Keine Elektromobilität ohne Lithium

Aufgrund des stetig wachsenden Batteriesektors ist die Nachfrage nach Lithium in den letzten Jahren stark gestiegen. Innerhalb von drei Jahren (2016-2019) hat sich der Lithiumbedarf für Batterien nahezu verdoppelt. Neben Batterien wird Lithium auch in Keramik und Glas, Schmierfetten, Luftbehandlung, der Giesserei sowie für Polymere verwendet (siehe Abbildung).

Bergbau / Produktion

Lithium kommt hauptsächlich in Mineralien und Salzlaken vor. Die Gewinnung aus Mineralen ist relativ schnell; es werden nur wenige Tage benötigt, um hochreines Lithium herzustellen. Das Verfahren ist jedoch kostspielig, erfordert Energie, Chemikalien und Wasser und erzeugt viel Abfall. Das meiste Lithium aus Mineralien wird in Australien gewonnen, was etwa die Hälfte der weltweiten Produktion ausmacht.

Argentinien und Chile, die anderen zwei Hauptproduzenten, produzieren Lithium aus Salzlake. Die Verarbeitung von Salzlaken ist relativ billig; es dauert jedoch mehrere Monate bis Jahre, um die gewünschte Qualität zu erzielen. Lithiumreiche Salzseelaken kommen an der Erdoberfläche, aber auch in unterirdischen Salzflächen vor, hauptsächlich im Lithiumdreieck in Südamerika, an der Grenze zwischen Argentinien, Chile und Bolivien auf etwa 3700 m Höhe. Eine weitere große Solelagerstätte befindet sich in China und weitere kleinere in den USA und Nordafrika. Für den Abbau werden Solen aus sogenannten salinen Aquifern, einer unterirdischen Schicht aus wasserführendem, durchlässigem Gestein, von etwa 50 bis 300 m Tiefe an die Oberfläche gepumpt. Dort werden die Sole in kleinere Verdampfungsteichen geleitet und mit Wasser und Chemikalien behandelt, um die gewünschte Konzentratqualität für die Weiterverarbeitung in den Lithiumcarbonat-Anlagen zu erreichen.

Herausforderungen

Etwa 60-70% des Süsswassers in der Region, in der Lithium aus Salzlake gewonnen wird, wird für die Solebetriebe verwendet – und das in einer Region, in der die Bevölkerung auf Trinkwasser aus dem knappen Grundwasser angewiesen ist, das aus den spärlichen Niederschlägen in den angrenzenden Bergregionen stammt. Darüber hinaus zeigen neuere Untersuchungen zum Lithiumabbau in der Salar de Atacama (SA), dass nachteilige Auswirkungen – einschließlich eines verringerten Vegetationsindexes und einer erhöhten Landoberflächentemperatur am Tag – in direktem Zusammenhang mit der Lithiumproduktion stehen. Darüber hinaus kommt es zu verminderten Grundwasserspiegeln, Versalzung und Bodendegradation und in den trockenen Regionen trägt der Wind zur äolischen Erosion bei, was zu weniger fruchtbarem Boden führt. In der Nähe der Soleverdampfungsanlagen können kontaminierte Salzpartikel weggeblasen werden, die andere Bereiche mit giftigen Schwermetallstäuben schädigen. Da derzeit noch sehr grosse Lithium-Primärreserven verfügbar sind, wurde das Lithium-Recycling im industriellen Maßstab noch nicht initiiert. Obwohl Batterien bereits heute recycelt werden, besteht das Ziel hauptsächlich darin, Kobalt und Nickel zurückzugewinnen. Die Verfahren und das technische Know-how zur Rückgewinnung von Lithium sind jedoch verfügbar, sodass das Recycling – sofern Anreize zur Umsetzung bestehen – in Zukunft zu einer Bezugsquelle werden könnte.

angepasst von Dr. Volker Zepf

Quellen: