塩水からのリチウムの直接抽出による環境への影響

Nature Reviews Earth & Environmental volume 4、pages 149–165 (2023)この記事を引用する

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塩水からリチウムを採掘するための蒸発技術は、その集中的な水の使用、長時間にわたる期間、および大陸の塩水への独占的な適用のために疑問視されてきました。 このレビューでは、淡水、化学薬品、エネルギー消費、使用済み塩水を含む廃棄物の発生に関する要件に焦点を当て、リチウム採掘における直接リチウム抽出（DLE）と総称される蒸発法および代替技術の環境への影響を分析します。 DLE テクノロジーは、塩水の蒸発を回避することで、現在の慣行の環境的および技術経済的欠点に取り組むことを目的としています。 厳選された DLE テクノロジーにより、95% 以上の Li+ 回収率、100 以上の Li+/Mg2+ 分離、ゼロ化学アプローチを達成しました。 逆に、DLE テスト実験の 30% のみが実際のブラインで実行されたため、多価イオンや大きな Na+/Li+ 濃度差が性能指標に及ぼす影響は評価されないことがよくあります。 一部の DLE 技術には、Li+ 回収率を向上させるために塩水の pH 変更や最大 80 ℃ までの塩水の加熱が含まれており、これにはエネルギー、淡水、および環境影響評価時に考慮する必要がある化学薬品が必要です。 将来の研究は、実際の塩水でテストを実行し、複数の性能指標で同時に競争力を達成することに焦点を当てる必要があります。 DLE の環境への影響は、ブラインのポンプ輸送から純粋な固体リチウム製品の製造まで評価する必要があります。

直接リチウム抽出 (DLE) による淡水の消費量を早急に定量化する必要があります。 多くの DLE 技術は、現在の蒸発法よりも大量の淡水を必要とする可能性があり、乾燥した場所での適用性が損なわれます。

化学処理は、純粋な固体製品が得られるまで完了しません。 DLE のエネルギー消費量は、多くの DLE 技術の場合と同様に、純粋だが希薄な LiCl 溶液からの潜在的な水の抽出または蒸発を含む、プロセス全体で推定する必要があります。

リチウムイオンは、大陸、地熱、油田の塩水のごく微量な成分にすぎません。 したがって、循環経済の観点からは、複数の貴重な鉱物、特にホウ酸塩、マグネシウム、カリウム、ナトリウム塩を抽出できる可能性があります。

リチウム塩水鉱床の水文地質学的モデリングには、塩水井と淡水井の正確な数、分布、深さに関する知識が不可欠です。 各塩湖の水文地質が異なるということは、各鉱床を独立してモデル化する必要があり、ある開発の結果を別の開発に直接外挿することはできないことを意味します。

環境への影響は長期的にしか観察できない可能性があるため、環境モニタリングは永続的であり、開発の開始前に行う必要があります。 水の監視には、降水量データ、川の流れ、さまざまな場所の地下水面を追跡するのに十分な数の観測井戸を収集する必要があります。

環境モニタリングガイドラインは蒸発技術を念頭に置いて起草されているが、塩水を消費し、真水を使用し、残留物を生成するあらゆる DLE 技術の実装にも適用されるべきであり、後者の 2 つはできればかなり少ない量で行われることが望ましい。

リチウムは、充電式バッテリーや電気自動車の配備で広く使用されているため、再生可能エネルギーへの移行の基本的な原料となっています1、2、3、4。 電気自動車の在庫は 2010 年の数千台から 2020 年の 1,130 万台へと大幅に増加しており、2030 年までに 1 億 4,200 万台の電気自動車が実用化されると予測されています5。世界のリチウム生産量は 2010 年から 2020 年の間に 3 倍に増加しました6。さまざまな予測により、需要の増加が見込まれています。既存の採掘政策に従えば、リチウムの生産量は 2050 年までに 18 ～ 20 倍に増加します。 しかし、新しくより持続可能な採掘政策が実施された場合、需要は2050年までに40倍も増加すると推定されています（参考文献7、8）。