عناصر نادر خاکی؛ از یک ماده معدنی استراتژی تا مؤلفهای راهبردی در آینده معدنی ایران
عناصر نادر خاکی (Rare Earth Elements: REEs) در سالهای اخیر از یک گروه نسبتاً تخصصی در علوم زمین و صنایع معدنی، به یکی از مهمترین مؤلفههای امنیت اقتصادی، فناوری و حتی امنیت ملی کشورها تبدیل شدهاند.
اصطلاح عناصر نادر خاکی به مجموعهای از ۱۷ عنصر شامل ۱۵ عنصر لانتانیدی، بهعلاوه اسکاندیم و ایتریم اطلاق میشود. این عناصر از نظر زمینشیمیایی شباهتهای زیادی به یکدیگر دارند، اما تفاوتهای کوچک در شعاع یونی و رفتار شیمیایی آنها موجب میشود در فرآیندهای زمینشناسی، کانیسازی و فرآوری، رفتار متفاوتی از خود نشان دهند. از نظر کاربردی نیز همه این عناصر ارزش و اهمیت یکسانی ندارند.
عناصر سبک مانند لانتانوم، سریم، نئودیمیم و پراسئودیمیم، در کنار عناصر سنگینتر مانند دیسپروزیم، تربیوم، ایتریم و اربیوم، در فناوریهای متفاوتی به کار میروند. به همین دلیل، امروزه صرفاً میزان مجموع REE در یک کانسار معیار مناسبی برای ارزیابی اهمیت اقتصادی آن نیست و نوع عنصر، نسبت عناصر سبک و سنگین، میزان نئودیمیم و پراسئودیمیم، قابلیت بازیابی و امکان تولید محصول با خلوص بالا اهمیت تعیینکننده دارند.
اهمیت جهانی عناصر نادر خاکی عمدتاً از ارتباط مستقیم آنها با فناوریهای پیشرفته ناشی میشود. آهنرباهای دائمی NdFeB که بر پایه نئودیمیم و پراسئودیمیم و در برخی کاربردها با افزودن دیسپروزیم و تربیوم ساخته میشوند، در خودروهای برقی، توربینهای بادی، موتورهای صنعتی، رباتیک، پهپادها، تجهیزات الکترونیکی، سامانههای دفاعی و بسیاری از تجهیزات پیشرفته کاربرد دارند.
سایر عناصر نادر خاکی نیز در صنایع شیشه و سرامیک، کاتالیستها، فیبر نوری، لیزر، تجهیزات پزشکی، صنایع هوافضا و فناوریهای الکترونیکی مورد استفاده قرار میگیرند. گزارشهای جدید آژانس بینالمللی انرژی نشان میدهد که عناصر نادر خاکی مغناطیسی در میان مواد معدنی با بالاترین ریسک زنجیره تأمین قرار گرفتهاند؛ زیرا تمرکز تولید و بهویژه پالایش آنها بسیار بالاست.
در سال ۲۰۲۴ چین حدود ۶۰ درصد تولید معدنی عناصر نادر خاکی مورد استفاده در آهنرباها و حدود ۹۱ درصد ظرفیت پالایش آنها را در اختیار داشته و سهم چین از تولید آهنرباهای دائم سینترشده نیز به حدود ۹۴ درصد رسیده است.
این تمرکز زمانی اهمیت بیشتری پیدا میکند که بدانیم در سالهای اخیر موضوع عناصر نادر خاکی از حوزه اقتصاد معدن وارد حوزه ژئوپلیتیک شده است. محدودیتهای صادراتی چین در سال ۲۰۲۵ نشان داد که وابستگی شدید جهان به یک یا چند تأمینکننده میتواند در مدت کوتاهی به اختلال در صنایع خودروسازی، انرژی، الکترونیک و دفاعی منجر شود. آژانس بینالمللی انرژی در گزارش ۲۰۲۶ خود تأکید کرده است که ریسک تمرکز زنجیره تأمین مواد معدنی در سال ۲۰۲۵ از یک نگرانی نظری به یک واقعیت اقتصادی و امنیتی تبدیل شد.
از همین رو، مفهوم «ماده معدنی راهبردی» در نظامهای معدنی جهان در حال تغییر است. دیگر تنها حجم ذخیره یا ارزش بازار یک ماده تعیینکننده اهمیت آن نیست، بلکه عواملی مانند نقش آن در فناوریهای راهبردی، رشد تقاضا، دشواری افزایش تولید، امکان جایگزینی، تمرکز جغرافیایی تولید و توانایی کشورها در فراوری و تبدیل ماده معدنی به محصول نهایی نیز مورد توجه قرار میگیرد.
اتحادیه اروپا در قانون مواد خام حیاتی خود، عناصر نادر خاکی مورد استفاده در آهنرباهای دائمی، از جمله Nd، Pr، Tb، Dy، Gd، Sm و Ce را در فهرست مواد خام راهبردی قرار داده است. بنابراین، اهمیت عناصر نادر خاکی را باید نه فقط در قالب «یک ماده معدنی»، بلکه در قالب یک «زنجیره ارزش راهبردی» شامل اکتشاف، استخراج، فرآوری، جدایش عناصر، تولید اکسید و فلز، ساخت آلیاژ و نهایتاً تولید آهنربا و محصولات پیشرفته مورد ارزیابی قرار داد.
در چنین شرایطی، پرسش مهم برای ایران این است که آیا کشور دارای عناصر نادر خاکی است و آیا میتوان آنها را به یک مزیت معدنی تبدیل کرد؟ پاسخ علمی به این پرسش دو بخش دارد. نخست آنکه وجود عناصر نادر خاکی در ایران بهطور قطعی در مطالعات زمینشناسی، کانیشناسی و ژئوشیمیایی متعدد گزارش شده است؛ اما دوم آنکه هنوز نمیتوان ایران را در ردیف کشورهای دارای ذخایر بزرگ و تولیدکننده تجاری REE در مقیاس جهانی قرار داد.
به بیان دیگر، ایران دارای «رخداد، آنومالی و پتانسیل اکتشافی» عناصر نادر خاکی است، اما فاصله قابل توجهی میان این پتانسیل و تبدیل آن به ذخیره اقتصادی و صنعت تجاری وجود دارد.
مهمترین شواهد موجود در ایران در پهنه متالوژنی بافق–ساغند در مرکز کشور مشاهده میشود. کانسارهای آهن–آپاتیت این پهنه، از جمله مجموعهای از ذخایر شناختهشده در منطقه بافق، دارای کانیهایی مانند آپاتیت، مونازیت و زنوتیم هستند که میتوانند حامل عناصر نادر خاکی باشند.
مطالعات ژئوشیمیایی در کانسار لکسیاه بافق، ارتباط قابلتوجه REE با فسفات و حضور کانیهای حامل REE را نشان دادهاند. همچنین پژوهشهای جدید در مقیاس منطقهای نشان دادهاند که کانهزایی عناصر نادر خاکی مرتبط با سیستمهای آهناکسید–آپاتیت در پهنه بافق–ساغند دارای ظرفیت اکتشافی قابل توجهی است و اهداف با پتانسیل بالا، بهویژه در امتداد ساختارهای عمیق، قابل شناسایی هستند.
کانسار فسفات اسفوردی در استان یزد نیز از مهمترین نمونههای شناختهشده در کشور است. مطالعات انجامشده در این کانسار نشان دادهاند که عناصر نادر خاکی با مجموعه کانیشناسی فسفات–آپاتیت و کانیهایی مانند مونازیت و آلانیت ارتباط دارند. اهمیت اسفوردی از آن جهت است که نشان میدهد REE در ایران الزاماً یک هدف اکتشافی مستقل نیست و ممکن است بهصورت محصول جانبی یا همراه با ذخایر شناختهشده آهن و فسفات وجود داشته باشد. چنین رویکردی برای ایران بسیار مهم است؛ زیرا ممکن است بخشی از منابع آینده REE نه از طریق ایجاد معادن مستقل، بلکه از طریق بازیابی عناصر نادر خاکی از سنگ معدن، کنسانتره، باطله و جریانهای فرآوری معادن موجود حاصل شود.
از دیدگاه سیاست معدنی، همین موضوع باید نقطه شروع برنامه ملی عناصر نادر خاکی در ایران باشد. در حال حاضر، مسئله اصلی کشور کمبود مطلق شواهد مربوط به REE نیست؛ بلکه فقدان یک برنامه جامع برای تبدیل اطلاعات پراکنده زمینشناسی و ژئوشیمیایی به «منابع معدنی قابل ارزیابی» و سپس «ذخایر اقتصادی» است.
بسیاری از مطالعات انجامشده در ایران در سطح رخداد، آنومالی، کانیشناسی یا مطالعه یک کانسار باقی ماندهاند و هنوز به مرحله ارزیابی اقتصادی، فرآوری نیمهصنعتی و تولید محصول با ارزش افزوده بالا نرسیدهاند. بنابراین، اعلام وجود «ذخایر عظیم عناصر نادر خاکی در ایران» بدون داشتن مدل سهبعدی ذخیره، دادههای حفاری، عیارسنجی استاندارد، مطالعات کانیشناسی و آزمونهای فرآوری، از نظر علمی قابل دفاع نیست.
اهمیت این عناصر برای ایران در افق آینده اما بسیار فراتر از ارزش اقتصادی مستقیم معدن خواهد بود. ایران دارای زیرساختهای قابل توجه در صنایع فولاد، مس، آلومینیوم، شیشه، سرامیک، شیمیایی، ماشینسازی، انرژی و صنایع دفاعی است و در صورت توسعه فناوری فرآوری و جدایش میتواند بخشی از این عناصر را بهعنوان محصول جانبی از زنجیرههای معدنی موجود بازیابی کند.
از سوی دیگر، توسعه انرژیهای تجدیدپذیر، خودروهای برقی، موتورهای پیشرفته، رباتیک، صنایع هوافضا، تجهیزات پزشکی و فناوریهای الکترونیکی در دهههای آینده، اهمیت عناصر مغناطیسی مانند Nd، Pr، Dy و Tb را افزایش خواهد داد. بنابراین، برای ایران مسئله فقط «داشتن معدن عناصر نادر خاکی » نیست؛ مسئله اصلی ایجاد توانایی در کل زنجیره ارزش است.
بر این اساس، میتوان اهمیت عناصر نادر خاکی برای ایران را در سه سطح تعریف کرد: در کوتاهمدت، عناصر نادر خاکی باید بهعنوان یک موضوع مهم اکتشافی و پژوهشی در پهنههای دارای شواهد زمینشناسی و همچنین در معادن آهن، فسفات و برخی ذخایر آذرین و پلاسرها مورد توجه قرار گیرد؛ در میانمدت، باید ذخایر و منابع دارای قابلیت اقتصادی شناسایی و فناوری استحصال و جدایش آنها توسعه یابد؛ و در بلندمدت، هدف باید ایجاد یک زنجیره ارزش داخلی از اکتشاف تا تولید اکسید، فلز، آلیاژ و در صورت توجیه اقتصادی، آهنرباهای دائم و سایر محصولات پیشرفته باشد.
در واقع، تجربه جهانی نشان داده است که مزیت راهبردی تنها با داشتن سنگ معدن ایجاد نمیشود. کشوری که سنگ معدن را استخراج میکند اما جدایش، فراوری و تولید محصول نهایی را در اختیار ندارد، بخش مهمی از ارزش اقتصادی و قدرت راهبردی زنجیره را از دست میدهد. از این منظر، سیاست ایران در حوزه عناصر نادر خاکی نباید صرفاً بر «اکتشاف ذخیره» متمرکز باشد، بلکه باید همزمان بر ایجاد دانش فنی، آزمایشگاههای تخصصی، فناوری جدایش عناصر، فرآوری کانیهای حامل، بازیابی از باطلهها، تربیت نیروی انسانی و ایجاد بازار داخلی متمرکز شود.
در نهایت، عناصر نادر خاکی را میتوان یکی از مواد معدنی تعیینکننده در آینده معدن ایران دانست، اما نه به این دلیل که ایران در حال حاضر دارای جایگاه جهانی در تولید آنهاست؛ بلکه به این دلیل که کشور هم از نظر زمینشناسی شواهد امیدوارکنندهای در اختیار دارد و هم در منطقهای قرار گرفته است که در آینده با افزایش تقاضا برای مواد معدنی راهبردی، اهمیت ژئواقتصادی بیشتری خواهد یافت. پهنه بافق–ساغند و ذخایر آهن–آپاتیت و فسفات مرتبط با آن، یکی از نخستین اولویتهای اکتشافی است؛ اما برای اثبات ظرفیت واقعی کشور باید یک برنامه ملی نظاممند برای شناسایی، نمونهبرداری، آنالیز، کانیشناسی، حفاری و برآورد منابع عناصر نادر خاکی در سراسر ایران اجرا شود.
اگر چنین برنامهای از مرحله شناسایی تا ایجاد زنجیره ارزش دنبال شود، عناصر نادر خاکی میتوانند در افق ۲۰۴۰ از یک موضوع عمدتاً پژوهشی به یکی از مؤلفههای مهم سیاست مواد معدنی راهبردی ایران تبدیل شوند؛ در غیر این صورت، احتمال آن وجود دارد که کشور صرفاً دارای «پتانسیل زمینشناسی» باشد، بدون آنکه بتواند از این پتانسیل ارزش اقتصادی و راهبردی ایجاد کند.
علیرضا شهیدی
رییس هیات مدیره شرکت تهیه و تولید مواد معدنی ایران