រុករករ៉ែនិងការចម្រាញ់: លីចូម, កម្លាំងអនាគតជាមួយ brine

ឆ្នាំជាច្រើនកន្លងមកហើយខ្ញុំបានអានអត្ថបទខ្លីមួយអំពី hotness ថ្មី: អាគុយលីចូម។ អ្នកនិពន្ធបានបើកដោយគ្មានការគិតអ្វីដែលគាត់គឺជាឯកសារយោងវប្បសង្ស័យលេចឆ្លាតដោយនិយាយថាគ្រាន់តែនិយាយអំពីលីចូមនឹង “បារម្ភកូដកម្មក្នុងដួងចិត្តរបស់ក្លីងហ្គុងនេះ” ។ វាជាការទន់ខ្សោយសេចក្ដីយោងទៅប្រឌិត “គ្រីស្តាល់ dilithium” នៃកិត្តិនាមដំណើរតារា, និងសូម្បីតែបន្ទាប់មកខ្ញុំបានរកឃើញវា cheesy បន្តិចប៉ុន្តែខ្ញុំគិតថាគាត់មានដើម្បីដឹកនាំជាមួយនឹងអ្វី។

ប៉ុន្មានទសវត្សក្រោយមកទៀតការយល់ដឹងកាន់តែជ្រៅនៃមុខវិជ្ជាដែលបានធ្វើឱ្យវាច្បាស់ណាស់ថាមានការព្រួយបារម្ភតែមួយគត់របស់ក្លីងហ្គុងគឺជាការស្លាប់ដោយមើលងាយប៉ុន្តែមានប្រភេទសត្វមួយនៅលើផែនដីនេះដែលគួរខ្លាចលីចូម: នាយកប្រតិបត្តិនៃក្តីបារម្ភផលិតរថយន្តអគ្គិសនី។ សម្រាប់ពួកគេ, វាមិនមានវត្តមានរបស់លីចូមថាកូដកម្មភ័យខ្លាចនោះទេប៉ុន្តែអវត្តមាននៃការវា; ខណៈពេលដែលវាជាធាតុមានច្រើនក្រៃលែងជាច្រើនទី 25 នៅក្នុង crust របស់ផែនដីនិង gigatons ត្រូវបានរំលាយចូលទៅក្នុងមហាសមុទ្ររបស់ពិភពលោកនេះ, លីចូមគឺជាសកម្មភាពចាក់ខ្លាំងណាស់ហើយដូច្នេះទំនងជា diffuse, ធ្វើឱ្យវាប្រកួតប្រជែងដើម្បីទទួលបានប្រមូលផ្តុំនៅក្នុងបរិមាណដែលក្រុមហ៊ុនរបស់ពួកគេពឹងផ្អែកលើ។

ក្នុងនាមជាទីផ្សាររថយន្តនិងថាមពលកកើតឡើងវិញអគ្គិសនីបន្តកើនឡើង, តម្រូវការសម្រាប់ថ្មប្រភេទ lithium ដើម្បីផលិតនឹងកើនឡើងជាមួយវាមានសក្តានុពលដល់ចំណុចមួយដែលតម្រូវហួសឆ្ងាយសមត្ថភាពផលិតឧស្សាហកម្មរុករករ៉ែនេះ។ ដើម្បីយល់ពីរបៀបអតុល្យភាពដែលអាចមានដែលអាចធ្វើទៅបានយើងនឹងមើលនៅរបៀបលីចូមបច្ចុប្បន្នត្រូវបានមីនព្រមទាំងវិភាគបច្ចេកទេសរុករករ៉ែថ្មីមួយចំនួនដែលអាចជួយបំពេញចន្លោះលីចូខាងមុខ។

ចាប់ផ្តើមថ្ម

បើទោះបីជាលីចូមត្រូវបានគេស្គាល់និងល្អបានកំណត់លក្ខណៈដោយគីមីដោយសារតែដើមទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1800, វាគឺជាការតែនៅក្នុងពាក់កណ្តាលនៃសតវត្សមុនដែលថាការប្រើប្រាស់ពាណិជ្ជកម្មសម្រាប់សមាសធាតុលីចូត្រូវបានគេស្គាល់អត្តសញ្ញាណនោះទេ។ តម្រូវការឧស្សាហកម្មយន្តហោះរបស់ប្រេងរំអិលដែលមានស្ថេរភាពបណ្តាលឱ្យមានការអភិវឌ្ឍនៃការខាញ់នៅពីសាប៊ូលីចូមបានធ្វើការនេះនិងតម្រូវការសម្រាប់ការសម្តែងខ្ពស់ប៉ុន្តែលោហៈស្រាលដែលដឹកនាំឧស្សាហកម្មអាលុយមីញ៉ូមដើម្បីឱ្យប្រសើរឡើងនូវប្រភេទ lithium ជួលដំណើរការ smelting សាលនេះ-Héroult។ នៅជុំវិញពេលជាមួយគ្នានេះដែរគ្រូពេទ្យរកឃើញថាអំបិលអាចព្យាបាលអតិថិជនប្រភេទ lithium ជាមួយជំងឺបាយប៉ូឡា។

មួយគ្រីស្តាល់ធំនៃ spodumene (inosilicate អាលុយមីញ៉ូមលីចូម, LiAl (SiO3) 2) រកឃើញនៅក្នុងរដ្ឋ Massachusetts ។ ប្រភព: ដោយ Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0
សូម្បីតែជាមួយនឹងតម្រូវការបន្ថែមទៀតនៃឧស្សាហកម្មនុយក្លេអ៊ែរដំបូងចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1940, ស្អាតជាច្រើនទាំងអស់លីចូមដែលត្រូវការអាចនឹងត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ពីប្រតិបត្ដិការរុករករ៉ែរឹងថ្មតូចមួយដែលកេងប្រវ័ញ្ចប្រាក់បញ្ញើថ្មរួមទាំងគ្រីស្តាល់ធំនៃការជីកយករ៉ែលីចូម, ដូចជា spodumene, petalite និង lepidolite ។ ការជីកយករ៉ែទាំងបីនេះនៅតែមានតម្រូវការខ្ពស់ដល់ថ្ងៃនេះសម្រាប់ការផលិតម៉ាញ៉េលីចូម, មួយនៃសមាសធាតុសំខាន់ពីរដែលត្រូវបានគេប្រើប្រភេទ lithium ដោយឧស្សាហកម្មនេះ។

ការផលិតរបស់លីចូមដែលបានមកពីអណ្តូងរ៉ែថ្មលំបាកក្នុងការមានច្រើននៅក្នុងរឿងធម្មតាជាមួយនឹងការរុករករ៉ែនិងវិធីសាស្រ្តចម្រាញ់ផ្សេងទៀតយើងសង្កេតបានពិភាក្សានៅក្នុងស៊េរីនេះ។ រ៉ែថ្មដែលត្រូវបានបំផ្ទុះអានុភាព-ចេញគ្រាប់មីនបើករណ្តៅ, កើនឡើងដោយកម្មវិធីធំសម្បើមនិងរោងចក្រចម្រាញ់ប្រេងទៅដឹកមួយ។ នៅទីនោះថ្មត្រូវបានថយចុះនៅក្នុងទំហំដោយស៊េរីនៃការ crushers និងរោងម៉ាស៊ីនកិនរហូតដល់វាបានក្លាយជាម្សៅល្អមួយ។ ទឹកត្រូវបានបន្ថែមទៅជាម្សៅដើម្បីបង្កើតកាកសំណល់គេស្គាល់ថាជាសាច់ដែលរួមមាន surfactants និងការបែកខ្ញែកដែលធ្វើឱ្យសារធាតុរ៉ែប្រភេទ lithium-ដែលមានទឹកមួយ។ នៅក្នុងធុងរាក់មួយដែលមានខ្យល់បានបូមតាមរយៈការពីបាតពន្លឺទម្រង់ដែលបានបណ្តែតទឹកប្រភេទ lithium ពពុះកំពូលខណៈពេលដែលទៅភាគល្អិតផ្ទាំងថ្មលិចធ្ងន់មួយ។

បន្ទាប់ពីការពពុះលីចូមនោះត្រូវបានបិទធុងភាគហ៊ុនដំបូង skimmed, ការរាវបន្ថែមទៀតត្រូវបានត្រងបិទដើម្បីបង្កើតប្រមូលផ្តុំប៉ុន្តែលីចូបរិសុទ្ធម្សៅដែលត្រូវបានចម្រាញ់។ ដំណើរការចម្រាញ់អាស្រ័យច្រើនលើសារធាតុរ៉ែប្រភពនិងផលិតផលចុងចង់បាន, ប៉ុន្តែសម្រាប់រ៉ែ spodumene ប្រមូលផ្តុំ, លីចូត្រូវបាន leached ជាធម្មតាចេញដោយប្រើទឹកអាស៊ីត sulfuric ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃជាតិសូដ្យូមនិងម៉ាញ៉េមួយ។ ខណៈពេលនេះគឺជាផ្លូវផ្ទាល់ជាមួយទិន្នផលខ្ពស់, អាស៊ីតនិងមូលដ្ឋានពាក់ព័ន្ធនឹងការធ្វើឱ្យវាមានបញ្ហាអាចប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថាន។ ដំណើរការលាចដោយឥតគិតថ្លៃផ្សេងទៀតដែលទឹកអាស៊ីតត្រូវបានបង្កើតឡើងជាលទ្ធផលមួយដែលត្រូវបានគេនិយាយថាជាប្រភេទនៃការដំណើរការក្រុមហ៊ុន Tesla កំពុងប្រើក្នុងរោងចក្រថ្មីរបស់ខ្លួន hydroxide លីចូមត្រូវបានសាងសង់ជាប់នឹងរដ្ឋតិចសាស់ Gigafactory របស់ពួកគេ។

ចុះនៅក្នុង Brine មីន

ដូចដែលបានពិភាក្សាមុន, ទឹកប្រៃមានរួមបញ្ចូលទាំងអ្វីមួយដូចជា 230 ពាន់តោនលីចូម, រំលាយចម្បងជាអំបិលលីចូម។ ខណៈពេលនេះបង្កើតបានភាគច្រើននៃលីចូមនៅលើភពផែនដីនេះវាជាការឆ្ងាយសាយផងដែរ – ត្រឹមតែ 25 micromolar – ដើម្បីបម្រើជាប្រភពពាណិជ្ជកម្មដែលអាចសម្រេចបានដោយមិនចំណាយថាមពលទៅឱ្យធំនិងផ្តោតអារម្មណ៍ការដកស្រង់វា។ ប៉ុន្តែទឹកប្រៃមិនមែនជាការ brine តែមួយគត់ដែលមានផ្ទុកលីចូមនិងការទាញយករ៉ែលោហៈមានសារៈសំខាន់ពី brine នៅក្រោមដីបានក្លាយជាវិធីសាស្រ្តក្នុងការផលិតចម្បងដោយសារតែឆ្នាំ 1990 ។

ដោយមកដល់ពេល Brine ថ្ងៃៈនេះប្រភេទ lithium សំខាន់បំផុតត្រូវបានរកឃើញក្នុង “លីត្រីកោណ” របស់អាមេរិកខាងត្បូង។ កាន់កាប់ផ្នែកខ្លះនៃឈីលីបូលីវីនិងប្រទេសអាហ្សង់ទីនតំបន់នេះគឺដើម្បីផ្ទះល្វែងធំអំបិលឬ Salar តំបន់ដែលជាកន្លែងដែលបឹងបុរាណឬស្រះ evaporated បន្សល់ទុកអំបិលនិងសារធាតុរ៉ែផ្សេងទៀតទឹកភ្លៀងផ្ទះ។ ផ្ទះល្វែងអំបិលទាំងនេះបានបង្កើតឡើងជាងរាប់លានឆ្នាំដោយបន្សល់ទុកស្រទាប់សម្បូរបែបនៃការជីកយករ៉ែដូចខាងក្រោមអាវអ្នកស្នងផ្ទៃ។ ហើយដូចដែលយើងនឹងមើលឃើញជាដីរាបស្មើនិងលក្ខខណ្ឌ arid ធ្ងន់ធ្ងរនៅលើផ្ទៃផងដែរដើរតួនាទីនៅក្នុងដំណើរការរុករករ៉ែនេះ។

ស្រះ brine នៅតំបន់សាឡាដឺ Atacama នៅប្រទេសឈីលី, ជាការមើលឃើញពីចន្លោះ។ សម្រាប់ខ្នាតគ្នានៃរយៈពេលយូរ, ស្រះស្គមស្គាំងនេះនៅក្នុងមជ្ឈមណ្ឌលនេះគឺជិតមួយគីឡូម៉ែត្ររយៈពេលយូរ។ ប្រភព: អង្គការណាសាអង្កេតការណ៍ផែនដីនេះដោយលោក Lauren Dauphin
ការជីករ៉ brine លីចូមគឺពិតជាមិនដូចជាការណាមួយនៃវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតនៃការរុករករ៉ែដែលយើងបានគ្របដណ្តប់មុនពេលនិងមិនអាចមានសភាពធម្មតា។ ជំនួសឱ្យការជីកថ្មនិងព្យាយាមញែកសម្ភារៈនៃការប្រាក់រ៉ែ brine មានការចាក់ទឹកចូលទៅក្នុងប្រាក់បញ្ញើធ្លាក់ចុះតាមរយៈការ boreholes ជ្រៅអំបិល។ ទឹករលាយប្រាក់បញ្ញើអំបិលបង្កើតជាការ brine សម្បូរបែបដែលអាចត្រូវបានបូមឡើងទៅផ្ទៃ។ brine នេះត្រូវបានបូមចូលទៅក្នុងស្រះទឹករាក់ហើយត្រូវបានទុកនៅក្នុងព្រះអាទិត្យដើម្បីបង្ហួតយក។

ពេលដែលមនុស្សជាច្រើននៃទឹកនៅក្នុងស្រះទឹកមួយដែលបាន evaporated – បានរហូតដល់ទៅពីរឆ្នាំក្រោយមក – ដែលបាន brine ឥឡូវផ្តោតអារម្មណ៍ត្រូវបានប្រមូលផល។ ការផ្តោតអារម្មណ៍មានរួមបញ្ចូលទាំងភាពខុសគ្នានៃធាតុនៅក្នុងការបន្ថែមទៅនឹងលីចូមរួមបញ្ចូលទាំងសូដ្យូម, ម៉ាញ៉េស្យូម, ផូ, និង boron មួយ។ ការផ្តោតអារម្មណ៍អាចត្រូវបានសូម្បីតែដំណើរការជាច្រើនទៀតនៅលើតំបន់បណ្តាញឬជាត្រូវបានក្លាយជារឿងធម្មតាកាន់តែខ្លាំងឡើង, បាននាំចេញតាមបំពង់បង្ហូរប្រេងទៅកាន់កំពង់ផែសម្រាប់ការដឹកជញ្ជូនទៅកាន់រោងចក្រកែច្នៃលីចូមនៅបរទេស។

នៅលើមុខរបស់វា, វិធីសាស្រ្តហួតសម្រាប់ការរុករករ៉ែការ brine លីចូមហាក់ដូចជាអ្នកឈ្នះមួយ។ វាជាការសាមញ្ញណាស់, វាត្រូវបានបំពាក់អនុវត្តទាំងស្រុងដោយព្រះអាទិត្យហើយវាជា devoid នៃផលប៉ះពាល់មួយចំនួនដែលបានបើកប្រតិបត្ដិការរុករករ៉ែធំមួយរណ្តៅអាចមាន។ ប៉ុន្តែនៅតែមានបញ្ហាជាមួយនឹងការផ្តោតអារម្មណ៍ហួតធំ។ ដំបូងបិទ, វាតម្រូវឱ្យមានបរិមាណធំនៃទឹកដើម្បីបង្កើត brine នេះក្នុងកន្លែងដំបូងហើយដោយសារតែមានប្រយោជន៍ហួតស្រះគឺមានតែនៅក្នុងកន្លែងដែលជាកន្លែងដែលវាមិនមានភ្លៀងច្រើនទឹកគឺមាននៅក្នុងការផ្គត់ផ្គង់រយៈពេលខ្លីរួចទៅហើយ។ ទឹកដែលបានប្រើសម្រាប់ការរុករករ៉ែ brine ត្រូវបានបាត់បង់ផងដែរទៅនឹងបរិយាកាសត្រឡប់មកវិញទៅលើផ្ទៃកន្លែងណាឆ្ងាយពីស្រះហួតនេះ។ បូកស្រះហួតកាន់កាប់បរិមាណច្រើនមិនគួរឱ្យជឿនៃដី – ស្មុគស្មាញមួយចំនួនដែលគ្របដណ្តប់តំបន់ស្រះទឹកទំហំនៃតំបន់ Manhattan មួយ – ដែលធ្វើឱ្យវាជំទាស់ដើម្បីពង្រីកប្រតិបត្តិការ។ និងចំនួនទឹកប្រាក់នៃការពេលវេលាដែលវាត្រូវចំណាយពេលព្រះអាទិត្យដើម្បីធ្វើការងាររបស់ខ្លួនគឺជាបញ្ហាមួយនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃភាពបត់បែនផលិតកម្ម។

វិធីមួយល្អប្រសើរជាងមុន

ដើម្បីធ្វើឱ្យភាគច្រើនបំផុតនៃការរុករករ៉ែការ brine ខណៈពេលការកាត់បន្ថយកំហុសរបស់ខ្លួន, វិធីសាស្រ្តទាញយកលីចូផ្ទាល់កំពុងតែមានប្រជាប្រិយភាពកាន់តែខ្លាំងឡើង។ នៅ DLE, brine ត្រូវបានផ្ទុះឡើងពីប្រភពក្រោមដីនោះទេប៉ុន្តែជំនួសឱ្យការផ្តោត brine នេះដោយហួតបើកចំហលីចូត្រូវបានយកចេញពី brine ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តគីមីចំនួននិងរាងកាយ។ វិធីសាស្រ្តមួយគឺប្តូរប្រាក់ ion adsorption, ដែលជាកន្លែងដែល brine នេះត្រូវបានលាយជាមួយសម្ភារៈស្រូបយកថាជាការចងលីចូសមាសធាតុជាទូទៅលើសមាសធាតុផ្សេងទៀតនៅក្នុង brine នេះ។ ថ្នាក់មួយនៃ sorbents ប្រើនៅក្នុងការ DLE ត្រូវបានគេស្គាល់ថាជា hydroxide ស្រទាប់ទ្វេរដង (LDH), សមា្ភារៈជាមួយនឹងការរចនាសម្ព័ន្ធស្រទាប់ដែលអនុញ្ញាតឱ្យក្លរួលីចូមនៅក្នុង brine ដើម្បីឱ្យសមរវាងស្រទាប់ខណៈពេលដែលមិនរាប់បញ្ចូលប៉ូតាស្យូមម៉ាញេស្យូមនិងអំបិលផ្សេងទៀត។ brine នេះត្រូវបានត្រឡប់ទៅនឹងដីខណៈពេលដែលក្លរីលីចូមភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ត្រូវបានទឹកនាំទៅបិទ sorbent នេះ។

វិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតរួមបញ្ចូលបច្ចេកវិទ្យា DLE ភ្នាស-ប្រៀបប្រៀបបញ្ច្រាស, ដែលជាកន្លែងដែលត្រូវបានបូម brine នេះសម្ពាធខ្ពស់តាមរយៈការនៅជាមួយរន្ធញើសដែលភ្នាសអំបិលលីចូមដែលបានរក្សាឬដោយការទាញយករ៉ែសារធាតុរំលាយ, ដែលជាកន្លែងដែលសារធាតុរំលាយសរីរាង្គត្រូវបានប្រើដើម្បីទាញយកលីចូមនោះ។ ប្រធានបទរួមជាមួយវិធីសាស្រ្ត DLE, ទោះបីជា, គឺជាការពិតដែលថាពួកគេគឺជាដំណើរការបិទរង្វិលជុំ – ទឹកដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើត brine នេះត្រូវបានត្រឡប់ទៅទ្រង់ទ្រាយក្រោមដីរួមមានលីចូមនោះ។ រុក្ខជាតិ DLE ឡើងយកមួយភាគនៃទំហំរាងកាយដែលសូម្បីតែស្រះទឹកហួតតែមួយនឹងយកមួយហើយពួកគេមិនពឹងផ្អែកលើបរិស្ថានខ្លាំងដូចទៅនឹងការងារ Salar ។

ល្អបំផុតនៃពិភពលោកទាំងពីរ

ជាការគួរឱ្យទាក់ទាញដែលជាបច្ចេកវិទ្យា DLE គឺនៅក្នុងទ្រង់ទ្រាយដែលត្រូវការដើម្បីត្រូវបានឋិតថេរពាណិជ្ជកម្ម, រុក្ខជាតិនៅតែតម្រូវឱ្យមាន DLE ចំនួនទឹកប្រាក់ត្រឹមត្រូវនៃថាមពលដើម្បីរត់។ ប៉ុន្តែនៅក្នុងកន្លែងមួយចំនួន, quirk នៃភូគព្ភសាមួយបានចាកចេញពីប្រាក់បញ្ញើលីចូមច្រើននៅក្បែរប្រភពនៃថាមពលកកើតឡើងវិញច្រើនក្រៃលែងមួយ។ នៅក្នុងជ្រលងនៃកាលីហ្វញ៉ាអធិរាជកុហកសមុទ្រជាបឹងទឹកសាបដែលការកុហកជាតិអំបិលនៅលើកំពូលស៊េរីនៃកំហុសភូមិសាស្ត្រសកម្ម, រួមបញ្ចូលទាំងកំហុសសានរបស់ Andreas ល្បីមួយ។ តំបន់នេះគឺល្អបំផុតសម្រាប់ការផលិតថាមពលអគ្គិសនីកំដៅក្នុងផែនដីជាមួយសាវ័កដប់មួយរូបរុក្ខជាតិផលិត 2,250 មេហ្គាវ៉ាត់ពេលបច្ចុប្បន្ន។ មួយចំនួននៃរុក្ខជាតិកំដៅក្នុងផែនដីទាំងនេះគឺស្ថិតនៅជាមួយរុក្ខជាតិ DLE ដែលបានបូមឡើងក្តៅ brine សម្បូរលីចូដែលបានបរិសុទ្ធដោយការប្រើថាមពលកំដៅក្នុងផែនដីដែលបានផលិតនៅនឹងកន្លែង។ និយាយបរិស្ថាន, រុក្ខជាតិបែបនេះគឺប្រហែលជាការទាបនិងផលប៉ះពាល់ដូចជាការផលិតលីចូមអាចជាមួយនឹងការរោងចក្រត្រូវបានសាងសង់ឡើងកំដៅក្នុងផែនដី DLE ក្រុមហ៊ុនអូស្រ្តាលីធនធានដោយកំដៅបានគ្រប់គ្រងបានព្យាករថានឹងផលិតបាន 68.000 តោនលីចូថ្នាក់ដោយថាមពលថ្ម 2027 ។

ជាមួយនឹងតម្រូវការសម្រាប់សំណុំលីចូមនោះនឹងហក់ឡើងខ្ពស់, សមត្ថភាពក្នុងការទាញយកអ្វីដែលយើងអាចធ្វើបានពីប្រភពកំណត់នេះយើងមានដែលអាចប្រើបានដោយការប្រើកម្រិតទាបបំផុតនៃថាមពលដែលអាចធ្វើបានត្រូវបានក្លាយជាបញ្ហាប្រឈមមួយពិត។ កំដៅក្នុងផែនដីហាក់ដូចជា DLE ចាប់ផ្តើមល្អប៉ុន្តែចំនួននៃកន្លែងនៅក្នុងពិភពលោកដែលមានទាំងគីមីភូមិសាស្ត្រសមស្របនិងដើម្បីគាំទ្រដល់ប្រតិបត្ដិការ tectonics ដូចនេះត្រូវបានកំណត់។ វាអ្នកនឹងទទួលយកវិស្វកម្មដ៏ឆ្លាតវៃមួយចំនួនដើម្បីទទួលបាននៅលីចូមដែលនៅសេសសល់ដែលមានយ៉ាងហោចណាស់ជាមួយនឹងបច្ចេកវិទ្យានិងធនធានថាមពលដែលយើងមាន។

[បដាថតរូបដោយ Pablo Cozzaglio / AFP តាមរយៈ Getty Games]