انواع شورابه های لیتیوم

لیتیوم از سه نوع منبع استخراج می‌شود: شورابه ها، پگماتیت‌ها و سنگ‌های رسوبی. در ادامه، نگاهی به شورابه های لیتیوم خواهیم داشت که به انواع قاره‌ای، زمین گرمایی و میادین نفتی تقسیم می‌شوند. 

افزایش جهانی استفاده از خودروهای برقی (EVs) موجب افزایش تقاضا برای لیتیوم می‌شود و برای سرمایه‌گذاران در حوزه فلزات باتری، شناخت انواع مختلف ذخایر لیتیوم در اقصی نقاط دنیا الزامی است. 

ذخایر جهانی لیتیوم به میزان 30 میلیون تن متریک (MT) برآورد می‌شود و شورابه‌های قاره‌ای و پگماتیت‌ها اصلی‌ترین منابع تولید تجاری محسوب می‌شوند. 

تحقیقی از دانشگاه میشیگان منتشرشده در نشریه Industrial Ecology تشریح می‌نماید: امکان سنجی استخراج مقرون‌به‌صرفه لیتیوم از هر ذخیره معدنی، تابعی است از حجم ذخیره، غلظت لیتیوم... میزان عناصر همراه و فرایند‌های موردنیاز برای جداسازی مواد حامل لیتیوم از ذخیره و فرآوری لیتیوم از آن.

در سال‌های اخیر، لیتیوم استحصال‌شده از ذخایر شورابه ها با اقبال فزاینده‌ای مواجه شده که این امر متأثر از رونق استخراج لیتیوم در ایالت نوادا است. این ایالت محل استقرار معدن لیتیوم Silver Peak شرکت Albemarle (NYSE:ALB) به عنوان تنها مرکز تولید لیتیوم از منابع شورابه ای در آمریکا و نیز کارخانه بزرگ باتری‌های لیتیوم-یون تسلا (NASDAQ:TSLA) می‌باشد.

مروری بر ذخایر لیتیوم شورابه ها

به‌طور کلی، استحصال لیتیوم از منابع شورابه‌ای در مقایسه با تولید آن از کانسارهای سنگ‌سخت، از توجیه اقتصادی بالاتری برخوردار است. هرچند در گذشته تولید لیتیوم از معادن سنگ‌سخت سهم غالب بازار را در اختیار داشت، اما در حال حاضر عمده کربنات لیتیوم از شورابه‌های قاره‌ای در آمریکای لاتین استخراج می‌شود که عمدتاً به دلیل پایین‌تر بودن هزینه‌های تولید است. با این حال، استرالیا در سال ۲۰۲۴ کماکان به عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده لیتیوم جهان شناخته می‌شد و معادن این کشور بر پایه استخراج از سنگ‌سخت فعالیت می‌کنند.

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای به سه نوع تقسیم می‌شوند: قاره‌ای، ژئوترمال و میادین نفتی. در ادامه به بررسی هر یک از این انواع شورابه لیتیوم همراه با نمونه‌های عملی پرداخته شده است.

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای: قاره‌ای

شورابه‌های قاره‌ای (معروف به دریاچه‌های نمک، کفه‌های نمکی یا Salars) شایع‌ترین نوع شورابه‌های حاوی لیتیوم می‌باشند. این حوضه‌های نمکی در محیط‌های بیابانی خشک که آب خروجی به دریا ندارد تشکیل شده و تبخیر شدید باعث ایجاد شورابه‌هایی با غلظت بالای نمک‌ها و مواد معدنی می‌گردد. پلایا نوعی ذخیره شورابه است که سطح آن عمدتاً متشکل از سیلت و رس می‌باشد.

اکثر تولید لیتیوم جهان از ذخایر شورابه‌ای قاره‌ای در منطقه‌ای موسوم به «مثلث لیتیوم» صورت می‌پذیرد که در رشته‌کوه آند واقع شده و بخش‌هایی از آرژانتین، شیلی و بولیوی را در بر می‌گیرد. ذخایر شورابه‌ای لیتیوم این کشورها بیش از ۵۰ درصد منابع جهانی لیتیوم را شامل می‌شود.

شاخص‌ترین مثال، Salar de Atacama  شیلی به وسعت ۳۰۰۰ کیلومتر مربع می‌باشد که دارای میانگین غلظت لیتیوم تقریباً ۰.۱۴ درصد (بالاترین مقدار ثبت شده) و ذخایر تخمینی لیتیوم معادل ۹.۱ میلیون تن متریک است. دو شرکت SQM (NYSE:SQM) و Albemarle، از برجسته‌ترین تولیدکنندگان جهانی لیتیوم، در این منطقه عملیات دارند.

ریو تینتو (ASX:RIO,NYSE:RIO,LSE:RIO) پس از تملک Arcadium Lithium در سال 2025، تولید کربنات لیتیوم را از ذخیره شورابه‌ای ممتاز جهانی دیگری به نام Salar del Hombre Muerto  در آرژانتین آغاز نموده است. این شرکت همچنین بهره‌برداری از معدن همجوار Salar de Olaroz و پروژه Sal de Vida  در شمال غرب آرژانتین را در اختیار دارد.

بولیوی میزبان بزرگ‌ترین ذخیره لیتیوم جهان، Salar de Uyuni، است. با این حال، احتمال تولید تجاری این شورابه قاره‌ای به دلایل متعددی از جمله تمایل بولیوی به حفظ کنترل دولتی بر منابع طبیعی خود، پایین است.

علاوه بر این، نسبت منیزیم به لیتیوم در این ذخیره بالا است که تصفیه نمک به کربنات لیتیوم را دشوارتر و پرهزینه‌تر می‌کند. همچنین نرخ تبخیر در Uyuni بسیار بالا است که به معنی زمان‌بر بودن فرآیند تصفیه می‌باشد.

Salar de Uyuni همچنین یک جاذبه مهم گردشگری محسوب می‌شود که باعث ایجاد نگرانی‌های زیست‌محیطی، فرهنگی و اقتصادی در میان جوامع محلی وابسته به این کفه‌های نمکی شده است.

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای: زمین‌گرمایی

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای زمین‌گرمایی حدود ۳ درصد از منابع شناخته‌شده جهانی لیتیوم را تشکیل می‌دهند و شامل محلول‌های شور غلیظ و داغی هستند که در سنگ‌های پوسته زمین در مناطق با جریان گرمایی بسیار بالا گردش کرده و با عناصری مانند لیتیوم، بور و پتاسیم غنی شده‌اند.

اگرچه شورابه‌های زمین‌گرمایی نیوزیلند، ایسلند و شیلی حاوی مقادیر محدودی لیتیوم هستند، اما Salton Sea در کالیفرنیای جنوبی به عنوان شاخص‌ترین نمونه ذخایر شورابه‌ای لیتیوم زمین‌گرمایی شناخته می‌شود.

در حال حاضر Controlled Thermal Resources در میدان ژئوترمال Salton Sea  فعال بوده و پروژه Kitchen lithium و نیروگاه  شرکت Hell را در فاز توسعه پیشرفته پیش می‌برد. این ذخیره با طول عمر تخمینی 30 سال، قابلیت تولید سالانه 300,000 تن معادل کربنات لیتیوم و ظرفیت کلی 1,100 مگاوات را دارد.

Controlled Thermal Resources در اوایل 2023 به یک دستاورد کلیدی در پروژه خود نائل آمد و توانست لیتیوم را به صورت کارآمد و لحظه‌ای از شورابه‌های زمین‌گرمایی استحصال نماید. این شرکت در ابتدای سال 2025 کار ساخت نیروگاه ترکیبی زمین‌گرمایی و واحد تولید لیتیوم پیش‌بینی شده خود را شروع نمود که احتمالاً تا 2026 تکمیل خواهد شد. انتظار می‌رود فاز اول عملیات، قابلیت تولید 25,000 تن هیدروکسید لیتیوم در سال را داشته باشد.

شرکت Vulcan Energy Resources (ASX:VUL) در حال حاضر پروژه لیتیوم بدون کربن از شورابه‌های زمین‌گرمایی را در دره راین علیای آلمان توسعه می‌دهد. این شرکت از فرآیند اختصاصی استخراج مستقیم لیتیوم (DLE) مبتنی بر جذب آلومینا استفاده می‌کند تا با هدف نهایی تأمین لیتیوم پایدار برای بازار خودروهای الکترونیکی اروپا، لیتیوم تولید نماید. روش جذبی DLE از شورابه‌ها به دلیل هزینه کم، مقیاس‌پذیری و خلوص محصول، یکی از روش‌های ترجیحی تولید لیتیوم محسوب می‌شود. این شرکت سال 2025 را برای شروع تولید تجاری در نظر گرفته است.

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای: میادین نفتی

ذخایر لیتیوم شورابه‌ای در برخی مخازن نفتی عمیق نیز یافت می‌شوند که حدود 3 درصد از منابع شناخته‌شده جهانی لیتیوم را تشکیل می‌دهند. آمریکای شمالی میزبان بسیاری از شورابه‌های میادین نفتی است، از جمله در ایالات داکوتای شمالی، وایومینگ، اکلاهما، آرکانزاس و تگزاس در آمریکا؛ و استان‌های انتاریو، کبک، آلبرتا، مانیتوبا و ساسکاچوان در کانادا.

پروژه‌های Smackove آرکانزاس شرکت Standard Lithium (TSXV:SLI, NYSE:SLI) در ساحل خلیج مکزیک، به عنوان یکی از منابع شورابه لیتیوم با بالاترین عیار در آمریکای شمالی شناخته می‌شود که حداکثر غلظت آن 597 میلی‌گرم بر لیتر و میانگین آن 437 میلی‌گرم بر لیتر است. این پروژه یک مشارکت بین Standard Lithium با مالکیت 55 درصد و شرکت پیشرو انرژی جهانی Equinor  (NYSE:EQNR)  با سهم 45 درصدی می‌باشد.

شرکت Standard Lithium تنها کارخانه نیمه‌صنعتی بزرگ‌مقیاس و دائماً فعال استخراج مستقیم لیتیوم (DLE) در آمریکای شمالی را اداره می‌کند. این تأسیسات که در می 2020 راه‌اندازی شد، تا تاریخ 11 مارس 2025 بیش از 28 میلیون گالن شورابه اسمکوور را فرآوری کرده است. در سه‌ماهه اول سال 2025، این شرکت به یکی از آخرین نقاط عطف فنی در مسیر تجاری‌سازی پروژه جنوب غربی آرکانزاس دست یافت و بازیابی لیتیوم بیش از 99 درصد را نشان داد که از میزان 95 درصدی مورد استفاده در طراحی فعلی کارخانه نیمه‌صنعتی فراتر رفته است.