سيحتاج العالم إلى كميات كبيرة من النحاس والمعادن الأساسية الأخرى ولكن، هل تستطيع صناعة التعدين تلبية هذا الطلب؟

التحديات هائلة. فجودة خام النحاس في مناجم النحاس الحالية تتراجع باستمرار، والاكتشافات الجديدة الكبيرة أصبحت نادرة، وقد تمتد فترات التطوير إلى عقد من الزمن. يكمن جزء من الحل في زيادة كفاءة عملية التعدين، التي لطالما كانت ملوثة ومُهدرة.

العودة إلى المستقبل

استخرج العالم 650 مليون طن متري من النحاس بين عامي 1910 و2010، لكن 100 مليون طن منها لم تصل إلى السوق، وفقًا لورقة بحثية أصدرها معهد فراونهوفر الألماني عام 2020. لا يزال كل هذا المعدن موجودًا في برك مخلفات التعدين، وهو موردٌ ضخمٌ محتملٌ ينتظر التكنولوجيا المناسبة لاستغلاله.

نجحت شركة ريو تينتو بالفعل في فصل معادن أساسية، مثل السكانديوم والتيلوريوم، عن مجاري النفايات في عملياتها الحالية. ويبحث آخرون الآن عن سبلٍ لاستخراج قيمة من الإرث الهائل لأنشطة التعدين السابقة.

على سبيل المثال، تُقيّم شركة Hudbay Minerals إمكانية إعادة استخراج مخلفات التعدين في موقع Flin Flon في مانيتوبا الكندية. أُغلق المنجم 2022، تاركًا وراءه ما يقارب قرنًا من النفايات الغنية بالمعادن.

كما وقّعت شركة Cobalt Blue Holdings الأسترالية، التي تتعاون في مشروع Flin Flon، اتفاقيةً مع مجلس مدينة ماونت إيسا في كوينزلاند لاستكشاف إعادة معالجة مخلفات البيريت كمصدر بديل محتمل للكبريت بمجرد إغلاق مصهر النحاس في المدينة. لا تزال هذه المشاريع، وغيرها كثير من المشاريع المماثلة، في مرحلتها النظرية أو التجريبية، لكن شركة هندوستان زنك الهندية تُوسّع نطاقها بالتزام قدره 438 مليون دولار لمعالجة 10 ملايين طن سنويًا من مخلفات التعدين في منجم رامبورا أغوتشا، أكبر منجم زنك في العالم.

نفايات أقل

بينما يُعيد عمال المناجم تقييم قيمة النفايات القديمة بشكل جماعي، فإنهم يعملون أيضًا على إيجاد سبل لتقليل النفايات في المقام الأول. يأتي هذا مع فوائد اقتصادية وبيئية. تُنتج صناعة التعدين حاليًا أكثر من 7 مليارات طن من مخلفات التعدين سنويًا، وتتزايد الكمية مع انخفاض درجات الخام.

يتسم كثير من العمل في هذا المجال بالطابع التدريجي. على سبيل المثال، تُحسّن شركة جلينكور تكنولوجي باستمرار مطحنة ISAMill الخاصة بها للتعامل مع أحجام جزيئات أكثر خشونة. والهدف هو تقليل كمية طحن الخام لتوفير المياه وتقليل نفايات مخلفات التعدين. يمكن لعملية Albion Process الخاصة بالشركة في الاستخلاص رفع معدلات استخلاص النحاس إلى أكثر من 99% وخفض تكاليف التشغيل بنسبة تصل إلى الثلث، ما يسمح بتطوير خامات معقدة لا يمكن تطبيقها بالتقنيات التقليدية.

وتُعدّ شركة Allonnia، التي تصف نفسها بأنها شركة متخصصة في الابتكار البيولوجي، رائدةً في اتباع نهج أكثر ثورية. تستخدم تقنية D-Solve الخاصة بالشركة الميكروبات لاستخراج الشوائب بشكل انتقائي، مثل المغنيسيوم، من المركزات.

وتعاونت Allonnia أخيرا مع منجم Eagle للنيكل في الولايات المتحدة لإنشاء وحدة في الموقع لتجربة تقنية تُحسّن درجات النيكل بنسبة 18% وتُقلل شوائب المغنيسيوم بنسبة 40% في الاختبارات المعملية

.

التكنولوجيا الكبيرة تلتقي بالتكنولوجيا القديمة

إن التكنولوجيا الشاملة الجديدة التي تجمع كل هذه الابتكارات معًا هي الذكاء الاصطناعي. تستخدم شركات كبرى مثل Rio Tinto وBHP الذكاء الاصطناعي بالفعل في أنظمة النقل ذاتية التشغيل، وللتنبؤ بتوقف الصيانة بدلًا من الاستجابة لأعطال المعدات.

الذكاء الاصطناعي التوليدي هو القفزة الكبيرة المقبلة. تستخدمه شركة BHP مع تقنية "التوأم الرقمي"، وهي نسخة افتراضية آنية لعملية التعدين، في منجم النحاس التابع لها في جنوب أستراليا ومنجم إسكونديدا العملاق في تشيلي.

وفقًا للشركة ، تُقدم نماذج الذكاء الاصطناعي التوليدي في إسكونديدا "معلوماتٍ حول إستراتيجيات تفجير ومزج الخامات، وتحديد مناطق المناجم ذات خصائص الخام الصعبة، ودعم تطبيق التحكم التنبئي بنموذج SAG للمطاحن".

أبرمت شركة فريبورت-ماكموران الأمريكية لإنتاج النحاس شراكةً مع مجموعة ماكينزي الاستشارية لاستخدام الذكاء الاصطناعي لتعزيز الإنتاج في عملياتها في أمريكا الشمالية، التي كانت تواجه انخفاضًا في الإنتاج بسبب نضج المناجم وتقادم تقنيات المعالجة.

يتيح دمج التعدين التقليدي مع هندسة البيانات إجراء تعديلات آنية على معدلات المعالجة للتعامل مع الخامات المتغيرة. عندما جُرِّبت تقنية الذكاء الاصطناعي في منجم بغداد في أريزونا، أدى ذلك إلى زيادة إنتاج النحاس بنسبة 5%-10%.

ومن المتوقع أن يؤدي تعميم هذه التقنية في عمليات الشركة الأمريكية الأخرى إلى زيادة الإنتاج بمقدار 90,000 طن سنويًا. هذا يعادل إنشاء مصنع معالجة جديد، بتكلفة تزيد على 1.5 مليار دولار، وجدول زمني يتراوح بين 8 و10 سنوات للتخطيط والبناء والتشغيل.

التعدين المستقبلي

يُقال غالبًا إن التعدين عملٌ شاق ويكمن الدليل في مليارات الأطنان من الرواسب الطينية الراكدة في برك مخلفات التعدين حول العالم. والنتيجة هي نفور الجمهور من مشاريع المناجم الجديدة، وهو أحد أسباب استغراق بنائها وبدء تشغيلها وقتًا طويلًا.

كاتب اقتصادي ومحلل مالي في وكالة رويترز