حملة لتحويل أكوام نفايات المناجم والمنتجات الثانوية إلى معادن حيوية لثورة الطاقة الخضراء

100 ألف طن من الأتربة النادرة كل عام ينتهي بها الأمر في النفايات الناتجة عن إنتاج حمض الفوسفوريك وحده

تتصدر السويد وجنوب إفريقيا وأستراليا حملة لتحويل أكوام نفايات المناجم والمنتجات الثانوية إلى أتربة نادرة حيوية لثورة الطاقة الخضراء، على أمل تقليص الاعتماد بشكل كبير على الإمدادات الصينية.

كانت أسعا المعادن المستخدمة في المنتجات من السيارات الكهربائية إلى توربينات الرياح قوية، ومن المتوقع أن يؤدي الاندفاع لتحقيق أهداف خالية من الكربون إلى زيادة الطلب.

العناصر الأرضية النادرة من الصين

تتدافع أوروبا والولايات المتحدة للتخلص من العناصر الأرضية النادرة من الصين، والتي تمثل 90٪ من الإنتاج العالمي المكرر.
يتم الآن تطوير ستة مشاريع متقدمة خارج الصين، بما في ذلك مشروع تديره شركة تعدين خام الحديد السويدية LKAB ، لاستخراج المواد من حطام التعدين أو المنتجات الثانوية.

تقدر جامعة RMIT الأسترالية، أن هناك 16.2 مليون طن من الأتربة النادرة غير المستغلة في 325 رواسب رمال معدنية في جميع أنحاء العالم، بينما قال مختبر أيداهو الوطني الأمريكي إن 100 ألف طن من الأتربة النادرة كل عام ينتهي بها الأمر في النفايات الناتجة عن إنتاج حمض الفوسفوريك وحده.

وأظهر تحليل أجرته وكالة رويترز واستشاري أداماس إنتليجنس، أن المشروعات الستة، وهي معالجة المواد من الرمال المعدنية، وعمليات الأسمدة وخام الحديد، تستهدف إنتاج أكثر من 10 آلاف طن من العناصر الرئيسية لأكسيد النيوديميوم والبراسيوديميوم بحلول عام 2027.

كما يقول أداماس ، يعادل حوالي 8٪ من الطلب المتوقع على الأرضين النادرة، وهما عنصران حيويان لصنع مغناطيس دائم لتشغيل المحركات الكهربائية وتوربينات الرياح.

وأظهرت بيانات من أداماس وتحليل لرويترز أنه من المحتمل أن يخفضوا العجز المتوقع في المواد بنسبة تزيد عن 50٪.

وقال ريان كاستيلو، العضو المنتدب في أداماس: “هذه المشاريع هي الثمار المتدلية في سلسلة التوريد في الوقت الحالي”، مضيفا “هناك نمو في الطلب على المدى القريب إلى المتوسط أكثر من الإنتاج، لذلك هناك فرصة لمصادر العرض التي يسهل الوصول إليها.”

أسرع من المناجم الجديدة

يعد استرداد العناصر الأرضية النادرة من النفايات أسرع بكثير من إنشاء مشاريع جديدة من الصفر، قد يستغرق إطلاق منجم جديد تخطط شركة LKAB المملوكة للدولة لتطويره في أكبر مستودع معروف لأكاسيد الأتربة النادرة في أوروبا ما يصل إلى 15 عامًا.

في المقابل، من المقرر أن يبدأ مشروعها لعزل العناصر الأرضية النادرة من المنتجات الثانوية من اثنين من مناجم خام الحديد الموجودة في شمال السويد في أربعة.

سيتم الاحتفاظ بالمواد من المرحلة الأولية من معالجة خام الحديد، والتي يتم ترسيبها حاليًا في سد نفايات، وتمر بمراحل معالجة أخرى.

قال David Hognelid ، كبير مسؤولي الاستراتيجية للمنتجات الخاصة في LKAB ، نريد أن نتأكد من أننا نستخرج أكبر قدر ممكن من القيمة، وعندما نصل إلى المعادن المهمة، لدينا تلك الموجودة في خاماتنا بالفعل”.

ستقوم الشركة باستخراج الفوسفور للأسمدة والفلور والجبس بالإضافة إلى الأتربة النادرة.

في جنوب إفريقيا، تخطط شركة رينبو مينيرالز ، أيضًا لمعالجة أكوام النفايات من سنوات تعدين الفوسفات.

لكن أكبر مشروع من هذا القبيل يقع في أستراليا ، حيث يستعد منتج الرمال المعدنية Iluka لمعالجة مليون طن من المنتجات الثانوية المخزنة التي تراكمت في موقع Eneabba منذ التسعينيات.

وهي تقوم ببناء مصفاة أرضية نادرة من المقرر افتتاحها في عام 2025 والتي من المتوقع أن تتكلف مع البنية التحتية ذات الصلة ما بين مليار دولار أسترالي و 1.2 مليار دولار أسترالي، بمساعدة قرض حكومي.

تكنولوجيا جديدة

العنصر الأساسي لجعل المشاريع الجديدة قابلة للتطبيق هو التكنولوجيا التي تم تطويرها لفصل العناصر الأرضية النادرة.

ستستخدم Rainbow Minerals عملية جديدة طورتها شركة K-Technologies الأمريكية على أساس اللوني الأيوني، وهو أمر شائع في صناعة الأدوية والقطاعات الأخرى.

سترسل LKAB موادها للانفصال إلى شركة REEtec النرويجية، والتي تعد أكبر مساهم فيها.

اشترى تاجر السلع Mercuria أيضًا حصة في REEtec لقسم جديد يستهدف المعادن اللازمة لانتقال الطاقة.

قال جيوم دي دارديل، رئيس معادن انتقال الطاقة في Mercuria تتوافق REEtec مع سرد بناء قدرة المعالجة للأتربة النادرة في الجزء من سلسلة التوريد حيث نعتقد أن هناك عنق زجاجة”، “تتمتع تقنية الشركة ببصمة بيئية أقل مقارنة بعملية الاستخراج القديمة بالمذيبات المستخدمة أساسًا لفصل الأرض النادرة في الصين.”

في الولايات المتحدة، تستخدم Phoenix Tailings ، الممولة بشكل أساسي من قبل صناديق رأس المال الاستثماري، تقنية جديدة طورها علماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

قال الرئيس التنفيذي نيك مايرز: “ليس هناك أي نفايات، أو انبعاثات صفرية، كما أننا نقوم بذلك بشكل تنافسي مع الأسعار الصينية. لن نعتمد على الحكومة لتمويلنا”.

ارتفعت أسعار العناصر الأرضية النادرة في السنوات الأخيرة مما يجعل المشاريع الجديدة أكثر قابلية للتطبيق، تضاعفت تلك المصنوعة من سبيكة NdPr في الصين، على الرغم من انخفاضها عن الذروة التي شهدتها العام الماضي، خلال السنوات الثلاث الماضية.