Науковці з Університету Дьюка у США за результатами дослідження встановили, що у багатих на літій водно-соляних розчинах присутня висока концентрація бору.
Такий хімічний склад відрізняє соляні літієві розсоли від інших солоних вод, зокрема, океанічних. Це відкриття може змінити способи видобутку літію та методи керування стічними водами, що утворюються внаслідок видобутку.
Наразі близько 40% світового видобутку літію зосереджено у так званому «літієвому трикутнику» у Південній Америці та на Тибетському нагір’ї в Азії. У цих регіонах літій видобувають з підземних солоних басейнів.
«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.
pH розчину визначає рівень його кислотності або лужності. У більшості природних вод хімічні реакції за участі молекули карбонату впливають на зміну рівня pH, визначаючи лужність. Однак науковці виявили, що у великому солоному озері Салар-де-Уюні на плато у Болівії, під яким розташовані найбільші у світі, багаті на літій соляні розчини, відбуваються зовсім інші хімічні реакції.
Дослідники проанілізували pH та хімічний склад розсолів і солей, пов’язаних із видобутком на солончаку Уюні. Видобуток літію зазвичай передбачає перекачування природного розсолу з-під землі до низки неглибоких надземних ставків. Рідина випаровується з цих ставків, залишаючи концентрований розсол, що містить літій та бор.
Науковці з’ясували, що рівень pH у зразках природного розсолу був близький до нейтрального. Однак зразки розсолу з випарних ставків мали дуже високий рівень кислотності. За результатами моделювання було встановлено, що висока концентрація бору стала ключовим фактором рівня pH у обох випадках.
У природних розсолах містяться високі рівні бору у вигляді борної кислоти та боратів, відносний розподіл яких визначає рівень pH. Випаровування у ставках збільшує загальну концентрацію бору і призводить до розпаду борної кислоти, генеруючи іони водню, що знижують pH.
«В результаті низки геохімічних реакцій карбонатна лужність у розсолі із солончака Уюні знижується, у той час як борна лужність починає переважати», — зазначає провідний автор дослідження з лабораторії Венгоша Гордон Вільямс.
Для підтвердження власних висновків дослідники зібрали дані за результатами понад 300 аналізів багатих на літій розчинів з різноманітних соляних басейнів, серед іншого, у Чилі, Аргентині, Болівії та з Тибетського нагір’я. Результати моделювання продемонстрували, що бор найбільше впливав на лужність та рівень pH у більшості розсолів.
«На додачу до отриманих нами нових даних ми склали геохімічну базу даних літієвих розсолів з усього світу і незмінно виявляли, що бор часто є ключовим компонентом лужності розсолу та контролює його pH, що підтверджує результати, отримані на солончаку Уюні в Болівії», — додав Гордон Вільямс.
За словами дослідників, їхня робота вперше продемонструвала роль бору у хімічних змінах, що відбуваються під час випаровування літієвого розсолу в соляних чанах. Результати можуть дати інформацію про майбутні технології видобутку літію, оскільки у світі вивчають способи більш ефективного вилучення літію та безпечного керування стічними водами.
Видобуток літію швидко виснажує водні запаси Південної Америки, — дослідження
Результати дослідження були опубліковані у журналі Science Advances
Джерело: SciTechDaily
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: