A lítium kivonása sós tavakból
Kína és több vezető lítiumkitermelő ország az akkumulátoripar robbanásszerű növekedése miatt kezd a korábban nem, vagy csak kismértékben használt lítiumlelőhelyek felé fordulni. Az egyik ilyen igen fontos, ám még kiaknázatlan forrást a különböző sós tavak jelentik, ám ezek esetében a jelenlegi megoldások még nem állnak készen arra, hogy széles körben is alkalmazni lehessen őket a lítium előállítására.
A lítium kivonása sós vízből
A lítium ára az elmúlt években nagymértékben emelkedett, mindenekelőtt az akkumulátorgyártásnak köszönhetően. Az ércalapú lelőhelyek mellett a lítium elsősorban a sós vizű óceánokban és a szintén sós föld alatti tavakban fordul elő jelentős mennyiségben. Az óceánok 231,4 trillió tonnás lítiumtartalmának kitermelésére még nem született gazdaságilag versenyképes technológia, mivel vizükben a kémiai elem csak igen alacsony koncentrációban van jelen. Az elmúlt években viszont megfigyelhető egyfajta elmozdulás az ércalapú lítium bányászata felől a sós tavakban fellelhető készletek kinyerése felé. Ennek oka elsősorban a lítiumban gazdag ércalapú lelőhelyek számának csökkenésében, illetve az elem vízből történő kinyerését lehetővé tevő technológiák megjelenésében keresendő. A lítiumban gazdag föld alatti sós tavak elsősorban nagy magasságokban, leggyakrabban 2000 és 3500 méter között találhatóak. 2020-as számítások szerint ezekből csaknem 50%-kal alacsonyabb költségek mellett lehetne kinyerni a lítiumot, mint a hagyományos bányászat során.
A sós vizű tavak esetén a legnagyobb problémát a lítium és a magnézium szétválasztása jelenti. Az alacsony magnéziumtartalmú sós vizű tavakban ezt az ún. üledékesítési módszerrel oldják meg. Ekkor a föld alatti tó vizét a felszínre pumpálják, majd párologtató medencékbe töltik. Ezekben a magasságnak, valamint a csapadék és a pára hiányának köszönhetően a vízben található lítiumsó fokozatosan kicsapódik. Ha azonban a víz magnéziumtartalma magas, akkor ez a megoldás nem működik, mivel a magnézium és a lítium hasonló tulajdonságokkal rendelkező alkáliföldfémek, és emiatt nehéz szétválasztani őket. Ezekben az esetekben a leggyakrabban különböző szűrők, illetve az ún. meszesítési eljárás révén próbálják kinyerni a lítiumot.
Kína és a sós tavak: kihívások és lehetőségek
A lítiumakkumulátorok gyártásában betöltött vezető szerepének következtében Kína használja fel a világ lítiumtermelésének több mint egyharmadát. Mivel becslések alapján az ország az elmúlt évtizedben a globálisan felszínre hozott lítium 13-14%-át termelte ki, a kínai ipar lítiumigényét importból kell fedezni. 2023-ban Kína 4 millió tonna lítiumot importált, főként Brazíliából és Ausztráliából. Ez 41%-os emelkedés a 2022-es adatokhoz képest. A növekvő kereslet és a külpolitikai problémák miatt azonban Peking igyekszik önellátóvá válni, ehhez viszont szüksége lenne arra, hogy a lítiumot hatékonyan ki tudja vonni a javarészt a Tibeti-fennsíkon található sós vizű tavaiból. Ezek vizének magnéziumtartalma ugyanis általában magas, emiatt pedig esetükben az üledékesítési módszer nem alkalmazható sikerrel. Ráadásul jelenleg három olyan további nehézség is van, amit a kitermelésük során meg le kellene küzdeni: egyrészt az alacsony kitermelési hányad miatt jelentősek a veszteségek, másrészt a helytelen és elavult technológiák alkalmazása miatt a kinyert lítiumsó tisztasága alacsony, harmadrészt pedig a leválasztott magnézium jelentős mértékben károsítja a környezetet (1 tonna lítiumsó kitermelésekor ugyanis 100 tonna magnézium jön létre melléktermékként). A problémák kivédése érdekében a kínaiak már többféle megoldással is kísérleteztek, ám ezek egyike sem vezetett eredményre. A Kelet-Tajcsinár tónál alkalmazott meszesítési eljárás magas energiaigénye, illetve a melléktermékeként keletkező sav környezetkárosító hatása, a más tavaknál alkalmazott felszívási megoldás pedig annak nehézkes alkalmazhatósága miatt nem vált be.
A kínai kormányzat a kitermelés során felmerülő fenti problémák megoldása érdekében hozta létre a Minmetals Corp. vállalatot, az országban pedig több államilag támogatott kutatás is folyik azzal kapcsolatban, hogy milyen módon lehetne a leghatékonyabban kinyerni a sós tavakból a lítiumot. Egy 2024 októberében a Nature-ben publikált tanulmány alapján a Nankingi Egyetem munkatársai jelenleg azzal próbálkoznak, hogy az elemet etilén-diamin-tetraecetsav tartalmú szűrők segítségével válasszák el a magnéziumtól.
Ha sikerül leküzdeni a mostani nehézségeket, akkor az ország önellátásában nagy szerepe lehet a 2025 januárjában Tibetben felfedezett új, ércalapú, illetve sós tavi lítiumlerakatoknak. E friss felfedezésnek köszönhetően ugyanis a Xinhua állami hírügynökség szerint 16,5%-ra nőtt a kínai lítiumkészleteknek a jelenleg ismert globális készletekhez viszonyított aránya. A tibeti sós tavakban akár 14 millió tonna lítium is lehet, és ezzel kategóriájukban a világon a harmadik legnagyobb feltárt lelőhelynek számítanak.
Az akkumulátoripar kulcságazattá válásának köszönhetően Kínában és világszinten is növekszik tehát az igény arra, hogy a sós tavakból is ki lehessen nyerni a lítiumot. A kínai tavak magas magnéziumtartalma, illetve a hatékony megoldások hiánya miatt azonban e kitermelési mód széles körű alkalmazása még várat magára. Ám ha Kínának sikerül a mostaninál hathatósabb technológiát kidolgoznia és bevezetnie, az segíthet abban, hogy az ország megőrizze a lítiumalapú akkumulátorok globális piacán kivívott vezető szerepét.
