Σε μια καινοτομία τεχνολογίας νερού για την ανάκτηση λιθίου αναφέρεται το Aquatech
Σε μια νέα μέθοδο ανάκτησης λιθίου με χρήση ρητίνης ανταλλαγής ιόντων θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση του οικονομικού κόστους και των περιβαλλοντικών επιπτώσεων της άλμης, αναφέρεται το Aquatech.
Ρητίνη ανταλλαγής ιόντων
Με το λίθιο να γίνεται γρήγορα περιζήτητο υλικό για την πράσινη μετάβαση, λόγω της αυξημένης ζήτησης για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα (EV), καινοτομίες προκύπτουν για να βοηθήσουν στην ανάκτηση του πολύτιμου πόρου από τα υπάρχοντα ρεύματα.
Η γερμανική εταιρεία ειδικών χημικών LANXESS ανακοίνωσε μια νέα μέθοδο ανάκτησης λιθίου χρησιμοποιώντας ρητίνες ανταλλαγής ιόντων.
Το διάλυμα έχει αναπτυχθεί για την επεξεργασία διαλυμάτων αλάτων λιθίου χαμηλής συγκέντρωσης που περιέχουν αλκάλια, αλκαλικές γαίες και βαρέα μέταλλα σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 100 mg έως αρκετά γραμμάρια ανά λίτρο.
Η LANXESS είπε ότι η χρήση ανταλλαγής ιόντων έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους τελικής στίλβωσης της άλμης λιθίου λόγω της αφαίρεσης πολυσθενών ιόντων ασβεστίου, που δίνουν αυξημένη απόδοση, χαμηλή διαρροή, υψηλούς ρυθμούς ροής λόγω κινητικής ανταλλαγής.
Τι κάνει η ανταλλαγή ιόντων
«Η χρήση διαδικασιών ανταλλαγής ιόντων για την απομάκρυνση του ασβεστίου μειώνει τόσο τον χρόνο όσο και τις δαπάνες που απαιτούνται, αφήνοντας ένα σημαντικό περιθώριο κέρδους σε όλη τη διαδικασία», δήλωσε ο Dirk Steinhilber, τεχνικός διευθυντής μάρκετινγκ στο LANXESS.
Οι μονοδιασπαρμένες ρητίνες του οργανισμού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αφαίρεση δισθενών ιόντων, δηλαδή ασβεστίου, μαγνησίου, στροντίου και βαρίου, σε εύρος συγκέντρωσης 1–100 mg/l από άλμη με τυπική περιεκτικότητα σε λίθιο 10 g/l.
«Μια ειδικά τροποποιημένη δομή πολυμερούς για τη ρητίνη εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής ακόμη και σε περίπτωση συχνής φόρτισης».
Η ρητίνη έχει συνολική χωρητικότητα μεγαλύτερη από 4,3 eq/l (ισοδύναμα ανά λίτρο), που σημαίνει μεγάλη διάρκεια ζωής του προϊόντος και μεγαλύτερα διαστήματα μεταξύ των φάσεων αναγέννησης από τις τυπικές ρητίνες.
«Μια ειδικά τροποποιημένη δομή πολυμερούς για τη ρητίνη εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής ακόμη και σε περίπτωση συχνής αναγέννησης και κάνει τη διαδικασία πολύ πιο ελκυστική από οικονομική άποψη», προσθέτει ο Steinhilber.
Σύμφωνα με το LANXESS, σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα χλωριούχου λιθίου και χλωριούχου νατρίου που περιέχει 10 ppm ασβεστίου, παραμένουν μόνο ίχνη ασβεστίου στην περιοχή ppb μετά την επεξεργασία.
Προκλήσεις της αφαίρεσης λιθίου
Καθώς η ζήτηση λιθίου ανέρχεται, πολλές χώρες προσπαθούν να αξιοποιήσουν τους πόρους τους.
Το 2015, η Κίνα ξεκίνησε ένα πενταετές σχέδιο για να δώσει προτεραιότητα στην κατασκευή και την υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων. Μέχρι το 2020, η Κίνα κατασκεύαζε 10.000 EV κάθε μήνα.
Το λίθιο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και δεν μπορεί να βρεθεί στην καθαρή του μορφή.
Ο πιο δημοφιλής τρόπος εξόρυξης αυτού του πόρου είναι η εξαγωγή του από μια άλμη πλούσια σε ορυκτά.
Ωστόσο, αυτή δεν είναι μια γρήγορη διαδικασία και η ζήτηση νερού για λίθιο είναι εξαιρετικά υψηλή, με έναν τόνο λιθίου να χρειάζεται 500.000 γαλόνια νερού για να παραχθεί.
Στο Salar de Atacama της Χιλής, οι εξορυκτικές δραστηριότητες καταναλώνουν το 65 τοις εκατό του νερού της περιοχής.
Το αποτύπωμα νερού του λιθίου
Έχουν γίνει αξιοθαύμαστες προσπάθειες για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του λιθίου και του κοβαλτίου, κρίσιμα στοιχεία που βρίσκονται σε μπαταρίες που συνήθως επιβαρύνουν την παραγωγή.
Με τα EV να θεωρούνται το μέλλον της προσωπικής μεταφοράς, το αποτέλεσμα είναι ότι θα απαιτηθούν περισσότερες μπαταρίες, δηλαδή περισσότερο λίθιο και περισσότερο νερό.
«Οι διαδικασίες καθαρισμού αυτού του τύπου παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία των υπερκαθαρών αλάτων λιθίου».
Για παράδειγμα, ένας υπολογισμός από το γερμανικό Ινστιτούτο Helmholtz για την Ηλεκτροχημική Αποθήκευση Ενέργειας έδειξε ότι το λίθιο που απαιτείται για μια μπαταρία 64 kWh θα απαιτούσε περίπου 3.840 λίτρα νερού.
Ωστόσο, υπάρχουν πολλές διαφορετικές περιβαλλοντικές προκλήσεις που παρουσιάζει η άλμη λιθίου, όπως απώλεια νερού, αποσταθεροποίηση του εδάφους, απώλεια βιοποικιλότητας, αυξημένη αλατότητα ποταμών, μολυσμένο έδαφος και τοξικά απόβλητα.
«Οι διαδικασίες καθαρισμού αυτού του τύπου παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία των υπερκαθαρών αλάτων λιθίου που απαιτούνται για την παραγωγή μπαταριών λιθίου και επαναφορτιζόμενων μπαταριών ιόντων λιθίου», δήλωσε ο Steinhilber.
www.worldenergynews.gr
Ρητίνη ανταλλαγής ιόντων
Με το λίθιο να γίνεται γρήγορα περιζήτητο υλικό για την πράσινη μετάβαση, λόγω της αυξημένης ζήτησης για τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα (EV), καινοτομίες προκύπτουν για να βοηθήσουν στην ανάκτηση του πολύτιμου πόρου από τα υπάρχοντα ρεύματα.
Η γερμανική εταιρεία ειδικών χημικών LANXESS ανακοίνωσε μια νέα μέθοδο ανάκτησης λιθίου χρησιμοποιώντας ρητίνες ανταλλαγής ιόντων.
Το διάλυμα έχει αναπτυχθεί για την επεξεργασία διαλυμάτων αλάτων λιθίου χαμηλής συγκέντρωσης που περιέχουν αλκάλια, αλκαλικές γαίες και βαρέα μέταλλα σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις που κυμαίνονται από 100 mg έως αρκετά γραμμάρια ανά λίτρο.
Η LANXESS είπε ότι η χρήση ανταλλαγής ιόντων έχει πολλά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παραδοσιακές μεθόδους τελικής στίλβωσης της άλμης λιθίου λόγω της αφαίρεσης πολυσθενών ιόντων ασβεστίου, που δίνουν αυξημένη απόδοση, χαμηλή διαρροή, υψηλούς ρυθμούς ροής λόγω κινητικής ανταλλαγής.
Τι κάνει η ανταλλαγή ιόντων
«Η χρήση διαδικασιών ανταλλαγής ιόντων για την απομάκρυνση του ασβεστίου μειώνει τόσο τον χρόνο όσο και τις δαπάνες που απαιτούνται, αφήνοντας ένα σημαντικό περιθώριο κέρδους σε όλη τη διαδικασία», δήλωσε ο Dirk Steinhilber, τεχνικός διευθυντής μάρκετινγκ στο LANXESS.
Οι μονοδιασπαρμένες ρητίνες του οργανισμού μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αφαίρεση δισθενών ιόντων, δηλαδή ασβεστίου, μαγνησίου, στροντίου και βαρίου, σε εύρος συγκέντρωσης 1–100 mg/l από άλμη με τυπική περιεκτικότητα σε λίθιο 10 g/l.
«Μια ειδικά τροποποιημένη δομή πολυμερούς για τη ρητίνη εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής ακόμη και σε περίπτωση συχνής φόρτισης».
Η ρητίνη έχει συνολική χωρητικότητα μεγαλύτερη από 4,3 eq/l (ισοδύναμα ανά λίτρο), που σημαίνει μεγάλη διάρκεια ζωής του προϊόντος και μεγαλύτερα διαστήματα μεταξύ των φάσεων αναγέννησης από τις τυπικές ρητίνες.
«Μια ειδικά τροποποιημένη δομή πολυμερούς για τη ρητίνη εξασφαλίζει μεγάλη διάρκεια ζωής ακόμη και σε περίπτωση συχνής αναγέννησης και κάνει τη διαδικασία πολύ πιο ελκυστική από οικονομική άποψη», προσθέτει ο Steinhilber.
Σύμφωνα με το LANXESS, σε ένα συμπυκνωμένο διάλυμα χλωριούχου λιθίου και χλωριούχου νατρίου που περιέχει 10 ppm ασβεστίου, παραμένουν μόνο ίχνη ασβεστίου στην περιοχή ppb μετά την επεξεργασία.
Προκλήσεις της αφαίρεσης λιθίου
Καθώς η ζήτηση λιθίου ανέρχεται, πολλές χώρες προσπαθούν να αξιοποιήσουν τους πόρους τους.
Το 2015, η Κίνα ξεκίνησε ένα πενταετές σχέδιο για να δώσει προτεραιότητα στην κατασκευή και την υιοθέτηση ηλεκτρικών οχημάτων. Μέχρι το 2020, η Κίνα κατασκεύαζε 10.000 EV κάθε μήνα.
Το λίθιο είναι εξαιρετικά αντιδραστικό και δεν μπορεί να βρεθεί στην καθαρή του μορφή.
Ο πιο δημοφιλής τρόπος εξόρυξης αυτού του πόρου είναι η εξαγωγή του από μια άλμη πλούσια σε ορυκτά.
Ωστόσο, αυτή δεν είναι μια γρήγορη διαδικασία και η ζήτηση νερού για λίθιο είναι εξαιρετικά υψηλή, με έναν τόνο λιθίου να χρειάζεται 500.000 γαλόνια νερού για να παραχθεί.
Στο Salar de Atacama της Χιλής, οι εξορυκτικές δραστηριότητες καταναλώνουν το 65 τοις εκατό του νερού της περιοχής.
Το αποτύπωμα νερού του λιθίου
Έχουν γίνει αξιοθαύμαστες προσπάθειες για τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων του λιθίου και του κοβαλτίου, κρίσιμα στοιχεία που βρίσκονται σε μπαταρίες που συνήθως επιβαρύνουν την παραγωγή.
Με τα EV να θεωρούνται το μέλλον της προσωπικής μεταφοράς, το αποτέλεσμα είναι ότι θα απαιτηθούν περισσότερες μπαταρίες, δηλαδή περισσότερο λίθιο και περισσότερο νερό.
«Οι διαδικασίες καθαρισμού αυτού του τύπου παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία των υπερκαθαρών αλάτων λιθίου».
Για παράδειγμα, ένας υπολογισμός από το γερμανικό Ινστιτούτο Helmholtz για την Ηλεκτροχημική Αποθήκευση Ενέργειας έδειξε ότι το λίθιο που απαιτείται για μια μπαταρία 64 kWh θα απαιτούσε περίπου 3.840 λίτρα νερού.
Ωστόσο, υπάρχουν πολλές διαφορετικές περιβαλλοντικές προκλήσεις που παρουσιάζει η άλμη λιθίου, όπως απώλεια νερού, αποσταθεροποίηση του εδάφους, απώλεια βιοποικιλότητας, αυξημένη αλατότητα ποταμών, μολυσμένο έδαφος και τοξικά απόβλητα.
«Οι διαδικασίες καθαρισμού αυτού του τύπου παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία των υπερκαθαρών αλάτων λιθίου που απαιτούνται για την παραγωγή μπαταριών λιθίου και επαναφορτιζόμενων μπαταριών ιόντων λιθίου», δήλωσε ο Steinhilber.
www.worldenergynews.gr
