للعناصر الأرضية النادرة (الإحتياطيات والإستثمارات) مصر والصين نموذجاً

“بسم الله الرحمن الرحيم

الأهمية الاستراتيجية والعالمية للعناصر النادرة

عناصر المحاضرة: –

أولا: – المفاهيم التأسيسية

ثانيا: – الأهمية الإستراتيجية للعناصر النادرة

ثالثا: – الاحتياطيات العالمية للعناصر النادرة

رابعا: – الأهمية الإستراتيجية للمعادن الثقيلة

خامسا: – الاحتياطيات العالمية للمعادن الثقيلة

سادسا: – العناصر الأرضية النادرة فى مصر

سابعا: – المعادن الثقيلة في مصر

ثامنا: – مشروع الرمال السوداء في كفر الشيخ

لينك المحاضرة المسجلة: https://drive.google.com/open?id=1tm6m381ltgE2o7I0XmUbJ5fpQ4SArlEH

أولاً: المفاهيم التأسيسية:

1. العنصر

الصورة الذرية فى الجدول الدوري (أصغر جزء من المادة يظهر فيه خواص المادة ولا يمكن تحليله كيميائيا)

2. عنصر أرضي: –

العناصر المنفردة فى القشرة الأرضية

 المنفردة اصطلاحا: – لا تعنى أنها ذرات حرة، ولكن تعنى أنها تظل محتفظة بخواصها الكيميائية والفيزيائية (الرمز الكيميائي – الشحنة – نصف القطر)

  تحتفظ هذه العناصر بخواصها وذلك لأن المدار الغير متشبع داخل الذرة خلف مدارين..

     وهذه الخاصية هي التى تجعل العنصر يلتصق ببلورات المعادن أو يتواجد داخل بلورة المعدن إذا كانت الفراغات مناسبة.

مفهوم الندرة (توضيح ضروري):

= يجب إخراج كلمة “”ندرة”” من المفهوم اللغوي الشائع.

=العناصر النادرة ليست نادرة بمعنى الشح؛ فالذهب والفضة أقل تواجدًا منها لكن استخراجهما أسهل.

  *النسب العامة للعناصر النادرة تتراوح بين (2 لمعدن إربيوم – 65 لمعدن سيريوم) جزء في المليون جزء بالوزن

  بينما الذهب يمثل 0.004 جزء في المليون، ولكنه يتواجد بتركيزات عالية (عروق الذهب فى صخور المرو)

أطلق وصف الندرة لسببين: –

أ‌- لصعوبة العثور على تراكيز اقتصادية للاستغلال

ب‌- صعوبة فصلها من معادنها الحاوية لأنها جزء من التركيب البلورى

مثلا معدن المونازيت الحاوى للعناصر النادرة توجد العناصر فى التركيب الكيميائي والشبكة البلورية.

التركيب الكيميائى للمونازيت

(Ce,La.Nd,Th)PO4

أنواع العناصر النادرة: –

أ‌- عناصر أرضية نادرة كيميائيا

تكتسب الندرة من انتشارها في القشرة الأرضية وندرة تركيزها اقتصاديا

=مجموعة من 17 عنصرا تشمل اللانثانيدات (15 عنصرا) بالاضافة الى (السكانديوم والايتريوم)

ب‌- عناصر أرضية نادرة جيولوجيا

تكتسب الندرة من ندرة ترسباتها الاقتصادية ولها اهمية استراتيجية

اهم الترسبات: – صخر الكولومبيت – التنتاليت

اهم العناصر النادرة الجيولوجية

تنتالوم ونيوبيديوم يتواجدان فى التركيب الكيميائى للمعدن (كولومبيت/تنتاليت) وليس فى حالة منفردة..

2-المعدن: –

حالة العنصر فى الطبيعة التى تكون غالبا مركبات مثل الاكاسيد و المجموعات الكيميائية.

 =المعادن الثقيلة

 عناصر كيميائية صلبة ذات كثافة عالية اكبر من 5 أو 5 جم/سم3

3- الصخر

مجموعة من المعادن ارتبطت ببعضها ارتباطا طبيعيا وتكونت نتيجة عملية جيولوجية مثل الحجر الجيرى تكون من معدن الكالسيت المتلاحم مع بعضه بمادة لاحمة طبيعية عبر التاريخ الجيولوجي

4- الخامة: –

تجمع صخري يحتوي على تركيز اقتصادى للعنصر، مثل خام الهيماتيت (اكسيد الحديد ) وهو مصدر  للحديد..

5-الاحتياطيات

كمية بالطن المحتوية للمعدن بكمية اقتصادية

عندما تصبح نسبة هذا الخام داخل الصخر اقتصادية، يُسمى ذلك احتياطي. هذا التوضيح مهم لمعرفة المقصود بالاحتياطات التي قد تصل إلى 44 مليون طن.

حساب كمية العنصر في الخام: –

لحساب كمية أي عنصر في الخام، تُستخدم المعادلة التالية: –

كمية العنصر فى الخامة = كمية الخامة × نسبة المعدن فى الخامة × نسبة العنصر فى المعدن

على سبيل المثال، يتم حساب كمية الحديد الموجودة في طن من الحجر الرملي يحتوي على خام الحديد إذا كانت نسبة المعدن 10% ونسبة الحديد في أكسيد الحديد 50%.

كمية الحديد = 1000× 10% ×50% = 50 كيلو جرام

ثانياً: الأهمية الاستراتيجية والتطبيقات التكنولوجية

تخدم العناصر النادرة ثلاثة جوانب مهمة، بالإضافة إلى تطبيقات أخرى، وكلها تعتمد على التقنية الحديثة:

1. المغناطيسات القوية والمقاومة للحرارة:

• تُستخدم سبائك العناصر النادرة مع الحديد لإنتاج مغناطيسات قوية.

• هذه المغناطيسات تحتمل الحرارة، أي أن درجة مغنطيسيتها لا تتغير بتغير درجة الحرارة.

• إضافة عناصر مثل الديسبروسيوم (Dysprosium) والتيربيوم (Terbium) إلى سبائك المغناطيسات يحسن مقاومتها لفقدان المغناطيسية عند درجات الحرارة العالية.

2. الصلابة وتحمل الظروف القاسية:

• تُستخدم في سبائك تتحمل درجات حرارة عالية، وتكون ثابتة في الحجم، وذات صلابة عالية، وتتحمل الاحتكاكات العديدة.

• هذه الخصائص حاسمة في صناعات الأسلحة والطيران، خاصة في تصنيع مواتير الطائرات.

        (على سبيل المثال الطائرة الشبحية تستخدم حوالي 300 كجم من العناصر النادر لصناعة المحركات والاجهزة بينما تستهلك بضعة اقل من كجم للطلاء الخارجى) وكذلك الدرع الخارجى للصواريخ تكتسب القدرة على الاحتكاك بسبيكة من العناصر النادرة)

3. التحكم في الإنيستروبي والتطبيقات الصناعية:

• الإنيستروبي: – هي عشوائية الطاقة.

           للتحكم في اتجاهات الطاقة والاتجاهات المغناطيسية وكميتها (كما في الليزر)، نحتاج إلى العناصر النادرة.

• التطبيقات الصناعية: تشمل أجهزة التصوير، السماعات، الهواتف الذكية، والأقراص الصلبة. الأقراص الصلبة تحتاج إلى تحمل الحرارة والمغناطيسية دون تغير في حالتها الفيزيائية (على عكس الأقراص المرنة القديمة).

4. المفاعلات النووية والموصلات الفائقة:

• تُستخدم في المفاعلات النووية والموصلات الفائقة (حيث تكون المقاومة شبه صفر).

• إضافة عناصر مثل الإتريوم واللانثانم والنيوديميوم تؤدي إلى تطوير مواد موصلة فائقة القدرة على العمل في درجات حرارة أعلى.

• تضمن العناصر النادرة استقرار البنية البلورية وتثبيت الشبكة البلورية لضمان مرور التيار دون فقد.

• تُستخدم في الأجهزة المغناطيسية في المفاعل النووي التي يجب أن تتحمل الحرارة والإشعاعات، وفي إدارة النفايات النووية التي تُحفظ في صناديق من الزجاج والسيراميك يجب أن تحتوي على هذه المواد.

ثالثاً: الاحتياطات العالمية وهيمنة الصين:

1. الاحتياطات العالمية:

• الاحتياطيات المؤكدة والقابلة للتشغيل اقتصاديًا تصل إلى حوالي 100 مليون طن.

• الصين: تمتلك 44 مليون طن (الأكبر عالمياً).

• فيتنام :22 مليون طن , البرازيل: 21 مليون طن، روسيا: 12 مليون طن،الهند: 6.9 مليون طن , استراليا:4.1 مليون طن,  الولايات المتحدة: 1.5 مليون طن.

• حوالي 80% إلى 90% من الاحتياطات تقع خارج الغرب (الولايات المتحدة وأوروبا).

2. الاحتكار الصيني (أرقام الهيمنة):

• الصين تسيطر على إنتاج وتجهيز العناصر الأرضية النادرة، مما يمنحها نفوذاً اقتصادياً واستراتيجياً كبيراً.

• منجم “”بايان أوبو”” (Bayan Obo) يساهم بأكثر من 60% من الإنتاج العالمي.

• الصين هي المستورد والمعالج الرئيسي لخامات التنتالوم والنيوبيوم من دول أخرى مثل الكونغو والبرازيل.

• السيطرة على مراحل الإنتاج: الصين تستحوذ على 70% من تعدين (استخراج) العناصر عالميًا. تقوم بـ 90% من فصل ومعالجة الخامات. وتقوم بـ 93% من صناعة المغناطيسات القوية.

3. الاستراتيجية الصينية للهيمنة:

• الابتزاز الاقتصادي وإفلاس المنافسين: –

 اعتمدت الصين على إغراق الأسواق بأسعار منخفضة (لأنها لا تتحمل تكلفة اقتصادية أو اعتبارات بيئية صارمة). هذا الإجراء أدى إلى إغلاق جميع خطوط الإنتاج الأمريكية للمغناطيسات بحلول عام 2004، وأفلست آخر شركتين أمريكيتين في عام 2010.

• الإدارة المحكمة لتدفق المعادن:

تدير الصين تدفق العناصر النادرة بإحكام شديد وتوزعها على الدول “”بالبطاقة”” لمنع التخزين الخارجي الذي يقلل من اعتماد الدول عليها.

الزعيم الصيني لخص الموقف بقوله: الشرق الأوسط لديه النفط والصين لديها العناصر النادرة.

رابعاً: الأبعاد الجيوسياسية والتنافس الدولي:

1. الأمن القومي والتحول الاستراتيجي:

• تعتبر العناصر النادرة مواد حيوية للأمن القومي بالنسبة لوزارات الدفاع في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي.

• هناك تنافس محموم بين القوى الكبرى (الصين، أمريكا، الاتحاد الأوروبي، اليابان) لتأمين مصادر بديلة.

• في تطور لافت، جعلت الصين مؤخراً موضوع التوريد وطلبات الدول في يد المخابرات الصينية، وليس وزارة الاقتصاد أو التجارة.

2. الرد الدولي والمنازعات التجارية:

مجموعة السبع (G7) اتفقت في يونيو 2023 على وضع إطار عمل للمعادن الحرجة لتنظيم الاستثمار الأجنبي وتجنب التبعية للصين.

• هناك نزاع معلّق في منظمة التجارة العالمية (WTO) بشأن قيود الصين ورسوم التصدير.

• بررت الصين قيودها على التصدير بأن الإنتاج يضر بالبيئة ويستنزف الموارد المحلية ولضمان توفير الخامات للسوق المحلي.

• تتجدد القيود الصينية يومياً؛ ففي أبريل الماضي فرضت قيودًا جديدة على سبعة من العناصر النادرة ومنتجاتها المغناطيسية.

خامساً: اللاعبون الجدد في المشهد العالمي:

1. تايوان (البدائل التكنولوجية):

• تحتكر تايوان إنتاج الشرائح الإلكترونية.

• تقوم بأبحاث مهمة لإعادة تدوير العناصر النادرة من الشرائح القديمة.

• الأخطر، أنها تعمل على أبحاث ومختبرات لعمل سبائك وشرائح إلكترونية للاستغناء عن العناصر النادرة تماماً.

2. هولندا (التقنية المتخصصة):

• هولندا لا تمتلك خامات أو برمجيات، لكنها تخصصت في تصنيع أجهزة عمل الشرائح والمخططات الدقيقة وأجهزة التحكم بالشراكة مع تايوان.

3. تركيا (الاحتياطات الطموحة):

• دخلت تركيا كلاعب متأرجح. لديها احتياطيات ضخمة وتحتاج هذه العناصر لبرامجها الصناعية في الجيل السادس، والسابع، والتصنيع العسكري، والطيران.

• الاحتياطيات: أشهر اكتشاف هو موقع بيلي كوفا (Beylikova)، وقدرت احتياطاته الأولية بحوالي 694 مليون طن. إذا أصبحت 30% من الاحتياطيات قابلة للتشغيل الاقتصادي (من إجمالي احتياطي أولي مقدر بـ 800 مليون طن بعد اضافة الموقعين الآخرين)، فإنها ستصل إلى حوالي 24 مليون طن، مما يرشح تركيا لتكون الثانية عالمياً بعد الصين.

• التحديات: المصنع الحالي في تركيا يعالج فقط 1200 طن من الخام (وليس العنصر النادر).

• الموقف الدولي:

 *الصين رفضت نقل التكنولوجيا.

 *روسيا قلقة من استخدامها في الأسلحة الموجهة ضدها.

*الولايات المتحدة متأرجحة بين منافسة الصين بتركيا والحذر من الاستخدام العسكري لتركيا، ولذا هي تماطل في التعاون مع تركيا

• الخيار الاستراتيجي:

معركة تركيا المصيرية هي معركة تقنية؛ فإما أن تمسك بزمام التكنولوجيا وتستفيد من احتياطياتها، أو تظل مستهلكة تصدّر الخام وتستورد المنتج النهائي.

سادساً: وضع العناصر النادرة والمعادن الثقيلة في مصر:

تعتبر مصر من أقدم الدول في الدراسات الجيولوجية وحصر المعادن.

1. النيوبيوم والتنتالوم:

• يتواجد النيوبيوم (من العناصر النادرة) متلازماً مع معدن التنتالوم في خامة الكولومبايت في مناطق مثل أبو دباب بالصحراء الشرقية.

• قُدرت احتياطيات أبو دباب بحوالي 40 مليون طن بتركيز. (0.025%)

• هناك احتياطيات مشتركة واعدة من التنتالوم والمونازيت تصل إلى 120 مليون طن. هذه الكمية تمنح مصر قدرة تنافسية كبيرة وتمثل ما بين 7% إلى 10% من الاحتياطي العالمي.

• المشاريع المخطط لها (مثل إنتاج 1530 طناً من النيوبيوم سنوياً) توقفت ولا يوجد تأكيدات لاستئنافها.

2. الرمال السوداء (المعادن الثقيلة):

• تتواجد على السواحل الشمالية المصرية (من رشيد إلى العريش، وتتركز في كفر الشيخ).

• الاحتياطيات الجيولوجية تقدر بـ 285 مليون طن من الحجم الكلي.

• الاحتياطي الغني بالمعادن يقدر بـ 268 مليون طن بمتوسط تركيز 3.4% معادن ثقيلة،

 وهو أعلى مستوى تركيز في العالم.

    أهم المعادن فى الرمال السوداء: – الالمنيت – الزركون – مونازيت

• كانت هناك شركة سابقة لاستغلال الرمال السوداء في رشيد، أغلقت بعد عام 1967.

• مشروع الرمال السوداء في كفر الشيخ:

أ‌- في عام 2012 أعلن الدكتور سعد الحسنى عن دراسة طرح مزايدة عالمية لاستغلال الرمال السوداء بمنطقة ساحل البرلس وان الاستثمارات ب مليار جنيه

ب‌- تم توقيع بروتوكول مع مستثمرين وشركات اوروبية لإنشاء مصنع ضمن مشروع صناعي وبيئي.. وهذه اول مرة يقدم مشروع فعلى بخطوات واضحة

ج- توقف المشروع بعد 2013

د- في فبراير 2016 تم تاسيس الشركة المصرية للرمال السوداء براسمال 4 مليار جنيه والشركاء (جهاز مشروعات الخدمة الوطنية -هيئة المواد النووية – بنك الاستثمار القومى)

هـ – في اكتوبر 2022 تم افتتاح المصنع وهو يشمل فصل المعادن: – الزيركون – الالمنيت – الماجنتيت – الروتيل – المونازيت.

=ما تم اعلانه توقعات انتاج وليس انتاج فعلى

سابعاً: الخلاصة والتوصيات الاستراتيجية

1. الحاجة إلى قرار سياسي:

 استغلال هذه الثروات في مصر يجب أن يكون قراراً سياسياً وليس مشاريع فردية. يتطلب الأمر دخول في منظومة عالمية تتطلب استثماراً وتقنية ومنافسة شديدة.

2. القيمة المضافة هي الهدف:

 القيمة المضافة هي الأعلى والأكثر استراتيجية، وتتمثل في بناء صناعات عليها (تحويل العنصر إلى منتج مصنّع مثل المغناطيسات أو الشرائح). أقل فائدة هي تصدير الخام، تليها تصدير العنصر.

3. التخصص المحلي:

ت‌- كانت هناك فلسفة سابقة (كما في مشروع كفر الشيخ المتوقف عام 2012) تقوم على أن تتخصص كل محافظة في ثروتها، ويكون لها نسبة من عائدات هذه الثروات لتنمية المحافظة محليًا.

4. المعركة التقنية:

 العناصر النادرة هي أساس لجميع الصناعات الحديثة والذكاء الاصطناعي، وفي النهاية، كل التقنيات التي نراها تعتمد على “”جرامات من العناصر النادرة..

“