هل يمكن تصنيع غاز الهيليوم؟

12-07-2023

1. هل يمكن إنتاج الهيليوم صناعيا؟

نعم، يوجد حاليًا أربع طرق للتحضير
طريقة التكثيف: تستخدم طريقة التكثيف في الصناعة لاستخلاص الهيليوم من الغاز الطبيعي. تتضمن عملية هذه الطريقة المعالجة المسبقة وتنقية الغاز الطبيعي، وإنتاج الهيليوم الخام وتكرير الهيليوم للحصول على هيليوم نقي بنسبة 99.99%.
طريقة فصل الهواء: بشكل عام، يتم استخدام طريقة التكثيف التجزيئي لاستخلاص غاز الهيليوم الخام وغاز النيون المخلوط من جهاز الهواء، ويتم إنتاج غاز الهيليوم النقي والنيون المخلوط من غاز الهيليوم الخام والنيون المختلط. وبعد الفصل والتنقية يتم الحصول على هيليوم نقي بنسبة 99.99%.
طريقة تسييل الهيدروجين: في الصناعة، يتم استخدام طريقة تسييل الهيدروجين لاستخراج الهيليوم من الغاز الخلفي لتخليق الأمونيا. عملية هذه الطريقة هي الامتزاز بدرجة حرارة منخفضة لإزالة النيتروجين، والتصحيح للحصول على الهيليوم الخام بالإضافة إلى إزالة الهيدروجين التحفيزي للأكسجين وتنقية الهيليوم للحصول على هيليوم نقي بنسبة 99.99٪.
طريقة الهيليوم عالي النقاء: نقي 99.99% هيليوم تتم تنقيته أيضًا عن طريق امتصاص الكربون المنشط للحصول على هيليوم عالي النقاء بنسبة 99.9999%.

بادئ ذي بدء، من حيث احتياطيات الموارد وجودتها، على الرغم من وجود الهيليوم في حوضنا، إلا أن المحتوى الموجود حتى الآن لا يزال صغيرًا جدًا مقارنة بالعالم، فقط 11×10^8 متر مكعب، وهو ما يمثل حوالي 2.1٪ من الإجمالي العالمي. وفي المقابل، سجل استهلاك الهليوم في بلدي معدل نمو متوسط ​​بلغ 11% في الفترة من 2014 إلى 2018. ويمكن ملاحظة أن احتياطيات الهيليوم في الصين لا تكفي لدعم الاستهلاك الضخم. وحتى لو تم تطويرها، فإن معظمها لا يزال بحاجة إلى الاعتماد على الواردات. علاوة على ذلك، فإن جودة الهيليوم المستكشف حاليا رديئة نسبيا، ولا تصل إلى المستوى التجاري، وحتى لو تم استخراجه فلا يمكن استخدامه. والثاني هو مسألة تطوير المعدات وكفاءتها، من منظور معدات استخراج الهيليوم من الغاز الطبيعي. يوجد عدد قليل جدًا من أجهزة استخراج الهيليوم في بلدي، مثل مدينة Dongxingchang، مقاطعة Rongxian، مقاطعة Sichuan. تم إعادة بناء هذا الجهاز في عام 2011 وهو المسؤول عن تنقية الهيليوم. تبلغ درجة نقاء الهيليوم الخام المنتج حوالي 80%. ثم يحتاج الهيليوم الخام إلى النقل إلى مصنع تشنغدو للغاز الطبيعي الكيميائي لمزيد من التنقية، بإنتاج سنوي يبلغ 20×10^4 متر مكعب من الهيليوم النقي. ولذلك، فإن كفاءة المعدات والتنقية تجعل من الصعب علينا إنتاج الهيليوم بأنفسنا، لذلك لا يمكننا الاعتماد إلا على الواردات.

إنه ليس إمدادًا لا حصر له من الموارد. في الوقت الحالي، يتزايد الطلب العالمي على الهيليوم بسرعة، لكن المعروض منه محدود للغاية. وهذا يعني أننا بحاجة إلى استخدام هذا العنصر الثمين بعناية أكبر وإيجاد بدائل لتلبية احتياجاتنا المتزايدة.

لأن الهيدروجين والهيليوم كلاهما غازات خفيفة جدًا. الهيليوم هو غاز خامل، ولكن الهيدروجين نشط للغاية وقابل للاشتعال والانفجار. تمت إزالة المناطيد الهيدروجينية لأسباب تتعلق بالسلامة.

نعم، يتم الحصول على الهيليوم الثالث الحالي عن طريق اضمحلال التريتيوم. يتم الآن الحصول على التريتيوم فقط عن طريق تشعيع الليثيوم السادس في مفاعل الانشطار النووي.