هل يمكن للنفايات التعدينية الأمريكية إنهاء الاعتماد على المعادن الاستراتيجية؟

الفجوة في إمداد المعادن الاستراتيجية في أمريكا

مع خضوع العالم لإعادة تنظيم جيوسياسية كبرى استجابةً لعودة الصين كقوة عظمى وتصاعد التوترات مع روسيا منذ بدء الحرب في أوكرانيا، تعاني سلاسل الإمداد العالمية من الفوضى.

هذا صحيح بشكل خاص بالنسبة للمعادن الاستراتيجية، التي تُعد أساسية لكل جانب من جوانب الحياة الحديثة التي تتطلب عناصر نادرة أو معادن عالية الأداء، من الإلكترونيات إلى البطاريات، ومحركات الطائرات، والوقود النووي.

ويشمل ذلك عناصر الأرض النادرة، بالإضافة إلى العديد من العناصر الأخرى في الجدول الدوري مثل التنجستين، الأنتيمون، واليورانيوم. بالنسبة للعديد من هذه المواد، تعتمد الولايات المتحدة بنسبة 100٪ على الواردات، على سبيل المثال الغاليوم، الإنديم، السكانديوم، التنتالوم، واليتريوم، جميعها ضرورية لتصنيع الرقائق، الليزر، الرادارات، وغيرها من المكونات الإلكترونية.

وبالنسبة للعديد من المواد الأخرى، تعتمد الولايات المتحدة على الخام أو المعادن المكررة لإنتاج المنتج النهائي، كما هو الحال مع الأنتيمون أو التنجستين.

المصدر: Silverado

تتفاقم هذه الاعتمادية على الواردات بسبب المشكلة الإضافية أن معظم الإمداد يأتي من الصين، وهي دولة تتورط بشكل متزايد في صراعات تجارية مع الولايات المتحدة، وربما يومًا ما قد تدخل في صراع حاد معها بشأن استقلال تايوان.

المصدر: Economics TD

إضافة إلى المشكلة، فإن البديل عن الإمدادات الصينية غالبًا ما يكون روسيًا، وهو أكثر احتمالًا أن يُقطع في مرحلة ما. على سبيل المثال، تستورد الولايات المتحدة 99٪ من تركيز اليورانيوم الذي تحتاجه لصنع الوقود لمفاعلاتها النووية، مع جزء كبير يأتي من روسيا، كازاخستان، وأوزبكستان.

المصدر: EIA

فتح مناجم جديدة ومصافي لعناصر نادرة، بالطبع، ممكن، لكنه سيستغرق وقتًا طويلاً. لحسن الحظ، قد يكون هناك بديل أسرع متاح، لا يتطلب تقريبًا أي عمليات تعدين جديدة، ويمكن أن يغطي تقريبًا جميع احتياجات الولايات المتحدة من المعادن الاستراتيجية.

تم نشر تحليل حديث في مجلة علمية مرموقة وهي Science¹، حيث يستكشف الباحثون في كلية كولورادو للمناجم فكرة استخدام نفايات التعدين كمصدر جديد لهذه المعادن النادرة. نُشر تحت عنوان “استعادة المنتجات الثانوية من مناجم المعادن الأمريكية قد تقلل الاعتماد على الواردات للمعادن الحرجة”.

نفايات التعدين والمنتجات الثانوية: مورد غير مستغل

عند تشغيل المناجم، عادةً ما يتم استخراج كمية كبيرة من الصخر من رواسب معدنية محددة، مع العلم أن هذه الشذوذ الجيولوجي يحتوي على تركيز أعلى لعنصر معين.

المصدر: Cementl

يتم بعد ذلك سحق الصخر المستخرج ومعالجته عبر مختلف الكسارات والطواحين وأجهزة الطرد المركزي لاستخراج المعدن المطلوب، عادةً باستخدام كمية كبيرة من الماء والمواد الكيميائية المتخصصة.

هذا يترك حجمًا هائلًا من “النفايات المتبقية”، وهي الخامات المتبقية التي اعتُبرت تحتوي على كمية قليلة جدًا من المعدن المستهدف لتستحق المعالجة الإضافية.

المصدر: OceanaGold

عمليًا، عندما يُعثر على عنصر نادر أو معدن في رواسب صخرية، يصاحبه عدة عناصر أخرى. على سبيل المثال، بعض أكبر مناجم الفضة في العالم من حيث الإنتاج هي في الواقع مناجم نحاس أكبر، حيث تُوجد الفضة فقط بنسب ضئيلة في خام النحاس.

هذا يعني أن المعدن المنقّى في معظم عمليات التعدين لا يترك فقط حجمًا هائلًا من النفايات المتبقية، بل إن هذه النفايات غنية فعليًا بمعادن أخرى لم تُستَخدم في ذلك الوقت.

مع تشغيل معظم المناجم لعقود، وأحيانًا قرن كامل، ينتج ذلك مخزونًا هائلًا من الموارد القابلة للاستخدام المتراكمة في جميع أنحاء البلاد.

بالإضافة إلى ذلك، فإن هذه النفايات المتبقية مُسحوقة جزئيًا وموجودة فوق الأرض، مما يجعلها متاحة بسهولة للمعالجة والتكرير الإضافيين، دون الحاجة إلى بناء مناجم جديدة بالكامل.

ما الذي يمكن العثور عليه في نفايات مناجم الولايات المتحدة؟

جمع البيانات

لتقدير إمكانات هذا المورد، أنشأ الباحثون قاعدة بيانات للإنتاج السنوي من المناجم المعدنية المسموح بها اتحاديًا في الولايات المتحدة.

قاموا بدمج هذه القاعدة مع بيانات حول تركيزات الجيوكيميائية للمعادن الحرجة في الخامات، التي جمعتها مؤخرًا هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية.

بهذه الطريقة، تمكنوا من تقدير محتوى معظم النفايات المتبقية المتاحة في الولايات المتحدة وإمكانيتها في حل النقص في إنتاج المعادن الاستراتيجية محليًا.

في المجموع، درسوا 54 منجمًا و70 عنصرًا تُستخدم في تطبيقات تقنية عالية أو حرجة متنوعة مثل الهواتف المحمولة، الأجهزة الطبية، الأقمار الصناعية، الطاقة المتجددة، أو الطائرات المقاتلة.

بالنسبة لبعض العناصر الحرجة، حتى استعادة جزئية جدًا للموارد المتاحة قد تكون كافية؛ استعادة بنسبة 1٪ فقط ستقلل بشكل كبير الاعتماد على الواردات لمعظم العناصر التي تم تقييمها، على سبيل المثال:

• الجرمانيوم، الذي يُعد حيويًا للإلكترونيات والبصريات تحت الحمراء، بما في ذلك المستشعرات على الصواريخ والأقمار الصناعية الدفاعية، يُستخرج من مناجم الزنك والموليبدينوم.
  • أقل من 1٪ من الجرمانيوم المستخرج والمعالج حاليًا ولكن غير المستعاد يكفي لتلبية جميع الاحتياجات الصناعية للولايات المتحدة.
• الكوبالت، الذي يُستخدم في بطاريات السيارات الكهربائية، يمكن العثور عليه كمنتج ثانوي من تعدين النيكل والنحاس.
  • استعادة أقل من 10٪ من الكوبالت الجاري تعدينه ومعالجته ولكن غير المستعاد سيكون أكثر من كافٍ لتزويد سوق البطاريات الأمريكي بالكامل.

على سبيل المثال، هناك ما يكفي من الليثيوم في نفايات مناجم الولايات المتحدة لعام واحد لتشغيل 10 ملايين سيارة كهربائية، وبالنسبة للمنغنيز، يكفي لـ 99 مليون سيارة كهربائية.

“نظهر أين توجد كل معدن حرجة والمواقع التي يمكن فيها حتى استعادة بنسبة 1٪ من معدن حرجي معين أن تُحدث فرقًا كبيرًا، وفي كثير من الحالات تقلل بشكل كبير أو حتى تُلغي الحاجة لاستيراد ذلك المعدن.”
إليزابيث هولي – أستاذ مشارك في هندسة التعدين في كلية كولورادو للمناجم.

إذا ارتفعت نسبة الاستعادة من الموارد المتاحة إلى 90٪، فإن النفايات المتبقية الحالية من المناجم ستكون كافية لتزويد الولايات المتحدة بجميع المعادن الاستراتيجية والعناصر النادرة التي تحتاجها، باستثناء البلاتين والبلاديوم.

اسحب للتمرير →

من النظرية إلى التطبيق

تطوير حلول تكنولوجية

بالطبع، هناك سبب لعدم استخدام هذا المورد حتى الآن، وقد يقلل ذلك مما يمكن إنجازه على المدى القصير.

“التحدي يكمن في الاستعادة. إنه مثل استخراج الملح من عجينة الخبز – نحتاج إلى المزيد من البحث والتطوير والسياسات لجعل استعادة هذه المعادن الحرجة مجدية اقتصاديًا.”
إليزابيث هولي – أستاذ مشارك في هندسة التعدين في كلية كولورادو للمناجم.

عمومًا، جعل الإنتاج منخفض السعر من الصين وروسيا ودول أخرى الإنتاج المحلي غير مجدي اقتصاديًا. نقص الخبرة في طرق الاستخراج، بالإضافة إلى المخاوف البيئية، كانت أسبابًا إضافية لعدم تنفيذ ذلك حتى الآن.

الخطوة الأولى ستكون فحص أمثلة محددة من النفايات المتبقية عن كثب وتحديد الطريقة الأكثر فعالية لاستخراج العناصر النادرة منها.

“الآن بعد أن عرفنا أي المواقع هي سهلة الاستفادة، نحتاج إلى إجراء تحليلات مفصلة للمعادن التي تتواجد فيها هذه العناصر الكيميائية ثم اختبار التقنيات المناسبة لاستعادة تلك العناصر من تلك المعادن المحددة.”
إليزابيث هولي – أستاذ مشارك في هندسة التعدين في كلية كولورادو للمناجم.

سؤال سياسي

تتوافق عملية توسيع استخدام النفايات المتبقية مع الاتجاه الجديد الذي اتخذته الإدارة الأمريكية، لا سيما مع الرئيس دونالد ترامب، الذي وقع أمرًا تنفيذيًا يستدعي صلاحيات الحرب يسمح بمزيد من التأجير والاستخراج على الأراضي الفدرالية.

“أمننا الوطني والاقتصادي الآن مهدد بشكل حاد اعتمادنا على إنتاج المعادن من القوى الأجنبية المعادية.
من الضروري لأمننا الوطني أن تتخذ الولايات المتحدة إجراءات فورية لتسهيل الإنتاج المحلي للمعادن إلى أقصى حد ممكن.”

نظرًا لأن هذا أيضًا سؤال حول موازنة الاقتصاد والاحتياجات الاستراتيجية لتقليل الاعتماد على الخصوم المحتملين، سيتعين على الولايات المتحدة اعتماد سياسات مناسبة لتشجيع الإنتاج.

إذا تُركت الأمور لتصرفها، قد تكون صناعة التعدين المتحفظة غير مستعدة للمخاطرة بإنفاق مليارات في تطوير البنية التحتية التي قد تتكبد خسارة عند المنافسة مع الواردات الصينية والروسية غير المحدودة والرخيصة.

“نحتاج أيضًا إلى سياسات تحفّز مشغلي المناجم على دمج بنية معالجة إضافية.

على الرغم من الحاجة إلى هذه العناصر، قد لا تكون قيمتها السوقية كافية لتحفيز المشغلين على الاستثمار في معدات وعمليات جديدة دون وجود السياسات المناسبة.

”
إليزابيث هولي – أستاذ مشارك في هندسة التعدين في كلية كولورادو للمناجم.

الاستثمار في المعادن الاستراتيجية

Perpetua هي شركة تعدين تسعى لإعادة تطوير مشروع الذهب Stibnite في ولاية أيداهو بالولايات المتحدة، والذي كان في السابق مصدر 90٪ من الأنتيمون في الولايات المتحدة.

الطلب الحالي أعلى بكثير، ومن المتوقع أن يغطي حوالي 35٪ من الطلب الأمريكي الحديث.

نظرًا لأهمية إنتاج الأنتيمون محليًا، تلقت Perpetua في أوائل عام 2024 خطاب اهتمام من بنك الصادرات والاستيراد للولايات المتحدة (EXIM) لتمويل ديون محتمل بقيمة 2 مليار دولار لدفع المشروع قدمًا بسرعة.

هذا يندرج تحت مبادرة EXIM (بنك الصادرات والاستيراد للولايات المتحدة) “اجعل المزيد في أمريكا”، التي تهدف إلى إحياء الصناعة الأمريكية.

في حين أن الأنتيمون هو جوهر مبرر المشروع، سيتولد أيضًا الكثير من الذهب، مع أكبر احتياطيات بين جميع مشاريع الذهب المستقلة في الولايات المتحدة.

بفضل الخامات عالية الجودة، سيبلغ إجمالي تكاليف الاستدامة (AISC) فقط 636 دولارًا للأونصة، بينما وصلت أسعار الذهب إلى أعلى مستوياتها تاريخيًا، وقد تتجه إلى 4,000 دولار للأونصة في عام 2026 وفقًا لبنك دويتشه. وحده الأنتيمون قد يحقق 220 دولارًا للأونصة طوال عمر المنجم.

المصدر: Perpetua

عمومًا، كلما ارتفعت أسعار الذهب، زادت القيمة السوقية لشركة Perpetua، بينما يُفضل أن يتم تمويل ذلك من خلال بدء إنتاج الأنتيمون محليًا في الولايات المتحدة.

المصدر: Perpetua

مثل جميع مشاريع التعدين، حتى جدول زمني مسرّع سيتطلب سنوات عديدة لبدء المشروع.

ستطبق الشركة أيضًا ممارسات تعدين حديثة لحل القضايا البيئية التي أدت إلى إغلاق المنجم في المقام الأول. يشمل ذلك دعم صيد الأسماك وتعدد الحياة البرية، وإعادة التشجير، ومعالجة الأثر التاريخي للعمليات التعدينية السابقة.

حاليًا، تتوقع الشركة بدء الحصول على التصاريح في عام 2025، مع بدء التشغيل التجاري في أقرب وقت في عام 2029.

المصدر: Perpetua

Perpetua هي حاليًا أهم مشروع للأنتيمون في الولايات المتحدة. يفسر ذلك تسريع الحصول على التصاريح والتمويل السهل، وهما عادةً المشكلتان اللتان تموت بسببهما مشاريع التعدين الصغيرة.

قد يتبين أيضًا أنها عملية تعدين ذهب مربحة جدًا، مما سيكون مجزيًا للغاية لحملة أسهمها.

في كل من حالة إنتاج الأنتيمون والذهب، من المحتمل أن تكون أرباح Perpetua مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بالاضطرابات الجيوسياسية، مما يجعلها إضافة محتملة مثيرة للاهتمام إلى محفظة لإدارة التقلبات الناجمة عن التوترات الدولية.

أحدث أخبار وتطورات سهم Perpetua (PPTA)

الدراسة المرجعية

^{1. إليزابيث أ. هولي، كارلي م. هادن، دوريت هامرلينغ، رود إيغرت، د. إريك سبييلر، وبرسيسلا ب. نيلسون. استعادة المنتجات الثانوية من مناجم المعادن الأمريكية قد تقلل الاعتماد على الواردات للمعادن الحرجة. Science. 21 أغسطس 2025. DOI: 10.1126/science.adw8997}