Nové metody těžby lithia mohou zpřístupnit dosud obtížně dostupné rezervy

Na světě se nachází obrovské množství lithia, ne všechna naleziště jsou ale dnes aktivně těžena. Lithium se běžně těží z tvrdých hornin, většina světových zásob lithia se ale nachází v solance – extrémně slané vodě pod zemským povrchem. Současné metody těžby lithia v solance jsou ovšem pro mnoho oblastí hodnoceny jako neefektivní a ekologicky škodlivé. Těžební společností proto intenzivně testují alternativní technologie, které umožní větší rozvoj těžby v dnes nedostupných nalezištích.  

V současné době i v předešlých dekádách pocházela většina nové produkce lithia (přibližně 90 %) z ložisek v tvrdých horninách. Těžba touto cestou je však stále dražší, protože že zvyšují náklady na získání suroviny v již provozovaných dolech a zároveň klesá kvalita získaného lithia. Objem lithia těžený v tvrdých horninách navíc už zdaleka není dostatečný pro pokrytí celosvětové poptávky, která v posledních letech raketově roste zejména v důsledku rozvoje elektromobility.

"Automobilový průmysl vyžaduje dvacetinásobné zvýšení dodávek lithia a takového růstu nelze dosáhnout pomocí běžných technologií," řekl Dave Snydacker, zakladatel a generální ředitel společnosti Lilac Solutions.

K pokrytí raketově rostoucí poptávky nestačí ani rozvoj těžby solanky tradičními metodami. Těžební průmysl proto hledá nové cesty umožňující efektivnější a ekologicky méně náročnou těžbu a snaží se o rozvoj alternativních metod pro těžbu v nalezištích solanky. Problémem při těžbě těchto nalezišť je, že nutnou součástí procesu získání lithia je odpařování solanky v masivních, zbarvených bazénech po dobu přibližně 18 měsíců. Jedná se o poměrně jednoduchý, avšak neefektivní proces, jelikož zabírá rozsáhlé plochy, je ekologicky škodlivý a časově náročný.

Solanky a zpracovatelské prostory dolu na lithium Soquimich (SQM) na solné pláni Atacama. Zdroj: Mining.com

Nová metoda – efektivnější, ale ne dokonalá

Právě již zmíněná společnost Lilac Solutions se jako jedna z mnoha pokouší o rozvoj nových a z velké části komerčně nevyzkoušených technologií nazývaných přímá těžba lithia neboli DLE (Direct Lithium Extraction). Přímé metody jsou vyvíjeny za účelem zvýšit účinnost a snížit negativní externality procesu těžby solanky. Dle odhadů expertů z odvětví jsou tyto pokusy prozatím úspěšné a brzy lze očekává jejich širší zavádění.

Namísto koncentrace lithia odpařováním solanky ve velkých bazénech se při přímě těžbě solanka stahuje rovnou do zpracovatelské jednotky. Při tomto procesu se molekuly lithia v solance přichytí na absorpční látku a během celé řady chemických procesů se lithium oddělí a odstraní se okolní nečistoty. Poté se vtlačuje zpět do podzemí. Tímto procesem se během několika hodin získá uhličitan nebo hydroxid lithný vhodný pro baterie, aniž by bylo nutné koncentrovanou solanku přepravovat do samostatného zpracovatelského zařízení.

Metoda se již do jisté míry používá v Argentině i v Číně, kde společnosti Livent a Sunresin zavádějí komerční technologie, které kombinují přímé metody s tradičními operacemi v odpařovacích rybnících. Obě tyto společnosti se taktéž spoléhají na přímou těžbu prostřednictvím absorpce látek. Ta je prozatím jediným komerčně ověřeným přístupem.

„Tato technologie představuje určité výzvy. Protože každá solanka je jedinečným vývarem chemických látek, bude získávání lithia přímou extrakcí vyžadovat pro každý projekt individuální přístup“, uvedl Kevin Murphy, ředitel výzkumu kovů a těžby ve společnosti S&P Global Commodity Insights. Ten zároveň upozornil na nedostatky přímých metod extrakce. „Čím nižší je koncentrace lithia v solance, tím vyšší jsou provozní náklady, protože výrobci musí zpracovávat více vody. Přítomnost dalších prvků může také narušit proces těžby,“

Na potřebu velkých objemů vody při odstraňování lithia z adsorbentů upozorňují i mnozí další odborníci. Snížení ekologických škod způsobených těžbou je sporné, jelikož se sice eliminuje využití půdy, zároveň ale stoupá spotřeba vody. Mnoho nejlepších světových zdrojů solanky se navíc nachází v suchých oblastech, takže řešení je technicky velmi obtížně dosažitelné.

Společnosti rozvíjející alternativní způsoby těžby uvádí, že při adsorpci se spotřebuje přibližně 1 litr sladké vody na 1-10 miligramů vyrobeného ekvivalentu uhličitanu lithného (LCE). Konkrétní množství potřebné vody, ale vždy záleží na specifikách konkrétního naleziště.

Alternativní technologie jako klíč k novým ložiskům

Rozsáhlejší využití přímých metod může nastartovat těžbu lithia, jelikož umožňuje efektivní komerční těžbu na místech, kde to doposud bylo kvůli nedostatku prostoru nebo ochraně přírody velmi komplikované a ekonomicky nevýhodné. Jedná se zejména o naleziště, kde solanka obsahuje méně lithia a více nečistot.

Několik takových oblastí se nachází mimo tradiční naleziště v Argentině, Bolívii a Chile také na území Spojených států. Severoamerické společnosti Lilac Solutions, EnergyX a Standard Lithium zkoumají zdroje lithia v oblastech, jako je Smackover Formation v Arkansasu, Salton Sea v Kalifornii.

Chilská vláda navíc oznámila, že všechny nové lithiové projekty budou muset používat technologii přímé extrakce. Podobným směrem se ubírá i Bolívie, kde jsou jedny z nevětších doposud nevyužitých zdrojů lithia na světě. Dle velikosti identifikovaných rezerv v Bolívii se odhaduje, že použití komerční metody umožňující těžit doposud opomíjená ložiska umožní na trh dodat nové významné objemy lithia na trh.

Produkce a rezervy Lithia, Niklu a Kobaltu (miliony tun) Zdroj: US Geological Survey, EIU

Nová ložiska vyplní prostor, tradiční těžbu nenahradí

Celkově se podle společnosti Benchmark Mineral Intelligence předpokládá, že produkce lithia prostřednictvím přímých metod vzroste z dnešních přibližně 54 000 tun ročně na 647 500 tun do roku 2032. "Když to však srovnáme se zbytkem světového trhu, představuje to jen asi 15 % celkové nabídky," řekl James Mills, hlavní konzultant společnosti Benchmark Mineral Intelligence. "Stále se tedy budeme muset spoléhat na tradiční formy výroby jednotek lithia, ať už jde o odpařovací rybníky nebo těžbu v tvrdých horninách."

S tímto názorem souhlasí i Dave Snydackera z Lilac Solutions, dle kterého bude většina nových dodávek lithia po zbytek tohoto desetiletí i nadále pocházet z projektů v tvrdých horninách.