تیتانیوم عنصری بسیار سبک و با استحکام بالا و مقاوم به خوردگی است. ماشین‌کاری آلیاژهای تیتانیوم به دلیل استحکام در دمای بالای آن، هدایت حرارتی بسیار پایین، مدول الاستیسیته نسبتا کم و واکنش‌پذیری شیمیایی بالا بسیار دشوار است. این فلز نهمین عنصر فراوان در پوسته زمین است که به صورت تیتانیوم اکسید (با غلظت‌های ۱۵ تا ۹۵ درصد) و تیتانیوم سیلیکات (با غلظت ۰ تا ۱ درصد) در طبیعت یافت می‌شود. غلظت‌های بالای ۲۵ درصد بهترین منابع برای تولید معدنی این فلز هستند. از بین اکسیدهای تیتانیوم، روتیل و ایلمنیت بالاترین غلظت‌ها را دارند و اکسیدهای اصلی تیتانیوم تجاری جهان محسوب می‌شوند.

در سال ۲۰۲۰، ذخیره معدنی ایلمنت تیتانیوم ۷۰۰ میلیون تن و تولید معدنی آن ۷.۶ میلیون تن گزارش شده است (دی‌اکسید تیتانیوم). ذخیره معدنی روتیل ۴۶ میلیون تن و تولید معدنی آن ۶۳۰ هزار میلیون تن است (دی‌اکسید تیتانیوم). بزرگ‌ترین تولیدکنندگان فلز تیتانیوم به ترتیب چین، روسیه، ژاپن، قزاقستان، اکراین و هند هستند و دو منبع مهم تیتانیوم در جهان کانسارهای پلاسری تیتانیوم و کانسارهای تیتانومتیت به‌شمار می‌روند.

تنها ۵ درصد از تولید جهانی مربوط به تولید تیتانیوم فلزی است و ۹۵ درصد دیگر به صورت اکسید تیتانیوم به عنوان ماده اولیه اکثر صنایع استفاده می‌شود. تیتانیوم دارای کاربردهای مختلفی است. ترکیبات معمول اکسید تیتانیوم، تتراکلراید تیتانیوم و تری‌کلراید تیتانیوم در رنگدانه های سفید (کاربرد بهداشتی)، مواد دودزای نظامی و تولید پلی‌پروپیلن استفاده می‌شود. این فلز می‌تواند برای تولید آلیاژ مورد نیاز برای موتورهای جت، فضاپیما، هواپیما، جواهرات، تلفن‌های همراه، اتومبیل‌ها، ایمپلنت‌های پزشکی و دندانی و سایر موارد استفاده شود.

روش‌های تولید تیتانیوم عبارتند از هانتر، کرال، آرمسترانگ و کمبریج. اقتصادی‌ترین روش تولید تیتانیوم که از لحاظ زیست‌محیطی نیز بهینه باشد، آرمسترانگ است. نهایتا از تیتانیوم به صورت کنسانتره در صنایع دیگر استفاده می‌شود. فلز تیتانیوم و آلیاژهای آن بازیافت می‌شوند؛ هرچند دوره زندگی طولانی و آلودگی‌های غیرقابل قبول از نظر بازار مشکل‌ساز است. با افزایش تقاضا برای فلز تیتانیوم و آلیاژهایش در صنایع هوایی، شیمیایی و دیگر صنایع، بازیافت این فلز اهمیت ویژه‌ای پیدا کرده است.

کبالت، سی و دومین عنصر فراوان در پوسته زمین است و فراوانی نسبی کبالت در پوسته زمین ۰.۲ درصد است. کبالت به دلیل سمی بودن باعث آلوده شدن عناصر معدنی می‌شود؛ در حالی که کبالت به‌دلیل برخورداری از ویژگی‌های فیزیکی خاص همچون مقاوم بودن در برابر خوردگی در صنایع فلزی برای آلیاژسازی ازجمله انواع فولادها به کار می‌رود. کبالت، به‌صورت فلز آزاد وجود ندارد و به‌شکل سنگ معدن یافت می‌شود. همچنین این ماده معدنی به‌تنهایی استخراج نمی‌شود و به‌عنوان محصول جانبی فعالیت‌های استخراج مس و نیکل به‌دست می‌آید.

کبالت به صورت سولفید (کارولیت، لینائیت و سیِژِنیت)، به صورت اکسید یعنی هتِروژنیت (کبالت اکسید هیدراته) و آزبولیت (ترکیبی از منگنز و کبالت اکسید) و کربنات آن اسفروکبالتیت (CoCO_۳) وجود دارد. فرایند تولید کاتد کبالت به صورت استخراج از سنگ معدن و لیچینگ، خنثی‌سازی، فرایند الکترووینینگ و در نهایت تولید کاتد کبالت انجام می‌شود.

کاربردهای این فلز شامل آلیاژهای پایه کبالت مقاوم به سایش، حرارت و خوردگی، سوپرآلیاژهای پایه نیکل، سوپرآلیاژهای پایه آهنی، کاربیدهای سمانته شده، مواد مغناطیسی، آلیاژهای انبساط پایین، آلیاژهای فولادی و به میزان کمتر در آلیاژهای غیرآهنی و پوشش‌های کبالت است. ضمنا از ترکیبات کبالت در تولید مواد شیمیایی و تجهیزات الکتریکی (مانند باتری‌ها) نیز استفاده می‌شود.

میزان ذخایر جهانی کبالت در سال ۲۰۲۱ بالغ بر ۷ میلیون و ۶۰۰ هزار تن اعلام شده که سه میلیون و ۵۰۰ هزارتن آن مربوط به کشور کنگو است. بر اساس آمار جهانی، کشورهای کنگو، کانادا، زامبیا، استرالیا مهم‌ترین تولیدکنندگان کبالت هستند. طی سال ۲۰۲۰ میلادی ۱۴۰ هزار تن کبالت معدنی در جهان تولید شد که کنگو به عنوان برترین تولیدکننده جهان توانست ۹۰ هزار تن را به خود اختصاص دهد. بانک جهانی اعلام کرده است، افزایش تقاضای کبالت به جهت حرکت جهان به سوی انرژی‌های پاک است؛ بنابراین پیش‌بینی می‌شود تقاضای جهانی کبالت از سطوح فعلی آن به ۶۴۴ هزار تن در سال ۲۰۵۰ میلادی افزایش یابد. در حال حاضر، ۲۰ درصد از تقاضای جهانی کبالت از طریق بازیافت تامین می‌شود.

هرگونه تغییر بالقوه در تامین تقاضای کبالت می‌تواند تغییراتی در بخش ذخیره‌سازی ایجاد کند و منجر به این شود که صنعت درصدد تغییر در ترکیب شیمیایی و یا حتی نوع باتری‌ها برآید. به همین ترتیب، حتی تغییرات کوچک در میزان و نوع تکنولوژی‌های ذخیره انرژی و فناوری‌های زیرمجموعه آن می‌تواند اثرات بزرگی در بازار کبالت داشته باشد؛ علاوه بر این، با توجه به این که بخش قابل توجهی از تولید جهانی کبالت وابسته به تولید کشورهای زامبیا و کنگو است، تولید این فلز با ارزش به وضعیت و ثبات اقتصادی این کشورها بستگی دارد. بنابراین مشکلات اقتصادی و جنگ‌های ایالتی و قبیله‌ای می‌تواند تولید و روند قیمت جهانی این عنصر را تحت تاثیر قرار دهد.

فلز منگنز به علت داشت خواص فیزیکی و شیمیایی خاص و همچنین به علت قیمت مناسب، یک ماده استراتژیک در صنایع فولاد و ذوب‌آهن، تولید فروآلیاژ، باتری‌سازی محسوب می‌شود. سنگ معدن اصلی منگنز، پیرولوزیت است. پیرولوزیت ترکیب MnO_۲ است و به صورت عمده به همین شکل در طبیعت یافت می‌شود. استخراج منگنز به دو روش احیای مستقیم و استخراج احیاکننده انجام می‌شود.

در سال ۲۰۲۰ میزان ذخایر منگنز در جهان یک میلیارد و ۳۰۰ میلیون تن و تولید معدنی آن، ۱۸.۵ میلیون تن منگنز محتوی اعلام شده است. آفریقای جنوبی با ۵۲۰ میلیون تن ذخایر این ماده معدنی رتبه نخست دنیا را دارد که در سال ۲۰۲۰، حدود ۵.۲ میلیون تن منگنز محتوی ماده معدنی تولید کرد. طبق آمار سال ۲۰۲۰، تجارت منگنز در دنیا حدود ۷.۳ میلیون‌تن منگنز محتوی بود. در بازه زمانی ۲۰۱۰ تا ۲۰۲۰، آفریقای جنوبی نزدیک به ۵۰ درصد سهم صادرات این محصول را به خود اختصاص داده و با تامین بخش قابل توجه از نیاز صنایع فولاد دنیا، بزرگترین صادرکننده این ماده معدنی محسوب می‌شود. در مقابل کشور چین با واردات ۵.۴ میلیون تن منگنز محتوی ماده معدنی، بزرگترین غول مصرف‌کننده منگنز معدنی تلقی می‌شود.

شرایط زمین‌شناسی و کانی‌زایی در ایران باعث شده این سرزمین، مشابه با پتانسیل‌های معدنی فلزات پایه، میزبان تعداد قابل توجهی از پتانسیل‌های معدنی فلزاتی نظیر تیتانیوم، منگنز، کبالت، منیزیم، آنتیموان و … باشد.

معادن‌ کهنوج قره‌ آقاج‌، مهم‌ترین‌ ذخایر‌ تیتانیوم‌ ایران‌ هستند. تنها واحد تولید کنسانتره تیتانیوم فعال در ایران، در کهنوج کرمان واقع شده و هم‌اکنون در مالکیت بخش خصوصی است. طرح تیتانیوم کهنوج از ۲ بخش کنسانتره (با ظرفیت ۱۳۰ هزارتن) و سرباره (با ظرفیت ۷۰ هزارتن) تشکیل شده است. در سال ۹۹ اولین قرارداد فروش میلگردهای تیتانیوم گرید پزشکی با یکی از شرکت‌های تولید ایمپلنت‌های ارتوپدی با همت و تلاش متخصصان سازمان انرژی اتمی، منعقد شد و بدین ترتیب، ایران در زمره کشورهای تولیدکننده فلز تیتانیوم قرار گرفت.

بالغ بر ۴ درصد از ذخایر معدنی مس و کبالت دنیا در کشور ایران قرار دارد. در کشور ما متاسفانه ذخایر کبالت چندان رقم بالایی نبوده و به صورت پراکنده در چند نقطه از کشور، معادن این عنصر شناسایی شده اند. کاشان علاوه بر گلاب، در بهره‌مندی از ذخایر کبالت نیز معروف است و معدن‌شناسان رگه‌هایی از آن را در معادن قمصر شناسایی کرده‌اند. در استان فارس در منطقه «نیدر» نیز، ذخایر کوچکی از کبالت شناسایی شده است. همچنین معادن «بایچه باغ» در آذربایجان شرقی و «فرومد» در سبزوار از جمله مناطقی هستند که ذخایر کوچکی از این فلز در آن‌ها شناسایی شده‌است. البته یکی از منابع مهم تهیه کبالت در ایران می‌تواند بازیابی کبالت از مواد باطله معادن سرب و روی باشد.

میزان ذخیره قطعی معادن منگنز در ایران حدود ۵.۷ میلیون تن و تولید معدنی آن نزدیک به ۱۳۰ هزار تن گزارش شده‌است. بیشترین استخراج منگنز کشور در سال ۹۹ از استان قم بوده است. این استان با داشتن بزرگترین معدن خاورمیانه، سالانه حدود ۸۵ هزارتن منگنز تولید می‌کند. چالش اصلی که بازار منگنز کشور با آن رو به رو است، تامین بخشی از تقاضای بازار از خارج کشور است و دلیل آن کیفیت بهتر محصولات خارجی در مقابل همتایان داخلی عنوان می‌شود. باز بودن مسیر واردات محصولات رقیب خارجی به خصوص در حوزه فرومنگنز، باعث شده تولید معادن سنگ منگنز و فرومنگنز در کشور، با فراز و نشیب‌هایی همراه باشد.