كيفية إنتاج غاز الهيليوم

إنتاج غاز الهيليوم

يُعدّ الهيليوم من أكثر العناصر وفرةً في الكون، حيث يتم إنتاج كميات كبيرة من الهيليوم نتيجةً لتفاعلات الاندماج التي تحدث في النجوم، ومن الجدير بالذكر أن استخدام الهيليوم في الماضي كان قليلاً جداً، والسبب في ذلك أن الهيليوم يشكل 0.014٪ فقط من الغلاف الجوي، أي أنه يوجد جزيء هيليوم واحد لكل 200,000 جزيء من الهواء الذي يحتوي على غازات الأكسجين، والهيدروجين، والنيتروجين، إلا أن اكتشاف الآبار الغنية بالهيليوم في كل من تكساس، وروسيا، وبولندا، والجزائر، والصين، وكندا أدى إلى استخدام الهيليوم بشكل أكبر.[1]

يتم إنتاج غاز الهيليوم في المعادن من خلال التحلل الإشعاعي، وعادة ما يتم استخراج الهيليوم من رواسب الغاز الطبيعي الذي يحتوي على ما نسبته 10% من الهيليوم، ومن الجدير بالذكر أن إنتاجه من مخزون الغاز الطبيعي هو الطريقة الصناعية الوحيدة لإنتاجه، ويبلغ مجموع موارد العالم من الهيليوم حوالي 25.2 بليون متر مكعب، وفي الولايات المتحدة الأمريكية وحدها هناك ما نسبته 11.1 بليون متر مكعب من الهيليوم، وتجدر الإشارة إلى أنه عند استخراج غاز الهيليوم فإنه يتعرض لعمليات كيميائية لأغراض التنقية حيث يتم تنقيته باستخدام مواد قاعدية لإزالة ثاني أكسيد الكربون، وكبريتيد الهيدروجين، ثم يتم تبريد الغاز المتبقي إلى -200° درجة مئوية، حيث يتم إسالة جميع الغازات المتبقية باستثناء الهيليوم.[1]

استخراج الهيليوم من الغاز الطبيعي

في الوقت الحالي، مصدر الهيليوم الوحيد هو استخراجه من الغاز الطبيعي، لذا يجب مراعاة الأمور الآتية عند استخراج غاز الهيليوم:[2]

• تعتبر حقول الغاز الطبيعي ذات حجم كبير، لذلك يترتب على استخراج الهيليوم تكلفة تركيب المنشآت الخاصة باستخراج الهيليوم، حيث إن التكلفة الكلية للمشروع لا تعتمد فقط على حجم الغاز، وإنما على تركيب وصيانة المرافق المخصصة لاستخراج الهيليوم.
• يتراوح تركيز الهيليوم في الحقول بين 0.04 إلى 0.65%، والتركيز الذي يكون فيه الاستخراج ممكناً اقتصادياً يعتمد على كيفية معالجة الغاز الطبيعي.

أكبر مخزون لغاز الهيليوم

تم اكتشاف كميات كبيرة من الهيليوم في الحمامات الحرارية الموجودة في صدع تنزانيا (Tanzanian Rift)، حيث يحتوي الماء على جزيئات من الغازات، إلا أن هذا الغاز ليس ثاني أكسيد الكربون، ولا مركباً هيدروكربونيً، وإنما غاز النيتروجين الموجود بصحبة غاز الهيليوم بنسبة تصل إلى 10%.[3]

المراجع

1. ^ أ ب "Chemistry of Helium (Z=2)", chem.libretexts.org,21-7-2015، Retrieved 20-4-2019. Edited.
2. ↑ "The Helium Supply Chain", www.nap.edu, Retrieved 20-4-2019 (page 46). Edited.
3. ↑ MATTHEW GUNTHER (30-6-2016), "Scientists unearth one of world’s largest helium gas deposits"، www.chemistryworld.com, Retrieved 20-4-2019. Edited.