Kas söekaevanduste kaevandusveest tasub eraldada liitiumi?
Endiste söekaevanduste kaevandusvesi sisaldab väärtuslikku toorainet – liitiumi, mille järgi nõudlus maailmas kasvab. Professor Volker Presser Saarbrückeni Leibnizi uute materjalide instituudist (Leibniz-Institut für Neue Materialien in Saarbrücken) uurib kuidas liitiumi kaevandusveest eraldada saab ja kas see majanduslikult ka ära tasub. Selleks käivitati 2020. aasta novembris kaks aastat kestev uurimisprojekt MERLIN (mining water lithium extraction). Projekti toetab 300 000 euroga RAG Fond (RAG-Stiftung).
Ruhri ja Saarimaa endistesse söekaevandustes filtreerub vihma- ja pinnavesi läbi sadade meetrite paksuste kivimikihtide, enne kui see vanadesse kaevanduskäikudesse koguneb ja neist lõpuks kaevandusveena jõgedesse pumbatakse. Läbi kivimikihtide filtreerudes rikastub vesi peale naatriumi, kaaliumi ja kaltsiumi ka tööstuse jaoks väga oluliste leelis- ja leelismuldmetallidega nagu näiteks liitiumi, strontsiumi ja baariumiga. Hinnanguliselt juhitakse Saksamaal igal aastal kaevandusveega jõgedesse ca 1900 toni liitiumit. Volker Presseri projekti eesmärk on katsetada uuendusliku tehnoloogia abil kaevandusveest liitiumi eraldamist.
Liitiumi eraldamiseks kasutatakse ioonvahetust, sama põhimõtet kasutatakse ka näiteks vee magestamiseks. Kaevandusvesi juhitakse läbi MERLIN-elemendi, mis sisaldab kahte erineva polaarsusega elektroodi. Liitium- ja klooriidioonid jäävad elektroodidele, kõik muud lahustunud ained juhitakse MERLIN-elemendist koos kaevandusveega välja. Protsessi korratakse mitu korda, nii et liitiumkloriidi kontsentratsioon vees kasvab. Pärast jääkvee aurustumist saadakse lõpuks tahke aine.
Kaks aastat kestva projekti käigus uuritakse Saksamaa erinevate kaevanduste vett, optimeeritakse elektroodide materjale, töötatakse välja katseseade ja tehakse tasuvusanalüüs.
Liitium on kriitilise tähtsusega tooraine
Liitiumist on saanud elektroonikatööstuse võtmeelement, sest sellest valmistatud liitiumioonakusid, kasutatakse nii nutitelefonides, sülearvutites kui elektriautodes. Nõudlus liitiumi järgi on kogu maailmas suur. Kuna Euroopa liitiumitoodang moodustab maailma omast vaid 1–2%, imporditakse Euroopasse liitiumi peamiselt Tšiilist, Argentinast ja Hiinast – riikidest, kus seda toodetakse keskkonda saastavalt ja inimeste tervisele ohtlikes tingimustes. Ka suurem osa Euroopas kasutusel olevatest akudest on toodetud Aasias. Euroopa akutoodang moodustab praegu vaid ca 3 % maailma kogutoodangust.
Kuna liitium on kriitilise tähtsusega tooraine, soovib Euroopa Komisjon olukorda muuta ning on välja töötanud patareide ja akude arendamisele ja tootmisele suunatud tegevuskava. Komisjoni hinnangul vajab Euroopa Liit elektriautode akude ja energia salvestamise jaoks liitiumi praegustest kogustest rohkem – 2030. aastal kuni 18 korda ja 2050. aastal kuni 60 korda.
Keskkonnameedia
Foto: Wikimedia Commons, GFDL, CC BY-SA 3.0
