غاز الهيليوم، العنصر الثاني الأكثر وفرة في الكون بعد الهيدروجين، يتميز بخصائصه الفريدة التي تجعله لا غنى عنه في العديد من الصناعات والتطبيقات العلمية. على الرغم من وفرته الكونية، إلا أن إنتاجه على الأرض محدود، مما يجعله مورداً قيماً واستراتيجياً. يستخدم الهيليوم في تبريد المغناطيسات فائقة التوصيل في أجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، وفي لحام المعادن، وفي نفخ البالونات والمناطيد، بالإضافة إلى استخدامه في الأبحاث العلمية المتقدمة.
كيف يتم الحصول على غاز الهيليوم؟
هل تساءلت يومًا كيف يتم الحصول على غاز الهيليوم؟ الإجابة ببساطة هي أنه لا يتم تصنيعه كيميائيًا في المختبرات، بل يُستخرج من الطبيعة. الهيليوم هو نتاج طبيعي لعملية اضمحلال جسيمات ألفا في العناصر المشعة الموجودة في باطن الأرض.
مصادر غاز الهيليوم
المصدر الرئيسي لغاز الهيليوم هو حقول الغاز الطبيعي، حيث يشكل الهيليوم ما يصل إلى 7% من مكونات الغاز الطبيعي. يتسرب جزء من هذا الغاز إلى الغلاف الجوي، لكن استخراجه من الهواء مكلف للغاية، حيث تصل تكلفته إلى 10,000 ضعف تكلفة استخراجه من حقول الغاز الطبيعي والصخور المشعة.
استخراج غاز الهيليوم من حقول الغاز الطبيعي
تحديد الجدوى الاقتصادية للاستخراج
قبل البدء في استخراج الهيليوم، يجب على المنقبين تقييم الجدوى الاقتصادية للمشروع، مع الأخذ في الاعتبار العوامل التكنولوجية واللوجستية والاقتصادية. يجب أن يكون تركيز الهيليوم في الغاز الطبيعي 0.3% على الأقل ليكون الاستخراج مجديًا اقتصاديًا. وإلا، فإنه سيُطلق إلى الغلاف الجوي عند حرق الغاز الطبيعي.
عملية فصل غاز الهيليوم
يتم فصل غاز الهيليوم عن باقي مكونات الغاز الطبيعي عبر عدة عمليات:
- إزالة الشوائب: التخلص من الماء وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين باستخدام تقنيات مثل امتصاص الأمين والجليكول.
- استخراج الهيدروكربونات: إزالة الهيدروكربونات ذات الأوزان الجزيئية العالية.
- المعالجة بالبرودة الشديدة: إزالة معظم غاز الميثان المتبقي، لإنتاج الهيليوم الخام الذي يحتوي على 50-70% من الهيليوم.
تعتبر تقنية المعالجة بالبرودة الشديدة الأقل تكلفة والأكثر فعالية لاستخراج كميات كبيرة ونقية من الهيليوم.
استخدامات غاز الهيليوم المتنوعة
يُستخدم غاز الهيليوم في مجالات واسعة، تشمل:
- تعبئة المناطيد الهوائية.
- تصنيع رقائق السيليكون لأجهزة الحاسوب.
- المجالات الطبية، مثل التصوير بالرنين المغناطيسي.
- اللحام القوسي.
الخلاصة
غاز الهيليوم مورد طبيعي قيم يتم استخراجه بشكل أساسي من حقول الغاز الطبيعي. استخراجه يتطلب تقييمًا دقيقًا للجدوى الاقتصادية وعمليات فصل متطورة. استخداماته المتعددة في الصناعة والطب والعلوم تجعله عنصرًا حيويًا للاقتصاد الحديث.
