تحويل مياه الصرف الصحي إلى أصل سائل: توظيف تقنيات مغيرة لقواعد اللعبة لتعزيز استخلاص المعادن الحيوية وخفض استهلاك المياه في قطاع التعدين

بينما يتزايد الطلب العالمي على المعادن الحيوية لتلبية احتياجات الطاقة النظيفة، ومراكز البيانات، والبنى التحتية الرئيسية، والنمو الاقتصادي بوتيرة سريعة، فإن أساليب الاستخراج والمعالجة الحالية تثير مخاوف اقتصادية وبيئية كبيرة لقطاع التعدين. يواجه قطاع التعدين تحديات متزامنة؛ بما في ذلك التركيز المتزايد على المعادن من مصادر محلية، وانخفاض درجة الخام، والديون الناشئة عن مخلفات التعدين.
يوضح الدكتور بريندون سميث (Dr. Brendan Smith)، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة SiTration، كيف أن الاستثمار في التقنيات الجديدة سيزيد من كفاءة الموارد ويقلل من المخاطر في سلاسل توريد المعادن الحيوية. تلعب تكنولوجيا المياه والابتكارات المرتبطة بها دورًا رئيسيًا في تغيير هذه المعادلة، ويمكنها ضمان مستقبل الصناعة المستدام. يستعرض هذا التقرير، الذي نشرته جودي دودسون (Jody Dodgson) في مجلة Global Mining Review (الاثنين، 29 ديسمبر 2025)، هذا التحول الكبير.

النقاط الرئيسية:

• استهلاك مرتفع للمياه: عمليات استخراج المعادن الحيوية تستهلك كميات هائلة من المياه، والأساليب الحالية غير قادرة على استعادة المياه والمواد القيمة من مياه الصرف الصحي بفعالية.
• الإجهاد المائي في مناطق التعدين: من المتوقع بحلول عام 2050، أن يقع حوالي 20% من مناجم العالم في مناطق تعاني من إجهاد مائي مرتفع للغاية.
• مخلفات التعدين: يتم إنتاج 13 مليار طن من مخلفات التعدين سنويًا، والتي تحتوي على كميات كبيرة من المياه والمعادن غير المستعادة.
• الحل التكنولوجي: يمكن أن يؤدي استخدام التقنيات الحديثة لمعالجة مياه الصرف الصحي واستعادة المواد إلى تحويل الديون البيئية إلى أصول اقتصادية.

القسم الأول: فهم التحديات المقبلة وأزمة الموارد

في الوقت الحالي، لم تتمكن عمليات التعدين من الاستفادة من فرصة استعادة المنتجات الثانوية التي يمكن أن تعزز سلاسل التوريد المحلية. عمليات استخراج المعادن الحيوية تستهلك كميات لا تصدق من المياه. الكمية الكبيرة من المياه المطلوبة لعملية الإثراء أو التركيز (Beneficiation process)، تتحول في النهاية إلى مياه صرف صحي غنية بمجموعة متنوعة من المعادن. الأساليب الحالية غير قادرة على استعادة هذه المنتجات الثانوية القيمة والكم الهائل من المياه، وكل هذا يتراكم ببساطة في أحواض المخلفات الكبيرة.
بينما تبحث عمليات التعدين عن تقنيات وعمليات قابلة للتطبيق لاستعادة المياه والمعادن لتلبية الطلب المتزايد مع الحفاظ على المخاطر التشغيلية منخفضة، فإن الاستثمار في هذه التقنيات سيحسن بشكل كبير من كفاءة الموارد ويقلل من المخاطر عبر سلاسل التوريد التعدينية العالمية في هذا العقد وما بعده. يعتقد الخبراء والمتخصصون في مجال المياه في مركز رؤية المياه أنه بدون تغيير النهج والتحرك نحو إعادة التدوير، فإن استدامة هذه الصناعة على المدى الطويل ستكون في خطر.
بالنظر إلى الكميات الكبيرة من المياه اللازمة لاستخراج النحاس والنيكل والكوبالت والعناصر الأرضية النادرة (REEs) وغيرها من المعادن الحيوية اللازمة لدعم أمن الطاقة والبنية التحتية الحيوية، فإن استخراج واستعادة المعادن يمثلان جزءًا من أعلى معدلات سحب المياه العذبة في القطاع الصناعي. هذا الأمر يسلط الضوء بشكل أكبر على ضرورة إعادة النظر في أنماط الاستهلاك واستخدام تقنيات المعالجة الحديثة.
ومما يزيد من هذا التحدي، أن مناطق التعدين عالية الإنتاجية غالبًا ما تقع في مناطق تعاني من ندرة المياه. ما لا يقل عن 16% من مناجم العالم، واحتياطياته، ومناطقه الغنية بالمعادن الحيوية تقع في مناطق تواجه مستويات عالية أو عالية جدًا من الإجهاد المائي. ومن المتوقع أن يرتفع هذا الرقم إلى 20% بحلول عام 2050. يمكن أن يؤدي سحب كميات كبيرة من المياه إلى استنزاف موارد المياه السطحية والجوفية المجاورة؛ مثل المواقع في سالار دي أتاكاما (Salar de Atacama) في تشيلي، حيث استهلك استخراج الليثيوم والنحاس أكثر من 65% من موارد المياه المحلية. هذه القضية تبرز أهمية إدارة الموارد المائية أكثر من أي وقت مضى.

القسم الثاني: إدارة المخلفات وعدم كفاءة الأساليب التقليدية

بالإضافة إلى العرض المحدود للمياه، يجب على عمليات التعدين الحالية التعامل مع كميات هائلة ومتراكمة من مياه المخلفات (Tailings water). تشير التقديرات إلى أن التعدين ينتج 13 مليار طن متري من المخلفات سنويًا على مستوى العالم، وتشكل المياه جزءًا كبيرًا من هذا الناتج. علاوة على ذلك، يمكن أن تتسبب الإخفاقات والحوادث في إدارة النفايات في دمار بيئي، وتأثيرات على صحة الإنسان، وحتى خسائر في الأرواح؛ حيث أن سدود المخلفات التعدينية لديها معدل فشل أعلى بكثير من سدود تخزين المياه.
في العديد من البلدان والمناطق، يقوم المنظمون والهيئات الإشرافية حاليًا بتشديد قيود التصريف ومتطلبات إعادة الاستخدام بسبب المخاطر الكبيرة التي تواجه عمليات التعدين والمجتمعات المحلية والنظم البيئية القريبة من المناجم. هذه الضغوط القانونية والبيئية تدفع الصناعات إلى التشاور مع الهيئات المتخصصة لإيجاد حلول مستدامة لإدارة مياه الصرف الخاصة بها.
على الرغم من القيمة الهائلة للمعادن الحيوية الموجودة في مخلفات التعدين ومياه الصرف الصحي، إلا أنه غالبًا لا يتم استعادة هذه الموارد. تعتبر تيارات مياه الصرف الصحي معقدة للغاية وذات حجم كبير، في حين أن المعادن الحيوية الموجودة فيها غالبًا ما تكون أكثر تخفيفًا مقارنة بالتيارات الرئيسية للمناجم والمواد المرتشحة (Leachates). لا توجد تقنية قائمة (Incumbent technology) قادرة على استعادة المعادن الحيوية من هذه التيارات بطريقة مجدية اقتصاديًا. وهنا يبرز دور الابتكارات مثل المواد الكربونية المستدامة وتكنولوجيا المعالجة بشكل أكبر.
بدون تقنيات فعالة ومجدية من حيث التكلفة تتيح معالجة وإعادة استخدام مياه الصرف الصحي واستعادة المعادن الحيوية بفعالية، ستظل نسبة عالية من المياه التي تستهلكها عمليات التعدين تتراكم كمياه صرف صحي محملة بالمعادن. يجب على المناجم تطوير أساليب محسنة لإعادة استخدام المياه واستعادة المعادن تدعم نمو سلاسل التوريد التعدينية المحلية والعالمية، وفي الوقت نفسه تقلل من مخاطر إدارة المياه والنفايات. وهذا يتماشى مع أهداف الأمن المائي العالمي.

القسم الثالث: تمكين الكفاءة وتحويل التهديد إلى فرصة

بينما تضطر عمليات التعدين الحالية إلى التعامل مع مخاطر وديون كبيرة، تحتوي تيارات النفايات أيضًا على تريليونات الدولارات من المعادن والمواد القيمة على مستوى العالم. ومع تراكم النفايات وتشكيلها تهديدات أكبر للعمليات والمجتمعات المجاورة، هناك أيضًا فرصة لتحويل هذه الديون إلى أصول. هذا التغيير في المنظور هو جوهر الاقتصاد الدائري في صناعة المياه والتعدين.
مع ظهور التقنيات التي تتيح التثمين (Valorisation) والتنقية المتزامنة لتيارات النفايات المعقدة والحمضية، يمكن إدخال مياه الصرف الصحي الخام مباشرة إلى أنظمة المعالجة التي تستعيد المواد بمدخلات مياه أقل بكثير من الطرق القياسية. في كثير من الحالات، تكون المعادن الحيوية في مياه الصرف الصحي جاهزة للاستخلاص ولا تتطلب معالجة إضافية. من خلال استعادتها وتوفير المياه النظيفة لإعادة الاستخدام، يمكن للمناجم تعويض استهلاكها من المياه العذبة.
يؤدي هذا أيضًا إلى تقليل المخاطر المالية ومخاطر الامتثال التنظيمي (Regulatory compliance risks) المرتبطة بجهود التنقية. إن إنتاج معادن حيوية عالية النقاء وجاهزة للسوق، والتي كانت تُترك سابقًا في تيارات النفايات دون استعادة، يمكن أن يعوض تكاليف التنقية، وفي بعض الحالات، يخلق مصادر إيرادات جديدة لعمليات التعدين. تظهر الأخبار المنشورة في مركز رؤية المياه أن هذا النهج ينتشر بسرعة.

«مع استمرار اختبار هذه التقنيات والتحقق من صحتها في مواقع التعدين العالمية، يمكن دمج الحلول في العمليات الحالية، مما يمثل حلاً قابلاً للتطوير وفعالاً من حيث التكلفة لزيادة الإنتاج وتقليل المخاطر التشغيلية. من خلال الاستثمار في هذه التقنيات، يمكننا تعزيز كفاءة الموارد وتقليل المخاطر عبر سلاسل التوريد التعدينية في العالم.»

تحليل حصري لفريق Water Insight Hub – مركز رؤية المياه

إن الخبر والمقال أعلاه، يتجاوز كونه مجرد تقرير فني بسيط في مجال التعدين، ليمثل تحذيرًا جادًا وفي الوقت نفسه خارطة طريق واضحة للدول التي تقع في الحزام الجاف وشبه الجاف من العالم. إيران، بامتلاكها لاحتياطيات معدنية ضخمة (خاصة النحاس وخام الحديد والعناصر النادرة) وفي نفس الوقت مواجهتها لأشد أزمات المياه في تاريخها، هي الجمهور الرئيسي لهذا النموذج الجديد. في مركز رؤية المياه، نعتقد أن دمج “تكنولوجيا المياه” مع “استراتيجية التنمية الصناعية” لم يعد خيارًا ترفيًا، بل هو السبيل الوحيد لبقاء الصناعات التعدينية في الهضبة الوسطى لإيران. كما أُشير في التقارير المتعلقة بـ أزمة المياه الجوفية والعجز في الخزانات، فإن استمرار النهج الحالي في سحب المياه غير ممكن.
يمكن تفسير أهمية هذه التكنولوجيا في إطار الأمن المائي ودبلوماسية المياه. عندما تتمكن الصناعات كثيفة الاستهلاك للمياه مثل مناجم نحاس سرجشمه أو خام حديد كل كهر من تقليل حاجتها للمياه العذبة بشكل كبير باستخدام تقنيات إعادة التدوير الحديثة (مثل ما تقترحه SiTration)، فإن الضغط على موارد المياه الجوفية والأحواض المائية المشتركة سيخف. وهذا يقلل بشكل مباشر من التوترات الاجتماعية الناجمة عن نقل المياه بين الأحواض ويسمح للحكومة بأن تكون لها يد أكثر حرية في حوكمة المياه. في الواقع، تعمل التكنولوجيا هنا كأداة لتحقيق الاستقرار في الأمن القومي وتقليل النزاعات المحلية.
بالإضافة إلى الجوانب البيئية، ومن منظور اقتصادي، فإن مفهوم “تحويل مياه الصرف الصحي إلى أصل” (Wastewater to Asset) حيوي لإيران. تحتوي العديد من مخلفات التعدين في إيران على عناصر قيمة تم تخزينها كنفايات لسنوات بسبب نقص تكنولوجيا المعالجة. إن دخول الابتكار والتقنيات الغشائية المتقدمة التي لديها القدرة على الفصل الانتقائي للأيونات، يمكن أن يوقظ مليارات الدولارات من رأس المال الخامل. يجب على خبراء المياه والتعدين، من خلال مزيد من التقارب، تمهيد الطريق لدخول وتوطين هذه التقنيات. بلا شك، إن مستقبل مركز رؤية المياه والمنطقة، ينتمي إلى أولئك الذين يرون قطرات الماء ليس كسلعة استهلاكية، بل كناقل قيّم في الدورات الاقتصادية.

دروس مستفادة لدول منطقة الشرق الأوسط وشمال أفريقيا (MENA)

التجربة الإيرانية ليست حالة منعزلة، بل هي بمثابة إنذار مبكر ونموذج عملي للدول الأخرى في منطقة الشرق الأوسط وشمال إفريقيا التي تمتلك قطاعات تعدين وصناعات ثقيلة وتواجه ندرة حادة في المياه. الدروس المستفادة يمكن أن تساعد في تشكيل سياسات أكثر استدامة ومرونة:

• تكامل تكنولوجيا المياه في الاستراتيجيات الصناعية: بالنسبة لدول مثل المملكة العربية السعودية والإمارات العربية المتحدة، التي تسعى إلى تنويع اقتصاداتها بعيدًا عن النفط من خلال خطط مثل رؤية 2030، فإن دمج تقنيات إعادة تدوير المياه المتقدمة في القطاعات الصناعية والتعدينية ليس خيارًا، بل هو ضرورة لضمان استدامة هذه الاستثمارات الضخمة في ظل ندرة المياه الشديدة.
• تحويل المخلفات إلى أصول اقتصادية: دول غنية بالموارد المعدنية مثل الأردن والمغرب (خاصة في صناعة الفوسفات)، يمكنها الاستفادة من هذه التقنيات لتحويل مخلفات التعدين من عبء بيئي إلى مصدر جديد للإيرادات عن طريق استخلاص المعادن الثمينة المتبقية. وهذا يقلل من التكاليف البيئية ويخلق قيمة اقتصادية إضافية.
• تخفيف التوترات الاجتماعية حول المياه: في دول مثل مصر، التي تواجه ضغوطًا هائلة على مواردها المائية المحدودة من نهر النيل، والأردن، أحد أكثر دول العالم فقرًا بالمياه، فإن جعل القطاع الصناعي مستقلاً مائيًا قدر الإمكان يقلل من المنافسة الشرسة على المياه مع القطاع الزراعي والاحتياجات السكانية، مما يساهم في الاستقرار الاجتماعي والأمن القومي.
• تعزيز الجاذبية للاستثمار المستدام (ESG): يتجه الاستثمار العالمي بشكل متزايد نحو المشاريع التي تلتزم بمعايير البيئة والمجتمع والحوكمة (ESG). إن تبني دول مثل عُمان ومصر لهذه التقنيات في قطاعاتها التعدينية الناشئة يمكن أن يعزز قدرتها على جذب رأس المال الدولي الذي يبحث عن فرص استثمارية مستدامة ومسؤولة بيئيًا.

لقراءة المزيد انقر هنا.