Türkiye’deki farklı jeotermal akışkanlardan lityumun iyon değiştirme yöntemiyle seçimli olarak ayrılması ve kazanımı
Proje no. 23960 · Durum: Kapanmış · 2022
Özet
<p>Lityum iyon pillerin hammaddesi olan lityum tuzlarına yönelik küresel talep, elektronik cihazlardaki teknolojik gelişmelerin ve yüksek enerji yoğunluklu pil ile çalışan elektrikli arabaların üretimindeki artış nedeniyle son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Genel olarak lityum, cevher veya tuzlu sulardan kazanılmaktadır. Başlıca lityum kaynakları ise tuzlu su birikintileri ve/veya tuzlu yer altı suları ve magmatik bir kayaç olan pegmatitlerdir. Yüksek lityum (yaklaşık %0,3) derişimlerine sahip tuzlu sular Şili, Bolivya ve Arjantin’de bulunmaktadır.</p><p>Dünyada mevcut lityum rezervlerinin yaklaşık %60’ı gibi önemli kısmı çözelti olarak bulunmaktadır. Bu nedenle ticari lityum üretimi için, karasal tuzlu sular günümüzde en önemli kaynaklardır. Su kaynaklarından lityum elde etmek, düşük maliyeti daha fazla mevcut rezervi ve lityumumun %85'inden fazlasının geri kazanılabilmesi nedeniyle endüstriyel lityum ekstraksiyonunda öne çıkmaktadır. Bu kaynaklardaki lityum miktarı günümüzde yeterli olsa da yakın gelecekte artan talebi karşılamak için alternatif kaynakların bulunması gerekecektir.</p><p>Lityumun en zengin kaynağı olan deniz suyuna, düşük lityum derişimi nedeniyle günümüzde teknolojik olarak pek ilgi gösterilmemektedir. Teknolojik açıdan en umut verici lityum kaynağı ise, lityum derişiminin 10 ile 15 mg/L arasında olduğu yeraltı sularıdır. Bu durum, jeotermal akışkanları lityum kazanımı için önemli bir kaynak haline getirmektedir. Jeotermal akışkanlarda, kaynağına bağlı olarak değişen derişimler de lityum ve diğer metal iyonları bulunabilmektedir. Bu metallerin geri kazanımı kimya, tarım ve ilaç endüstrileri için potansiyel olarak önemlidir. Lityumun enerji depolama uygulamalarında kullanımı da kritik bir öneme sahip olduğu için, lityumun geri kazanılması için basit ve ucuz yöntemler geliştirmeye yönelik çalışmalar önem kazanmaktadır.</p><p>Türkiye’nin farklı illerindeki enerji üretimi için açılmış üretim ve/veya reenjeksiyon kuyularından temin edilecek jeotermal akışkanlardaki lityum derişiminin tespit edilmesi ve seçimli olarak ayrılıp kazanılması için Japonya’nın Kitakyushu Üniversitesi’nde sentezlenen yeni tip bir mangan dioksit (λ-MnO2) adsorbenti kullanılacaktır. Bu adsorbent, lityumun hidrojen iyonu ile iyon değişimi kullanılarak, spinel yapıda lityum dimangan tetraoksitten (LiMn2O4) hazırlanabilmektedir. Çalışmalar kesikli adsorpsiyon ve adsorpsiyon-membran hibrit yöntemleri kullanılarak gerçekleştirilecektir. Ayrıca farklı jeotermal akışkanlarda lityum ile birlikte bulunan bor ve arsenik gibi elementlerin lityum kazanımına etkisi de araştırılacaktır.</p>