المعادن النادرة هي مجموعة من 17 عنصرًا جميعها من المعادن، و يقدر الاحتياطي العالمي منها ب 90 مليون طن و تتكون في الغالب من عناصر مجموعة اللانثانيدات ال15 في الجدول الدوري بالإضافة إلى سكانديوم و الإيتريوم، و تدخل العناصر الأرضية النادرة في الصناعات الأساسية للعديد من الأجهزة عالية التقنية.
و تمتلك معادن الأرض النادرة عددًا من الخصائص المتشابهة، حيث توجد معًا في كثير من الأحيان ضمن الرواسب الجيولوجية، و قد يشار إليها أيضًا باسم ” أكاسيد الأرض النادرة ” و ذلك بسبب بيع عدد منها كمركبات أكاسيد، و يطلق عليها أيضًا اللانثانيدات، تتكون هذه المجموعة من 17 معدنًا، تُعد جميعها من المعادن الثقيلة و الناعمة و ذات لون أبيض فضي.
تعريف مجموعة المعادن النادرة
تعرف مجموعة المعادن النادرة الأرضية بأنها مجموعة تتكون من 17 عنصرًا كيميائيًا توجد هذه العناصر مجتمعة في الجدول الدوري و هي؛ الإيتريوم (Y)، سكانديوم (Sc)، اللوتيتيوم (Lu)، الإيتربيوم (Yb)، الثوليوم (Tm)، الإربيوم (Er)، الهولميوم (Ho)، الديسبروسيوم (Dy)، التيربيوم (Tb)، الجادولينيوم (Gd)، اليوروبيوم (Eu)، السماريوم (Sm)، البروميثيوم (Pm)، النيوديميوم (Nd)، البراسيوديميوم (Pr)، السيريوم (Ce)، اللانثانم (La).
تمتلك كيميائيًا عوامل اختزال قوية، و بشكل عام مركباتها أيونية، و تمتلك درجات انصهار و غليان عالية، تكون المعادن الأرضية النادرة بشكل نسبي لينة في حالتها المعدنية؛ بينما تكون المعادن ذات العدد الذري الأعلى أكثر صلابة، تتفاعل مع العناصر المعدنية و غير المعدنية الأخرى، و عادةً ما تكون متوهجة تحت الضوء فوق البنفسجي، كما أنها تتفاعل مع الماء والحمض المخفف وتنتج غاز الهيدروجين.
تصنيف مجموعة المعادن الأرضية النادرة
ُتُصنف المعادن الأرضية النادرة على النحو الآتي:
- المعادن الأرضية النادرة الخفيفة و يتم إنتاجها بكثرة و في جميع أنحاء العالم و بشكلٍ فائض، تشمل العناصر الآتية؛ سكانديوم، و الجادولينيوم، و الأوروبيوم، و السماريوم، و البروميثيوم، و النيوديميوم، و البراسيوديميوم، و اللانثانم، و السيريوم.
- المعادن الأرضية النادرة الثقيلة يتم إنتاجها بشكل أساسي في الصين و هي محدودة العرض، تشمل العناصر الآتية؛ الإيتريوم، و اللوتيتيوم، و الإيتربيوم، و الثوليوم، و الإربيوم، و الهولميوم، و التيربيوم، و الديسبروسيوم.
استخدامات المعادن النادرة
تعد مواد خام أساسية لمجموعة واسعة من التطبيقات مثل تلوين الزجاج و السيراميك، و المحفزات المستخدمة في صناعة السيارات و البتروكيماويات، و الفوسفور في صناعة المصابيح، و الشاشات المسطحة، و بطاريات الحالة الصلبة القابلة لإعادة الشحن (Ni-MH)، و الليزر، و الألياف البصرية.
كما تعد عناصر حيوية في التقنيات الناشئة؛ كالتبريد المغناطيسي، و خلايا وقود الحالة الصلبة، و تخزين الهيدروجين، و المغناطيس الدائم عالي الأداء الذي هو بدوره ذا أهمية في مجموعة من التطبيقات عالية التقنية؛ كتوربينات الرياح، و مكبرات الصوت للهواتف الخلوية و الميكروفونات.
احتياطي المعادن الأرضية النادرة
بلغت احتياطات المعادن الأرضية النادرة في العالم عام 2024 نحو 90 مليون طن وفقًا لبيانات هيئة المسح الجيولوجي الأميركية موزعه كالتالي:
- الصين: 44 مليون طن
- البرازيل: 21 مليون طن
- الهند: 6.9 ملايين طن
- أستراليا: 5.7 ملايين طن
- روسيا: 3.8 ملايين طن
- فيتنام: 3.5 ملايين طن
- الولايات المتحدة: 1.9 مليون طن
- غرينلاند: 1.5 مليون طن
- تنزانيا: 890 ألف طن
- جنوب أفريقيا: 860 ألف طن.
تجارة المعادن النادرة .. سيطرة صينية على الأسواق العالمية
تنتج الصين 60% من المعادن الأرضية النادرة العالمية، ولكنها تعالج ما يقرب من 90% منها، وهو ما يعني أنها تستورد المعادن من دول أخرى وتقوم بمعالجتها، ما يمنحها مكانة مهيمنة على الصناعة، و يعني ذلك الاحتكار أن الاتحاد الأوروبي يستورد 98% من احتياجاته مع المعادن من الصين، في حين تستورد الولايات المتحدة 78% منها، و مع سعي الدول الغربية لإطلاق عمليات معالجة الأتربة النادرة الخاصة بها، فمن المتوقع أن يكون للحظر أكبر أثر فيما يعرف بالمعادن الأرضية النادرة الثقيلة المستخدمة في محركات السيارات الكهربائية والأجهزة الطبية و الأسلحة.
و وفقًا لوكالة الطاقة الدولية، فمن المتوقع ارتفاع الطلب على العناصر الأرضية النادرة إلى ما يتراوح من ثلاثة إلى سبعة أضعاف المستويات الحالية بحلول عام 2040.
طرق استخلاص المعادن الأرضية النادرة
توجد 3 طرق رئيسية يتم من خلالها استخراج المعادن الأرضية النادرة، و يمكن أن تسبب هذه الأساليب تأثيرات بيئية كبيرة، مثل تآكل التربة و تلوث المياه، و يجري العمل على الحد منها، و تلك الطرق هي:
- طريقة التعدين المفتوح: حيث يتم إزالة كمية كبيرة من الصخور و التربة للوصول إلى المعادن.
- الإستخراج الجوفي: و يتم استخدامه في بعض الرواسب العميقة، على الرغم من أنه أقل شيوعًا.
- الاستخلاص بالمذيبات: و يتم استخدامه لفصل العناصر من الصخور من خلال العمليات الكيميائية.
الصين تسيطر على أسعار المعادن النادرة
واصلت الصين تعزيز هيمنتها على سوق أسعار المعادن الأرضية النادرة، حيث أصدرت ثلاث دفعات من حصص إنتاج هذه المعادن، وهي المرة الأولى التي تتخذ فيها مثل هذا الإجراء منذ 17 عامًا.
وبلغ إجمالي الحصة السنوية 255 ألف طن، بزيادة 21.4% مقارنة بالعام السابق، ما عزز الإمدادات العالمية وأسهم في الضغط على أسعار المعادن الأرضية النادرة.
مستقبل إنتاج السيارات الكهربائية و المعادن النادرة
مع ارتفاع الطلب على المعادن النادرة، مؤخرًا، و زيادة القدرة العالمية للطاقة المتجددة، و ذلك وفقاً لتقرير حديث بنشرة “أويل برايس” الأميركية المتخصصة، زادت التجارة السنوية في المعادن الحيوية المرتبطة بالطاقة من 53 مليار دولار إلى 378 مليارًا، و يظل قطاع البطاريات التي تُستخدم في السيارات الكهربائية مسؤول عن حوالى 70 بالمائة من الطلب العالمي على الكوبالت و الألومنيوم و النحاس و الليثيوم و النيكل و الأتربة النادرة.
أيضاً، تتطلب معدات الطاقة المتجددة عدداً من المعادن الأرضية النادرة و هو يزيد من الحاجة لها في صناعة المكونات الأساسية للألواح الشمسية و توربينات الرياح و غيرها.
السيارات الكهربائية و المعادن النادرة .. 400 ٪ زيادة في استخدام الليثيوم
توقّعت تقارير دولية، صدرت مؤخراً، زيادة الطلب على المعادن النادرة خلال السنوات المقبلة، حيث سيرتفع الطلب على معدن الليثيوم، حوالي 40 مرة بحلول عام 2040، و بحسب دراسة أعدّها صندوق النقد الدولي، عن أن التحول إلى تقنيات الطاقة النظيفة الرئيسة، سيؤدي إلى زيادة الطلب بشكل غير مسبوق على كافة أنواع المعادن خلال السنوات المقبلة، بحيث سيكون هناك احتياج إلى نحو 3 مليارات طن منها.
و مع ارتفاع الطلب على المعادن الأرضية النادرة مؤخرًا، و زيادة القدرة العالمية للطاقة المتجددة، و ذلك وفقاً لتقرير حديث بنشرة “أويل برايس” الأميركية المتخصصة، زادت التجارة السنوية في المعادن الحيوية المرتبطة بالطاقة من 53 مليار دولار إلى 378 مليارًا، و يظل قطاع البطاريات التي تُستخدم في السيارات الكهربائية مسؤول عن حوالى 70 بالمائة من الطلب العالمي على الكوبالت و الألومنيوم و النحاس و الليثيوم و النيكل و الأتربة النادرة.
مستقبل صناعة المعادن النادرة في الدول العربية
المعادن النادرة في الدول العربية في بداية الاستغلال الحقيقي، و يتوقع الخبراء أن تحقق معدل نمو سنوي 7.2% من عام 2025 إلى 2030، حيث حقق سوق العناصر الأرضية النادرة إيرادات بلغت 12.2 مليون دولار في عام 2024.
و من المتوقع أن يصل سوق العناصر الأرضية النادرة في الشرق الأوسط و أفريقيا إلى 18 مليون دولار بحلول عام 2030 بمعدل نمو سنوي 7.2% من عام 2025 إلى عام 2030، وفقا لمنصة “غراند فيو ريسيرتش”.
في الختام، تعد المعادن النادرة من العناصر الحيوية التي تلعب دورًا محوريًا في العديد من الصناعات الحديثة، بدءًا من التكنولوجيا المتقدمة وصولاً إلى الطاقة المتجددة. ومع تزايد الاعتماد على هذه المعادن، يزداد الطلب عليها، مما يستدعي مزيدًا من البحث والاستثمار في تقنيات استخراجها واستخدامها بشكل مستدام، ومن الضروري أن تعمل الدول والشركات معًا لتطوير حلول تكنولوجية تساعد على ضمان توفير هذه الموارد بشكل آمن وآني، مع مراعاة الجوانب البيئية والاجتماعية.
فيديو .. أغلى المعادن النادرة في العالم
المراجع
- المنظمة العربية للتنمية الصناعية و التعدين
- الوكالة الدولية للطاقة المتجددة
- صندوق النقد الدولي
- أبحاث سوق المعادن النادرة .. سيس الدولية للأبحاث
- مركز المعلومات و دعم اتخاذ القرار
- المركز المصري للفكر و الدراسات الإستراتيجية
إقرأ أيضاً
- أنواع المعادن النادرة .. 17 عنصرًا أساسيًا في الصناعات التكنولوجية
- 3 تطبيقات هامة .. تعرف على أهمية المعادن النادرة في التكنولوجيا الحديثة
- احتياطي المعادن النادرة .. 10 دول تمتلك كنوز المستقبل التكنولوجي
- 3 طرق .. لماذا يُعتبر استخراج المعادن النادرة عملية صعبة ؟
- 378 مليار دولار .. تجارة المعادن النادرة ومستقبل التكنولوجيا والصناعة
- أسواق المعادن النادرة .. نمو متوقع إلى 37 مليار دولار بحلول 2030
- استخدامات المعادن النادرة .. 7 مجالات حيوية تُغيّر مستقبل التكنولوجيا
- أسعار المعادن النادرة .. 225 ألف طن من الإنتاج الصيني يعيد تشكيل السوق
- السيارات الكهربائية والمعادن النادرة .. سباق عالمي لتأمين 95% من المحركات
- المعادن النادرة في الدول العربية .. هل يحقق القطاع نموًا سنويًا بـ 7,2% حتى 2030؟
