Lityum, elektrikli araçların pillerinde, şebeke depolamasında ve bir dizi kişisel elektronik cihazda kullanılan kritik bir mineraldir. Aynı zamanda nispeten azdır, bu nedenle onu çeşitli ana minerallerden verimli bir şekilde izole edebilmek çok önemlidir.
Kanada önemli lityum depolarına sahip: Ülkenin toplam 5,7 milyon ton rezerve (sert kaya, tuzlu su ve jeotermal kaynaklar dahil) sahip olduğu tahmin ediliyor ve dünya çapında 5. sırada yer alıyor.
Queen’s Üniversitesi’ndeki araştırmacılar, montebrasit’i en yaygın lityum içeren minerallerden ikisi olan spodümenden ayırmanın daha iyi yollarını belirlemek için Saskatchewan Üniversitesi’ndeki Kanada Işık Kaynağını (CLS) kullandılar. Lityumun iki ana mineralden ayrı ayrı çıkarılması, bunların birleştirildiği duruma göre daha kolay ve daha az maliyetlidir.
Araştırma şu adreste yayınlandı: Fiziksel Kimya Dergisi C.
Madencilik şirketleri, spodümen ve montebraziti yoğunlaştırmak için köpük flotasyonu adı verilen bir işlem kullanıyor. Cevher, su ile karıştırılan ince bir toz halinde öğütülür. Daha sonra lityum içeren minerali hidrofobik hale getiren ve karışıma enjekte edilen hava kabarcıklarına yapışmasını sağlayan özel kimyasallar eklenir. Kabarcıklar, lityum minerallerini köpük halinde yüzeye taşıyor, bu köpük sıyrılıyor, temizleniyor ve lityumun dışarı atılması için daha fazla işleniyor.
Baş araştırmacı Espoir Murhula, Ph.D. Queen’s’deki Robert M. Buchan Maden Mühendisliği Bölümü öğrencisi, CLS’yi kullanarak su ile montebrasit yüzeyi arasındaki etkileşim hakkında gözlemledikleri şeyin çığır açıcı olduğunu söylüyor.
Murhula, “Beklenmedik bir şekilde montebrasitin suyun pH’ını çok hızlı değiştirebildiğini gördüğümüz için büyüleyiciydi” diyor. “Asidik koşullarda baz gibi davrandı ve alkali koşullarda asit gibi davrandı.” Asit-baz reaksiyonlarına ek olarak montebrasit, florür ve lityum gibi yüzey iyonlarını da kaybetti.
Murhula, bu reaktivitenin (suyun kimyasının ve pH’ının değişmesinin) madencilik şirketlerinin köpük yüzdürme konusunda neden sıklıkla sorun yaşadığını açıklamaya yardımcı olduğunu söylüyor. Prosesin verimliliği doğru pH değerine sahip olmanıza bağlıdır. Ekibin bulguları, madencilerin, flotasyon süreci boyunca suyun pH’ını ayarlamak için reaktifler ekleyerek lityum ekstraksiyonunu optimize edebileceklerini gösteriyor.
Murhula ve meslektaşları ayrıca montebrasitten çıkan lityum ve florürün, çevreye ve insan sağlığına zararlı olan stabil lityum florür oluşturabildiğini de buldu.
“Bu fenomenin farkında olmak çok önemlidir, çünkü bu, lityum florür içeren proses sularının salınmasından kaynaklanan çevre kirliliğinin yanı sıra insan sağlığı üzerindeki potansiyel zararlı etkilerin önlenmesine yardımcı olur” dedi.
Murhula, “Kanada Işık Kaynağındaki ışın çizgisine erişim, atomik ölçekte yüzey kimyasındaki değişimin anlaşılmasında etkili oldu” diyor. “Başka hiçbir deneysel yöntem bağ gücünde ve yüzey atomlarının koordinasyonunda bir değişiklik gösteremedi.”
