چرا «لیتیوم» مهم است؟!

آسیانیوز ایران؛ سرویس علم و تکنولوژی:

لیتیوم یکی از عناصر بسیار استراتژیک مورد استفاده در ذخیره سازی انرژی است. این فلز تا حد زیادی کاربردی است و صنایع مختلف به آن نیاز مبرم دارند. به خصوص در عصر حاضر که به سمت برقی شدن تجهیزات می‌رویم، و باتری لیتیومی به عنوان اصلی‌ترین عنصر در برقی شدن تجهیزات، به لیتیوم برای ساخت نیاز دارد. لیتیوم (Lithium) اولین فلز قلیایی در جدول تناوبی است که از عناصری مانند سدیم (Na) تشکیل شده است. لیتیوم عنصر بسیار واکنش پذیر و قابل اشتعال است که در طبیعت به حالت خالص وجود ندارد، اما می‌توان آن را در مقادیر کم از سنگ، خاک رس و آب نمک استخراج کرد. سهم عمده استخراج و تولید لیتیوم در بین 11 کشور شیلی، استرالیا، آرژانتین، چین، روسیه، کانادا، زیمباوه، پرتقال، برزیل، بولیوی و ایالات متحده است. «لیتیوم» که وجودش در دنیای امروز یکی از ملزومات تکنولوژی محسوب می‌شود، ‌یک فلز قلیایی نقره‌ای- سفید و نرم با عدد اتمی ۳ است. این عنصر در شرایط استاندارد دما و فشار سبک‌ترین فلز و کم چگالی‌ترین عنصر جامد است.

در ظاهر این‌طور به نظر می‌رسد که لیتیوم هیچ نقشی در زندگی حیوان‌ها و گیاهان ندارد و آن‌ها بدون لیتیوم هم می‌توانند زنده بمانند، اما در عمل در همه اندام‌های زنده می‌توان ردپای بسیار کم رنگ لیتیوم را پیدا کرد. یون لیتیم که در قالب نمک‌های گوناگون پیدا می‌شود، بر روی اعصاب انسان اثر می‌گذارد و می‌تواند به عنوان دارو در درمان اختلال دوقطبی کمک کند.

کشف لیتیوم

لیتیوم اولین بار در سال ۱۸۱۷ در سوئد کشف شد و معلوم شد از آلیاژ این فلز با آلومینیوم، کادمیم، مس و منگنز در ساخت قطعات هواپیماهای بلند پرواز می‌توان استفاده کرد. پیدایش لیتیوم بسیار پراکنده‌است، اما به‌علت واکنش‌پذیری زیادی که دارد در طبیعت به صورت آزاد وجود ندارد و همیشه به صورت ترکیب با یک یا چند عنصر یا ترکیب دیگر دیده می‌شود. این فلز بخش کوچکی از تمامی سنگ‌های آذرین را تشکیل داده و همچنین در بسیاری از شوراب‌های طبیعی وجود دارد.

کشف معادن لیتیوم در ایران

با توجه به اهمیت لیتیوم در دنیا، کشف ذخایر آن در ایران، می‌تواند یک خبر بسیار امیدوارکننده باشد. همدان شهری است که میزبان این فلز گرانبها است. در اسفند 1401، مدیرکل دفتر امور اکتشافات وزارت صنعت، معدن و تجارت، از کشف ذخیره ۸ میلیون‌ و ۵۰۰ هزار تنی کانسنگ لیتیوم در همدان خبر داد. ایران جزو معدود کشورهایی است که به مقادیر مناسبی از ذخایر عناصر نادرخاکی و فلزات باارزش دسترسی پیدا کرده و کشف نخستین ذخیره لیتیوم در استان همدان نویدبخش کشف ذخایر دیگری در این استان است. کشف این ماده مهم معدنی در یک منطقه رسی در کشور منحصر به فرد است. البته چندی پیش، کانسنگ لیتیوم در یزد نیز کشف شده بود.

چرا خبر کشف «لیتیوم» در ایران مهم است؟

کشف معدن «لیتیوم» در ایران یکی از اخبار مهم واپسین روزهای سال بود که در صدر اخبار خبرگزاری‌های داخلی و خارجی قرار گرفت و همچنان در رسانه‌ها درباره آن صحبت می شود؛ اما «لیتیوم» چه فایده‌ای دارد و چرا این اتفاق مهم است؟ اسفند 1401 رسید که ایران به جمع کشورهای «لیتیومی» پیوسته است و در این راستا معاون امور معادن سازمان صنعت، معدن و تجارت استان همدان با بیان اینکه دو معدن لیتیوم در دشت «قهاوند» همدان کشف شده  است، تاکیدکرد که گواهی کشف و پروانه بهره‌برداری از این ماده معدنی در حال اخذ است. کشف این معدن که گستره‌اش ۵ تا ۶ کیلومتر مربع و به اندازه مساحت دشت قهاوند است، ‌۴ سال زمان برده و میزان ذخیره قطعی این فلز استراتژیک  ۸ میلیون و ۵۰۰ هزارتن اعلام شده است.

چه کشورهایی در جهان «لیتیومی» هستند؟

شیلی با ۸ میلیون تن ذخایر لیتیوم، بیشترین میزان ذخایر این ماده معدنی را در جهان در اختیار دارد. پس از آن استرالیا و آرژانتین به ترتیب با دارا بودن ۲میلیون و ۷۰۰هزار تن و ۲میلیون تن ذخایر لیتیوم در رتبه‌های دوم و سوم جهان قراردارند. اما در نهایت در اسفندماه ۱۴۰۱ ایران، میزان ذخیره قطعی لیتیوم استان همدان را ۸ میلیون و ۵۰۰ هزارتن کانسنگ لیتیوم عنوان کرد. لیتیوم در ایران به تولید و فناوری نرسیده و اقتصادی بودن اکتشاف و فرآوری لیتیوم بسیار پراهمیت است؛ چرا که فرآوری و دانش فنی مربوط به آن در اختیار کشورهای پیشرفته ای مانند ژاپن و کره‌جنوبی است. به دست گرفتن بازار خودروهای الکتریکی، دلیل توجه به بازار لیتیوم در ایران است. ایران جزو معدود کشورهایی است که به مقادیر مناسبی از ذخایر عناصر نادر خاکی و فلزات با ارزش دسترسی دارد که بعد از فرایند اکتشافات پهنه‌های معدنی که از سال ۱۳۹۳ آغاز شد. شناسایی این ذخایر از جمله اتفاقاتی بود که در این اکتشافات رخ داد و فلزات کم‌یابی مانند فلز لیتیوم در مناطق مختلف کشور در مقادیر مناسب رصد شد که حالا متصدیان معدنی به دنبال آغاز استحصال صنعتی این ماده هستند و اکنون آن را در فاز نیمه استحصال صنعتی قرار دادند.

لیتیوم در سال ۱۳۹۶ در بازارهای جهانی به صورت فلز، حدوداً با قیمت ۱۶۰ دلار به ازای هر کیلوگرم به فروش می‌رسید؛ همچنین کنسانتره آن با کیفیت‌های «درجه کیفیت ساخت باتری « «کربنات لیتیوم» و کنسانتره رایج عرضه می‌شود که به ترتیب در حدود ۲۰ هزار دلار در هر تن، ۹٫۳۹ دلار در هر کیلوگرم و پنج دلار در هر کیلوگرم به فروش می‌رسد. این قیمت امروز در حدود 10.5 دلار در هر کیلوگرم است.

«لیتیوم» چه کاربردهایی دارد؟

لیتیوم یکی از اجزای مهم در باتری‌های قابل شارژ است که در تلفن‌های همراه، رایانه‌های دستی و خودروهای برقی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در حال حاضر، آلیاژی از لیتیوم و آلومینیوم در صنایع هواپیماسازی مورد استفاده قرار می گیرد که سبک، قابل انعطاف، محکم و مقاوم است. علاوه بر این، لیتیوم نیروی کششی زیادی دارد و به دلیل وزن کم آن گزینه بسیار مناسبی برای باتری‌های کم وزن و پرانرژی است. همچنین، این ماده معدنی همراه با سرب آلیاژی را تولید می‌کند که در ساختن بلبرینگ چرخ‌های قطار استفاده می‌شود. از دیگر مصارف لیتیوم می‌توان به کاربرد آن در صنعت داروسازی اشاره کرد. با این همه در مورد مصرف لیتیوم هم در صنایع و همچنین در داروسازی توجه به یک نکته بسیار مهم محسوب می شود؛ چرا که مرز میان سودمند بودن این ماده و سمی بودنش برای انسان و محیط زیست بسیار بسیار نازک و شکننده‌است.

واکنش یک رسانه هندی به خبر کشف «لیتیوم» در ایران

وبگاه نشریه هندی «ایندین اکسپرس» به تازگی گزارشی درباره این رویداد مهم منتشر کرده که در بخشی از آن نوشته است:‌ «اگر این خبر درست باشد، این کشف یک دستاورد بزرگ برای ایران خواهد بود که اقتصاد آن دهه‌ها تحت تحریم‌های آمریکا آسیب دیده است. با توجه به نقش مهم لیتیوم در ساخت باتری ها، انتظار می رود طی دهه‌های آتی و همزمان با اقبال جهانی به مصرف انرژی‌های پاک و جدید به جای انرژی های فسیلی، نقش مواد معدنی همچون لیتیوم حتی بسیار مهم‌تر از امروز شود. این اولین کشف ماده معدنی لیتیوم در ایران است.» همچنین در این گزارش آمده است: «در بیانیه های رسمی ایران هنوز به مرحله اکتشاف اشاره نشده و یا اطلاعات فنی در مورد ذخایر ارائه نشده است. در حالی که ایران ممکن است به خوبی ذخایر سنگ لیتیوم را کشف کرده باشد، اهمیت واقعی این یافته تنها زمانی قابل ارزیابی است که اطلاعات بیشتری در مورد ذخایر مذکور منتشر شود. بر اساس چارچوب سازمان ملل متحد برای طبقه بندی ذخایر و منابع سوخت جامد و کالاهای معدنی (UNFC ۱۹۹۷)، منابع با استفاده از سه معیار اساسی که بر قابلیت بازیافت آن ها تاثیر می گذارد طبقه بندی می‌شوند. اکتشاف اخیر لیتیوم در هند به عنوان G۴ طبقه بندی شده: به این معنی که آنها محصول یک مطالعه شناسایی هستند، نه مطالعات پیشرفته تر امکان سنجی و توسعه تجاری...»

معدن چاه شیرین قهاوند، بزرگترین معدن لیتیوم ایران

قهاوند شهری در استان همدان است که در ۵۰ کیلومتری شرق این شهر واقع شده است. این شهر، با جمعیتی بالغ بر ۲۵ هزار نفر، از گذشته تاکنون به عنوان یکی از مراکز مهم کشاورزی و دامداری در استان همدان شناخته می شده است. قهاوند، در دشتی واقع شده است که از شمال به کوه الوند، از جنوب به کوه های خرقان، از غرب به شهر همدان و از شرق به استان مرکزی محدود می شود. آب و هوای قهاوند، معتدل کوهستانی است و زمستان های سرد و تابستان های معتدل دارد. اقتصاد قهاوند، بر پایه کشاورزی و دامداری است. از جمله محصولات کشاورزی این شهر می توان به گندم، جو، یونجه، چغندر قند و هندوانه اشاره کرد. از جمله محصولات دامی این شهر می توان به شیر، گوشت، تخم مرغ و عسل اشاره کرد.

قهاوند، دارای جاذبه های گردشگری متعددی است که از جمله آنها می توان به مواردی نظیر مسجد جامع قهاوند، قلعه قهاوند، غار قهاوند و آبشار قهاوند اشاره کرد. قهاوند، با کشف معدن بزرگ لیتیوم چاه شیرین، به عنوان «شهر لیتیومی ایران» شناخته می شود. این امر، فرصت های جدیدی را برای توسعه این شهر ایجاد کرده است.

شهر قهاوند، به دلیل وجود معدن بزرگ لیتیوم چاه شیرین، به عنوان «شهر لیتیومی ایران» شناخته می شود. معدن چاه شیرین، یکی از بزرگترین معادن لیتیوم در جهان است که دارای ذخایر بالغ بر ۸.۵ میلیون تن کانسنگ لیتیوم است. این میزان، ایران را به چهارمین کشور دارنده ذخایر لیتیوم در جهان تبدیل می کند.

ذخایر لیتیوم معدن چاه شیرین در عمقی بین ۱۵ تا ۲۰۰ متری از سطح زمین قرار دارد و از نوع «سنگ یشم» است. این نوع کانسنگ لیتیوم، دارای خلوص بالایی است و نیاز به فرآوری کمتری دارد. معدن چاه شیرین از سال ۱۳۹۹ مورد بهره برداری قرار گرفته است و در حال حاضر، یکی از مهم ترین منابع درآمدی استان همدان است.

کشف معدن چاه شیرین، تحولی بزرگ در صنعت معدن ایران ایجاد کرد و ایران را به یکی از قطب های تولید لیتیوم در جهان تبدیل کرد. لیتیوم، یکی از مواد استراتژیک در صنایع مختلف، از جمله صنایع خودروسازی، باتری سازی و الکترونیک است. کشف معدن چاه شیرین، فرصت های جدیدی را برای توسعه شهر قهاوند ایجاد کرده است. از جمله این فرصت ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

·  ایجاد اشتغال: معدن چاه شیرین، نیاز به نیروی کار زیادی دارد. این امر باعث ایجاد اشتغال برای جوانان و ساکنان منطقه خواهد شد.

·  توسعه زیرساخت ها: توسعه معدن چاه شیرین، نیاز به توسعه زیرساخت های منطقه دارد. این امر باعث بهبود زیرساخت های شهر قهاوند خواهد شد.

·  رشد اقتصادی: توسعه معدن چاه شیرین، باعث رشد اقتصادی منطقه خواهد شد. این امر باعث افزایش درآمد و رفاه مردم منطقه خواهد شد.

شهر قهاوند، با بهره گیری از فرصت های ایجاد شده توسط معدن چاه شیرین، می تواند به قطب جدیدی در اقتصاد ایران تبدیل شود.

اهمیت لیتیوم در دنیای امروز

لیتیوم در زندگی مدرن امروز همه جا وجود دارد و در انواع دستگاه های الکترونیکی، از تلفن های همراه گرفته تا خودروهای برقی یافت می شود – اساسا هر چیزی که به باتری قابل شارژ نیاز دارد، حاوی ماده معدنی لیتیوم است. این در درجه اول به دلیل وزن کم لیتیوم در مقایسه با سایر فلزات (مانند نیکل، مورد استفاده در باتری های سنتی) و همچنین پتانسیل الکتروشیمیایی برتر آن است. لیتیوم به ویژه در زمینه افزایش نگرانی ها از تغییرات آب و هوایی اقلیم زمین، به عنوان جایگزینی ارزشمند به جای مواد فسیلی آلاینده معرفی شده است. در حال حاضر، تمام خودروهای الکتریکی در بسته‌های باتری خود از لیتیوم استفاده می‌کنند و تقاضا در دهه‌های آینده به‌طور تصاعدی افزایش خواهد یافت. گزارش بانک جهانی در سال 2020 در مورد انرژی های پاک تخمین می زند که تولید مواد معدنی مانند گرافیت، لیتیوم و کبالت می تواند تا سال 2050 نزدیک به 500 درصد افزایش یابد تا تقاضای رو به رشد برای فناوری های انرژی پاک را برآورده کند.

این کشف، چه معنایی برای ایران دارد؟!

از زمان انقلاب 1979 ایران، روابط ایران با غرب تیره و تار بوده است. اولین تحریم‌ها علیه ایران از همان سال 1979 توسط آمریکا اعمال شد و در حالی که تحریم ها در پی مصالحه بر سر بحران اشغال سفارت خانه آمریکا در تهران، در سال 1981 برداشته شد دوباره در سال 1987 با ادعای "حمایت ایران از تروریسم بین المللی" اعمال شدند. از آن زمان تاکنون، ایران با تحریم های مختلفی از سوی آمریکا، اتحادیه اروپا و سازمان ملل مواجه شده است که شدت آنها بسته به فضای سیاسی بین المللی در نوسان است.

این تحریم‌ها که از دهه نخست قرن بیست و یکم برای تاثیرگذاری بر برنامه بحث‌برانگیز غنی‌سازی اورانیوم تشدید شده اند، در طول سال‌ها بر اقتصاد ایران و مردم آن تاثیر گذاشته است و توانایی ایران را برای مشارکت در اقتصاد جهانی با مشکل مواجه کرده‌ و کشور را با کمبودهای دائمی در همه بخش‌ها، از مواد غذایی و کالاهای مصرفی گرفته تا فناوری، مواجه کرده‌اند.

در این زمینه، کشف گزارش شده سنگ معدن لیتیوم یک دستاورد بزرگ برای اقتصاد ملی ایران خواهد بود. محمدهادی احمدی، یکی از مسئولان  وزارت صنعت ایران روز جمعه در مصاحبه ای از پتانسیل صادرات فوق‌العاده این فلز گرانبها و استفاده احتمالی آن توسط بسیاری از صنایع داخلی ایران استقبال کرد.

چالش های پیش رو

با این حال، این کشف به طور فوری روی اقتصاد تحت تحریم ایران تاثیر نخواهد گذاشت. به گفته احمدی، آماده سازی معادن لیتیوم کشف شده در همدان با وسعت پنج تا شش کیلومتر مربع برای بهره برداری، حدود 4 سال زمان نیاز دارد. نکته مهم این است که در بیانیه های رسمی ایران هنوز به مرحله اکتشاف اشاره نشده و یا اطلاعات فنی در مورد ذخایر ارائه نشده است. در حالی که ایران ممکن است به خوبی ذخایر سنگ لیتیوم را کشف کرده باشد، اهمیت واقعی این یافته تنها زمانی قابل ارزیابی است که اطلاعات بیشتری در مورد ذخایر مذکور منتشر شود. بر اساس چارچوب سازمان ملل متحد برای طبقه بندی ذخایر و منابع سوخت جامد و کالاهای معدنی (UNFC 1997)، منابع با استفاده از سه معیار اساسی که بر قابلیت بازیافت آنها تاثیر می گذارد طبقه بندی می شوند. این احتمال وجود دارد که کشف ایران نیز در این مرحله از طبقه بندی باشد. در این صورت، کار بیشتری برای تثبیت قابلیت تجاری ذخایر و همچنین تنظیمی که بتوان در آن استخراج معادن انجام داد، مورد نیاز است. به ویژه در شرایط تحریم های اقتصادی که ایران با آن مواجه است، این یک چالش خواهد بود.

بررسی اثرات یک آزمایش استخراج فلزات از بستر اقیانوس پس از ۴۴ سال

همه‌جا صحبت از انرژی پاک است، از خودروهای برقی گرفته تا خانه‌های هوشمند و پنل‌های خورشیدی. اما این آیندهٔ سبز بدون باتری‌های قوی و بادوام شدنی نیست. و این باتری‌ها، بدون فلزاتی مثل نیکل، کبالت و منگنز معنا ندارند. تا به حال این فلزات را از دل کوه و جنگل بیرون می‌کشیدند؛ با هزینه‌های محیط‌زیستی سنگین، مثل نابودی جنگل‌ها و زیستگاه‌ها. برای همین، حالا نگاه‌ها به اعماق اقیانوس افتاده؛ جایی که گوی‌های فلزی کوچکی به نام «ندول‌های منگنز» (Manganese Nodules) مثل سیب‌زمینی کف دریا پخش شده‌اند. به گزارش یک پزشک، این ندول‌ها پر از همان فلزاتی‌اند که کارخانه‌های باتری‌سازی برایشان سر و دست می‌شکنند. اما یک سؤال جدی این وسط هست: آیا بیرون کشیدن این گنجینه‌ها از بستر دریا آسیبی به همراه ندارد؟ اگر دارد، تا کجا و برای چه مدتی؟

۴۴سال پیش، یک زخم قدیمی بر بستر دریا؛ و حالا نگاه دوباره

در سال ۱۹۷۹، تیمی از پژوهشگران بخشی از کف اقیانوس آرام را در منطقه‌ای به نام «زون کلاریون–کلیپرتون» (Clarion–Clipperton Zone) شخم زدند تا ببینند استخراج در اعماق چطور رفتار می‌کند. حالا، چهار دهه و اندی گذشته، و تیمی دیگر به همان نقطه برگشته‌اند تا ببینند زمینِ آن پایین چطور با این زخم کنار آمده. آنچه دیدند، حیرت‌انگیز بود. رد ماشین‌هایی که ۴۴ سال پیش از آنجا رد شده بودند، هنوز به‌وضوح دیده می‌شد. انگار همین دیروز آنجا بودند. این یعنی بازیابی و ترمیم در اعماق دریا، به طرز باورنکردنی کند پیش می‌رود. ولی نکتهٔ امیدوارکننده اینجاست: حیات، آرام‌آرام در حال بازگشت است. موجودات کوچک، مثل زینوفیوفورهای (Xenophyophores) عجیب و نرم‌تن، دوباره در خاکِ به‌هم‌ریختهٔ کف دریا لانه کرده‌اند. این نخستین نشانه‌های واقعی از بازگشت زندگی‌ست، آن‌هم در نقطه‌ای که قرار است آیندهٔ استخراج فلزات باتری در آن رقم بخورد.

موجودات ریز برگشته‌اند، اما جای خالی بزرگ‌ترها حس می‌شود

در پژوهش جدید، نشانه‌هایی از بازگشت حیات در میان شیارهای باقی‌مانده از ماشین‌آلات دیده شد؛ اما فقط موجودات ریز و متحرک. جانوران بزرگ‌تر، آن‌هایی که به بستر دریا چسبیده‌اند و جابه‌جا نمی‌شوند، هنوز نیامده‌اند. حتی اثری ازشان نیست. این سکوتِ سنگین در بخش‌هایی از کف دریا می‌تواند به‌معنای یک زنگ خطر جدی باشد. شاید این گونه‌ها اصلاً دیگر نتوانند برگردند. شاید بخشی از حیات دریایی، با یک برداشت ساده برای همیشه از بین برود. حالا فرض کنید در آینده، نه چند متر، بلکه هزاران کیلومتر مربع کف دریا با همین روش استخراج شود. چه می‌شود؟

مه غلیظی از رسوبات؛ خطر پنهان در دل آب

یکی دیگر از نگرانی‌های جدی دربارهٔ استخراج از بستر دریا، مسئله‌ای‌ست به نام «ابرهای رسوبی» (Sediment Plumes). وقتی ماشین‌ها ندول‌ها را از دل زمین بیرون می‌کشند، موجی از ذرات ریز و معلق در آب پخش می‌شود. این ذرات می‌توانند مثل گرد و غبار جلوی نفس کشیدن و تغذیه جانوران دیگر را بگیرند. اما در این پژوهش، خبری از فاجعه نبود. تیم تحقیق متوجه شد که این گرد و غبار، در بلندمدت آسیب چشم‌گیری به تعداد جانوران وارد نکرده. البته این نتیجه فقط درباره همین یک نقطهٔ کوچک صدق می‌کند. و این یعنی همچنان باید مراقب بود، چون وضعیت در مقیاس بزرگ‌تر می‌تواند کاملاً متفاوت باشد.

بزرگ‌ترین سؤال هنوز بی‌جواب مانده: آیا حیات دریایی را برای همیشه از دست می‌دهیم؟

شاید پژوهش امروز به ما کمک کرده تا بهتر بفهمیم کف دریا بعد از استخراج چطور نفس می‌کشد. اما هنوز مهم‌ترین دغدغه بی‌پاسخ مانده: آیا با این کار داریم تنوّع زیستی (Biodiversity) را به‌طور غیرقابل‌بازگشت از بین می‌بریم؟ در حال حاضر، حدود۳۰٪از منطقهٔ موردنظر به‌عنوان «منطقهٔ حفاظت‌شده» (Protected Area) علامت‌گذاری شده است. اما مشکل اینجاست که هنوز درست نمی‌دانیم دقیقاً چه موجوداتی در آنجا زندگی می‌کنند. تا وقتی ندانیم چه چیزی را داریم حف می‌کنیم، چطور می‌توانیم مطمئن شویم چیزی را از دست نمی‌دهیم؟ پژوهشگران تأکید دارند که باید تمرکز آینده، روی شناخت بهتر این مناطق حفاظت‌شده باشد. شاید فقط با شناخت بیشتر، بتوانیم بین نیاز صنعت و حفظ طبیعت، توازن بهتری پیدا کنیم. آینده انرژی پاک نباید به قیمت خاموش شدن حیات در اعماق اقیانوس تمام شود.