Dünyanın En Büyük Lityum Yataklarının Altında “Uzaylı” Kimya Ortaya Çıkarıldı
Yeni bir araştırma, lityum açısından zengin tuzlu suların, tipik tuzlu sulardan temelde farklı, bor ağırlıklı bir kimyaya sahip olduğunu ortaya koyuyor.
Yeni bir çalışma şaşırtıcı bir gelişmeyi ortaya koyuyor: Dünyadaki lityumun çoğu, okyanus gibi diğer doğal tuzlu sularınkinden farklı bir kimyaya sahip tuzlu sularda bulunuyor.
Bu keşif, lityum madenciliğinin geleceğini yeniden şekillendirebilir ve çıkarma süreçlerinden kaynaklanan atık suyu yönetme şeklimizi iyileştirebilir.
Lityum, yenilenebilir enerji devrimini güçlendirmede hayati bir rol oynar. Küresel arzın yaklaşık %40’ı, Güney Amerika’daki And Dağları’nın yükseklerinde ve Asya’daki Tibet Platosu’nda bulunan salar olarak bilinen devasa tuz düzlüklerinden gelir.
Bu uzak, kurak arazilerde, lityum kayadan çıkarılmaz, bunun yerine, köpüklü tuz yataklarının kabuğunun hemen altında gizlenmiş, tuzlu su olarak bilinen aşırı tuzlu sudan oluşan yeraltı havuzlarında çözülür.
Araştırmayı denetleyen Avner Vengosh “Bu bölgelerdeki tuzlu suların pH’ının, deniz suyu ve diğer yaygın tuzlu suların aksine, neredeyse tamamen bor tarafından yönlendirildiğini keşfettik. Bu, dünya dışı bir gezegeni incelemek gibi tamamen farklı bir jeokimyasal manzara,” diyor.
Bir çözeltinin pH’ı, ne kadar asidik veya alkali olduğunun bir ölçüsüdür. Çoğu doğal suda, karbonat adı verilen bir molekülü içeren kimyasal reaksiyonlar, bir çözeltinin pH’taki değişiklikleri kontrol etme yeteneğini esas olarak yönetir – alkalinite olarak bilinen bir ölçü.
Ancak Duke ekibi, dünyanın bilinen en büyük lityum tuzlu su yatağının yer altında bulunduğu, Bolivya platosunda bulunan dev bir tuz tavası olan Salar de Uyuni’de önemli ölçüde farklı bir senaryo ortaya çıkardı.
Salar de Uyuni’den içgörüler
Araştırmacılar, Salar de Uyuni’deki bir pilot madencilik operasyonuyla ilişkili tuzlu suların ve tuzların pH’ını ve kimyasını analiz ettiler. Tuz tavalarından lityum madenciliği geleneksel olarak doğal tuzlu suyun yeraltından bir dizi sığ, yer üstü gölete pompalanmasını içerir.
Sıvı, ardışık göletlerden buharlaşarak geride lityum ve bor içeren giderek yoğunlaşan tuzlu su ve istenmeyen tuzlar bırakır. Lityum sonunda bir işleme tesisinde çıkarılır.
Ekip, salar’dan alınan doğal tuzlu su numunelerindeki pH seviyelerinin nötr civarında seyrettiğini buldu. Buna karşılık, buharlaşma havuzlarından alınan tuzlu su numuneleri oldukça asidikti.
Bilgisayar modellemesi, her iki durumda da yüksek konsantrasyonlarda bor’un pH’ın birincil itici gücü olduğunu gösterdi.
Özellikle, doğal tuzlu sular farklı formlarda yüksek seviyelerde bor içerir – borik asit molekülü ve borat adı verilen bileşikler dahil – bunların göreceli dağılımı pH’ı kontrol eder.
Havuzlardaki buharlaşma, borun genel konsantrasyonunu artırır ve borik asidin parçalanmasını tetikleyerek pH’ı düşüren hidrojen iyonları üretir.
Gordon Williams, “Bir dizi jeokimyasal reaksiyon yoluyla Salar de Uyuni’deki tuzlu suda karbonat alkalinitesi azalırken, bor alkalinitesi baskın hale geliyor” dedi.
Paz Nativ, “Kimyasal analizin jeokimyasal modellemeyle bütünleştirilmesi, bu lityum tuzlu sularındaki alkaliniteye katkıda bulunan borun farklı moleküler yapılarını ölçmemize yardımcı oldu” diye ekledi.
Lityum Madenciliğinin Küresel Etkileri
Bulgularını doğrulamak için ekip, Şili, Arjantin ve Bolivya’daki (toplu olarak Lityum Üçgeni olarak bilinir) ve Tibet Platosu’ndaki çeşitli tuz tavalarından lityum açısından zengin tuzlu suyun 300’den fazla analizine ilişkin veri topladı.
Modelleme, borun bu tuzlu suların çoğunda alkalinite ve dolayısıyla pH üzerinde en fazla etkiye sahip olduğunu gösterdi.
Williams, “Ürettiğimiz yeni verilere ek olarak, dünyanın dört bir yanındaki lityum tuzlu sularının jeokimyasal bir veritabanını derledik ve borun genellikle tuzlu su alkalinitesinde baskın bileşen olduğunu ve tuzlu su pH’ını kontrol ettiğini tutarlı bir şekilde bulduk; bu da Bolivya’daki Salar de Uyuni’den elde edilen sonuçları destekliyor” diye açıkladı.
Araştırmacılara göre araştırma, tuz tavalarında lityum tuzlu su buharlaşması sırasında oluşan kimyasal değişiklikleri kontrol etmede borun rolünü gösteren ilk araştırmadır.
Bulgular, operatörler lityumu daha verimli bir şekilde çıkarma ve atık suyu güvenli bir şekilde yönetme yollarını araştırırken gelecekteki lityum madenciliği teknolojilerine bilgi sağlayabilir, diye eklediler.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: En Büyük Lityum Yataklarının Altında “Uzaylı” Kimya Ortaya Çıkarıldı