास अनेक प्रकारचे परवाने मिळवावे लागतात. हे परवाने मिळण्याकरता स्थानिक आणि केंद्रातील सरकारी संस्थाच्या वेगवेगळ्या गरजांची पूर्तता करावी लागते. यामध्ये प्रकल्पातून उत्सर्जित होणारे वायू, सांडपाणी, रसायने इत्यादींसाठी प्रकल्पाच्या डिझाईनमध्ये काय सोय आहे हे या संस्था तपासून पाहतात. या संस्थेच्या प्रतिनिधींनी वेळोवेळी येऊन याची चाचणी करता यावी याचीही सोय या डिझाईनमध्ये करावी लागते. 

गुंतवणूकदार प्रकल्पात पैसे गुंतवताना प्रकल्पाला विमाकंपनीने आलबेल दिलेले आहे का नाही याची खात्री करून घेतात. विमाकंपनी विमा देण्याअगोदर प्रकल्पातील धोके तपासून घेते. ज्वलनशील आणि स्फोटक वस्तूंचा साठा, त्याची आख़णी मान्यताप्राप्त नियमांनुसार झालेली आहे का नाही. अग्निशमन व्यवस्थेची सोय योग्य प्रकारे केलेली आहे का नाही, टेलिंग्जच्या आखणीत योग्य ती काळजी घेतली आहे का नाही, इत्यादींची खात्री करूनच प्रकल्पाचा विमा मंजूर केला जातो. 

परवाने मिळाल्यानंतर लगेचच एकीकडे प्रकल्पातील यंत्रसामुग्रीची खरेदी करण्यास सुरुवात होते. दुसरीकडे खाण खणण्याची सुरुवात केली जाते. त्याच वेळी टेलिंग्जसाठी आणि इतर यंत्रसामुग्री उभारण्यास आवश्यक असलेली पायाभरणी केली जाते. पुढील वर्ष-दोन-वर्षांत संपूर्ण प्रकल्पाची उभारणी केली जाते. उभारणी झाल्यानंतर प्रकल्पाचे काम मूळ डिझाईनप्रमाणे होते आहे का नाही हे तपासले जाते. यावेळी आलेल्या तांत्रिक अडचणी सोडवल्या की अखेर प्रकल्प धातूच्या उत्पादनासाठी तयार होतो. धातूच्या प्रथम उत्पादनाचा दिवस प्रकल्पाच्या आणि धातूच्या प्रवासातील एक मुख्य टप्पा पूर्ण करतो खनिज उत्पादनातील पुढचा आणि शेवटचा टप्पा म्हणजे उत्पादन वाढवून गुंतवणूकदारांना नियमितपणे नफा मिळवून देणे.

या सर्व टप्प्यांतून जाऊन धातूचे उत्पादन करण्यास अनेक वर्षांचा कालावधी जातो. कधी बाजारातील धातूची किंमत पडल्यास आर्थिकदृष्ट्या प्रकल्पाचे भवितव्य धोक्यात येते; तर कधी धातूची किंमत वाढल्याने तोट्यातील प्रकल्पांमध्ये पुन्हा गुंतवणूकदारचा रस निर्माण होतो.  पहिला टप्पा पूर्ण केलेल्या प्रकल्पांपैकी फक्त एक टक्क्यापेक्षा कमी प्रकल्प धातूंचे उत्पादन करण्यात यशस्वी होतात.

मी सध्या काम करत असलेल्या एका प्रकल्पासाठी परवाना मिळण्याची एक मोठी गमतीदार अट आहे. ज्या भागात प्रकल्पाची बांधणी होणार आहे तिथे एका संकटग्रस्त (endangered) प्रजातीची वाळवंटी कासवे प्रजननासाठी येतात. त्यांच्या योग्य स्थलांतराची व्यवस्था केल्याशिवाय या प्रकल्पास एका सरकारी खात्याकडून मंजूरी मिळणार नाही. स्थलांतराची व्यवस्था करण्यासाठी मुळात एकूण कासवांची संख्या, त्यांचा प्रजननकालातील वावर आणि स्थलांतरयोग्य जागेची निवड इत्यादी गोष्टींची पूर्तता करावी लागेल. सरकारी नियमानुसार ज्या वर्षी त्यांचे स्थलांतर करायचे त्याच वर्षी त्या भागातली कासवांचे सर्वेक्षण करून स्थलांतराचे बेत आखता येतील. कासवांचा प्रजनन काल साधारण पाच-सहा आठवड्यांचा आहे. त्या पाच-सहा आठवड्यांत जर सर्वेक्षण यशस्वी झाले नाही, तर ते सर्वेक्षण आणि संपूर्ण प्रकल्प पुढच्या वर्षावर ढकलावा लागेल!

शब्दार्थ – 

Mineral : खनिज. 

Elements (Cu, Ag, Fe etc.) : मूलद्रव्ये 

संदर्भ – 

१. https://en.wikipedia.org/wiki/Gold_reserve 

२. https://www.gold.org/goldhub/data/how-much-gold