Seperti inilah penampakan bijih yang mengandung
litium.Litium adalah salah satu elemen penting bagi seluruh peradaban kita. Tentu saja, ketika kita berbicara tentang lithium, baterai Li-ion muncul di pikiran. Memang, bagian terbesar dari litium yang ditambang digunakan untuk kebutuhan produsen baterai. Namun, ini juga digunakan di area lain.
Misalnya, dalam metalurgi, baik besi maupun non-besi, logam digunakan untuk mendeoksidasi dan meningkatkan keuletan dan kekuatan paduan. Ini juga digunakan untuk menghasilkan kaca yang sebagian mentransmisikan sinar ultraviolet; itu digunakan dalam keramik. Dan ini, jika tidak berbicara tentang tenaga nuklir dan teknologi nuklir - ini digunakan untuk mendapatkan tritium. Singkatnya, lithium benar-benar tersentak. Di bawah pemotongan - mari kita bicara tentang baterai, Tesla, metode produksi lithium dan kekurangannya.
Tapi yang utama, tentu saja, adalah baterainya
Ya, sekarang sebagian besar lithium yang ditambang di dunia digunakan untuk produksi baterai lithium. Diperkirakan produksi satu baterai untuk Tesla Model S membutuhkan 63 kg logam ini dengan kemurnian 99,5%.
Sekarang mari kita pikirkan apa yang akan terjadi jika semua, semua mobil tiba-tiba menjadi listrik, dengan baterai lithium. Menurut data tahun 2016, ada 1,3 miliar mobil di dunia. Sekarang, mungkin lebih banyak lagi, tapi oke, mari kita gunakan data ini empat tahun lalu.
Meskipun tidak semua mobil listrik baru memiliki kapasitas baterai yang sama seperti Tesla, kami akan mengurangi berat litium yang dibutuhkan untuk produksi hingga sepertiganya. Ternyata baterai semacam itu membutuhkan 44,1 kg lithium paling murni. 1,3 miliar mobil kami membutuhkan 57,33 miliar kg lithium. Lumayan lah, lithium itu 57,33 juta ton, dan hanya untuk kebutuhan industri otomotif.
Pada tahun 2023, produksi massal kendaraan listrik akan dimulai di perusahaan Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. Menurut para ahli, perusahaan-perusahaan ini akan memproduksi sekitar 15 juta mobil listrik setiap tahunnya, yang akan membutuhkan sekitar 100.000 ton lithium per tahun.
Namun tidak dengan kendaraan listrik saja. Kami telah menggunakan miliaran salinan berbagai peralatan dengan baterai - ponsel pintar, laptop, tablet, dll. Mereka memang kecil, ya, tapi mereka juga membutuhkan banyak litium. Namun, jauh lebih sedikit daripada baterai kendaraan listrik - produksi baterai untuk perangkat seluler memakan beberapa persen dari produksi litium dunia. Pada 2017, Apple hanya menggunakan 0,58% dari total produksi logam dunia ini.
Tapi ada baterai lain juga. Tesla yang sama mengembangkan dan menerapkan sistem baterai besar yang berfungsi untuk menyamakan lonjakan konsumsi energi selama jam sibuk. Baterai besar mengandung setidaknya satu ton lithium. Sejauh ini, produksi sistem semacam itu tidak berskala terlalu besar, tetapi seiring waktu, semuanya bisa berubah.
Secara umum, konsumsi global litium pada tahun 2025 setidaknya akan mencapai 200.000 ton logam ini.
Bagaimana cara mendapatkannya dan disimpan?
Litium adalah logam yang sangat aktif secara kimiawi, sehingga ditambang dengan cara yang sedikit berbeda dari kebanyakan logam umum lainnya. Ada dua cara untuk mengisolasi Li.
Yang pertama adalah mineral pegmatit yang terdiri dari kuarsa, feldspar, mika, dan kristal lainnya. Sebelumnya, itu adalah sumber utama litium di dunia. Di Australia, misalnya, ditambang dari spodumene, bijih litium, mineral yang termasuk dalam piroksen.
Yang kedua dari lempung rawa garam. Ada yang seperti itu di Amerika Selatan dan Nevada yang sama, yang telah disebutkan di atas. Air garam jenuh litium dapat "diperkaya" dengan evaporator bertenaga surya. Kemudian, setelah mencapai konsentrasi litium hidroksida yang diinginkan, diendapkan dengan menambahkan natrium karbonat dan kalsium hidroksida. Proses ini tidak terlalu mahal, tetapi membutuhkan waktu lama - dari 18 hingga 24 bulan. Inilah cara Musk berencana menggunakannya.
Metode kedua memiliki masalah: ketika memproduksi litium dengan cara ini, litium menerima kotoran - besi atau magnesium (magnesium adalah yang paling sulit dihilangkan). Meskipun demikian, ada banyak litium di tanah garam, dan ini membuat metode kedua sangat menarik - Anda masih bisa menghilangkan kotoran.
Omong-omong, rawa garam tidak termasuk dalam daftar endapan yang dieksplorasi, karena ekstraksi lithium dengan penguapan larutan garam adalah metode baru yang belum pernah digunakan sebelumnya. Jadi mungkin saja ada lebih banyak lithium di Bumi daripada yang diyakini.
Ada banyak litium di gurun saline Salar de Uyuni di Bolivia barat daya. Di bawah kerak keras adalah air garam cair dengan konsentrasi litium 0,3%.
Ada metode lain, tetapi semuanya murni metode laboratorium. Misalnya, beberapa tahun lalu, Habré mempublikasikan berita bahwa litium dapat diekstraksi dari air asin menggunakan membran kerangka logam-organik.
Mereka menyalin mekanisme filtrasi - selektivitas ionik - membran sel biologis pada organisme hidup. Selain litium, cara ini juga menghasilkan air tawar yang juga merupakan produk berharga. Namun, sayangnya, baik biaya maupun skalabilitas metode ini tidak disorot oleh para ilmuwan. Dan setelah dua tahun, tidak ada yang terdengar tentang komersialisasi metode tersebut.
Anda juga dapat mengekstrak lithium ... dari baterai lithium. Yaitu, untuk mendaur ulang baterai, mendapatkan kembali litium logam dan bahan lain yang diperlukan untuk membuat baterai. Namun selama ini pengolahan baterai dilakukan dalam jumlah kecil. Ini adalah proses yang agak rumit dan mahal, jadi kami tidak mungkin mendengar tentang pembangunan pabrik pemrosesan baterai besar dalam waktu dekat. Ya, para ilmuwan sedang mengerjakannya, tapi sejauh ini hanya penelitian.
Berapa banyak litium yang ada di bumi?
Ya, tidak terlalu. Sebaliknya, relatif sedikit yang telah dieksplorasi. Pada 2019, cadangan terbukti global logam ini diperkirakan mencapai 17 juta ton. Di Rusia - sekitar 900.000 ton. Jika kita mengambil endapan yang berpotensi “subur”, maka kita mendapatkan sekitar 62 juta ton. Mungkin ahli geologi sedang mengeksplorasi deposit baru, tetapi bagaimanapun, hanya ada sedikit litium di Bumi.
Dua tahun lalu, sekitar 36.000 ton ditambang. Pada saat yang sama, 40% logam digunakan untuk baterai, 26% untuk produksi keramik dan kaca, 13% untuk produksi pelumas, 7% untuk metalurgi, 4% untuk sistem pendingin udara, 3% untuk obat-obatan dan polimer.
Pengiriman utama lithium berasal dari Australia (18,3 ribu ton per tahun), kemudian Chili (14,1 ribu ton per tahun) dan Argentina (5,5 ribu ton per tahun). Dalam waktu dekat, pemasok lithium berencana meningkatkan produksi dan pasokannya ke pasar dunia.
Ngomong-ngomong, Tesla, salah satu konsumen lithium terbesar, menerima hak untuk menambang logam secara mandiri di negara bagian Nevada, AS. Elon Musk mengatakan perusahaannya memperoleh akses ke sekitar 10.000 hektar deposit tanah liat kaya lithium di Nevada.
Lithium untuk semua orang, dan jangan biarkan ada yang tersinggung?
Kami berbicara tentang waktu dekat, ketika akan diperlukan untuk memproduksi lebih banyak baterai lithium daripada sekarang. Sejauh yang bisa diketahui para ilmuwan, logam ini akan cukup untuk semua orang untuk beberapa tahun mendatang.
Seiring waktu, perusahaan akan menemukan cara untuk mengurangi jumlah lithium dalam baterai - penelitian tentang topik ini sudah dilakukan. Kemungkinan besar ekstraksi litium dari brines juga akan meningkatkan omsetnya, sehingga total volume logam akan meningkat, dan cukup signifikan.
Tapi apa yang akan terjadi dalam 10-20-30 tahun? Sulit untuk diceritakan. Mungkin, teknologi baterai baru yang diajukan oleh para ilmuwan atau perusahaan akan "menembak". Atau mungkin spesialis dapat mengubah desain baterai saat ini, secara signifikan mengurangi jumlah litium yang diperlukan untuk menghasilkan satu baterai.
Secara umum, sejauh ini ada cara untuk mengatasi masalah kekurangan litium, dan itu banyak sekali. Mari kita ingat masalah ini dalam 5 tahun dan diskusikan perubahannya di sini, di Habré. Mudah-mudahan "perang lithium" tidak akan dimulai saat itu, karena logam ini sudah disebut "minyak baru".
