تستهدف الولايات المتحدة مشكلة معالجة المعادن النادرة بدلاً من البحث عن مكامن جديدة
مفهوم الاستخراج المتوازي يهدف لتحقيق الربحية رغم التكاليف البيئية والعمالية العالية
نموذج المعالجة الموزعة يهدف إلى تقليل الاعتماد على مواقع تعدين واحدة معرضة للخطر
تسيطر الصين على جزء كبير من قدرات تكرير المعادن النادرة في العالم، مما يمنحها السيطرة على سلاسل الإمداد خلال النزاعات التجارية. لقد بنيت هذا التفوق من خلال إدارة مرحلة المعالجة المكلفة والمعقدة على نطاق واسع، غالبًا بتكاليف أقل وقيود بيئية أقل.
حاولت الولايات المتحدة خلال سنوات إعادة بناء سلسلة إمداد المعادن النادرة، لكن التعدين وحده لم يحل المشكلة الأساسية. تبقى المعالجة نقطة الضعف، وهو المكان الذي تركز عليه وكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، وفقًا لتقارير Data Centre Dynamics، من خلال استثمار عالي المخاطر.
المعادن النادرة ليست حقًا نادرة كما يوحي الاسم، والولايات المتحدة تمتلك كميات كبيرة من الخام. برنامج “SMASH” الجديد من DARPA يتجه بعيدًا عن اكتشاف مكامن جديدة، ويركز على حل مشكلة الاختناق في عملية المعالجة.
### تقنية فصل شبه صفرية للنفايات
يعتمد نهج DARPA على ما تسميه عملية فصل شبه صفرية للنفايات عبر الجدول الدوري. الهدف ليس فقط المعادن النادرة، بل حتى 80 عنصرًا مستقرًا يمكن استرجاعها من الخامات والنفايات الحالية.
قال جوليان مكومورو، قائد برنامج SMASH ومدير مكتب تكنولوجيا الميكروسيستمات في DARPA: “التحدي هو في المعالجة، وليس في التعدين. نرغب في تطوير تقنيات تحول الصناعة من هدر أكثر من 99% من المادة الخام إلى استغلال كامل للمادة”.
عادةً، يهدِر التعدين كميات هائلة من المواد أثناء التكرير، حيث يمكن أن تنتج طنًا واحدًا من النحاس من أكثر من طنين من الخام و13 طنًا من المياه، مع إبقاء معظم المادة الأصلية كفاقدة.
### نموذج المعالجة المتوازي
يستكشف برنامج SMASH نموذج معالجة متوازي يهدف إلى استخراج أكبر قدر ممكن من المواد من دفعة واحدة من التربة. يستعير هذا المفهوم أفكارًا من صناعات مثل تكرير النفط، حيث يتم فصل مخرجات متعددة بكفاءة من مدخل واحد.
كما يعكس البرنامج مخاوف من الاعتماد على موقع واحد كبير مثل منجم Mountain Pass، الذي كان يهيمن على الإنتاج العالمي للمعادن النادرة لكنه واجه صعوبات عندما أصبحت تكاليف التكرير غير تنافسية.
تذكر DARPA أن تركيز الإنتاج في مكان واحد يخلق نقاط ضعف إذا حدثت اضطرابات. لذا، فإن النموذج الموزع باستخدام مواد خام متنوعة، بما في ذلك مخلفات التعدين والمعادن المعاد تدويرها، يمكن أن يقلل من هذا الاعتماد ويزيد من الأمان.
### خطة العمل والتحديات المستقبلية
سيستمر برنامج SMASH لمدة 48 شهرًا، مقسمًا إلى مرحلتين. تركز المرحلة الأولى على تجارب إثبات المفهوم، بينما تتجه المرحلة الثانية نحو تطوير نماذج أولية جاهزة للاستخدام في بيئات التعدين الصناعية.
حتى لو نجحت التكنولوجيا في المختبرات، قد يكون من الصعب توسيعها اقتصاديًا. تحقيق الربحية مع الالتزام بالمعايير البيئية الصارمة ومعايير العمل سيكون التحدي الحقيقي.
(حقوق الصورة: DARPA)
تابع TechRadar على Google News وضمن مصادرنا المفضلة للحصول على أخبارنا وخبراتنا وتحليلاتنا الموثوقة التي تساعد عملك على النجاح.