لیتیوم، نفت دنیای مدرن

فلزی که خیلی‎‌ها آن را آینده فناوری‎های نوین می‎دانند. مدتی پیش با کشف معادن لیتیوم در ایران، بحث‎ها بر سر نحوه استخراج این فلز ارزشمند و پرکاربرد بسیار داغ شد. از آنجا که استخراج و پردازش و جداسازی لیتیوم از سنگ و آب و بهره‎برداری آن، ماجرای پیچیده‎ای است که دانش فنی و تجربه کافی را می‎طلبد به نظر می‎رسد متخصصان و شرکت‎های دانش‌بنیان باید بتوانند توانایی‎ها و اطلاعات خود را در این حوزه تقویت کنند.

در این مطلب مروری داریم بر پیچیدگی‎ها و چالش‎های استخراج و پردازش لیتیوم که برخلاف آنچه تصور رایج است، نمی‎توان آن را پاک و بدون آلودگی به حساب آورد بنابراین نیاز است که به روش‌های جدید تخصصی برای کاهش آلودگی ناشی از آن هم توجه داشت.

لیتیوم که سومین عنصر جدول تناوبی است به‌دلیل وزن کمی که نسبت به دیگر فلزات مثل نیکل، آهن و... دارد برای استفاده در دستگاه‎های الکترونیکی گزینه خیلی مناسبی است. هدایت جریان الکتریکی از دیگر ویژگی‎های لیتیوم است که باعث شده کاربردهای بسیار زیادی پیدا کند. به‌طورکلی هر ابزاری که نیاز به شارژ برقی داشته باشد باید در ساختش لیتیوم به کار رود. ترکیبات لیتیوم در صنایع هواپیماسازی، ساخت تلسکوپ، ساخت شیشه و سرامیک و چرخ‌های قطار هم کاربرد دارد. از آنجا که لیتیوم جایگزین خوبی برای سوخت‌های فسیلی که ترکیبات آلاینده زیادی هم دارند معرفی می‎شود، کاربردهای آن در فناوری‎های به‌کاررفته در صنعت حمل‌ونقل، روزبه‎روز در حال افزایش است. براساس گزارش بانک جهانی که سال ۲۰۲۰ منتشر شده، پیش‏بینی می‎شود که تا سال ۲۰۵۰ حدود ۵۰۰درصد مصرف لیتیوم افزایش یابد تا تقاضایی که برای رشد فناوری‎های پاک وجود دارد را برآورده کند.

استخراج پردردسر لیتیوم از میان سنگ‌‌وآب

استخراج لیتیوم کار بسیار پردردسری است چون کند‎و‎کاو معادن لیتیوم دشوار و تاسیسات فرآوری این عنصر گران‌قیمت است. روش‎های سنتی که برای استخراج به کار می‎روند هم برای محیط‌زیست آسیب‎رسان و خطرساز هستند.

لیتیوم به دو شکل حل‌شده در آب‌نمک و رس لیتیوم‎دار در زمین یافت می‎شود. بیشتر لیتیوم جهان از چند منطقه محدود به‌دست می‎آید. بیش از نیمی از آن (۵۴ درصد) در غرب استرالیا استخراج می‌شود و بقیه آن هم از استخرهای سطحی و نمکزارهای شیلی، بولیوی، آرژانتین، کالیفرنیا و تانزانیا به دست می‎آید.

این مناطق گرچه می‎توانند درآمد خوبی از استحصال این ماده ارزشمند داشته باشند اما از آنجا که معمولا نواحی شوره‎زار و خشکی هستند تنش‎های آبی شدیدی را تجربه می‎کنند که در صورت بارندگی‎های شدید می‎تواند آلودگی‎های قابل‌توجهی را به آب‌های مجاور خود منتقل کند.

معمولا در نزدیکی معادن لیتیوم، فلزات سنگینی مثل آرسنیک تالیم، کروم و اورانیوم وجود دارد و احتمال سرایت آن به آب‌های جاری و زیرزمینی هم وجود دارد.

لیتیوم آن‌قدرها هم پاک نیست!

بعد از استخراج و دردسرهای آن مراحل پردازش جداسازی لیتیوم از سنگ‎های نمک آغاز می‎شود. جالب است بدانید برق مورد نیاز برای تولید یک تن نمک لیتیوم، معادل مصرف شش خانه در طول یک‌سال (حدود ۶۰ مگاوات ساعت) است اما این تنها موردی نیست که پردازش و جداسازی این عنصر از سنگ‎های معدنی را به یکی از منابع آلودگی کره‌زمین تبدیل می‎کند. باورش بسیار سخت است اما برای جداسازی یک تن لیتیوم از سنگ‏ها، چیزی حدود سه تا ۱۷ تن دی‎اکسیدکربن آزاد می‎شود که این مقدار دو تا ۱۱ برابر دی‎اکسید‎کربنی است که در ساخت فولاد، به جو زمین وارد می‎شود.

برای درک بهتر این اعداد و ارقام می‎توان آن را با یک پرواز ۱۲ساعته مقایسه کرد که طی آن همین میزان کربن‎دی‎اکسید تولید شده و وارد جو می‎شود.

براساس داده‎های منتشرشده از آژانس بین‎المللی انرژی، انتشار گازهای حاصل از جداسازی و پردازش لیتیوم می‎تواند حدود ۶۰میلیون تن کربن‎دی‎اکسید را به جو اضافه کند. میزان ورود دی‎اکسید‏کربن از تمام منابع آلاینده در سال ۲۰۲۲ تقریبا ۳۶هزار میلیارد تن بوده است. این مساله معمولا باعث ایجاد تناقض بزرگی در ذهن افراد می‎شود چون همیشه گفته شده که لیتیوم می‎تواند سوخت پاکی برای حمل‎و‎نقل‌های برقی و دوچرخه‎ها و خودروهای شارژی باشد و از سوی دیگر میزان دی‌اکسیدکربن تولیدشده در اثر فرآوری لیتیوم آن‌قدر زیاد است که نمی‎توان از آن چشم پوشید. به‌همین‌دلیل محققان روش‎هایی را برای استخراج و پردازش لیتیوم پیشنهاد می‎دهند که شامل مراحل کمتری باشد و ترجیحا این عنصر را از آب‎نمک و محلول‎های اسیدی استخراج کند نه از سنگ‎های موجود در معادن.

معادن لیتیوم ایران در انتظار کسب دانش فنی

با تمام پیچیدگی‏ های استحصال لیتیوم، این فلز ارزشمند، آینده بسیاری از صنایع و فناوری‎ها به حساب می‎آید و بسیاری از کشورها در تلاشند تا بتوانند با روش‎های کم‎هزینه لیتیوم صنایع‎شان را تامین کنند. مدتی پیش، ماجرای کشف معدن لیتیوم در ایران خبرساز شد. در این خبر آمده بود که معاون امور معادن سازمان صنعت، معدن و تجارت استان همدان از کشف دو معدن لیتیوم در دشت «قهاوند» همدان خبر داده و مساحت آن را پنج تا شش کیلومترمربع اعلام کرده است.

این کشف، چهار سال زمان برده و میزان ذخیره قطعی این فلز استراتژیک هشت‌میلیون و ۵۰۰هزار تن اعلام شده است که البته بعد از مدتی مشخص شد عدد اعلام‌شده میزان لیتیوم خالص نیست بلکه تخمینی از میزان سنگ‎هایی است که این عنصر باارزش را در خود جای داده‎اند.

متاسفانه لیتیوم در ایران به تولید و فرآوری نرسیده و گرچه این کشف می‌تواند درآمد خوبی را برای کشور به همراه داشته باشد اما هنوز زیرساخت‎های عملی استحصال آن در ایران به‌طور کامل وجود ندارد. اگرچه تعداد انگشت‌شماری از کشورها لیتیوم استخراج می‎کنند، زنجیره تامین باتری در آسیای شرقی و جنوب‌شرقی، به‌ویژه چین، ژاپن و کره‌جنوبی متمرکز شده است.

سایر کشورها و مناطق به‌دنبال تقویت تولید داخلی و تنوع بخشیدن به زنجیره تامین خود هستند و ایران هم باید تلاش کند تا از این قافله عقب نماند. استفاده از لیتیوم در صنایع نوین از الزامات پیشرفت است و بهتر است حالا که معادن لیتیوم در ایران شناسایی شده به فکر کسب دانش و روش‎های بهره‎برداری از آن باشیم.

برگرفته از: the Guardian , Nature