سؤال وجواب: الرئيس التنفيذي لشركة Thunderstone حول استخراج المعادن من خامها
مع مواجهة صناعة التعدين لضغوط متزايدة لإزالة الكربون من العمليات مع تأمين الإمدادات المستقبلية من سلع تحويل الطاقة، تستكشف الشركات عبر قطاع تعدين المعادن الحيوي بدائل للتنقيب والمعالجة التقليدية.
من بينها شركة Thunderstone ومقرها الولايات المتحدة، والتي تعمل على تطوير تكنولوجيا التعدين المكهربة المصممة لتحسين حركة السوائل عبر الأجسام الخام، مع تطبيقات محتملة عبر ترشيح الكومة، واستعادة المخلفات، وأنظمة التعدين المستقبلية في الموقع.
اقرأ أيضاً
اكتشف تسويق B2B عالي الأداء
اجمع بين ذكاء الأعمال والتميز التحريري للوصول إلى المتخصصين المشاركين عبر 36 منصة إعلامية رائدة.
اكتشف المزيد
يناقش إريك واسون بيرنز، الرئيس التنفيذي لشركة Thunderstone، المبادئ الكامنة وراء نهج الشركة، والقيود التجارية والجيولوجية التي تواجه النشر، وما إذا كانت تقنيات الاستخراج الناشئة يمكن أن تساهم بشكل ملموس في نمو إمدادات المعادن المهمة في مشهد الطاقة والجيوسياسية المجزأ بشكل متزايد.
أليخاندرو غونزاليس (AG): أنت تصف ما يفعله ثاندرستون بأنه يتيح “استخراج المعادن بدون المنجم”. هل يمكنك فك هذا لنا؟
إريك واسون بيرنز (EWB): من الناحية التشغيلية، يعني تمكين “استخراج المعادن بدون منجم” تحويل التركيز من التنقيب المادي إلى التحكم المتقدم في السوائل، مما يجعل Thunderstone أداة تمكين مستقبلية للتعدين في الموقع. تم تصميم هذه التقنية للمشاركة إما في عمليات ترشيح الكومة الحالية أو أحواض المخلفات لإدارة المخاطر وتحسين عملية الاسترداد.
بالنسبة للسيناريوهات طويلة المدى، في الموقع بالكامل، تلغي العملية الحفر التقليدي فوق الأرض أو تحت الأرض. وبدلاً من ذلك، فإنه يستخدم نظامًا من الأقطاب الكهربائية المثبتة تحت السطح والموجهة تحت الأرض لترشيح الرواسب مباشرة في مكانها، وتحفيز وتوجيه تدفق السوائل عبر الخام.
يتيح ذلك إدارة كفاءة السوائل بدقة في استعادة السلع، مما يؤدي بشكل فعال إلى استبدال الحاجة إلى الحفر الثقيل بنظام استرداد سائل موضعي يتم التحكم فيه كهربائيًا.
أي جي: كيف يختلف استخدام تقنيتك للتفريغ الكهربائي عالي الجهد للتحكم في نفاذية السائل عن الأساليب الحالية مثل التكسير الهيدروليكي أو الاسترداد التقليدي في الموقع؟
إب: تستخدم هذه التقنية مجموعة من الفولتية لمعالجة حركة السوائل دون الحاجة إلى ضغط السائل العالي، ولا القوة الميكانيكية المستخدمة في التقنيات الهيدروليكية وتقنيات التفتيت الحالية. جزء كبير من الآلية قيد الاستكشاف في مختبرنا حيث نعمل بشكل أساسي مع التكوينات الجيولوجية غير المجمعة.
نحن نتخيل أنه على مستوى المسام والكسر، تزيد التفريغات ذات الجهد العالي من قطر أعناق المسام الموجودة وتربط شبكات التدفق المعزولة مسبقًا، مما يعزز أو يثبط بشكل فعال مسارات التدفق التفضيلية الأصلية للجيولوجيا الأصلية.
بالإضافة إلى ذلك، عند الفولتية المنخفضة، يمكن للنظام أن يعمل ضمن نظام التدفق الأسموزي والأيوني حيث يتم نقل الأيونات والمياه المصاحبة بشكل مباشر من خلال مصفوفة صلبة داخل مجال كهربائي، مما يسمح بالتحكم الدقيق في الديناميكا المائية دون تغييرات كبيرة في الهيدروجيولوجيا الأساسية للموقع. وبشكل حاسم، لاحظنا انعكاسًا كبيرًا في الخام، مما يعني أنه بمجرد إزالة المجال الكهربائي، تتصرف المادة وتتدفق تمامًا كما فعلت في الأصل.
آدم: كيف يمكن مقارنة منهجك بالطرق المتبعة؟
إب: في حين أن تقنيتنا حاليًا في مرحلة مبكرة لإزالة المخاطر، تشير النتائج الأولية إلى مزايا محتملة في معدلات الاسترداد والجداول الزمنية للاستخراج مقارنة بالطرق التقليدية. يستهدف نهجنا على وجه التحديد الأجزاء الأكثر انسدادًا في أكوام المناجم التي لا توفر حاليًا أي قيمة اقتصادية. عادة لا يمكن الوصول إلى أجزاء كبيرة من هذه الأكوام لأن السائل ببساطة لا يتحرك؛ نحن نتدخل لإنشاء التدفق الضروري لجعل تلك المناطق الراكدة اقتصادية.
في الاختبارات المعملية المبكرة، رأينا تركيزات محلول الترشيح الحامل (PLS) تتساوى مع خطوط الأساس القياسية للصناعة، أو حتى تتجاوزها، حتى في الجيولوجيا التي تهيمن عليها أنظمة التدفق الشبيهة بالطين ذات الحد الأدنى من النشاط. ومن خلال فتح هذه المناطق التي كان يتعذر الوصول إليها سابقًا وتوليد PLS عالي التركيز وعالي النقاء، قد تقلل هذه التكنولوجيا أيضًا بشكل كبير من جهود التكرير النهائية.
تعمل هذه النقاء المعزز على تبسيط سلسلة المعالجة بأكملها، مما يحافظ على الهوامش ويسمح للمشغلين بتحقيق نقاط سعر أفضل وخطوات عملية أقل استهلاكًا للطاقة دون الحاجة إلى المعالجة المكثفة التي يتطلبها عادةً الترشيح التقليدي.
آدم: كيف تم اختبار هذه التكنولوجيا حتى الآن، وتحت أي ظروف جيولوجية تفشل أو تصبح غير اقتصادية؟
إب: هذه التكنولوجيا حاليًا في المراحل الأولى من التطوير، مع إجراء الاختبارات في المقام الأول على نطاق المختبر باستخدام الخامات السطحية (1-30 م)، ولاتريت النيكل في المقام الأول. حتى الآن، ركزت التجارب في المقام الأول على الأعمدة ذات المقياس المتري حيث نجح النظام في تحفيز التدفق دون مواجهة قيود كبيرة بسبب كثافة الخام أو ضعف التدفق الأصلي، ولم نحدد أي حدود هيكلية متأصلة.
من الناحية التشغيلية، تعتبر هذه العملية مناسبة بشكل أفضل للجيولوجيا عالية المسامية، وتحديدًا تلك مثل لاتريت النيكل مع مسامية أكبر من 10%، حيث غالبًا ما تكون حركة السوائل التقليدية مقيدة بمسارات متعرجة.
باستخدام التحفيز الكهربائي بدلاً من الاعتماد على التدفق الهيدروليكي الطبيعي، تتجاوز التكنولوجيا المفاضلة النموذجية بين مساحة السطح ومعدل التدفق، مما يجعلها الآن مجدية اقتصاديًا حيث لم تكن في السابق بسبب تثبيط التدفق كما هو الحال في المخلفات، أو ترشيح الكومة، أو (يحتمل) الرواسب الرسوبية والحجر الرملي عالية المسامية.
في حين أنه لم يتم بعد تحديد حدود واضحة للعمق والضغط خارج النظام السطحي، فقد تم تصميم هذه التكنولوجيا خصيصًا لفتح القيمة من الأصول الجيولوجية التي تمتلك المساحة السطحية اللازمة ولكنها تتطلب حاليًا معالجة مكثفة بسبب قيود التدفق.
آدم: ما هي العوائق الفنية والتنظيمية التي تحول دون التوسع؟
إب: وتتركز العوائق التي تحول دون تحديات التوسع الحالية على البصمة المادية الهائلة، وعدم الاستقرار تحت السطح، والمسؤوليات البيئية الشديدة الملازمة للاستخراج التقليدي.
يعتمد التعدين التقليدي على عمليات ميكانيكية عالية المخاطر، تتطلب طاقة حركية هائلة لتفجير الصخور ونقلها، مما يؤدي إلى إنشاء حفر مفتوحة خطيرة وأعمدة عميقة والتزامات طويلة الأجل مثل أوعية المعالجة عالية الضغط وسدود المخلفات الخطرة.
نحن نتعامل مع هذه العوائق تحت السطحية والبيئية من خلال رؤيتنا طويلة المدى في الموقع؛ ومن خلال تحويل طريقة الاستخراج من العمليات المعتمدة على الميكانيكية إلى الدقة الكهربائية، يمكننا تحقيق الاستخراج في الموقع حيث لا يكون قابلاً للتطبيق حاليًا.
ومن خلال استخدام نبضات كهربائية مستهدفة لكسر الجسم الخام في الموقع والتحكم في نفاذية السائل على المستوى المجهري، تسمح هذه التقنية بالاستخراج الدقيق مع الحفاظ على المناظر الطبيعية السطحية والنظم البيئية المحيطة سليمة تمامًا. إن نهج “استخرج المعدن واترك الجبل” يلغي مرحلة السحق والطحن، وبالتالي يزيل الحاجة إلى تخزين الحمأة السامة وفشل سدود المخلفات الكارثية.
ومن خلال استبدال الآلات الضخمة والبنية التحتية الثقيلة بطريقة محلية للتعافي في مكانها، تعمل هذه التقنية على خفض الإنفاق الرأسمالي بشكل كبير وتزيل مخاطر عملية التصاريح البيئية، مما يؤدي بشكل فعال إلى تحييد السلامة الأولية والالتزامات التنظيمية والمسؤولية طويلة الأجل المتعلقة بالسمعة والتي عادة ما تؤخر توسيع نطاق المشروع.
آدم: بالنظر إلى التوقعات الجيوسياسية المجزأة لأسواق الطاقة وسلاسل التوريد، كيف ترى أن التكنولوجيا الخاصة بك تلعب دورًا؟
إب: تم تصميم تقنيتنا لمواجهة تحديات عدم استقرار سلسلة التوريد بشكل مباشر. تتمثل نقطة الضعف الأساسية في سلاسل التوريد العالمية ــ وصناعة التعدين التقليدية ــ في عدم القدرة على استخراج المعادن وتسليمها بالمعدل الذي يطلبه المجتمع، وهو العجز الذي يتزايد باستمرار.
إن مواقع التعدين التقليدية غير متوافقة بطبيعتها مع التحولات في الإنتاج بين عشية وضحاها بمقدار عشرة أضعاف. ونموذج الاستخراج الوحيد الذي يقترب من الاستجابة لمثل هذه التقلبات هو قطاع الهيدروكربون، حيث تستطيع آبار النفط تعديل الإنتاج بسرعة حسب الطلب.
لم يتمتع التعدين قط بهذا الترف لأنه يتطلب الحركة المادية لملايين الأطنان من الصخور، مقيدة بتراخيص التشغيل الثابتة والبنية التحتية الصارمة التي لا يمكن تشغيلها وإيقافها حسب الرغبة.
من خلال تحقيق رؤيتنا طويلة المدى لبناء موقع منجم يتمحور حول الآبار الجوفية المثبتة وتحفيز تدفق السوائل، فإننا نقدم مرونة غير مسبوقة لمصادر المواد الخام. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن تحولات الطاقة العالمية تؤدي دائمًا إلى زيادات كبيرة ومفاجئة في الاحتياجات المعدنية الحرجة.
في الوقت الحالي، تواجه العديد من التقنيات المتقدمة خطر الفشل في الوصول إلى السوق لأنها ببساطة لا تستطيع تأمين كميات المعادن اللازمة للتوسع. إن تنفيذ تقنية يمكنها تحقيق هذه الكميات المطلوبة ومعدلات التسليم على الفور عند القمة المطلقة لسلسلة القيمة الأولية سيكون له التأثير الأكبر على استقرار السوق. وهذه المرونة التشغيلية مطلوبة للمساعدة في تخفيف صدمات سلسلة التوريد، وتخفيف المخاطر الأوسع عبر الأمن القومي ونشر التكنولوجيا والبنية التحتية للطاقة.
