Demanda de extracție a litiului este în creștere în întreaga lume, în principal datorită utilizării crescânde a litiului în tehnologiile bateriilor electronice și a vehiculelor electrice. Dar de unde provine litiul și cum este produs? Iată o explicație cu tot ceea ce ar trebui să știți, inclusiv impactul asupra mediului.
În principiu, litiul este un metal alcalin foarte reactiv, cu o conductivitate termică și electrică excelentă. Aceste caracteristici îl fac deosebit de util la fabricarea lubrifianților, a produselor farmaceutice, a sticlei și, cel mai important, a bateriilor litiu-ion pentru mașinile electrice și electronicele de consum.
Dar litiul nu poate fi găsit doar în natură, deoarece este foarte reactiv. În schimb, este prezent ca un constituent al sărurilor sau al altor compuși. Cea mai mare parte a litiului disponibil pe piață se găsește sub formă de carbonat de litiu, un compus mai stabil care poate fi apoi transformat în substanțe chimice sau săruri.
Sărurile de litiu pot fi găsite în depozitele subterane de argilă, minereuri minerale și saramură, precum și în apa geotermală și în apa de mare. Cea mai mare parte a litiului din lume provine din mine, de unde este extras. Lacurile sărate, cunoscute și sub numele de salar, au cea mai mare concentrație de litiu, variind între 1.000 și 3.000 de părți pe milion.
Extracția litiului
Salarii cu cele mai mari concentrații de litiu sunt localizați în Bolivia, Argentina și Chile, într-o zonă numită „triunghiul litiului”. Litiul obținut din salar este apoi recuperat sub formă de carbonat de litiu, principala materie primă care este folosită de companii în bateriile litiu-ion.
Exploatarea salinelor este, în mod normal, un proces foarte lung care poate dura de la opt luni până la trei ani. Mineritul începe prin forarea unei găuri și pomparea saramurii la suprafață. Apoi o lasă să se evapore timp de luni de zile, creând mai întâi un amestec de mangan, potasiu, borax și săruri care este filtrat și plasat într-un alt bazin de evaporare.
Vor fi necesare între 12 și 18 luni pentru ca acest amestec să fie suficient de filtrat pentru a putea extrage carbonatul de litiu, cunoscut și sub numele de aur alb. Deși este ieftin și eficient, procesul are nevoie de multă apă, estimată la 500.000 de galoane pentru fiecare tonă de litiu extrasă.
Acest lucru creează multă presiune în comunitățile locale care locuiesc în zonele învecinate. De exemplu, în Salar de Atacama din Chile, exploatarea minieră a făcut ca regiunea să piardă 65% din apa din regiune. Acest lucru a însemnat un impact asupra fermierilor locali, care se bazează pe agricultură și pe creșterea vitelor pentru a-și asigura traiul și care acum trebuie să obțină apa din altă parte.
Riscurile exploatării miniere a litiului
Lipsă de apă în regiune nu este doar singura problemă potențială a exploatării miniere a litiului. Substanțele chimice toxice se pot scurge din bazinele de evaporare în rezervele de apă, cum ar fi acidul clorhidric, care este utilizat în procesarea litiului – precum și produsele reziduale care se pot filtra din saramură.
În Statele Unite, Canada și Australia, litiul este de obicei extras din rocă prin utilizarea unor metode mai tradiționale. Cu toate acestea, acest lucru necesită în continuare utilizarea de substanțe chimice pentru a-l extrage într-o formă utilă. De exemplu, în Nevada, cercetarea a constatat un impact asupra peștilor la 150 de mile în aval de o operațiune de prelucrare a litiului.
Un raport al organizației Friends of the Earth a susținut că extragerea litiului poate afecta solul și provoacă contaminarea aerului. În zona Salar del Hombre Muerto din Argentina, locuitorii se plâng că litiul a poluat cursurile de apă care sunt folosite de oameni și de animale, în timp ce în Chile au existat ciocniri între firmele miniere și localnici.
Tehnologii îmbunătățite pentru extracția litiului
Cercetătorii susțin că este nevoie de dezvoltarea unor noi tehnologii de extracție care să permită fabricarea bateriilor într-un mod mai ecologic. De aceea, în întreaga lume, mulți caută noi alternative, cum ar fi chimia bateriilor care să înlocuiască cobaltul și litiul cu materiale mai comune și mai puțin toxice.
Cu toate acestea, noile baterii care sunt mai puțin dense din punct de vedere energetic sau mai scumpe ar putea sfârși prin a avea un efect negativ asupra mediului. „Un dispozitiv mai puțin durabil, dar mai sustenabil, ar putea implica o amprentă de carbon mai mare, odată ce luați în considerare transportul și ambalajele suplimentare necesare”, a declarat Christina Valimaki, analist la Elsevier.
Abilitatea de a recicla litiul-ion joacă, de asemenea, un rol esențial. În Australia, o cercetare a arătat că doar 2% din cele 3.300 de tone de deșeuri de litiu-ion ale țării au fost reciclate. Acest lucru poate cauza probleme, deoarece electronicele nedorite cu baterii pot ajunge la gropile de gunoi, iar metalele și fluidele ionice se pot scurge în rezervoarele de apă subterane.
Institutul pentru Energie din Birmingham folosește tehnologia robotică dezvoltată inițial pentru centralele nucleare pentru a căuta modalități de a îndepărta și demonta celulele litiu-ion potențial explozive din vehiculele electrice. Au existat o serie de incendii la uzinele de reciclare unde bateriile litiu-ion au fost depozitate necorespunzător.
O problemă cheie este că producătorii sunt de obicei secretoși în ceea ce privește ceea ce intră de fapt în baterii, ceea ce face dificilă reciclarea corectă a acestora. În prezent, celulele recuperate sunt în mare parte mărunțite, ceea ce duce la un amestec de metale care pot fi separate cu ajutorul tehnicilor pirometalurgice.
Creșterea cererii
Încântarea globală pentru dispozitivele mobile și tot felul de gadgeturi tehnologice a dus la o cerere tot mai mare de baterii litiu-ion. Acest lucru este valabil mai ales pentru vehiculele electrice, în condițiile în care lumea încearcă să nu mai folosească combustibili fosili în viitorul apropiat pentru a reduce emisiile globale de gaze cu efect de seră.
Până în 2025, se așteaptă ca cererea de litiu să crească la aproximativ 1,3 milioane de tone metrice de LCE (echivalent carbonat de litiu). Aceasta este de cinci ori mai mare decât nivelurile actuale. O listă lungă de producători auto este responsabilă pentru acest lucru. De exemplu, Volkswagen speră să lanseze peste 70 de modele de mașini electrice în următorii 10 ani.
Creșterea cererii de litiu poate fi, de asemenea, legată de un anunț făcut de China în 2015, acordând prioritate vehiculelor electrice ca parte a planului său cincinal. În perioada 2016-2018, prețurile litiului s-au mai mult decât dublat și se așteaptă ca acestea să continue să crească pe măsură ce cererea se extinde.
Întrebarea deschisă este legată de consecințele pe care o astfel de cerere le va avea asupra mediului și a comunităților din apropierea minelor de sare în care se extrage litiul. Cu cât mai multe gadgeturi și vehicule electrice, cu atât mai mult litiu va fi necesar în viitor, ceea ce ridică necesitatea de a dezvolta tehnici de extracție mai ecologice.