Дослідники з Університету Дьюка (США) провели ґрунтовний аналіз хімічного складу водно-соляних розчинів, багатих на літій, та встановили, що ці розсоли містять велику кількість бору. Саме цей компонент суттєво відрізняє їх від океанічних та інших типів солоних вод і може вплинути на технології видобутку цінного металу у майбутньому.
Про це розповідає ProIT
Унікальність літієвих родовищ та роль бору
На сьогодні близько 40% світового видобутку літію припадає на так званий «літієвий трикутник» у Південній Америці (Чилі, Аргентина, Болівія) та Тибетське нагір’я. У цих регіонах літій отримують із підземних соляних басейнів. Вчені дослідили, що хімічний склад цих розсолів, зокрема високий вміст бору, кардинально відрізняє їх від морської води.
«Ми виявили, що pH розсолів у цих регіонах майже повністю визначається бором, на відміну від морської води та інших звичайних солоних вод. Це зовсім інший геохімічний ландшафт, наче вивчаєш позаземну планету», — зазначає керівник дослідження, професор Авнер Венгош.
У більшості природних вод pH визначає кислотність або лужність і зазвичай формується за участі карбонату. Однак у найбільшому багатому на літій солоному озері Салар-де-Уюні (Болівія) діють зовсім інші хімічні реакції. Дослідники вивчили pH та склад розсолів і солей на солончаку Уюні, де літій видобувають шляхом випаровування підземних розсолів у спеціальних ставках. Після випаровування у ставках залишається концентрований розсіл із літієм та бором.
Вплив бору на кислотність і технології видобутку
Аналіз показав, що природний розсіл має майже нейтральний pH, однак розсіл із випарних ставків стає значно кислішим. Моделювання виявило, що саме бор визначає рівень pH у цих розчинах. У природних розсолах бор існує у формі борної кислоти та боратів, а співвідношення між ними впливає на кислотність. Випаровування підсилює концентрацію бору, що призводить до розпаду борної кислоти та утворення іонів водню, які знижують pH.
Провідний автор дослідження Гордон Вільямс пояснює, що під час геохімічних реакцій у розсолі з Салар-де-Уюні карбонатна лужність зменшується, а борна — починає домінувати. Для підтвердження висновків науковці проаналізували понад 300 зразків розсолу з різних соляних басейнів світу (Чилі, Аргентина, Болівія, Тибетське нагір’я) — у більшості з них бор суттєво впливав на лужність та pH.
Результати дослідження вперше довели ключову роль бору у хімічних змінах, що відбуваються під час випаровування літієвих розсолів у соляних чанах. Це відкриття може допомогти вдосконалити технології видобутку літію та управління стічними водами, забезпечуючи більш ефективне та екологічно безпечне використання ресурсів.