Американски изследователи предлагат литий, магнезий, никел и други вещества, важни за съвременната техника, да се извличат директно от морската вода. Обикновено добивът на полезни изкопаеми се свързва с кариери, мини и планини от скална маса, но учените посочват, че ценни метали се намират и под водата, разтворени в нея.
Според техните оценки, само в 0,1% от морската вода се съдържа толкова литий и магнезий, че при пълно извличане тези запаси биха стигнали на човечеството за минимум 50 000 години.
На пръв поглед това е готово решение на проблема със суровините. В действителност обаче да се открият минерали в океана е много по-лесно, отколкото да се извличат оттам на ниска цена.
Колко литий и магнезий се съдържат в морската вода
Морската вода изглежда като обикновена солена течност, но всъщност това е много разреден минерален разтвор. Съставът ѝ е средностатистически сходен в различните части на света, поради което една успешна технология теоретично може да се прилага едновременно в много крайбрежни региони.
Литият вече се добива от богатите на минерали подземни солеви разтвори, но в океана концентрацията му е много по-ниска.
Именно затова магнезият се извлича сравнително лесно, а за лития трябва буквално да се ловува. За да се получи значително количество от този рядък елемент, е необходимо да се изпомпва и обработи колосален обем вода. Това изисква енергия, оборудване и пари.
Как се получава магнезий от морската вода
Изследователите са създали проточен реактор, в който се движат успоредно два потока: морска вода и натриев хидроксид. Там, където течностите влизат в контакт, се образува твърд магнезиев хидроксид, който може да бъде събран.
Самият магнезий е един от популярните леки метали и се използва в корпусите на техниката, двигателите и различни сплави.
Системата, която учените от PNNL създадоха за извличане на магнезий от морска вода.
Самата идея за добив на магнезий от морето не е нова. В САЩ този метод се е използвал широко след Втората световна война, а след това страната е преминала към внос. Новият вариант съкращава няколко етапа от преработката и е предназначен за модулна инсталация в близост до вече работеща инфраструктура.
Опреснителните заводи могат да се превърнат в морски мини
Най-логичното място за такава система е завод за обезсоляване на водата. Той и без друго ежедневно извлича от морето огромни количества течност, а след обезсоляването остава солен разтвор. Поради това няма да се налага да се изгражда отделна помпена инфраструктура, а суровината за по-нататъшна преработка вече е налице.
Откъде в морската вода се намират запаси от литий и магнезий, достатъчни за 50 000 години.
Стопроцентното извличане е един идеален сценарий, а не обещана производителност. Но дори и като ориентир тази цифра показва мащаба: водата първо отдава полезния минерал, а след това се изпраща за обикновено обезсоляване.
Останалият концентриран солен разтвор също не се препоръчва да се изхвърля. С помощта на електричество той може да се раздели на киселинни и алкални разтвори, необходими за по-нататъшната преработка на минералите. Получената по този начин киселина в лабораторни тестове е извличала никел с 37% по-ефективно, отколкото обикновената солна киселина.
Водораслите ще помогнат в добива на редки елементи
Към добива могат да се включат и морските водорасли. Те имат способността да натрупват тежки метали, а концентрацията на някои критично важни вещества в тъканите им може да бъде до един милион пъти по-висока, отколкото в околната вода.
При биполярната мембранна електродиализа морската вода се прокарва през апарат, който с помощта на електричество разлага водата и отстранява киселината. Страничният киселинен продукт може да се използва за отглеждане на морски водорасли с цел натрупване и извличане на изключително важни минерали.
Това не означава, че скоро ще се появят плантации с „литиево зеле“. Изследователите все още трябва да установят кои видове водорасли усвояват най-добре различните елементи, как да ги отглеждат и доколко е рентабилно да извличат натрупаните вещества.
Такъв подход позволява да се използват почти всички етапи от процеса. От морската вода могат да се получават минерали и прясна вода, от солевия разтвор — полезни химически разтвори, а от отгледаната биомаса — торове, гориво и други продукти.
Основният проблем засега не е в запасите, а в цената и мащаба на добива. Технологиите трябва да преработват огромни обеми вода, да не изразходват прекалено много енергия и да не нанасят вреда на морските екосистеми.
