مهدی کرد

لیتیوم به دلیل ویژگی‌ها، کاربردهای متنوع در صنایع مختلف و مخصوصاً تأمین انرژی پاک، دربین عناصر جامد یک عنصر استراتژیک و مهم به حساب می‌آید. با توجه به اهمیت لیتیوم در صنایع و نقش آن در کاهش گازهای گلخانه‌ای، محققین به دنبال روش‌های بهینه و کم هزینه برای استحصال آن هستند. لیتیوم در کانسار‌ها و شورابه‌ها یافت می‌شود. یکی از مراحل ضروری در صنایع تولید لیتیوم، استفاده از جاذب‌ها برای جداسازی لیتیوم از دیگر عناصر است. مشکل عمده در فرایند تولید لیتیوم علاوه بر خصوصیات جاذب، حضور یون‌های مزاحم به ویژه منیزیم است. جذب انتخابی لیتیوم از محلول‌های آبی و مخصوصاً در حضور یون منیزیم یک ضرورت است. از این رو هدف از انجام این پژوهش، بررسی و مقایسه عملکرد برخی از سنگ‌ها و کانی‌ها در جذب سطحی یون لیتیوم از محلول‌های حاوی لیتیوم و منیزیم در شرایط یکسان است. در این پژوهش عملکرد هفت محیط طبیعی زمین‌شناسی بدون به کارگیری افزودنی و یا تیماری بر جذب لیتیوم و منیزیم بررسی شده است. بنابراین مجموعه‌ای از هفت محیط‌ مختلف تهیه شد که در عین محدودیت بودجه دارای حداکثر تنوع باشند. این هفت محیط شامل مونت موریلونیت، ورمیکولیت، کائولن، لایمستون، باریت، مگنتیت و شیل می‌باشد. انتخاب این سنگ‌ها و رس‌ها به دلیل وجود کاتیون‌هایی با خواص نزدیک به منیزیم و لیتیوم برای جانشینی احتمالی و همچنین وجود منابع فراوان آن‌ها در استان کردستان بوده است. بخش اجرایی این تحقیق شامل تهیه نمونه‌ها، برش، خردایش، آسیاب کردن، الک کردن نمونه‌ها و بررسی آزمایشگاهی بوده است. بررسی آزمایشگاهی نیز شامل سه مرحله الف: خصوصیات نمونه‌های بکر، ب: تبادل یونی: غلظت Li+ و Mg2+ در محلول تعادلی با پودرسنگ محیط‌های مختلف زمین‌شناسی و ج: رها سازی Li+ و Mg2+ از محیط‌های مختلف زمین‌شناسی پس از جذب، بوده است. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که نمونه‌های به کار رفته در این پژوهش، جذب و رهاسازی متفاوتی نسبت به یون‌های لیتیوم و منیزیم نشان می‌دهند. مقادیر لیتیوم در پودرهای بکر از ppm 26/3 تا ppm 1847 متغیر است. بیشترین مقادیر مربوط به کائولن (ppm 1847) و مونت موریلونیت (ppm 319) بوده است. بیشترین مقدار لیتیوم در عصاره مربوط به مونت موریلونیت و سپس کائولن بوده است. بررسی نتایج مقدار جذب از محلول مادر نشان می‌دهد که مونت موریلونیت بهترین عملکرد را در بین پودرها داشته است. پودر آن در تعادل با محلول‌های ppm 30، ppm 60 و ppm 90 توانسته است به ترتیب 100، 3/92 و 3/77 درصد از منیزیم محلول تعادلی را جذب نماید. این عملکرد می‌تواند مونت موریلونیت را به عنوان یک جاذب انتخابی طبیعی معرفی کند که علاوه بر سازگاری با محیط زیست، ارزان و به راحتی در دسترس است.