Jak udržitelně těžit největší známé ložisko lithia na světě

Na první pohled může McDermitt Caldera působit jako okraj Země. Toto podlouhlé bludiště skalnatých údolí se rozprostírá nad vyprahlým pomezím Nevady a Oregonu, v jedné z nejméně hustě osídlených částí Severní Ameriky.

Ale budoucnost moderního světa závisí na budoucnosti míst, jako je McDermitt Caldera, která má potenciál být největším známým zdrojem lithia na planetě. Tam, kde dnešní svět běží na uhlovodíky, se zítřejší může velmi dobře spolehnout na prvek pro rozšiřující se nabídku lithium-iontových baterií. Vločkovitý stříbrný kov je nezbytností pro tyto baterie, které již používáme a které pravděpodobně použijeme v mnohem větším počtu pro podporu mobilních telefonů, elektrických aut a velkých elektrických sítí.

Proto hodně záleží na tom, odkud lithium získáváme. Nová studie, publikovaná v časopise Vědecké pokroky dnes naznačuje, že McDermitt Caldera obsahuje ještě více lithia, než se dříve myslelo, a nastiňuje, jak by bylo možné těžit dosud neobjevené zásoby. Tyto výsledky však pravděpodobně nezmírní kritiku ekologických nákladů těžby této látky.

[Related: Why solid state batteries are the next frontier for EV makers]

Do roku 2030 může svět vyžadovat více než megatunu lithia ročně. Pokud jsou předchozí geologické průzkumy správné, pak by McDermittova kaldera – pozůstatek 16 milionů staré sopečné supererupce – mohla obsahovat až 100 megatun kovu.

„Je to obrovský, masivní prvek, který má v sobě hodně lithia,“ Tom Benson, jeden z autorů nového článku a vulkanolog na Kolumbijské univerzitě a Lithium Americas Corporation.

Jeden významný projekt, částečně provozovaný společností Lithium Americas Corporation, navrhuje důl o rozloze 17 933 akrů v průsmyku Thacker Pass na nevadské straně hranice na jižním okraji kaldery. Projekt je sporný: Thacker Pass (nebo Peehee Mu’huh v severní Paiute) leží na zemi, kterou mnoho místních domorodých skupin považuje za posvátnou. Indiánští aktivisté pokračují v soudním boji proti plánu na rozšíření oblasti pro průzkum min.

Ale ne všechno lithium pod McDermittovými kamenitými písky je na stejné úrovni. Většina požadovaného kovu tam přichází ve formě minerálu zvaného smektit; za určitých podmínek se smektit může přeměnit na jiný minerál zvaný illit, který lze někdy také zpracovat na lithium. Benson a jeho kolegové studovali vzorky smektitu i illitu vyvrtané ze země v celé kalderě. „Všude, kde vrtáte, je lithium,“ říká.

Dříve geologové předpokládali, že můžete najít smektit i illit v široké distribuci napříč kalderou, ale autoři nalezli druhý jmenovaný ve vysokých koncentracích pouze na jihu kaldery, v okolí Thacker Pass. „Je to omezeno na tuto oblast,“ vysvětluje Benson.

To je důležité. Benson a kolegové se domnívají, že illit kaldery vznikl, když tekutina bohatá na lithium, zahřátá spodní sopkou, vyplavila smektit. V tomto procesu minerál absorboval velkou část lithia. V důsledku toho předpokládají, že illit v Thacker Pass obsahuje více než dvakrát více lithia než sousední smektit.

„To je opravdu užitečné pro změnu strategie průzkumu,“ říká Benson. „Teď víme, že musíme zůstat v oblasti Thacker Pass, pokud chceme najít a těžit toho illita.“

Někteří ze zastánců Thacker Pass se domnívají, že by to vedlo k nižším nákladům a menším škodám způsobeným těžbou. Každý, kdo se zabývá lithiem, si je na určité úrovni vědom ekologických nákladů. Proces obnovy produkuje znečišťující látky, jako jsou těžké kovy, nasává vodu a uvolňuje tuny skleníkových plynů. Podle jednoho odhadu může vybavení nového elektromobilu lithiovou baterií způsobit až o 70 procent více emisí uhlíku než výroba ekvivalentního auta na benzín (ačkoli průměrný elektromobil více než vyrovná rozdíl s každodenním provozem). použití).

To znamená, že ne všechna těžba je stejná. Existují dva hlavní typy zdrojů lithia: získávání solanky a těžba tvrdých hornin. Část lithia, které používáme, pochází ze super slaných bazénů. Během milionů let dešťová voda prosakuje horninami obsahujícími lithium, rozpouští kov a unáší jej do podzemních vodonosných vrstev. Dnes lidé čerpají solný roztok na povrch, odpařují vodu, přidávají kaši hydratovaného vápna, aby se nedostaly nežádoucí kovy, a extrahují lithium, které tam zůstalo. Velká část světového solankového lithia dnes pochází z „lithiového trojúhelníku“ Argentiny, Bolívie a Chile – jedné z nejsušších oblastí světa.

Případně můžeme přímo těžit lithiové rudy ze země a zpracovávat je jako většinu ostatních kovů. Oddělení lithia od rudy obvykle zahrnuje drcení horniny a její zahřátí na teploty vyšší než 1000 stupňů Fahrenheita. Dostat se do těchto vysokých teplot často vyžaduje především fosilní paliva. Tato metoda je méně pracná a nákladná než těžba solanky, ale také mnohem uhlíkově náročnější.

[Related: Inside the high-powered process that could recycle rare earth metals]

Smektit a illit McDermitt Caldera patří k tomu, co někteří pozorovatelé lithia považují za novou třetí kategorii těžby: vulkanické sedimentární lithium. Když vulkanické minerály obsahující lithium proudí do nedalekých údolí a reagují s uvolněnou špínou, zanechávají za sebou sedimenty bohaté na lithium, které vyžadují jen málo energie a zpracování, aby se oddělily.

S touto novou alternativou zastánci těžby tvrdí, že mohou drasticky snížit dopad svých současných a budoucích aktivit v Thacker Pass na životní prostředí. A zdá se, že výzkum Bensonova týmu naznačuje, že pokud budou lithiové společnosti zkoumat na správných místech, mohou být za své úsilí více odměněny.

Ale to je pravděpodobně malá útěcha pro odpůrce těžby lithia v Oregonu a Nevadě, jejichž kritika bude zvážena, protože Úřad pro správu půdy mapuje vrtání v ložisku. Jejich případ se shoduje s případem domorodých Chilanů, kteří jsou proti těžbě lithia poblíž svých domovů v Atacamě, a místních obyvatel bojujících proti projektu těžby lithia poblíž severní hranice Portugalska. Společně bojují proti světu, který je stále hladovější po lithiu, spolu s novými způsoby a místy, jak ho využít.