ورقة جديدة تحدد استخراج الليثيوم المربح من مياه البحر

محصول الملح في بوليفيا. تشير التقديرات إلى أن البلاد لديها ربع احتياطيات الليثيوم الأرضية في العالم. الائتمان: الكسندر شيمك / أنسلاش.

جديد المادة العلمية وصف طريقة غير مكلفة لاستخراج الليثيوم من مياه البحر.

تضمنت الورقة ، التي نُشرت في مجلة Energy and Environmental Science Journal ، تحليلاً اقتصادياً يشير إلى أن العملية ستثبت أنها مربحة بأسعار الموارد الحالية.

أنتج باحثون من جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية في المملكة العربية السعودية فوسفات الليثيوم بنقاوة 99.94٪ عن طريق تخصيب المياه من البحر الأحمر.

تجد تقنيات استخراج مياه البحر المعاصرة صعوبة في فصل الليثيوم عن أيونات الصوديوم والمغنيسيوم والبوتاسيوم المنافسة. علاوة على ذلك ، فإن تركيز الليثيوم المنخفض الذي يبلغ حوالي 0.2 جزء في المليون (ppm) يعالج عملية الفصل.

ومع ذلك ، فإن كل الليثيوم الموجود في العالم تقريبًا يقع في محيطات العالم. من المتوقع أن تتضاءل احتياطيات الليثيوم على الأرض بحلول عام 2080 ، وفقًا لما ذكرته مقال أكاديمي من 2018. مع استمرار الكهربة العالمية ، حذر مصنعو البطاريات من أن الطلب على الليثيوم قد يزيد الإنتاج قريبًا.

في العملية الموصوفة في الورقة ، تم استخدام غشاء إلكتروليت “لترشيح” أيونات الليثيوم من الماء. بعد 2000 ساعة من الاستخدام ، أظهر غشاء أكسيد التيتانيوم إلى الليثيوم تسوسًا “ضئيلًا”. باستخدام الكهرباء ، يركز الغشاء أيونات الليثيوم في محلول منفصل حتى أكثر من 9000 صفحة في الدقيقة.

قام الباحثون بتحليل هذا المحلول كهربائيًا لإنتاج 1 كجم من فوسفات الليثيوم باستخدام حوالي 76.3 كيلوواط من الطاقة ، كما أنتجت هذه العملية أيضًا الهيدروجين ومنتجات الكلور ، ولكل منهما قيمة مبيعاته الخاصة.

استخدم التحليل الاقتصادي للورقة سعرًا للكهرباء يبلغ 65 دولارًا لكل مليجرام لحساب الربحية. وباستخدام قوة 5 دولارات ، ولدت العملية 6.9 – 11.7 مليون دولار من الهيدروجين والكلور كمنتجات ثانوية. لقد تغيرت أسعار الليثيوم بشكل كبير في الماضي العام ، وتتطلب التركيزات المختلفة أسعارًا مختلفة جدًا ، وهذا التقدير المتحفظ سيعطي عائدًا على الأقل بقدر المنتجات الثانوية.

READ  أستاذ مساعد / أستاذ مشارك في نظم علوم الحاسب 2021 العمل في جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية

بعد العملية ، احتوت مياه البحر المستخدمة على أقل من 500 فدان من الأملاح ، مما جعل من الممكن معالجتها بالمياه العذبة. يمكن أن توفر ربحًا إضافيًا إذا تم التعامل معها بشكل صحيح.

ومع ذلك ، عملت هذه الدراسة على نطاق صغير نسبيًا ، وسيتطلب النشاط التجاري مزيدًا من الاختبارات. أيضًا ، قد يؤدي استخدام المعادن الأرضية النادرة في بلانتوم في غشاء العملية إلى زيادة التكاليف ، حيث تتعامل معادن الأرض النادرة مع ندرتها.

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *