멸종된 네바다 화산의 리튬 매장량은 세계에서 가장 클 수 있습니다

신디 로퍼(Cindi Lauper)는 “돈이 모든 것을 바꾼다”고 말했습니다. 그녀가 맞아. 돈, 즉 그것과 교환할 수 있는 물건에 대한 탐구는 모든 인간 활동의 주요 동기 중 하나입니다. 이것이 바로 콜럼버스가 반대편에서 그를 기다리고 있을 것으로 추정되는 부를 찾기 위해 바다를 건너 여행을 떠난 이유입니다. 최근에는 배터리 구동 차량 제작에 대한 연구가 가속화되면서 리튬이 금보다 더 가치 있게 되었습니다.

리튬의 가치를 인식하는 데 있어서 중국인들은 세계 다른 나라들보다 훨씬 앞서 있었습니다. 대부분의 국가가 잠든 동안 중국은 식별에 바빴습니다. 전 세계의 리튬 매장지 그리고 그것들을 사거나 아마도 그 가치를 충분히 인식하지 못한 사람들과 연인 거래를 협상하는 것입니다. 이 회사는 시장 지배력을 활용하여 리튬 이온 배터리의 지배적인 생산자가 되었으며, 채굴부터 배터리 부품 제조, 완제품 배터리 셀 제조에 이르기까지 모든 과정을 사실상 완벽하게 통제합니다.

지난 10년 동안 사람들은 중국이 어떻게 이런 일을 해냈는지 절망에 빠져 손을 비비며 미국이 외면당하고 있다는 사실을 한탄했습니다. 그들은 이 필수 기술에 대해 미국이 항상 중국에 의존할 것이라고 가정합니다.

그러나 중국이 광물 지배라는 용감한 신세계를 향해 나아가는 도중에 재미있는 일이 일어났습니다. 이는 다른 사람들이 대안을 찾도록 장려했습니다. 특히 소금물에서 리튬을 추출하기 위해 새로운 회사들이 생겨났습니다. 솔턴 해 그러나 장밋빛 전망에도 불구하고 미국의 필요를 충족시킬만큼 충분한 양을 추출하려면 수년이 걸립니다. 현재 호주 세계 최대의 리튬 공급업체입니다.

전 세계 리튬 자원의 유형과 상대적 크기를 보여주는 지도입니다. 현재 생산량은 주로 호주(47%)의 페그마타이트에서 나온 스포듀민이며, 칠레(30%), 중국(12%) 및 아르헨티나(5%)의 염원 지하 염수입니다. 신용: Benson, 외.

2023년 8월 30일, 세 명의 연구자(Thomas Benson, Matthew Coble, John Dilles)가 저널에 논문을 게재했습니다. 과학 발전 그들은 오레곤 국경 근처 네바다주의 사화산 칼데라 내부에서 세계 어느 곳에나 존재하는 것으로 알려진 가장 큰 리튬 매장지를 발견했다고 보고합니다. 그들의 발견이 정확한 것으로 밝혀지면 중국 소스에 의존하지 않고 배터리를 제조하는 미국의 능력에 극적인 영향을 미칠 수 있습니다. 다음은 해당 논문의 초록입니다.

“전기 자동차와 그리드 스토리지에 리튬 이온 배터리를 전 세계적으로 확산시키기 위한 지속 가능한 공급망을 개발하려면 지역 환경에 미치는 영향을 최소화하는 리튬 자원을 추출해야 합니다. 화산 퇴적 리튬 자원은 폐기물:광석 조각 비율이 낮고 얕고 톤수가 많은 퇴적물인 경향이 있기 때문에 이러한 요구 사항을 충족할 가능성이 있습니다. Thacker Pass에 있는 McDermitt 칼데라(미국)의 남쪽 부분에 있는 일라이트 함유 중신세 호수 퇴적물은 매우 높은 등급의 리튬(Li의 최대 1중량%)을 함유하고 있으며, 이는 스멕타이트가 풍부한 점토암의 전체 암석 리튬 농도의 두 배 이상입니다. 칼데라 및 기타 알려진 점토석 리튬 자원(Li의 <0.4 중량%)에서 전 세계적으로 발견됩니다. 현장에서 측정된 일라이트 농도는 불소가 풍부한 일라이트 점토암 내 Li의 ~1.3~2.4 중량% 범위입니다. Thacker Pass에서 일라이트의 독특한 리튬 농축은 1차 신생 스멕타이트 함유 퇴적물의 2차 리튬 및 불소 함유 열수 변화로 인해 발생했는데, 이는 이전에 확인되지 않은 현상입니다."

에 따르면 화학세계세 사람은 약 1,600만 년 전에 형성된 화산 분화구 안에 2,000만~4,000만 톤의 리튬 금속이 존재한다고 믿고 있습니다. 이는 지금까지 세계에서 가장 큰 것으로 여겨졌던 볼리비아의 소금 평지 아래에서 발견된 퇴적물보다 더 많은 양입니다.

분석 결과, 화산 분화구에는 광물 일라이트로 구성된 특이한 점토암이 1.3~2.4%의 리튬을 함유하고 있는 것으로 나타났습니다. 이는 일라이트보다 더 흔한 마그네슘 스멕타이트에 존재하는 양의 거의 두 배입니다.

“만약 그들의 대략적인 추정치를 믿는다면, 이것은 매우 중요한 리튬 매장지입니다.”라고 벨기에 KU Leuven 대학의 지질학자인 Anouk Borst가 말했습니다. “가격, 공급 보안, 지정학 측면에서 전 세계적으로 리튬의 역학을 변화시킬 수 있습니다.

“이것은 리튬 함유 스멕타이트를 일라이트로 다단계로 변경하는 것이며, 여기서 열수 유체는 점토의 칼륨, 리튬 및 불소를 풍부하게 합니다. 그들은 점토가 표면 가까이에 보존되어 많은 암석을 추출할 필요가 없지만 아직 풍화되지 않은 최적의 지점에 도달한 것 같습니다.”라고 그는 덧붙였습니다.

리튬은 어떻게 거기까지 왔는가?

신용: Benson, 외.

지질학자에게 이러한 퇴적물이 어떻게 생성되었는지에 대한 이야기는 매우 흥미로운 이야기입니다. 맥더미트(McDermitt) 칼데라는 1,640만 년 전 약 1000입방킬로미터의 붉은 뜨거운 마그마가 외부로 폭발하면서 형성되었습니다. 칼데라는 나트륨, 칼륨, 리튬, 염소, 붕소가 풍부한 알칼리성 마그마가 분출한 산물로 가득 차 있었습니다. 이것은 빠르게 냉각되어 미세한 결정질의 유리질 화산암인 이그님브라이트(ignimbrite)를 형성했으며, 풍화 작용을 통해 리튬이 풍부한 입자를 생성했습니다.

이후 분화구에 호수가 형성되었으며, 풍화된 화산과 주변 물질이 바닥에 점토가 풍부한 퇴적물을 형성하면서 수십만 년 동안 지속되었습니다. 새로운 분석에 따르면 호수가 비워진 후 또 다른 화산 활동으로 인해 퇴적물이 리튬과 칼륨이 풍부한 뜨거운 알칼리성 염수에 노출되었다고 합니다.

Lithium Americas Corporation의 지질학자인 Benson은 “이전 연구에서는 일라이트가 칼데라 깊은 곳 어디에나 있다고 가정했습니다”라고 말했습니다. 그는 높은 온도와 압력이 스멕타이트를 일라이트로 변화시켰을 때 형성되었습니다.

벤슨 팀은 이 뜨거운 염수에 의해 호수 퇴적물에 약 40미터 두께의 일라이트 층이 형성되었다고 제안했습니다. 화산 활동이 다시 시작되면서 형성된 균열을 따라 유체가 위쪽으로 이동하여 오늘날 Thacker Pass로 알려진 분화구 남쪽 부분에서 스멕타이트가 일라이트로 변했습니다. 그 결과 리튬이 풍부한 점토암이 탄생했습니다.

리노에 있는 네바다 대학교 지질학 명예교수인 크리스토퍼 헨리(Christopher Henry)는 이 물질이 “갈색 도공의 점토와 약간 비슷하다”고 가장 잘 묘사될 수 있다고 말했습니다. :리튬이 너무 많이 포함되어 있다는 점을 제외하면 매우 흥미롭지 않습니다. 추가 예금을 찾는 일이 많이 있었습니다.”라고 Henry는 덧붙였습니다. “미국은 현재 네바다주에 리튬을 생산하는 소규모 염수 사업장이 단 한 곳뿐입니다.”

경제적으로 중요함

Benson은 그의 회사가 2026년에 채굴을 시작할 것으로 예상한다고 말합니다. 이 회사는 물로 점토를 제거한 다음 원심분리기를 사용하여 더 큰 광물에서 작은 리튬 함유 알갱이를 분리할 것입니다. 그런 다음 점토를 황산 통에서 침출시켜 리튬을 추출합니다.

“매우 낮은 에너지 집약적 방식이나 산을 많이 소비하지 않는 공정으로 리튬을 추출할 수 있다면 이는 경제적으로 매우 중요할 수 있습니다.”라고 Borst는 말합니다. :미국은 자체적으로 리튬을 공급하게 되고 업계는 공급 부족에 대한 두려움을 덜 갖게 될 것입니다.”

테이크아웃

미국이 미래에 필요한 모든 배터리를 생산할 만큼 충분한 리튬을 갖고 있지 않다는 사실에 대해 수작업으로 주장하는 것은 과장된 것입니다. 자원의 부족은 항상 새로운 자원의 발견으로 이어집니다. 수십 년 동안 석탄, 석유, 가스 산업에서 이런 일이 일어났습니다. 공포를 퍼뜨리는 사람들이 우리에게 이러한 원자재가 곧 고갈될 것이라고 말하기 시작했을 때, 새로운 공급품이 발견되었거나 지구 표면 아래에서 더 많은 원자재를 추출할 수 있는 새로운 방법이 발견되었습니다. 파쇄는 신기술이 추출 기업의 수익성을 예상보다 훨씬 오랫동안 유지할 수 있는 방법을 보여주는 완벽한 예입니다.

미국에 리튬이 필요하다면 자유 시장의 영광이 그것을 찾을 것입니다. 매우 긴 일정을 갖고 있는 사람들은 이미 그것이 더 저렴하고 더 풍부한 다른 재료로 대체되는 미래를 상상할 수 있습니다. 어쩌면 언젠가, 미래에 클린테크니카 작가들은 “리튬 피크”에 관해 이야기할 것입니다.

진정하세요, 여러분. 모든 일이 예정대로, 일정대로 진행되고 있습니다. 물론, 미래 세대를 위해 지구를 보존하기 위해 국가들이 협력하는 법을 배웠다면 좋겠지만, 그런 일은 결코 일어나지 않을 것입니다. 거기에는 돈이 없습니다.