Impatto ambientale dell'estrazione diretta del litio dalle salamoie

Nature Reviews Earth & Environment volume 4, pagine 149–165 (2023)Cita questo articolo

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La tecnologia evaporatica per l'estrazione del litio dalle salamoie è stata messa in discussione per il suo uso intensivo di acqua, la durata prolungata e l'applicazione esclusiva alle salamoie continentali. In questa revisione, analizziamo gli impatti ambientali delle tecnologie evaporitiche e alternative, note collettivamente come estrazione diretta del litio (DLE), per l’estrazione del litio, concentrandoci sui requisiti di acqua dolce, prodotti chimici, consumo di energia e produzione di rifiuti, comprese le salamoie esaurite. Le tecnologie DLE mirano ad affrontare le carenze ambientali e tecnico-economiche della pratica attuale evitando l’evaporazione della salamoia. Una selezione di tecnologie DLE ha raggiunto un recupero di Li+ superiore al 95%, una separazione Li+/Mg2+ superiore a 100 e approcci chimici pari a zero. Al contrario, solo il 30% degli esperimenti di test DLE sono stati eseguiti su salamoie reali, e quindi l’effetto degli ioni multivalenti o delle grandi differenze di concentrazione di Na+/Li+ sugli indicatori di prestazione spesso non viene valutato. Alcune tecnologie DLE prevedono modifiche del pH della salamoia o riscaldamento della salamoia fino a 80 oC per un migliore recupero del Li+, che richiedono energia, acqua dolce e sostanze chimiche che devono essere prese in considerazione durante le valutazioni di impatto ambientale. La ricerca futura dovrebbe concentrarsi sull’esecuzione di test su salamoie reali e sul raggiungimento della competitività in diversi indicatori di prestazione contemporaneamente. L’impatto ambientale del DLE dovrebbe essere valutato dal pompaggio della salamoia alla produzione del prodotto di litio solido puro.

Il consumo di acqua dolce derivante dall’estrazione diretta del litio (DLE) deve essere quantificato urgentemente. Molte tecnologie DLE potrebbero richiedere volumi di acqua dolce maggiori rispetto alle attuali pratiche di evaporazione, compromettendone l’applicabilità in luoghi aridi.

La lavorazione chimica non è completata finché non si ottiene un prodotto solido puro. Il consumo energetico del DLE dovrebbe essere stimato per l’intero processo, inclusa la potenziale estrazione o evaporazione dell’acqua da soluzioni LiCl pure ma diluite, come nel caso di molte tecnologie DLE.

Gli ioni di litio sono solo un componente minore nelle salamoie continentali, geotermiche e dei giacimenti petroliferi. Pertanto, dal punto di vista dell’economia circolare, esiste il potenziale per l’estrazione di più di un minerale prezioso, in particolare borati, magnesio, potassio e sali di sodio.

La conoscenza del numero preciso, della distribuzione e della profondità dei pozzi di salamoia e di acqua dolce è vitale per la modellizzazione idrogeologica dei depositi di salamoia di litio. La distinta idrogeologia di ciascun salar significa che ciascun deposito dovrebbe essere modellato in modo indipendente e i risultati di uno sfruttamento non possono essere direttamente estrapolati a un altro.

Il monitoraggio ambientale dovrebbe essere permanente e precedere l'inizio dello sfruttamento poiché gli impatti ambientali potrebbero essere osservabili solo a lungo termine. Il monitoraggio dell’acqua richiede la raccolta di dati sulle precipitazioni, sui flussi dei fiumi e un numero sufficiente di pozzi di osservazione per seguire le falde freatiche in luoghi diversi.

Le linee guida per il monitoraggio ambientale sono state redatte pensando alla tecnologia evaporitica, ma dovrebbero essere applicate anche all'implementazione di qualsiasi tecnologia DLE, che consuma ancora salamoia, utilizza acqua dolce e produce residui, gli ultimi due si spera in volumi notevolmente inferiori.

Il litio è una materia prima fondamentale per la transizione alle energie rinnovabili grazie al suo utilizzo diffuso nelle batterie ricaricabili e alla diffusione dei veicoli elettrici1,2,3,4. Lo stock di veicoli elettrici è aumentato notevolmente, passando da poche migliaia nel 2010 a 11,3 milioni nel 2020, e si prevede che 142 milioni di veicoli elettrici saranno in circolazione entro il 20305. La produzione globale di litio è triplicata tra il 2010 e il 20206. Diverse proiezioni stimano che la domanda poiché il litio crescerà di 18-20 volte entro il 2050 se verranno seguite le politiche di estrazione esistenti. Tuttavia, se verranno implementate nuove politiche estrattive più sostenibili, si stima che la domanda aumenterà fino a 40 volte entro il 2050 (rif. 7,8).