تعدين التنتالوم: ماذا وأين وكيف

التنتالوم معدن نادر ومرن ذو درجة انصهار عالية ومقاوم للتآكل وموصل جيد - وهي صفات تجعله حيويًا للاستخدام في المكثفات وأشباه الموصلات وسبائك الطيران. ولكن من أين ينشأ هذا المعدن وكيف يتم الحصول عليه؟ تقدم هذه المقالة إجابات على أربعة أسئلة أساسية: ما هو التنتالوم؟ أين يتم استخراجه؟ كيف يتم استخراجه ومعالجته؟ وما هي العواقب البيئية والأخلاقية لتعدين التنتالوم؟

ما هو التنتالوم؟

التنتالوم ( Ta، العدد الذري 73) هو معدن انتقالي ذو مقاومة عالية للحرارة والتآكل الكيميائي ونقطة انصهار عالية (3,017 درجة مئوية). يُستخدم التنتالوم كمسحوق أو أسلاك، ويُستهلك حوالي 60-70% من الإنتاج العالمي في مكثفات التنتالوم - وهي مكونات أساسية في الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وإلكترونيات السيارات.

ويتشابه التنتالوم كيميائياً مع النيوبيوم ويتواجد معه دائماً في الطبيعة. وفي حين أن كلاهما يستخدم في السبائك والإلكترونيات عالية الأداء، إلا أن التنتالوم أكثر قيمة وأندر.

كم عدد أنواع خامات التنتالوم الموجودة؟

لا يوجد التنتالوم في شكل معدني نقي في الطبيعة. بل يوجد في مجموعة متنوعة من المعادن، أبرزها

• الكولتان - شكل مختصر من الكولومبيت-التنتاليت، وهو الخام الأكثر قيمة من الناحية الاقتصادية.
• التانتاليت - العضو النهائي للتنتاليت - العضو النهائي السائد في مجموعة الكولتان.
• المايكرولايت والودجينايت وغيرهما - مصادر أقل انتشاراً يتم تعدينها في مناطق محلية.

[1]

أين يتم تعدين التنتالوم؟

يتركز إنتاج التنتالوم العالمي في عدة بلدان. ومن الناحية التاريخية ووفقاً لاتجاهات الصناعة، عادةً ما تتصدر رواندا وجمهورية الكونغو الديمقراطية والبرازيل ونيجيريا وأستراليا الإمدادات العالمية، سواء من خلال الإنتاج الحرفي أو الإنتاج الصناعي أو كمنتج ثانوي لإنتاج القصدير.

1. رواندا - 950 طن متري تقريبًا

كانت رواندا هي المنتج الأول للتنتالوم في العالم في السنوات الأخيرة، حيث تنتج حوالي 50٪ من الإمدادات العالمية. ويأتي معظم إنتاجها من مناجم حرفية وصغيرة الحجم، ومع ذلك فقد حققت رواندا مستوى عالٍ من التتبع والتوريد المسؤول في إطار برامج مثل المبادرة الدولية لسلسلة توريد القصدير. وقد صدّرت رواندا حوالي 950 طنًا متريًا من مركزات التنتالوم في عام 2023، ولا تزال تحتل الصدارة في السوق الدولية.

2. جمهورية الكونغو الديمقراطية - حوالي 400 طن متري

لا تزال جمهورية الكونغو الديمقراطية مصدرًا رئيسيًا للكولتان، وهو المعدن الذي يُنتج منه التنتالوم. ففي عام 2023، أنتجت البلاد ما يقدر بنحو 400 طن متري من التنتالوم، وذلك أساساً من عمليات التعدين الحرفي في المقاطعات الشرقية. ونظراً لثروتها من الموارد، لا يزال قطاع التعدين في جمهورية الكونغو الديمقراطية يعاني من مخاوف تمويل النزاعات والتهريب وانتهاكات العمل. ومع ذلك، فقد بدأت سلاسل التوريد المعتمدة في الظهور، حيث تقدم التنتالوم من مناطق معتمدة خالية من النزاعات.

3. البرازيل - حوالي 300 طن متري

تُعد البرازيل منتجًا قديمًا للتنتالوم، حيث يأتي معظم الإنتاج من العمليات الصناعية في ميناس جيرايس وبارايبا. وفي عام 2023، أنتجت البرازيل ما يُقدّر بنحو 300 طن متري من مركزات التنتالوم. وغالباً ما يُستخرج التنتالوم من البرازيل كمنتج ثانوي لعمليات القصدير والنيوبيوم، مع الاستفادة من البنية التحتية الراسخة لمعالجة المعادن في البلاد.

4. نيجيريا - حوالي 250 طن متري

لا يُعتقد عادةً أن نيجيريا هي واحدة من أكبر منتجي التنتالوم، حيث بلغ متوسط إنتاجها 250 طنًا متريًا في السنوات الأخيرة. وتفتخر نيجيريا بوجود أحزمة واسعة من البغماتيت، ولا سيما في ولايات مثل كوجي وناساراوا. ومعظم الإنتاج حرفي وغير رسمي، ولكن الحكومة بصدد إضفاء الطابع الرسمي على هذا القطاع وتنظيمه، مع وجود مجال لزيادة الإنتاج والشفافية.

5. أستراليا - 100-150 طن متري تقريبًا

كانت أستراليا في يوم من الأيام أكبر منتج للتنتالوم في العالم، مع وجود عمليات كبيرة في غرينبوشز وودجينا. وفي حين انخفض الإنتاج في أواخر عام 2010 بسبب زيادة المعروض في السوق وإغلاق المشاريع، إلا أن الإنتاج استؤنف في السنوات الأخيرة. قُدِّر الإنتاج في عام 2023 بما يتراوح بين 100 و150 طن متري، مع وجود مجال للمزيد مع تزايد الطلب العالمي على التنتالوم من مصادر أخلاقية. وتتمتع أستراليا بميزة الحوكمة المستقرة والخام عالي الجودة والبنية التحتية المتطورة للتعدين.

[2]

كيف يتم تعدين التنتالوم وتكريره؟

-- التعدين الحرفي والتعدين على نطاق صغير (ASM)

يتم استخراج جزء كبير من التنتالوم في وسط أفريقيا من خلال التعدين الحرفي. ويستخدم عمال المناجم العمل البدني والمعدات البسيطة للتنقيب عن الخام المحتوي على الكولتان من قيعان الأنهار أو الأرض. ويوفر التعدين الحرفي والصغير والصغير الحجم سبل العيش لآلاف الأشخاص، ولكنه غالباً ما يكون غير رسمي، مع محدودية تدابير السلامة والضوابط البيئية.

--التعدين الصناعي

يُستخرج التنتالوم في أستراليا والبرازيل من خلال التعدين على نطاق واسع تحت الأرض أو التعدين المكشوف. وتستخدم هذه المناجم آلات متطورة، والحفر، والتفجير المتحكم فيه لإزالة الخام بشكل فعال. ويوفر التعدين على المستوى الصناعي درجة نقاء أعلى واتساق أعلى للمنتج، مع مزيد من التحكم في ظروف العمل والظروف البيئية.

وبعد التعدين، تتم معالجة خامات التنتالوم من خلال سلسلة من الخطوات:

1. التكسير والطحن لتقليل حجم الخام.
2. الفصل بالجاذبية لتركيز المعادن الحاملة للتنتالوم.
3. التعويم أو الطرق المغناطيسية لإزالة الشوائب.
4. المعالجة الكيميائية (مثل النض بالهيدروجين عالي التردد) لفصل التنتالوم عن النيوبيوم.
5. التكرير لإنتاج مسحوق التنتالوم أو الأكسيد أو السبائك المستخدمة في الإلكترونيات والسبائك الفائقة والغرسات الطبية.

ما هي آثار تعدين التنتالوم؟

-معادن التنتالوم

يتم التنقيب عن معظم الكولتان في العالم في المناطق التي تعاني من النزاعات المسلحة، لا سيما في جمهورية الكونغو الديمقراطية. وقد موّلت الإيرادات من تعدين التنتالوم تاريخياً أعمال العنف. وردًا على ذلك، يتطلب قانون دود-فرانك (المادة 1502) من الشركات الأمريكية الإبلاغ عن مصادر التنتالوم (والمعادن الأخرى التي تتسبب في النزاعات).

--حقوق الإنسان والعمل

عادةً ما يعمل عمال المناجم الحرفيون في ظروف غير آمنة، مع ورود تقارير عن عمالة الأطفال والاستغلال وسوء المعدات.

--الشواغل البيئية

يمكن أن يؤدي تعدين الخامات ومعالجتها إلى إزالة الغابات وتلوث المياه والتخلص من المخلفات الخطرة إذا لم تتم إدارتها بشكل صحيح.

--برامج التوريد الأخلاقية

تشجع منظمات مثل منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية ومبادرات مثل المبادرة الدولية لسلسلة توريد القصدير ومبادرة المعادن المسؤولة على تعزيز التوريد المسؤول والشفافية من خلال عمليات التدقيق في التتبع وخطط إصدار الشهادات.

الخلاصة

يُعد التنتالوم عنصراً صغيراً ولكنه حيوي لتمكين الإلكترونيات الحديثة والتصنيع عالي التقنية. ومع ذلك، فإن تعدين التنتالوم محفوف بالمخاطر الأخلاقية والبيئية والجيوسياسية. ومع ازدياد الطلب، ستكون الجهود المبذولة للحصول على التنتالوم بطريقة مسؤولة - من العمليات الصناعية واسعة النطاق والمناجم الحرفية المعتمدة وإعادة التدوير - أساسية لبناء مستقبل آمن ومستدام. لمزيد من منتجات التنتالوم والدعم التقني، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

المرجع:

[1] Zhenyu YANG, Jiangqi ZHU, Xingchen YAN. الطباعة ثلاثية الأبعاد لمواد التنتالوم المعدنية الطبية[J]. عالم المعادن، 2023(6): 16-23. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.10.0885

[2] التنتالوم. (2025، 15 يونيو). في ويكيبيديا. https://en.wikipedia.org/wiki/Tantalum