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在加利福尼亞州索爾頓海附近地熱發電廠的工業附加設施有一天可能會生產電動汽車電池所需的鋰。位於布羅利(加利福尼亞州)的示範工廠的辛博爾材料公司是該工藝背後的公司,該公司已經開始從阿根廷、智利和其他地方的傳統採礦作業中提純鋰,以供應全球電池市場。
辛博爾執行長盧卡·埃爾切格表示:“我們開發了這項技術和工藝,從地熱發電廠發電後排出的鹽水中提取鋰、錳、鋅,以及未來可能提取其他一些材料,並將這些材料轉化為可用的化合物。我們本質上是在利用最佳的可再生資源,並共同生產戰略性材料。”
在地熱發電廠抽取高溫鹽水——來自地下的水和溶解鹽——並利用其熱量產生蒸汽來旋轉渦輪機併發電後,辛博爾將借用仍然溫熱的流體大約90分鐘。管道將把鹽水輸送到一系列工藝流程中,這些流程去除鹽水中的二氧化矽(否則會堵塞裝置),然後使用一系列膜、過濾器和吸附材料來提取鋰等有價值的元素。這種提取方法是在勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室開發的,該實驗室主要由美國能源部資助。然後,辛博爾新增水來彌補損失的物質,並將其送回地熱發電廠進行地下回注。
該公司計劃在2012年擴建其最初的鋰提純設施,並開始建造與地熱相關的版本,作為能源公司在該地區正在建設的此類發電廠的附加設施。帝國谷已經有10座地熱發電廠。埃爾切格指出:“對於每座50兆瓦的地熱發電廠,您可以生產16,000噸碳酸鋰。”
由於回注,該公司不會留下傳統鋰礦開採的殘渣。此外,辛博爾沒有像今天的典型生產那樣依賴硬巖開採,而是讓索爾頓海地下的熱水完成從岩石中浸出材料以及將其提純為鹽的工作——這個過程包括從鋰池中蒸發水分,世界各地的其他生產商,包括美國也在使用這種方法。
此外,該公司無需像今天通常的做法那樣購買純鹼來生產碳酸鋰。相反,辛博爾將利用地熱發電廠自身的廢二氧化碳來製造這種材料。辛博爾鋰工藝的另一個經濟優勢是其地理位置:距離南加州三大港口僅320公里,而不是像南美洲的主要礦山那樣高出海平面數千米,南美洲的主要礦山供應當今世界大部分的鋰。然而,辛博爾的產品能否與阿根廷、澳大利亞、智利以及未來的玻利維亞等大型生產商的產品競爭,仍有待觀察。
索爾頓海鹽水中含有許多其他元素,辛博爾希望將提取工藝擴充套件到錳和鋅——也用於電池和金屬合金——以及鉀,鉀是一種重要的營養素和肥料,以及其他應用。“這種鹽水含有半個元素週期表中的元素,這既是好訊息,也是壞訊息,”埃爾切格說,並指出銫、銣和銀也可能以同樣的方式生產出來。該公司還在探索將該工藝的廢二氧化矽——更廣為人知的名稱是沙子——用於水泥行業的方案。
但是,這家最初的提純廠每年生產的500噸鋰不會流向美國的電池製造商,至少目前還不會。相反,辛博爾的日本合作伙伴伊藤忠商事將把提純後的鋰出售給太平洋彼岸的電池製造商。埃爾切格指出:“該工廠的初始產量,我們預計將出口到亞洲。現實是,今天,對於鋰離子電池而言,製造業仍然意味著亞洲。”