المياه هي مدخل حيوي في التعدين، تُستخدم لمعالجة المعادن، ولتخفيف الغبار، ولتبريد المعدات – لكن في صحراء أتاكاما بتشيلي، واحدة من أكثر الأماكن جفافاً على وجه الأرض، المياه العذبة نادرة وتخضع للنزاع الشديد. تواجه البلاد ضغطاً عالياً على المياه، خصوصاً في مناطقها الوسطى والشمالية، حيث غالباً ما تتجاوز الطلبات العرض. أدت جفاف مذهل استمر لفترة طويلة، لأكثر من عقد من الزمان، إلى تقليل توافر المياه بشكل كبير، بينما تفاقمت التحديات المتعلقة بإدارة المياه والمطالب المتنافسة من التعدين والزراعة والمجتمعات.
مع تخصيص الموارد المحلية للاستخدام البشري والزراعة، يتجه قطاع التعدين إلى المحيط الهادئ. يُقدم التحلية حلًا قابلاً للتطبيق للوصول إلى المياه على المدى الطويل لكنه يأتي بتكاليف طاقة عالية وتبادلات بيئية.
في هذا الحوار، يتحدث إيليا إبيكين، المدير في آثر دي. ليتل، مع أليخاندرو غونزاليز، المحرر في خدمات المالية مع GlobalData، الشركة الأم لـ Mining Technology، حول كيفية موازنة شركات التعدين بين المتطلبات التشغيلية وأهداف الاستدامة في واحدة من أكثر المناطق شحاً في المياه في العالم.
أليخاندرو غونزاليز (AG): كيف تتعامل شركات التعدين في تشيلي مع شح المياه على مستوى استراتيجي، وكيف تؤثر الأنظمة الحكومية والتزامات البيئة والمجتمع والحوكمة (ESG) على خطط إدارة المياه طويلة المدى؟
إيليا إبيكين (IE): تستجيب شركات التعدين في تشيلي لشح المياه باستراتيجية متعددة الطبقات تشكلها الأنظمة البيئية والتزامات ESG. لقد حددنا ثلاثة مجالات تركيز رئيسية: إدارة المياه، والتنظيم، والتحول المدفوع بـ ESG.
أولاً، أصبحت إدارة المياه جزءًا أساسيًا من العمليات. تستخدم شركات مثل BHP وAntofagasta Minerals بالفعل المياه المحلاه لتلبية 30% من احتياجاتها، ومن المتوقع أن تصل هذه النسبة إلى 50% بحلول عام 2030. على سبيل المثال، يحتوي منجم سبنس التابع لبنك BHP على محطة لتحلية المياه بسعة 1000 لتر في الثانية. كما تستخدم شركات أخرى مثل هوت تشيلي نماذج بنية تحتية مشتركة لتوزيع المياه بشكل أكثر كفاءة. وهناك أيضاً استخدام متزايد للمياه المالحة غير المعالجة – مشروع نيو سينتينلا في أنطوفاغاستا هو حالة ذات صلة.
تساعد الأنظمة المغلقة وإعادة التدوير المتقدمة على تحقيق إعادة استخدام 76% من المياه في عمليات التعدين. تستعيد منشأة إيل سولدادو التابعة لأنجلو أمريكان 80% من مياه المخلفات من خلال إزالة الماء بالهيدرو. وتستخدم مانتوس بلانكوس دوائر معالجة موفرة للطاقة لتقليل الفقد.
تعتبر الابتكارات في المخلفات من المواضيع الرئيسية. نحن نرى تقنيات التخزين الجاف تستبدل الطرق التقليدية، حيث تُقلل تخزين المخلفات المصممة بشكل خلايا في سبنس، مثلاً، التبخر بنسبة 30%، وتحقق طريقة التكديس الهيدروليكي لأنجلو أمريكان استرداد 80% من المياه المعالجة.
ثانياً، يدفع التنظيم بهذه الجهود إلى الأمام، لكن التحديات لا تزال قائمة. تقتصر سياسة التعدين في تشيلي 2050 على استخدام المياه القارية بنسبة 10% بحلول عام 2025، مما يسرع تبني التحلية. ستتطلب التعديلات القادمة على قانون التعدين (النشرة 9.185-08) التحلية للمشاريع التي تتجاوز 150 لترًا في الثانية. ومع ذلك، لا تزال الموافقات تمثل عنق الزجاجة – تواجه بعض المشاريع مواعيد الموافقة لمدة ست سنوات، مما يدفع المشغلين مثل هوت تشيلي للتعاون مع المتخصصين مثل ستانتك لتسريع التسليم.
ثالثاً، تعيد الضغوط المتعلقة بـ ESG تشكيل استراتيجية المياه. يعتمد دعم المستثمرين الآن بشكل كبير على الاستدامة، حيث تتعلق موافقة 64% من أصحاب المصلحة على التعدين بالاستدامة. أدت التعاونات مع شركات مثل فيوليا إلى تقليل استهلاك القطاع للمياه بمقدار 16 مليون متر مكعب سنويًا. كما تُساعد التحلية المدعومة بالطاقة المتجددة – مثل تركيب الألواح الشمسية في كوديلكو – والألواح الكهروضوئية العائمة في برك المخلفات في لوس برونس في تقليل الانبعاثات. تحدد برامج مثل برنامج فيوليا “إثبات وليس وعود” معايير الأداء، واستعادة 80% من المياه في إيل سولدادو يعتبر من المعايير الأساسية في الصناعة.
على الرغم من أن التحلية لا تزال مكلفة – عادة ما تتراوح بين 0.50 دولار و 2 دولار لكل متر مكعب – وتخضع لل delays التنظيمية، بدأت الاستثمارات في الأنظمة الدائرية والطاقة المتجددة في تقليل هذه المخاطر. إذا تم التصريح عن توسيع التكنولوجيا كما هو مخطط، يمكن لقطاع التعدين في تشيلي خفض استخدام المياه العذبة إلى 5% فقط بحلول عام 2040.
AG: ما هي أكبر التحديات التشغيلية التي تواجهها شركات التعدين التشيلية بسبب شح المياه، خصوصًا في صحراء أتاكاما وغيرها من المناطق التعدينية الجافة؟
IE: تواجه شركات التعدين التشيلية تحديات تشغيلية كبيرة بسبب شح المياه في صحراء أتاكاما والمناطق الجافة الأخرى، مدفوعة بعوامل بيئية وتقنية واجتماعية-سياسية.
تحتوي صحراء أتاكاما، من بين أدنى المناطق جفافاً على الأرض، على احتياطيات ضخمة من النحاس والليثيوم، لكنها تواجه استغلالاً مفرطًا لأحواض المياه الجوفية. تستهلك عمليات التعدين في مناطق مثل سالار دي أتاكاما المياه بمعدلات تفوق الاستخدام المحلي بأربع مرات، مما يستنفد الموارد الحيوية للمجتمعات الأصلية من ليكينانتاي والنظم البيئية. أدت استخراج الليثيوم وحده إلى تراجع مستوى المياه المحلية بمقدار يصل إلى 2 متر، مما زاد من حدة الصراعات مع الزراعة وسبل العيش التقليدية.
تعد الاستخدام المفرط للمياه الجوفية قضية شائعة. شهد حوض بمبا ديل تاماروجال، الحرج للتعدين في الشمال، زيادة الاستخدام بنسبة تقارب 1900% على مدى الثلاثين سنة الماضية. المياه السطحية أيضًا محدودة – حيث تأتي 28% فقط من مياه التعدين من الأنهار أو البحيرات – والتغيرات المناخية تجعل هذه المصادر أقل موثوقية.
تقدم التحلية حلاً جزئيًا، لكنها تأتي مع تحديات خاصة بها. يتطلب نقل المياه من plants الساحلية إلى المناجم الداخلية والعالية الارتفاع شبكة أنابيب طويلة، غالباً على ارتفاعات تزيد عن 2000 متر. هذه الأنظمة تستنفد قدرًا كبيرًا من الطاقة وتكلفتها عالية. تهدف أنطوفاغاستا إلى تلبية 66% من احتياجات قطاع النحاس من المياه من خلال التحلية بحلول عام 2031، لكن هذا سيتطلب استثماراً كبيراً في البنية التحتية.
كما توجد تحديات تقنية وجيولوجية. تعني تراجع درجات الخام أن المزيد من المياه مطلوبة لمعالجة نفس كمية المعدن. بالإضافة إلى ذلك، تجعل قواعد البيانات الجيولوجية القديمة من الصعب إدارة الموارد المائية بفعالية عبر المناطق.
تزيد التغيرات المناخية من تفاقم الوضع. لقد قطع جفاف استمر لمدة 13 عامًا بالفعل سعة الخزانات إلى 30%، مما يجبر عمال المناجم على استخدام المياه بشكل أكثر كفاءة. ترفع درجات الحرارة – ارتفعت تشيلي بمقدار 0.15 درجة مئوية في العقد منذ عام 1961 – أيضًا من معدلات التبخر. منذ عام 2011، شهدت تشيلي 12 عامًا متتالية كانت فيها درجات الحرارة أعلى من المتوسط، مع وقوع ثمانية من بين السنوات العشر الأكثر دفئًا منذ عام 2000.
استجابة لذلك، تركز الشركات على التحلية وإعادة التدوير ومراقبة المياه الجوفية والمشاركة المجتمعية لتحقيق التوازن بين استخدام الموارد والمخاوف الاجتماعية والبيئية.
AG: كيف تتكيف عمليات التعدين في تشيلي مع التكاليف العالية وتعقيدات اللوجستيات لنقل وتخزين المياه، خاصة عند نقل المياه المحلاة على مسافات طويلة وارتفاعات عالية؟
IE: ما نراه هو أن إدارة التكاليف العالية والصعوبات الفنية في نقل الماء – خاصة المياه المحلاة – تدفع شركات التعدين في تشيلي إلى الاعتماد على بنية تحتية تعاونية، وهندسة أفضل للأنابيب، وأنظمة مغلقة.
يتطلب نقل المياه المحلاة إلى ارتفاعات تتراوح بين 2000 و4000 متر أنابيب ذات قطر كبير، ومضخات قوية عالية الضغط، ومواد مقاومة للتآكل. وفقًا لبياناتنا، تأتي حوالي 70% من تكاليف تشغيل الأنابيب من استخدام الطاقة. يمكن أن يقلل تحسين التصميم والمواد المستخدمة هذه التكاليف بشكل كبير.
تزداد الاستثمارات في البنية التحتية المشتركة شيوعًا. العمليات الشمالية لكوديلكو، على سبيل المثال، تشارك الآن في بنية تحتية لتحلية المياه عبر ثلاثة مناجم. في مثال آخر، قامت منجم لوس بالامبرس مؤخراً بتوسيع نظام الأنابيب الخاص بها، مضاعفة سعة نقل المياه. ومع ذلك، تظل حقوق الأراضي والموافقات تمثل تحديات في بعض المناطق.
تلعب تدابير الكفاءة أيضًا دوراً حاسماً. تستعيد مرافق مثل إل سولدادو التابعة لأنجلو أمريكان ما يصل إلى 80% من مياه العمليات، وتساعد المخلفات المكثفة على تقليل الفقد الإجمالي للمياه بحوالي 10% مقارنة بالمخلفات التقليدية. تستخدم بعض المواقع الألواح الشمسية العائمة على برك المخلفات لتقليل التبخر.
تزداد شيوع الأنظمة المغلقة، حيث تحقق بعض المناجم معدلات إعادة تدوير المياه بنسبة 85% أو أكثر. تساعد هذه الجهود في تقليل الاعتماد على مصادر المياه الجديدة وتساعد في إدارة تكاليف التشغيل.
AG: كيف يؤثر شح المياه على إنتاجية التعدين والتكاليف في تشيلي، وما هي الاستراتيجيات التي تستخدمها الشركات لتقليل هذه المخاطر مع الحفاظ على مستويات الإنتاج؟
IE: يؤثر شح المياه بشكل واضح على الإنتاجية والتكاليف في قطاع التعدين في تشيلي. مع استمرار هطول الأمطار بمعدل أقل من المتوسط لأكثر من عقد، انخفضت سعة الخزانات إلى حوالي 30%. في الوقت نفسه، تعني درجات الخام المتدنية أن المزيد من المياه مطلوبة للمعالجة، مما يزيد من التكلفة والتعقيد.
لقد أدى هذا بالفعل إلى تقليص الإنتاج. أبلغت عمليات BHP في سيرو كولورادو وعمليات أنجلو أمريكان في لوس برونس عن انخفاضات إنتاجية تصل إلى 44% بسبب نقص المياه.
تعد التحلية الآن جزءًا محوريًا من الاستجابة، لكنها مكلفة. قد تكون تكلفة المياه المحلاة تصل إلى عشرة أضعاف تكلفة المياه الجوفية. هناك أيضًا نفقات رأس المال للبنية التحتية والاحتياجات العالية من الطاقة لضخ المياه إلى المناجم البعيدة في الارتفاعات العالية.
لإدارة هذه التكاليف مع الحفاظ على الإنتاج، تستثمر الشركات في أنظمة أنابيب أكثر كفاءة، وتحسين إعادة تدوير المياه، ومشاركة البنية التحتية لتقليل التكرار. وفقًا لبياناتنا، من المتوقع أن يتزايد استخدام المياه في قطاع النحاس بمعدل 2.3% سنوياً ليصل إلى 23.7 متر مكعب في الثانية بحلول عام 2034. ومن المتوقع أن يرتفع استخدام المياه البحرية بمقدار 230% في هذا العقد.
هذا يخلق ضغطًا للحفاظ على الإنتاج أثناء تحقيق أهداف الاستدامة، خصوصًا في اقتصاد يعتمد على التعدين مثل تشيلي.
AG: ما هي الابتكارات التكنولوجية الرئيسية التي يتم اعتمادها في تشيلي لتقليل استهلاك المياه وتحسين إعادة تدوير المياه في عمليات التعدين؟
IE: نحن نرى تحولاً واضحاً في قطاع التعدين في تشيلي نحو تقنيات تقليل استخدام المياه وتحسين إعادة التدوير. من وجهة نظرنا، هناك أربعة مجالات رئيسية من الابتكار تدفع هذا التقدم.
أولاً، التحلية أصبحت جزءًا مركزيًا من استراتيجية المياه. تقود مصانع التناضح العكسي الطريق، ومن المتوقع أن تنمو السعة الإجمالية في تشيلي بنسبة 130% بحلول عام 2031. مثال جيد هو منجم النحاس سبنس التابع لبنك BHP، الذي يعمل محطة تحلية يمكنها تلبية 1000 لتر في الثانية – ما يلبي حوالي نصف احتياجات المياه الحالية للمناجم. تخطط الشركة بالفعل لتوسيع هذه السعة.
في معالجة المعادن، نرى ثلاث ابتكارات مترابطة تُغير طريقة استخدام المياه. على سبيل المثال، تُخفض تقنية طفو الجسيمات الأكثر خشونة استهلاك المياه بمقدار أكثر من 20%، بينما تحسن أيضًا معدلات استرجاع المعادن بمقدار ثلاث إلى خمس نقاط مئوية. في الوقت نفسه، تكتسب طرق معالجة المخلفات الجافة أرضاً، مما يتيح توفير يصل إلى 50% من المياه باستخدام أنظمة ترشيح متقدمة لإعادة تدوير المزيد من المياه. لدعم كل ذلك، تُستخدم شبكات حساسات مدفوعة بالذكاء الاصطناعي في مصانع التركيز لإجراء تعديلات على العمليات في الوقت الحقيقي، مما يساعد المرافق الحديثة على الوصول إلى معدلات إعادة استخدام مياه تصل إلى 85-90%.
تحسن كفاءة الموارد أيضًا من خلال تقنيات مثل فرز الخام باستخدام الرنين المغناطيسي، والتي تمكن من استهداف أكثر دقة للخام عالي الجودة. وهذا يقلل كمية المواد ذات الدرجة المنخفضة المعالجة ويقلل من استخدام المياه بنسبة 15-20%. بالتوازي، يتم تحديث طرق التعدين من السطوح لتقليل فقدان التبخر – وهو تطور مهم، خاصة في الظروف الجافة للغاية شمال تشيلي.
تشير معاييرنا إلى أن الشركات التي تعتمد هذه approaches المشتركة قد بدأت بالفعل في رؤية نتائج كبيرة، حيث تم تقليل سحوبات المياه العذبة لكل وحدة من النحاس بنسبة 35-45%. ومع ذلك، يبقى التحلية عملية كثيفة الاستخدام للطاقة – وعادة ما تتطلب 3.5-4.5 كيلووات في الساعة لكل متر مكعب من المياه – مما يعني أن إزالة الكربون من العملية من خلال الطاقة المتجددة ستظل أمرًا ضروريًا للمضي قدمًا.
بشكل عام، نعتقد أن هذه الابتكارات تضع صناعة التعدين في تشيلي في وضع يمكنها من الحفاظ على نمو الإنتاج مع تقليل إجمالي استهلاك المياه بنسبة 25% بحلول عام 2030 مقارنة بمستويات عام 2020. تحقيق هذا التوازن أمر حاسم – ليس فقط من أجل مستقبل صادرات التعدين ولكن أيضًا لدعم الأمن طويل الأمد لموارد المياه للمجتمعات المحلية.
AG: كيف تحسن التطورات في تكنولوجيا التحلية من استدامة التعدين في تشيلي، وما هي التدابير التي اتخذت لتقليل التأثيرات البيئية، مثل تصريف المحلول الملحي؟
IE: تُحسن التطورات في تكنولوجيا التحلية من استدامة عمليات التعدين في تشيلي بشكل كبير، مما يساعد الصناعة في معالجة أزمة المياه الحادة مع العمل على تقليل التأثيرات البيئية.
تتزايد اعتماد شركات التعدين على مصانع التناضح العكسي، والتي تستخدم تقنية الأغشية التي هي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة وتنتج نفايات أقل من الأنظمة الحرارية القديمة. يتم تزويد العديد من مرافق التناضح العكسي الكبيرة الآن بأنظمة استرداد الطاقة، والتي تحسن الكفاءة بشكل أكبر. لا تخفض هذه التحسينات التكاليف التشغيلية فحسب، بل تقلل أيضًا من البصمة الكربونية المرتبطة بإنتاج المياه.
لجعل التحلية أكثر قابلية للتطبيق على نطاق واسع، نرى أيضًا تحولًا نحو بنية تحتية مشتركة. تطور تجمعات التعدين خطوط أنابيب مشتركة لتحلية المياه ومرافق معالجة. يساعد هذا النهج التعاوني في تقليل النفقات الرأسمالية، ويحد من الاضطرابات البيئية الناتجة عن بناء أنظمة متعددة ويمكن أن يحسن قبول المجتمع لعمليات التعدين.
ومع ذلك، لا يزال تصريف المحلول الملحي يمثل مصدر قلق بيئي رئيسي بسبب ملوحته العالية، مما يمكن أن يؤذي النظم البيئية البحرية. في حين أن الإطار التنظيمي في تشيلي يفتقر إلى حدود محددة لتركيز المحلول الملحي، فقد تم اتخاذ بعض التدابير للسيطرة عليها، وأبرزها المخففات والتصريف المنظم، والتي تمثل مزج المحلول الملحي مع مياه البحر قبل الإفراج عنه لتقليل الطفرات الموضعية في الملوحة، بالإضافة إلى حقن الأعماق وبرك التبخر، وهو طريقة بديلة للتخلص تقلل من الأثر البحري، على الرغم من أنها أغلى بكثير.
<!– –>
