هل ستنضب الفلِزّات قريبا؟

م. حسام جميل
العرب اليوم 28/8/2012
تحذير من استنزاف 26 عنصرا فلزيا ولافلزيا مهمّا.
حتى متى ستتمتع حضارتنا المزدهرة بالوفرة، وبنمط سلوك الهدر والتبذير للمواردالطبيعية؟ قد لا تكون الفترة المتاحة أمامنا طويلة.
نشرت مجلة "العلم والحياة" الفرنسية في عددها لشهر 5/2012 تقريرا من عشرين صفحة بعنوان: تحذير من الشح: 26 فلزا ستنفد . ونعرضه فيما يأتي باختصار:
تبلغ كتلة الأرض ستة آلاف مليار مليار طن. لكن المتاح لنا لا يتجاوز نصف بالمئة منها، وهي القشرة الأرضية، التي تبلغ كتلتها ثلاثين مليار مليار طن. وتتناثر المعادن في أنحاء القشرة بطريقة تجعل استغلال معظمها غير مجد اقتصاديا؛ إذ يتطلّب استخراجها أن تتواجد في عروق أو طبقات يتركّز فيها الفلزّ المطلوب. وقد عمل الماء عبر مليارات السنين على حت الصخور ونقل عدد من معادنها إلى المحيطات، حيث ذابت بعض أملاحها أو ترسبت في قاع المحيط. فالمحيط إذاً يشكل مصدرا ممكنا للمعادن والفلزات.
لعل النفط هو المصدر الأهم الذي يخشى نضوبه في مستقبل غير بعيد. خاصة أن النفط يُحرق، في حين أن الفلزات يمكن تدويرها. لكن استهلاك النفط يتزايد بضراوة في العالم أجمع رغم حملات البيئيين الهادفة لترشيد الاستهلاك وتشجيع مصادر الطاقة المتجددة.
النحاس Cu:
اكتشف الانسان النحاس واستعمله منذ عشرة آلاف سنة، قبل الحديد، ويستخدم حاليا في الأسلاك الكهربائية والالكترونيات. الانتاج السنوي العالمي 16 مليون طن، والاحتياطيات المقدرة القابلة للاستخراج 630 مليونا، ما يكفي 38 سنة. لكن تدوير مخلفات النحاس واكتشاف مصادر جديدة سيزيد من هذه الفترة.
الأوربيوم Eu، والتيربيوم Tb، والإتريوم Y.
ثلاثة أسماء غريبة على السمع. لكن هذه العناصر الأرضية، أو المعدنية، النادرة أساسية للصناعات الالكترونية، خاصة شاشات التلفاز واللمبات الموفرة للطاقة.
الانتاج الحالي: عشرة آلاف طن. لكن احتياطياتها غير محددة. وتدّعي وزارة الطاقة الأمريكية أن العالم سيعاني من عجز في هذه الفلزات عام 2015.
الأنتيمون Sb
يفيد هذا العنصر الفلزيّ كمعوق لانتشار النار، لهذا فهو يمزج مع الأقمشة والدهانات والبلاستيك .الإنتاج 170 ألف طن والاحتياطيات 1,8 مليون، ما يكفي لإحدى عشرة سنة.
الفسفور P
الأردن من الدول الرئيسية المنتجة للفسفات، ونعلم أنه مصدر مهم للأسمدة. ويحتاج جسمنا نحو غرامين منه يوميا. فهو يدخل في تركيب الحمض النووي دنا.
الإنتاج الحالي: 190 مليون طن والاحتياطيات المثبتة 65 مليارا، ما يكفي 340 سنة.
الهيليوم He
ينتج هذا الغاز الخامل عن تحلل العناصر المشعة، ويتسرب معظمه إلى الفضاء الخارجي. يستخدم في الأبحاث العلمية، وفي تعبئة البالونات. انتاجه السنوي 180 مليون م³ واحتياطياته 4,2 مليار م³، ما يكفي 23 سنة.
الدِسبروزيوم Dy ، النيوديم Nd
تصنع من هذين العنصرين المغانط الفائقة المستخدمة في السيارة الكهربائية وفي توليد الكهرباء من الريح. الانتاج الحالي 20000 طن، والاحتياطي غير محدد.
اليورانيوم U
يمثل الوقود الأساسي في المفاعلات النووية المنتجة للكهرباء. الانتاج 54 ألف طن، والاحتياطيات 2,5 مليون، ما يكفي 46 سنة.
الروديوم Rh والبلاتين Pt
عنصران نادران، ومناجمهما الوحيدة تقريبا في جنوب افريقيا. يستخدمان في السيارات والمجوهرات. الانتاج : 30 طنا من الأول و 200 من الثاني. والاحتياطيات 3000 و 300000 طن على الترتيب، ما يكفي لنحو مئة سنة.
الذهب Au
يستخدم في الإلكترونيات والحلي، كما إنه ملجأ مالي ضد التضخم. الانتاج 2500 طن والاحتياطيات 50000، ما يكفي 20 سنة.
الأنديوم In
تجده في الهواتف الذكية وفي الألواح الكهرشمسية. انتاجه 640 طن، واحتياطياته 11000 طن ما يكفي 17 سنة.
الزنك Zn
يعاني الزنك من تبذير كبير في العالم ويتناثر منه سنويا قرابة 120000 طن على شكل غبار، أو مع الفضلات. فهو يوجد في مكابح السيارات، والأصباغ ومعجون الأسنان. إضافة إلى طلاء الحديد لحمايته من الصدأ. الإنتاج 12 مليون طن، الاحتياطيات 250 مليونا، ما يكفي 20 سنة.
هذا إضافة إلى عناصر أخرى مثل الفضة المستخدمة في الالكترونيات والحلي، وتكاد احتياطياتها تنفذ، والجرمانيوم الذي يدخل في الألياف الضوئية الضرورية للاتصالات الهاتفية والانترنت. والتنغستن الذي يتوهج في اللمبات التقليدية، ولا تنتجه حاليا إلا الصين. والواقع أن الصين قد أخذت مؤخرا تقلص من انتاجها ومن تصديرها لعدد من المعادن النادرة، ما يهدد برفع اسعارها بحدة في السوق العالمية.

قيمة الذهب بين العلم والتقاليد

م. حسام جميل مدانات
العرب اليوم / 8 / 5 / 2012
معدن لا يصدأ، لكنه يجعل الضمائر تصدأ.
منذ فجر التاريخ يحظى الذهب بمكانة مرموقة ويتوق الناس لامتلاكه، في مختلف البلاد والحضارات. وتسعد النساء بارتدائه حليا وجواهر.
فما السر في هذه المنزلة المميزة للذهب؟ هل هو أكثر فائدة للبشر من الحديد أو النحاس أو القصدير الخ؟ الإجابة الواضحة هي لا. وإذا كانت الميزة هي لونه الأصفر اللامع الجذاب في الحلي، فإن مواد وطلاءات أخرى تتفوق عليه في هذه الصفة.
أما قيمته المالية، فهي أمر اتفاقي واعتباطي جرى عليه العرف منذ آلاف السنين حين صنعت النقود من الذهب اللامع.

الذهب يساهم في تقدم العلم

يظهر الذهب على شكل شذَرات حرة لامعة في الطبيعة. لكن كميتها قليلة جدا. لهذا السبب فكر الانسان منذ القدم بتحويل المعادن الأخرى الى ذهب. ومن هنا ظهر تعبير حجر الفلاسفة. لم تنجح هذه المحاولات، لكنها بلا شك أسهمت في تقدم علم الكيمياء.

مصدر الذهب

يعتقد أن مصدر الذهب هو نجوم المستعرات العظمى، السوبرنوفا. وعندما تشكلت شمسنا وكواكبها، تراكمت معظم العناصر الثقيلة كالحديد والذهب في نواة الأرض، والقليل منها في قشرتها. ثم أدت العمليات الجيولوجية كالبراكين، إلى صهر معادن قشرة الأرض وإعادة توزيعها. وبفضل كثافة الذهب العالية وخموله كيميائيا، تجمع في مناطق معينة من قشرة الأرض.

معلومات تهمك عن الذهب

- يقدر أن ما أنتجه العالم من الذهب منذ خمسة آلاف سنة يصل إلى مئة وسبعين ألف طن. ولو جمعنا هذه الكمية معا لشكلت مكعبا ضلعه أكبر قليلا من عشرين مترا!

- يبلغ الانتاج العالمي حاليا نحو ألفين وسبعمئة طن سنويا. وتأتي الصين في المرتبة الأولى ثم جنوب افريقيا، الولايات المتحدة، استراليا، روسيا، بيرو.

- يستخدم نصف الانتاج السنوي من الذهب كحلي، وأربعة أعشاره لصنع ألواح وأونصات للاستثمار، حيث يشتريها الناس تحسبا للتضخم وانخفاض سعر العملة. ويبقى عُشره لأغراض الصناعة.

- نصف الذهب المستخدم للحليّ يباع في الهند. ويليها في ذلك الصين، أمريكا، تركيا، السعودية، روسيا، الإمارات، مصر، إندونيسيا ودول الخليج العربي الأخرى.

- يعتبر تعدين الذهب اقتصاديا إذا كانت نسبته في الصخور 1- 5 أجزاء من بليون. وتقلّ نسبته في ماء المحيط عن هذه النسبة بألف مرّة؛ فتعدينه منه غير اقتصادي إذاً.

- وصل أعمق مناجم الذهب في جنوب افريقيا الى 3777 مترا.

- يقاس نقاء الذهب بالقيراط. فالذهب النقيّ هو من عيار 24 قيراطا. وتصنع النقود الذهبية البريطانية منذ القرن السادس عشر بعيار 22 قيراطا.

- الذهب ليس له طعم أو رائحة. وإذا ابتلعته فإنه لن يضرّك لأنه لا يتأين ولا يتفاعل. ولهذا السبب فهو يصلح للأسنان الاصطناعية.

- توضع أسلاك من الذهب في الأجهزة الالكترونية المستخدمة داخل الماء أو المعرضة للتآكل، لأن النحاس والفضة يتأثران بهذه الظروف.


الذهب في العلم

لا شك أن الذهب يتميز بخصائص طبيعية فريدة الى حد ما. إذ لديه قابلية فائقة للطَّرق كصفائح، وللسحب كأسلاك.
يمكن مثلا طرق غرام واحد منه وبسطه لتصبح مساحته مترا مربعا. كما يمكن سحب غرام منه لصنع سلك طولة 3 كم. وهو موصل جيد للكهرباء، لكن الفضة والنحاس يتفوقان عليه في هذا المجال. وحتى لو كان أفضل العناصر توصيلا للكهرباء، فإن ندرته تعيق انتشار استخدامه في الصناعات الكهربائية والإلكترونية.
العدد الذري للذهب يساوي 79، أي أن نواته تحوي 79 بروتونا موجب الشحنة. ونظيره الطبيعي ذو وزن ذري 197 . لكن أمكن انتاج 36 نظيرا له أوزانها بين 169 و 205. وكافة هذه النظائر المصطنعة مشعة وغير مستقرة. والذهب كثيف ثقيل، وزنه النوعي 19,3، مقارنة مع للماء. وهو عنصر نبيل لا يتفاعل مع الأحماض أوالقواعد أو مع الهواء الجوي. لكنه يتفاعل مع محاليل السيانيد القاعدية التي تستخدم لاستخلاصه من مناجمه. وهذه المادة سامة جدا وتلوّث البيئة قرب المناجم. كما أنه يتحد مع الزئبق مشكّلا مَلغما. والزئبق أيضا يلوث البيئة عند استخدامه في تعدين الذهب.
يتأثر الذهب كيميائيا بمزيج من حامضين، ويدعى هذا المزيج الماء الملكي. كما أن الكلور الحر يتفاعل معه.