Kako se kopa litij?

Litij se iz zemlje vadi na dva glavna načina: rudarenjem u čvrstim rudama (stijene) i isparavanjem slanih voda iz podzemnih jezera (salamure). Oba procesa koriste se ovisno o geološkim karakteristikama ležišta i lokaciji.

Kao najlakši metal u periodnom sustavu, lakši čak i od vode, litij je izuzetno reaktivan element koji lako otpušta elektrone, dobar je vodič topline i struje što ga čini izvrsnim materijalom za suvremene baterije. Zbog visoke reaktivnosti dobar je element u drugim spojevima koji mogu imati različite industrijske primjene koje zahtijevaju visoko reaktivne elemente. Kao lagan i čvrst metal litij se stapa u legure s aluminijem i magnezijem za primjene u zrakoplovstvu i svemirskoj industriji.

Iako daleko od savršenoga, litij je trenutno element najpopularniji za baterije za svu suvremenu tehnologiju. Takvim je postao nakon osmišljavanja posebnih poroznih membrana između katode i anode unutar jedne baterije koje omogućavaju lakši prolaz elektrona, i iz nekog razloga, manju hrđu na membranama koje zapravo skraćuju vijek trajanja baterija.

U medicini, litij se koristi kao stabilizator raspoloženja u psihijatriji, posebno za tretman bipolarnog poremećaja. Litij, dakle, ima jako razgranatu primjenu u suvremenom društvu. Danas, litij se reklamira kao nezamjenjiv materijal u prijelazu na održivu ekonomiju, no nema ničega održivoga u procesima eksploatacije litija.

Stari oblici rudarenja litija

Rudarenje litija ključan je proces u održavanju suvremene industrije. Postoje različite metode i procesi za dobivanje litija, ovisno o vrsti ležišta iz kojih se eksploatira. Glavne metode rudarenja su ekstrakcija iz slanih jezera i rudarenje čvrstih stijena (pegmatita). Izvlačenje iz slanih jezera (iz salamure) događa se u sušnim područjima, npr. u dijelovima Južne Amerike, najviše u Čileu, Argentini i Boliviji – takozvanom “litijskom trokutu”.

Isparavanje je, dakle, tehnika kojom se salamura – odnosno slana voda bogata litijem – pumpa iz podzemlja u bazene na površini. U tim bazenima, salamura isparava pod utjecajem sunčeve energije kroz nekoliko mjeseci do godina, čime se koncentrira litij. Koncentrirana salamura potom prolazi kemijske procese uklanjanja nečistoća poput natrija, kalcija i magnezija. Nakon pročišćavanja, preostali litij obrađuje se u litijev karbonat ili litijev hidroksid, spojeve koji se koriste za proizvodnju baterija.

Međutim, ovaj proces je ekstremno klimatski i socijalno štetan zbog toga što u sušnim dijelovima svijeta troši pitku vodu koja onda nedostaje ljudima, životinjama, biljkama i u konačnici smanjuje zalihe koje priroda treba da bi održavala svoje cikluse. Litij je zbog toga u Južnoj Americi jedan od većih političko- društvenih kamena spoticanja. Ipak, industrijalci s koncesijama vode više računa o tome da je ovaj oblik rudarenja litija jedan od najjeftinijih, odnosno jedan od onih koji generiraju najviše profitne marže.

Drugi oblik rudarenja litija je iz pegmatita, odnosno iz stijena. To se provodi u Australiji, SAD-u i Kini. Litij se uglavnom nalazi u obliku minerala kao što su spodumen i lepidolit. Proces je brutalan te se prvo miniraju stijene koje sadrže litij. Nakon ekstrakcije, stijene se drobe i usitnjavaju kako bi se oslobodili minerali koji sadrže litij. Spodumen ili drugi minerali tretiraju se kemijskim postupcima i zagrijavaju kako bi se litij preveo u litijev karbonat ili litijev hidroksid. Otpad iz ovog procesa potom često završi u okolnim rijekama i vodnim resursima ponovno zagađujući ekosustav. Ova metoda ima veliki utjecaj na okoliš zbog rudarstva, utroška energije i proizvodnje odvratno velikih količina otpada.

Procesi prerade minerala skuplji su i energetski zahtjevniji u usporedbi s ekstrakcijom iz salamura, ali su opet jeftiniji nego što bi trebali biti, jer u ekstrakciju nije uračunata cijena po ekosustav, kakav bi uskoro mogla postati i srbijanska rijeka Jadar.

Nove metode iskapanja litija

Postoje i druge metode eksploatacije litija poput ekstrakcija iz geotermalnih izvora, npr. u Kaliforniji.  Geotermalna salamura crpi se iz podzemlja, a litij se odvaja pomoću tehnologija filtracije i  pročišćavanja. Geotermalni proces ima manji utjecaj na okoliš i troši manje vode, no tehnički je kompleksan i zahtijeva visokotehnološke procese. Da ne govorimo o tome da je skuplji od svih drugih znatno više zagađujućih tehnologija.

Iako je litij ključan za ekološke tehnologije, poput električnih vozila i baterija za obnovljive izvore, procesi rudarenja imaju značajan utjecaj na okoliš. Ekstrakcija iz salamura troši mnogo vode, a rudarenje čvrstih stijena generira velike količine otpada i emisije stakleničkih plinova. Zbog toga je sve veći fokus na razvoju održivih metoda ekstrakcije i recikliranju litija iz rabljenih baterija.

Tu je također i izravna ekstrakcija litija, odnosno “DLE”, ili metoda nove generacije. Ona koristi selektivne adsorbente i membrane kako bi izdvojila litij iz salamura bez dugih procesa isparavanja. Ekološki je prihvatljivija jer troši manje vode i smanjuje štetne utjecaje na ekosustave. Također, proces ekstrakcije brži je u usporedbi na isparavanje, no tehnologija je još u fazi komercijalnog razvoja.

Neovisno o profitnim marginama koje u slučaju korištenja suvremenih metode padaju, a zbog skupljeg tehnološkog procesa, svako suvremeno iskapanje litija trebalo bi u tehnološki proces uračunati i socijalne i ekološke štete. U suprotnom sve lokalne zajednice litij bi trebale zadržati u zemlji i ne dopustiti štetne procese. Jer, ako je litij toliko važan da je važniji od okoliša i ljudi, onda mora biti važniji i od profitnih marži, zar ne?