جامعة أنتوفاغاستا التشيلية تطلق مشروعًا دوليًا لتطوير عملية تعويم تنتج مخلفات خالية من الكبريتيدات

أخبار ar.wedoany.com، أطلق فريق بحثي تشيلي مشروعًا دوليًا يمتد على ثلاث سنوات، يهدف إلى معالجة مشكلة تصريف المناجم الحمضي من مصدرها في النفايات التعدينية. يقود المشروع الدكتور لويس سيسترناس، الباحث في مركز تقنيات التعدين المتقدمة (AMTC) والأستاذ بقسم الهندسة الكيميائية ومعالجة المعادن بجامعة أنتوفاغاستا (Universidad de Antofagasta)، ويتمثل الهدف الأساسي في تصميم عمليات تعويم تنتج مخلفات خالية من الكبريتيدات.

يحمل المشروع اسم "تعزيز استخلاص المعادن عبر التحليل متعدد المقاييس: من النمذجة الجزيئية إلى تحسين العمليات في إنتاج النحاس" (Enhancing Metal Recovery Through Multiscale Analysis: From Molecular Modeling to Process Optimization in Copper Operation، ANID ECOS250037)، وقد حصل على تمويله في إطار برنامج التعاون العلمي ECOS-ANID لعام 2025. يضم الفريق البحثي باحثين من جامعة أنتوفاغاستا، ومختبر L2CM بجامعة لورين الفرنسية (Université de Lorraine)، وجامعة بيو بيو (Universidad del Bío-Bío)، حيث يقود فريق جامعة لورين البروفيسور مايكل بدوي (Michael Badawi).

تصريف المناجم الحمضي هو محلول حمضي ينشأ عن تفاعل معادن الكبريتيدات في النفايات التعدينية مع الماء والأكسجين، وقد يؤدي إلى انتقال المعادن، مما يشكل تحديًا لعمليات التعدين وإدارة البيئة في أحواض المخلفات. يرتكز المفهوم الذي طرحه الفريق البحثي تحت مسمى "المواد الصلبة الخالية من الكبريتيدات" (Solid WithOut Sulfide, S.O.S.) على أن المخلفات والنفايات التعدينية الصلبة الأخرى ينبغي ألا تحتوي على معادن كبريتيدية. وأوضح الدكتور سيسترناس أن المشروع يهدف إلى توليد المعرفة عبر الدراسات التجريبية والنمذجة الجزيئية لتصميم عمليات تنتج مخلفات لا تحتوي على العناصر المولدة للتصريف الحمضي، وتكمن أهميته في القضاء على الخطورة الكامنة لمخلفات التعدين من المصدر، بدلًا من معالجتها بعد حدوثها.

يعتمد المشروع منهجية بحثية متعددة المقاييس تجمع بين الدراسات التجريبية وأدوات النمذجة الجزيئية، بما في ذلك الحسابات من المبادئ الأولى (ab initio) ونظرية الكثافة الوظيفية (DFT)، بالإضافة إلى تصميم وتحسين دوائر التعويم. يدرس الباحثون أولًا على المستوى الجزيئي تفاعلات المعادن المختلفة والظروف التي تساعد على فصلها الانتقائي، ثم تُستخدم هذه المعرفة لتصميم عمليات تعويم أكثر كفاءة. وأشار سيسترناس إلى أن النمذجة الجزيئية تساعد في فهم تأثيرات المقياس في عمليات فصل مخاليط معادن الكبريتيدات، بما في ذلك تفاوت سهولة فصل المعادن والظروف التي تعزز الفصل الانتقائي، ويمكن لهذه المعرفة أن توجه تصميم دوائر التعويم.

تربط هذه المنهجية بين الظواهر الكيميائية الأساسية والقرارات الهندسية، مما يجعل تصميم دوائر التعويم قائمًا على فهم معمق لآليات فصل المعادن. من المتوقع أن يتمثل الناتج الرئيسي في دفع تصميم دوائر تعويم قادرة على فصل معادن الكبريتيدات، بحيث لا تعود المخلفات النهائية قادرة على توليد تصريف حمضي. وأوضح سيسترناس أن المخلفات الخالية من الكبريتيدات تتميز بثباتها الكيميائي، مما يمنع توليد المواد الحمضية والإطلاق المرتبط بالمعادن الثقيلة الناتج عن ترشيح المعادن.

من المتوقع أن يصل المشروع عند نهاية فترة تنفيذه البالغة ثلاث سنوات إلى مستوى الجاهزية التقنية TRL 3-4، أي مستوى التحقق المخبري، مما يضع الأساس لمراحل التوسع اللاحقة. بالإضافة إلى المنشورات العلمية، تتضمن الخطة تطوير قاعدة بيانات مفتوحة تضم نماذج جزيئية ذات قيمة للمجتمع العلمي الدولي، واقتراح حلول جديدة لتصميم عمليات التعويم.

يشمل فريق البحث التشيلي أيضًا الدكتور ريكاردو خيلدريس فالينزويلا (Ricardo Jeldres Valenzuela) والدكتورة ييسيكا بوترو (Yésica Botero) من جامعة أنتوفاغاستا، وغونزالو كيسادا إسكالونا (Gonzalo Quezada Escalona) من جامعة بيو بيو، بالإضافة إلى طالبي الدكتوراه أندريس كاناليس ماهوزيير (Andrés Canales Mahuzier) وغريسيا فيلكا ألاركون (Grecia Villca Alarcón). ويرى سيسترناس أن هذا الخط البحثي إذا طُبق على المستوى الصناعي، فسيغيّر طريقة تشغيل المناجم، بحيث تُعالج المشكلة عند مصدر العملية بدلًا من التعامل معها في نهاية سلسلة الإنتاج.