Phát hiện đột phá về khai thác mỏ lithium

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Phần lớn trữ lượng lithium thế giới tồn tại trong các vùng nước mặn có thành phần hóa học khác biệt cơ bản so với các loại nước mặn tự nhiên khác như nước biển.
Phát hiện đột phá về khai thác mỏ lithium

Đây là kết luận từ một nghiên cứu được công bố ngày 23/5 trên tạp chí Science Advances. Phát hiện này có ý nghĩa quan trọng đối với công nghệ khai thác lithium cũng như việc đánh giá và quản lý nước thải.

Lithium là một khoáng sản cực kỳ quan trọng trong ngành năng lượng tái tạo. Khoảng 40% sản lượng lithium toàn cầu đến từ các chảo muối khổng lồ, được gọi là salar, ở dãy núi Andes trung tâm Nam Mỹ và cao nguyên Tây Tạng ở châu Á. Tại những vùng khô cằn, có độ cao lớn này, lithium tồn tại dưới các lớp muối bề mặt, hòa tan trong một loại nước cực kỳ mặn gọi là nước muối cô đặc (brine).

"Chúng tôi phát hiện ra rằng độ pH của nước muối khoáng ở những khu vực này gần như hoàn toàn do boron quyết định, không giống như nước biển và các loại nước mặn thông thường khác. Đây là một bức tranh địa hóa hoàn toàn khác biệt, giống như nghiên cứu một hành tinh ngoài Trái Đất vậy", Avner Vengosh, giáo sư về chất lượng môi trường và Trưởng Khoa Khoa học Trái Đất và Khí hậu tại Trường Môi trường Nicholas thuộc Đại học Duke, người giám sát nghiên cứu, cho biết.

Độ pH của một dung dịch là thước đo tính axit hoặc kiềm của nó. Trong hầu hết các vùng nước tự nhiên, các phản ứng hóa học liên quan đến một phân tử gọi là cacbonat chủ yếu chi phối khả năng kiểm soát sự thay đổi độ pH của dung dịch - một thước đo được gọi là độ kiềm. Nhưng nhóm nghiên cứu của Duke đã khám phá ra một kịch bản hoàn toàn khác tại Salar de Uyuni, một chảo muối khổng lồ nằm trên cao nguyên Bolivia, nơi có trữ lượng nước muối khoáng lithium lớn nhất thế giới được biết đến.

Các nhà nghiên cứu đã phân tích độ pH và thành phần hóa học của nước muối khoáng và các loại muối liên quan đến một hoạt động khai thác thử nghiệm tại Salar de Uyuni. Khai thác lithium từ các chảo muối theo phương pháp truyền thống bao gồm việc bơm nước muối tự nhiên từ dưới lòng đất lên một loạt các ao cạn trên mặt đất. Nước sẽ bay hơi dần qua các ao, để lại nước muối ngày càng cô đặc chứa lithium và boron, cùng với các loại muối không mong muốn. Cuối cùng, lithium được chiết xuất tại một cơ sở xử lý.

Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng độ pH trong các mẫu nước muối tự nhiên từ salar dao động quanh mức trung tính. Ngược lại, các mẫu nước muối từ các ao bay hơi lại có tính axit cao. Mô hình máy tính cho thấy nồng độ boron cao là yếu tố chính quyết định độ pH trong cả hai trường hợp.

Cụ thể, nước muối tự nhiên chứa hàm lượng boron cao ở nhiều dạng khác nhau - bao gồm phân tử axit boric và các hợp chất gọi là borat - mà sự phân bố tương đối của chúng kiểm soát độ pH. Sự bay hơi trong các ao làm tăng nồng độ boron tổng thể và kích hoạt sự phân hủy axit boric, tạo ra các ion hydro làm giảm độ pH.

"Thông qua một chuỗi các phản ứng địa hóa, độ kiềm cacbonat bị suy giảm trong nước muối từ Salar de Uyuni, trong khi độ kiềm boron trở nên chiếm ưu thế," tác giả chính Gordon Williams, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Vengosh, cho biết.

"Việc tích hợp phân tích hóa học với mô hình địa hóa đã giúp chúng tôi định lượng các cấu trúc phân tử khác nhau của boron góp phần vào độ kiềm trong các loại nước muối lithium này," Paz Nativ, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Vengosh, bổ sung.

Để củng cố phát hiện của mình, nhóm đã thu thập dữ liệu từ hơn 300 mẫu phân tích nước muối giàu lithium từ nhiều chảo muối khác nhau, bao gồm ở Chile, Argentina và Bolivia - khu vực được gọi chung là Tam giác Lithium - và cao nguyên Tây Tạng. Mô hình hóa cho thấy boron cũng có ảnh hưởng lớn nhất đến độ kiềm, và do đó là độ pH, ở hầu hết các loại nước muối này.

"Ngoài dữ liệu mới mà chúng tôi tạo ra, chúng tôi đã biên soạn một cơ sở dữ liệu địa hóa về nước muối lithium từ khắp nơi trên thế giới và liên tục phát hiện ra rằng boron thường là thành phần chủ yếu trong độ kiềm của nước muối và kiểm soát độ pH của nước muối, củng cố kết quả từ Salar de Uyuni ở Bolivia", Williams giải thích.

Theo các nhà nghiên cứu, đây là công trình đầu tiên chứng minh vai trò của boron trong việc kiểm soát những thay đổi hóa học xảy ra trong quá trình bay hơi nước muối lithium ở các chảo muối. Họ cho biết thêm, những phát hiện này có thể cung cấp thông tin cho các công nghệ khai thác lithium trong tương lai khi các nhà vận hành tìm cách chiết xuất lithium hiệu quả hơn và quản lý nước thải một cách an toàn.

Thành phố Hồ Chí Minh kết nối hệ thống camera với dữ liệu dân cư
Thành phố Hồ Chí Minh kết nối hệ thống camera với dữ liệu dân cư
(Ngày Nay) - Ủy ban nhân dân Thành phố Hồ Chí Minh vừa ban hành kế hoạch triển khai phương án kết nối, chia sẻ dữ liệu giữa các hệ thống camera giám sát an ninh, trật tự, xử lý vi phạm, điều hành giao thông với Cơ sở dữ liệu quốc gia về dân cư và Trung tâm giám sát, điều hành đô thị thông minh (IOC).
Thúc đẩy hợp tác Việt Nam và Na Uy nhân kỷ niệm 55 năm quan hệ ngoại giao
Thúc đẩy hợp tác Việt Nam và Na Uy nhân kỷ niệm 55 năm quan hệ ngoại giao
(Ngày Nay) - Ngày 16/10/2026, tại trụ sở Bộ Ngoại giao, Thứ trưởng Bộ Ngoại giao Lê Thị Thu Hằng đã tiếp bà Astrid Bergmål, Quốc vụ khanh Bộ Ngoại giao Na Uy, nhân dịp bà thăm làm việc tại Việt Nam và tham dự Lễ ký Hiệp định Thương mại tự do giữa Việt Nam và các nước thành viên Hiệp hội Mậu dịch tự do châu Âu (EFTA).
4/4 học sinh Việt Nam đoạt huy chương Olympic Vật lí Quốc tế Al-Fergani
4/4 học sinh Việt Nam đoạt huy chương Olympic Vật lí Quốc tế Al-Fergani
(Ngày Nay) - Ngày 17/10, theo thông tin từ Bộ Giáo dục và Đào tạo, cả 4 học sinh Việt Nam tham dự Kỳ thi Olympic Vật lí Quốc tế Al-Fergani lần thứ hai (FIPhO 2026) đều đoạt huy chương, gồm 1 Huy chương Vàng, 2 Huy chương Bạc và 1 Huy chương Đồng. Với kết quả này, Việt Nam xếp thứ tư toàn đoàn, sau Nga, Trung Quốc và nước chủ nhà Uzbekistan.
Giáo sư George Manolakos phát biểu tại Athens
Đối thoại Văn hóa và Tri thức 2026: Ánh sáng kết nối những nền văn minh
(Ngày Nay) - Tại hội nghị quốc tế Đối thoại Văn hóa và Tri thức 2026 - Ode to Peace (Khúc ca Hòa bình) tại Athens, Hy Lạp ngày 22/9/2026, giáo sư George Manolakos đã có bài phát biểu gợi mở một góc nhìn sâu sắc về vai trò của văn minh, tri thức và giao lưu văn hóa trong việc gắn kết các dân tộc trên thế giới.
Thủ tướng Lê Minh Hưng: Thương hiệu Việt phải trở thành lợi thế cạnh tranh chiến lược của nền kinh tế
Thủ tướng Lê Minh Hưng: Thương hiệu Việt phải trở thành lợi thế cạnh tranh chiến lược của nền kinh tế
(Ngày Nay) - Tối 16/10, tại Trung tâm Hội nghị Quốc gia, Hội đồng Thương hiệu quốc gia Việt Nam và Bộ Công Thương tổ chức Lễ Công bố sản phẩm đạt Thương hiệu quốc gia Việt Nam lần thứ 10 năm 2026 với chủ đề “Dòng chảy Thương hiệu Việt”. Thủ tướng Chính phủ Lê Minh Hưng dự và phát biểu chỉ đạo tại sự kiện.
LHQ: Hàng chục triệu người tại Nam Á đối mặt với việc phải di dời do biến đổi khí hậu
LHQ: Hàng chục triệu người tại Nam Á đối mặt với việc phải di dời do biến đổi khí hậu
(Ngày Nay) - Biến đổi khí hậu đang đe dọa trực tiếp đến sinh kế và đẩy hàng triệu người dân khắp Nam Á vào làn sóng di cư cưỡng bức. Tuy nhiên, theo bà Amy Pope, Tổng Giám đốc Tổ chức Di cư Quốc tế (IOM) thuộc Liên hợp quốc (LHQ), việc chủ động ứng phó từ chính phủ và ứng dụng công nghệ có thể là chiếc "phao cứu sinh" giảm thiểu thiệt hại này.
Thành lập Hội đồng Nhà nước xét tặng danh hiệu nghệ nhân trong lĩnh vực di sản văn hóa phi vật thể
Thành lập Hội đồng Nhà nước xét tặng danh hiệu nghệ nhân trong lĩnh vực di sản văn hóa phi vật thể
(Ngày Nay) - Phó Thủ tướng Chính phủ Phạm Thị Thanh Trà vừa ký Quyết định số 1998/QĐ-TTg ngày 16/10/2026 về việc thành lập Hội đồng cấp Nhà nước xét tặng danh hiệu “Nghệ nhân Nhân dân”, “Nghệ nhân Ưu tú” trong lĩnh vực di sản văn hóa phi vật thể lần thứ Tư (Hội Đồng).