Воздействие прямого извлечения лития из рассолов на окружающую среду

Обзоры природы Земля и окружающая среда, том 4, страницы 149–165 (2023 г.) Процитировать эту статью

30 тысяч доступов

5 цитат

332 Альтметрика

Подробности о метриках

Эвапоритовая технология добычи лития из рассолов подвергалась сомнению из-за интенсивного использования воды, длительного срока действия и исключительного применения к континентальным рассолам. В этом обзоре мы анализируем воздействие на окружающую среду испарительных и альтернативных технологий, известных под общим названием «прямая экстракция лития» (DLE), при добыче лития, уделяя особое внимание требованиям к пресной воде, химикатам, потреблению энергии и образованию отходов, включая отработанные рассолы. Технологии DLE направлены на устранение экологических и технико-экономических недостатков современной практики за счет предотвращения испарения рассола. Выбор технологий DLE позволил добиться извлечения Li+ выше 95%, разделения Li+/Mg2+ выше 100 и нулевого использования химических веществ. И наоборот, только 30% тестовых экспериментов по DLE проводились на реальных рассолах, и поэтому влияние многовалентных ионов или больших различий в концентрациях Na+/Li+ на показатели производительности часто не оценивается. Некоторые технологии DLE включают изменение pH рассола или нагрев рассола до 80 °C для улучшения восстановления Li+, что требует энергии, пресной воды и химикатов, которые необходимо учитывать при оценке воздействия на окружающую среду. Будущие исследования должны быть сосредоточены на проведении испытаний на реальных рассолах и достижении конкурентоспособности одновременно по нескольким показателям эффективности. Воздействие DLE на окружающую среду должно быть оценено от перекачки рассола до производства чистого твердого литиевого продукта.

Потребление пресной воды при прямой экстракции лития (DLE) необходимо срочно оценить количественно. Многие технологии DLE могут потребовать больших объемов пресной воды, чем нынешние методы испарения, что ставит под угрозу их применимость в засушливых регионах.

Химическая обработка не завершается до получения чистого твердого продукта. Необходимо оценить энергопотребление DLE для всего процесса, включая потенциальное извлечение воды или испарение из чистых, но разбавленных растворов LiCl, как это имеет место во многих технологиях DLE.

Ионы лития составляют лишь второстепенный компонент континентальных, геотермальных и нефтепромысловых рассолов. Таким образом, с точки зрения экономики замкнутого цикла существует потенциал для добычи более чем одного ценного минерала, в частности, боратов, солей магния, калия и натрия.

Знание точного количества, распределения и глубины скважин с рассолом и пресной водой жизненно важно для гидрогеологического моделирования месторождений литиевой рассола. Особая гидрогеология каждого салара означает, что каждое месторождение должно моделироваться независимо, и результаты одной разработки не могут быть напрямую экстраполированы на другую.

Экологический мониторинг должен быть постоянным и предшествовать началу разработки, поскольку воздействие на окружающую среду может наблюдаться только в долгосрочной перспективе. Мониторинг водных ресурсов требует сбора данных об осадках, речном стоке и достаточного количества наблюдательных скважин для отслеживания уровня грунтовых вод в различных местах.

Руководящие принципы экологического мониторинга были разработаны с учетом испарительной технологии, но их также следует применять при реализации любой технологии DLE, которая по-прежнему потребляет рассол, использует пресную воду и производит остатки, причем последние два, как мы надеемся, будут в значительно меньших объемах.

Литий является основным сырьем для перехода к возобновляемым источникам энергии благодаря его широкому использованию в перезаряжаемых батареях и внедрению электромобилей1,2,3,4. Парк электромобилей значительно увеличился с нескольких тысяч в 2010 году до 11,3 миллиона в 2020 году, и, по прогнозам, к 2030 году на дорогах будет 142 миллиона электромобилей. Мировое производство лития утроилось в период с 2010 по 2020 год6. По разным прогнозам, спрос объемы добычи лития вырастут в 18–20 раз к 2050 году, если будут соблюдаться существующие политики добычи лития. Однако, если будет реализована новая, более устойчивая политика добычи полезных ископаемых, спрос, по оценкам, увеличится в 40 раз к 2050 году (ссылки 7,8).