A extração de lítio está se tornando popular como uma alternativa viável à economia baseada em combustíveis fósseis. No entanto, quando pensamos em mineração ou extração, imediatamente pensamos em combustíveis fósseis como carvão e gás. Apesar de abrir caminho para um futuro elétrico, o lítio, infelizmente, se enquadra na mesma categoria. O lítio é um mineral não renovável que possibilita o armazenamento de energia renovável, sendo frequentemente referido como o "próximo petróleo".
Este elemento versátil é usado em vários dispositivos eletrônicos, incluindo telefones celulares, laptops, aeronaves e carros elétricos. Quando consideramos que um único Tesla Model S requer substanciais 12 kg de metal de lítio apenas em sua bateria, a importância do lítio se torna evidente.
A dominância da bateria de íon de lítio advém de suas qualidades excepcionais, que incluem design leve, capacidade recarregável e alta densidade de energia. Como resultado, os pesquisadores enfrentam desafios significativos no desenvolvimento de química de bateria alternativa que incorpore todas essas propriedades desejáveis. Por isso, esforços de pesquisa global extensivos estão em andamento, com o consenso de que a química baseada em lítio continuará a ser a solução mais aceitável e prática para o futuro previsível. E nenhuma dessas vantagens pode ser obtida de graça.
Isso exige uma mineração extensa de metal de Li, que prejudica o meio ambiente degradando o solo e causando danos aos ecossistemas locais. Abaixo está a fotografia de Tom Hegen de Campos de Lítio nas planícies de sal de Salar de Atacama, no norte do Chile.
Por que o Lítio Está em Alta Demanda?
- O lítio é um componente crítico de baterias de alta densidade de energia. Conforme o mundo transita para um futuro energético mais sustentável, a demanda por baterias de íon de lítio deve crescer significativamente.
- O suprimento de lítio é crítico do ponto de vista estratégico. A maioria das reservas mundiais de lítio está concentrada em alguns países: Chile, Austrália, Argentina e China. Isso significa que alguns países detêm considerável poder sobre o suprimento global de lítio.
- A crosta terrestre contém cerca de 0,002% de lítio, mais abundante que cobre, zinco e chumbo.
- As baterias de íon de lítio são relativamente ambientalmente amigáveis. Elas não contêm metais pesados tóxicos como chumbo ou cádmio, e são recicláveis.
- A UE estabeleceu a meta de exigir que todos os novos carros e vans sejam zero emissões até 2035.
- Os EUA estão planejando eliminar todos os veículos pesados dependentes de combustíveis fósseis até 2040.
- Em 2021, a demanda global por lítio era de cerca de 317.517 toneladas métricas. As estimativas do setor projetam que a demanda por lítio será até seis vezes maior até 2030.
Quais São os Principais Países com Reservas de Lítio?
| País | % das Reservas Mundiais de Lítio | Quantidade (Toneladas Métricas x 10^5) | Percentual de Conversão de minério para mineral (%) |
|---|---|---|---|
| Chile | 35,30 | 93 | 38,20 |
| Austrália | 14,60 | 38 | 35,70 |
| Argentina | 10,70 | 27 | 27,30 |
| China | 8,40 | 20 | 20,80 |
| Bolívia | 6,10 | 15 | 15,80 |
| Outros | 4,90 | 12 | 12,20 |
Como Funciona a Extração de Lítio para Baterias de Qualidade?
A produção de lítio de grau de bateria envolve vários processos que visam purificar o lítio para atender aos rigorosos requisitos de qualidade para aplicações de bateria. Os passos típicos da produção de lítio de grau de bateria incluem:
- Mineração: O lítio pode ser extraído de minérios de rocha dura ou de salmouras.
- Purificação: O lítio extraído de minérios de rocha dura ou de salmouras geralmente é impuro e precisa ser purificado antes de ser usado em baterias.
- Conversão: O lítio purificado pode ser convertido em diferentes formas, como carbonato de lítio ou hidróxido de lítio, que são usados na produção de baterias de íon de lítio.
Alguns das Técnicas de Extração
1. Extração convencional de lítio de salmoura
O lítio é principalmente extraído de reservatórios de salmoura sob salares. Os salares mais produtivos estão localizados na América do Sul e na China. Outros recursos ricos em salmoura de lítio incluem salmouras de campos geotérmicos e de petróleo. A recuperação de salmoura de lítio é um processo demorado que pode levar vários meses a alguns anos. O processo de extração geralmente envolve os seguintes passos:
- Pré-tratamento
- Tratamento químico
- Filtração
- Produção de lítio comercializável
- Retorno para o reservatório
2. Extração de lítio de rocha dura/spodumene
A extração de lítio de rocha dura é um segmento relativamente pequeno, mas em crescimento, da indústria do lítio. O mineral mais comum extraído de lítio é espodumênio, encontrado em formações de rocha dura. Extrair lítio de rocha dura é mais intensivo em energia e custoso do que de salmouras, mas pode produzir lítio de maior pureza. O processo de extração de lítio de rocha dura geralmente envolve os seguintes passos:
- Mineração
- Trituração e pulverização
- Reação química
- Aquecimento
- Filtragem
- Evaporação
- Tratamento de águas residuais
3. Extração Direta de Lítio (DLE)
Absorção de fontes de água salina para um material ou grânulo trocador de íons, seguido de lavagem com ácido clorídrico, produzindo cloreto de lítio diluído com impurezas. A DLE tende a se adequar a recursos de lítio com maior dureza em áreas inadequadas para lagoas de evaporação.
4. Argila Hectorite
A argila hectorita é uma fonte potencial de lítio, mas o processo de extração ainda não é economicamente viável. Várias técnicas foram desenvolvidas, incluindo lixiviação ácida, alcalina, de cloreto e de sulfato, desagregação da água e tratamento hidrotermal.
5. Água do Mar
A água do mar é outra fonte potencial de lítio. Estima-se que centenas de bilhões de toneladas de lítio estejam nos oceanos. Os processos existentes para extrair lítio da água do mar incluem extração de co-precipitação e um processo de troca iônica híbrida. No entanto, esses processos ainda precisam ser economicamente viáveis.
As Perspectivas da Mineração de Lítio na Índia
A Índia está trabalhando para estabelecer uma cadeia de suprimentos de lítio doméstica e está explorando ativamente suas reservas de lítio para atender à crescente demanda por baterias de íon de lítio. A mineração de lítio na Índia é realizada principalmente para extrair espodumênio e lepidolita, dois minerais que contêm lítio. Esses materiais são abundantes nos depósitos pegmatíticos dos estados indianos de Jharkhand, Rajastão e Andra Pradexe.
As atuais reservas de lítio na Índia são estimadas em cerca de 49.000 toneladas métricas. Infelizmente, as vastas reservas de lítio do país não foram completamente investigadas e avaliadas. O governo indiano tem promovido ativamente a exploração e desenvolvimento de projetos de mineração de lítio por meio de iniciativas e incentivos políticos.
Conforme o país trabalha para reduzir sua dependência de importações de lítio e estabelecer uma cadeia de suprimentos de lítio autossustentável, as perspectivas da Índia para a extração de lítio são positivas. O desenvolvimento de recursos de lítio domésticos é uma prioridade do governo, evidenciada pela Política Nacional de Mineração e pelo programa Faster Adoption and Manufacturing of Electric Vehicles (FAME).
Como parte de sua campanha "Aatmanirbhar Bharat" (Índia Autossuficiente), o governo indiano destacou o lítio como um mineral crítico, ressaltando a importância da produção local e da valorização na indústria de lítio. Esforços estão sendo feitos para melhorar as técnicas de extração de lítio atraindo investimentos estrangeiros, impulsionando os esforços de P&D e incentivando parcerias entre a indústria e a academia.
| Estado | Localização | Quantidade (Toneladas) | Tipo de Minério |
|---|---|---|---|
| Rajastão | Jalore, Barmer, Jodhpur e Bikaner | 1.400.000 | Espodumênio |
| Andra Pradexe | Kadapa | 50.000 | Espodumênio |
| Telangana | Nalgonda | 30.000 | Espodumênio |
| Gujarat | Banaskantha | 20.000 | Espodumênio |
Desafios e Riscos da Mineração de Lítio para o Meio Ambiente
1. Poluição de Fontes de Água
Os minerais de lítio contêm substâncias perigosas que contaminam as bacias hidrográficas locais, expondo o ecossistema a uma situação venenosa e insalubre. Além disso, a extração de salmouras leva à salinização de água doce.
2. Emissão de Dióxido de Carbono
A extração de lítio frequentemente requer grandes áreas de deformação e o uso de máquinas pesadas que consomem muita energia de combustíveis fósseis e emitem gases tóxicos.
3. Exploração de Recursos Hídricos
A exploração dos recursos hídricos na mineração de lítio requer uma quantidade significativa de água, o que pode levar a escassez de água para outras atividades nas regiões de mineração.
4. Depleção de Terras Férteis
A mineração envolve áreas extensas, frequentemente incluindo terras férteis anteriormente usadas para agricultura ou floresta.
5. Resíduos de Mineração Maciços
Os subprodutos mais comuns da mineração são o descarte de ácido sulfúrico e resíduos radioativos de urânio.
Conclusão dos Autores
Os processos de extração de lítio não são ambientalmente amigáveis e a demanda por baterias de lítio continua a crescer. Portanto, é necessário investir em alternativas de baterias de íon de lítio. Além disso, a reciclagem e a extensão da vida útil dessas baterias reduziriam a necessidade de mineração de quantidades significativas de material precioso. Esforços para desenvolver práticas de mineração sustentáveis e responsáveis com impacto mínimo no meio ambiente e na comunidade da área, bem como investimentos em métodos avançados de mineração capazes de extrair lítio da água do mar, são essenciais.
