ЛИТИЙ: НАДЕЖДЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ

В последние десятилетия в связи с появлением новых технологий и расширением высокотехнологического производства резко возросла потребность в редких и редкоземельных металлах, которые находят все более широкое применение.  А это электромобили, современные компьютеры и телефоны, солнечные панели, словом, то очень многое, что нас окружает и без чего мы уже не можем представить современную жизнь. Достаточно сказать, что элементы аккумуляторов современных электромобилей содержат 20-40 кг лития. В аккумуляторах ноутбуков или телефонов лития, разумеется, меньше, но они содержат десятки различных редких металлов, а если учесть, что эти товары производятся в огромном количестве, то становится ясно, что потребность в редких металлах будет постоянно расти.

Однако природные ресурсы в этом плане невелики, запасы редких и редкоземельных элементов весьма ограничены, что ставит перед человечеством новые научные и практические задачи, связанные как с поиском и введением в эксплуатацию новых месторождений, так и разработкой передовых технологий по извлечению этих металлов при низких концентрациях в рудах и водах, а также из других материалов. 

В КОНЦЕ 2022 ГОДА В ИНСТИТУТЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ НАУК НАН РА НАЧАЛАСЬ реализация проекта, связанного с оценкой потенциала критических металлов в Армении, причем большое внимание уделяется литию – легкому щелочному металлу, обладающему наибольшим электрохимическим потенциалом и широко используемому в производстве самых эффективных сегодня аккумуляторов.

Проект Комитета по науке РА, рассчитанный на пять лет, предполагал создание в Институте геологии нового структурного подразделения, предназначенного именно для реализации этого проекта. Одна из целей проекта – интеграция армянских ученых, работающих по этому направлению, в мировое научное сообщество и организация совместных проектов. 

Что же касается конкретно лития, то, как уже было сказано, спрос на этот редкий металл постоянно растет, соответственно растет и цена. Если в 2000 году тонна карбоната лития составляла порядка 5000 долларов, то в 2022 году она достигла 78000 долларов. Правда, в последние годы в связи с введением в эксплуатацию новых месторождений цена одного килограмма лития снизилась до 16 000 долларов, спрос на литий по-прежнему велик и вопрос получения этого металла актуальности не теряет. Карбонат лития стали называть белым золотом.

Особый интерес к литиевым аккумуляторам объясняется также и тем, что, как предполагается, они должны сыграть важную роль в процессе перехода к экологически более чистым методам и технологиям производства электроэнергии, не связанным с выделением углекислого газа. Существует и проблема накопления электроэнергии, которая производится солнечными панелями. Днем и в летний период ее производство больше, а в темное время суток и зимой, когда производство снижается, растет потребление, поэтому вопрос литиевых аккумуляторов актуален.

29 февраля Обществом горняков и металлургов Армении, Институтом геологических наук НАН РА, Национальным политехническим университетом Армении и Ереванским государственным университетом было организовано совместное совещание, посвященное перспективам получения лития в Армении. Отдельных литиевых месторождений не существует, этот металл добывается из нескольких источников. Один из них – силикатные породы - гранитные пегматиты. Таких месторождений много в Австралии, которая по производству лития занимает первое место в мире, ей принадлежит 55% этого производства. Такие месторождения есть также и в Северной Америке, и на Кольском полуострове России. В последние годы в Чили, Аргентине, Боливии растет производство лития из соляных растворов.

В этих странах огромные месторождения каменной соли, где как примесь содержится литий, который по своим химическим и геохимическим свойствам близок к натрию, калию и другим щелочным металлам.  Но в разных месторождениях соли содержание лития разное, оно колеблется от 200 до 500 граммов на тонну, то есть не много, поэтому литий дорогой металл. К тому же технологии по выделению лития из соляных растворов достаточно трудоемкие, в частности, на месторождениях Южной Америки на соляных пластах бурят скважины, затем туда нагнетают воду, которая растворяет соль, потом соляной раствор выкачивается и из него извлекается литий. Эта технология и экологически вредная: территории, на которых действуют эти производства, расположены высоко в горах, где нет населения. 

И, наконец, третий источник получения лития – термальные воды.  Литий из термальных вод добывается в США, Германии, Италии и некоторых других странах. Но опять-таки важно иметь в виду, что содержание лития в термальных водах может быть разным. Поэтому на прошедшем рабочем совещании обсуждались вопросы, связанные с перспективами получения лития в Армении и требующие серьезного изучения. 

НА СОВЕЩАНИИ БЫЛО ПРЕДСТАВЛЕНЫ ДОКЛАДЫ ПО ТЕХНОЛОГИЯМ ИЗВЛЕЧЕНИЯ лития из термальных вод,  рудопроявлениях  лития в некоторых породах, встречающихся в центральной и южной Армении и др.  Перспективы получения лития в нашей стране пока уточняются и требуют проведения серьезных исследований, которыми и будет заниматься новая структура Института геологических наук НАН РА.

За последнее годы к директору Института, доктору геологических наук Хачатуру Меликсетяну несколько раз обращались представители компаний из США и Китая, которых интересовали вопросы содержания лития в минеральных водах Армении. Они были готовы вложить инвестиции в организацию такого производства в нашей стране. Однако, по имеющимся сегодня данным, самые высокие концентрации лития в минеральных водах Армении значительно меньше, чем в тех минеральных источниках, из которых извлекается литий в других странах. Наладить сотрудничество пока что не удалось, однако это не значит, что у Армении в этом плане нет никаких перспектив. Просто вопрос лития требует детального изучения, а исследования этого направления в нужном объеме пока что не проводились. Создание новой структуры в Института геологических наук НАН РА активизирует эти работы.

По мнению директора Института геологических наук Хачатура Меликсетяна, определенные перспективы связаны с возможностью извлечения лития из термальных вод, месторождения которых есть в нашей стране. Но опять-таки перед тем, как приступить к этим работам, вопрос должен быть всесторонне изучен. Перед тем, как начать зарабатывать деньги, их надо вложить, а линия по извлечению лития стоит от 20 до 50 млн долларов. Определенных вложений потребуют и другие работы. Термальные воды расположены на достаточно большой глубине. Чтобы получить к ним доступ, нужно пробурить скважины глубиной от двух до четырех километров. Сейчас в Институте геологии реализуется проект по оценке потенциала геотермальной энергии и, когда будут определены перспективные участки по геотермальным ресурсам, начнут проводиться более подробные геологические и геофизические исследования, определяться места для разведывательного бурения. Возможно, что на этой глубине будут обнаружены высокотемпературные воды с достаточно высоким содержанием лития, аналогичные богатым литием глубинным минеральным водам других стран. И только в этом случае можно будет планировать строительство геотермальной станции, где горячая вода из глубин будет вращать генератор, потом из этой воды будут извлекать литий, а затем по другой скважине эти воды должны будут закачиваться обратно, в тот же водоносный горизонт, иначе этот геотермальный источник может быстро иссякнуть. Такая схема по извлечению лития из геотермальных вод работает в других странах. И этот опыт будет использоваться.

Еще одно направление, с которым связывают надежды геологи, -  возможность необходимой концентрации лития в некоторых гранитных породах. Но и этот вопрос требует изучения. Во всех случаях рабочая группа по стратегически важным металлам в Института геологических наук уже создана, специалисты есть, остается надеяться, что результаты проводимых исследований окажутся перспективными.