Nguồn tài nguyên này đang là "con át chủ bài" trong cuộc đua năng lượng mới trên toàn cầu.
Các ngôi sao lùn trắng đang phát nổ được cho là nguồn cuối cùng của phần lớn Lithium trong Hệ Mặt trời của chúng ta. Nhưng trên Trái đất, có một số môi trường nhất định nơi kim loại mềm, nhẹ, màu trắng bạc tập trung và dễ khai thác nhất, đặc biệt là trong các tầng chứa nước ngầm mặn được tìm thấy bên dưới các bãi muối sa mạc.
Những điều kiện này có rất nhiều ở sa mạc Atacama ở Nam Mỹ, nơi có một số mỏ và hoạt động khai thác Lithium lớn nhất thế giới. Nhưng chúng cũng có thể được tìm thấy ở Thung lũng Clayton của bang Nevada - nơi có mỏ Lithium duy nhất đang hoạt động ở Mỹ.
Thị trấn Silver Peak được thành lập vào những năm 1860 xung quanh các mỏ vàng và bạc, nhưng kể từ những năm 1960, thị trấn bắt tay vào việc khai thác Lithium. Dưới Thung lũng Clayton có một ngọn núi lửa đã tắt để lại các mỏ giàu Lithium, người ta gọi đó là mỏ Silver Peak, nằm ở độ cao 1.300m so với mực nước biển, Westernmininghistory thông tin.
Bên trong mỏ Lithium duy nhất của Mỹ
Hầu hết mọi người đều biết Lithium cần thiết cho pin, nhưng có thể không biết nó thực sự là gì. Lithium là một kim loại kiềm được tìm thấy ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới và đã được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như pin và dầu mỡ từ thời cổ đại. Lithium không phổ biến như các kim loại khác, nhưng nó cũng ít có khả năng bị ăn mòn hoặc oxy hóa, khiến nó trở thành một trong những kim loại hữu ích nhất mà chúng ta có ngày nay.
Lithium đang thay đổi cách chúng ta tương tác với thế giới và nó là "người hùng thầm lặng" của quá trình chuyển đổi năng lượng sạch khi các chính phủ tìm cách giải quyết các mục tiêu khí hậu bằng cách chuyển đổi xe xăng sang xe điện.
Hơn 50 quốc gia đã đề xuất lệnh cấm các phương tiện ngốn xăng và việc áp dụng xe điện trên toàn cầu sẽ sớm khiến nhu cầu về Lithium tăng vọt. Đến năm 2035, 30% dân số Mỹ sẽ không còn khả năng mua ô tô chạy bằng xăng và không chỉ ở Mỹ, trên toàn cầu, doanh số bán xe điện đang tăng vọt.
Lĩnh vực pin hiện chiếm ~70% nhu cầu Lithium toàn cầu và con số này dự kiến sẽ tăng lên 96% vào năm 2040. Theo Cơ quan Năng lượng Quốc tế, chúng ta sẽ cần lượng Lithium gấp 4-6 lần vào năm 2030. Đó là lý do nhiều người gọi Lithium là Vàng trắng. Tỷ phú Elon Musk của Tesla gọi nó là 'loại dầu mỏ mới'.
Chỉ có 8 quốc gia sản xuất phần lớn Lithium của thế giới. Các nhà sản xuất hàng đầu là Úc, Chile, Trung Quốc, Argentina, Brazil, Bồ Đào Nha, Zimbabwe và Mỹ.
Theo NASA, mỏ Silver Peak tạo ra khoảng 1% sản lượng Lithium hàng năm của thế giới. Mỏ này là nguồn cung cấp Lithium duy nhất của Mỹ trong nhiều thập kỷ.
Mỏ Silver Peak có kế hoạch tăng gấp đôi sản lượng vào năm 2025 để đáp ứng nhu cầu về Lithium, khi xe điện đang bắt đầu có chỗ đứng ở nước này.
Mỏ Lithium Silver Peak ở Thung lũng Clayton, bang Nevada nhìn từ trên cao. (Ảnh: Geologypics).
Albemarle Corp., một công ty sản xuất hóa chất đặc biệt có trụ sở tại Bắc Carolina, Mỹ là công ty độc quyền vận hành mỏ Lithium Silver Peak. Nơi diễn ra hoạt động sản xuất Lithium của công ty là một khu phức hợp đồ sộ, chiếm một lưu vực rộng lớn được bao quanh bởi các ngọn núi ở mọi phía. Tính đến năm 2020, công ty Albemarle Corp. là nhà cung cấp Lithium lớn nhất cho xe điện.
Công ty Khoáng sản Foote bắt đầu sản xuất Lithium cacbonat từ nước muối tại Silver Peak vào những năm 1960 và Albemarle Corp. đã mua lại cơ sở này vào năm 2015.
Các nguồn Lithium có thể khác nhau dựa trên nồng độ của nó. Lithium chiết xuất từ nước muối thường ở dạng Litthium clorua. Litthium được khai thác từ đá cứng thường là Oxit lithium. Cả hai dạng này đều có thể được chuyển đổi thành Lithium cacbonat và Lithium hydroxit, các dẫn xuất được sử dụng để sản xuất pin Lithium-ion.
Nguồn Lithium của mỏ Silver Peak là nước muối được chiết xuất từ Playa của Thung lũng Clayton. Albemarle Corp. sản xuất khoảng 5.000 tấn Lithium cacbonat tương đương (LCE) hàng năm. Dẫu vậy, với nhu cầu ngày càng tăng, con số đó chưa đáp ứng đủ.
Giống như nhiều mỏ Lithium trên khắp thế giới, mỏ tại Silver Peak đang bổ sung các máy bơm mới và các bể bay hơi để cố gắng cho ra nhiều "vàng trắng" hơn nữa. Nhu cầu đối với Lithium do Mỹ sản xuất đặc biệt mạnh do các ưu đãi về thuế thưởng cho người tiêu dùng khi mua xe điện với các bộ phận được sản xuất và lắp ráp trong nước.
Albemarle Corp. ước tính rằng cứ mỗi 1kg CO2 thải ra trong chu kỳ sản xuất Lithium, đổi lại, ít nhất 50kg CO2 sẽ không bị phát thải ra ngoài môi trường nếu mỗi chiếc xe điện sử dụng pin Lithium trong một năm.
Khí hậu lý tưởng để khai thác Lithium nói chung là khô cằn, bị ngắt quãng bởi những cơn mưa theo mùa. Điều này cho phép nước đọng lại trong các hồ nông, mặn và sau đó bốc hơi trong mùa hè - một chu trình giúp cô đặc Lithium. Đó là cách tự nhiên.
Còn việc con người khai thác Lithium không phải lúc nào cũng đơn giản như đào nó lên khỏi mặt đất. Lithium được tìm thấy trong nước muối, là dung dịch nước có nồng độ muối cao. Quá trình này đòi hỏi phải bơm nước ra khỏi các bể chứa muối này, sau đó sử dụng điện để tách các muối Lithium. Có thể mất vài tuần hoặc vài tháng để hoàn thành nhưng tạo ra sản phẩm chất lượng cao hơn so với việc khai thác Lithium đá cứng.
Dưới đây là hình ảnh về mỏ Lithium ở bang Nevada, Mỹ:
Ảnh vệ tinh chụp ngày 2/1/2023 của NASA chụp mỏ Silver Peak ở bang Nevada, Mỹ. (Ảnh: NASA).
Mỏ bơm nước muối lên bề mặt và chuyển nước muối đó vào một loạt ao nông để bay hơi. (Ảnh: John Clausen/Times-Bonanza).
Sự thay đổi màu sắc trong ao là do nồng độ lithium trong nước thay đổi; ao màu xanh nhạt hơn có nồng độ lithium cao hơn. (Ảnh: John Clausen/Times-Bonanza).
Lithium được chiết xuất bằng cách sử dụng các ao bốc hơi ở mỏ Silver Peak gần Tonopah, Nevada. (Ảnh: Albemarle Corp).
(Ảnh: John Clausen/Times-Bonanza).
(Ảnh: John Clausen/Times-Bonanza).