مواد و ساخت پیشرفته

فناوری‌های مختلفی برای استخراج و بهره‌برداری از شورابه‌ها در دنیا توسعه یافته‌اند که بر اساس نوع مواد معدنی موجود در شورابه و کاربردهای متنوع آن مورد استفاده قرار می‌گیرند. فناوری‌های استخراج و بهره‌برداری از شورابه‌ها نقش کلیدی در تأمین منابع راهبردی مانند لیتیم، منیزیم، پتاسیم و برومین دارند. با توجه به تقاضای روزافزون برای این مواد معدنی در صنایع مختلف، این فناوری‌ها به سرعت در حال توسعه و بهبود هستند. همچنین، استفاده از فناوری‌های نمک‌زدایی و تصفیه برای تولید آب شیرین از شورابه‌ها به‌ویژه در مناطقی که با بحران آب مواجه هستند، اهمیت بالایی دارد. در ادامه با مهم‌ترین فناوری‌ها استخراج و بهره‌برداری از شورابه‌ها در دنیا بیشتر آشنا می‌شویم.

1. تبخیر خورشیدی (Solar Evaporation)

این روش یکی از ساده‌ترین و قدیمی‌ترین فناوری‌ها برای استخراج مواد معدنی از شورابه‌ها است. شورابه‌ها در حوضچه‌های تبخیر قرار می‌گیرند و با استفاده از انرژی خورشید، آب تبخیر شده و نمک‌ها و مواد معدنی به‌صورت کریستال ته‌نشین می‌شوند. این روش به‌ویژه برای تولید نمک خوراکی و لیتیم کاربرد دارد و در مناطقی با اقلیم گرم و خشک مانند شیلی و بولیوی به طور گسترده استفاده می‌‌گردد.

2. تکنولوژی‌های استخراج لیتیم (Lithium Extraction Technologies)

با افزایش تقاضا برای لیتیم در باتری‌های لیتیوم-یونی که در خودروهای الکتریکی و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند، فناوری‌های استخراج این فلز از شورابه‌ها به شدت توسعه یافته‌اند. مهم‌ترین روش‌ها عبارتند از:

• جذب‌کننده‌های خاص (Selective Absorption): در این روش از مواد جاذب خاصی استفاده می‌شود که فقط یون‌های لیتیم را از شورابه جذب می‌کنند. پس از آن، لیتیم با استفاده از یک فرآیند شیمیایی از جاذب جدا می‌شود.
• تبادل یونی (Ion Exchange): در این روش از رزین‌های تبادل یونی برای جذب یون‌های لیتیم از شورابه استفاده می‌شود.
• اسمز معکوس (Reverse Osmosis): این فناوری بر جداسازی یون‌های لیتیم از سایر مواد معدنی موجود در شورابه از طریق فیلترهای خاص مبتنی است.

3. تکنولوژی‌های استخراج منیزیم (Magnesium Extraction Technologies)

منیزیم به دلیل کاربردهای گسترده‌ای که در صنایع فلزی و شیمیایی دارد، از شورابه‌ها استخراج می‌شود. روش‌های اصلی برای استخراج منیزیم از شورابه‌ها شامل فرآیندهای شیمیایی مانند تصفیه با کلسیم هیدروکسید (آهک) است که منجر به رسوب منیزیم به صورت هیدروکسید منیزیم می‌شود. این رسوب سپس از طریق فرآیندهای دیگر به منیزیم فلزی تبدیل می‌شود.

4. استخراج پتاسیم (Potassium Extraction)

پتاسیم که یکی از عناصر کلیدی در تولید کودهای شیمیایی است، از شورابه‌های غنی از پتاسیم استخراج می‌شود. فناوری‌های استخراج پتاسیم شامل روش‌های تبخیر خورشیدی و فرآیندهای شیمیایی برای جداسازی پتاسیم از سایر نمک‌ها است. این روش‌ها به ویژه در مناطق غنی از شورابه‌های پتاسیمی مانند دریاچه‌های شور بولیوی و شیلی استفاده می‌شوند.

5. تکنولوژی‌های استخراج برومین (Bromine Extraction Technologies)

برومین در صنایع شیمیایی و داروسازی کاربرد گسترده‌ای دارد. برای استخراج برومین از شورابه‌ها، از فرآیندهای اکسیداسیون شیمیایی استفاده می‌شود که در آن برومین به صورت بخار آزاد می‌شود و سپس به شکل مایع جمع‌آوری می‌گردد. آمریکا و فلسطین از پیشروان در تولید برومین از شورابه‌های طبیعی هستند.

6. اسمز معکوس (Reverse Osmosis) و فناوری‌های نمک‌زدایی (Desalination Technologies)

اسمز معکوس یکی از مهم‌ترین فناوری‌ها برای تولید آب شیرین از شورابه‌های شور است. در این روش، آب شور تحت فشار از میان غشاهای نیمه‌تراوا عبور می‌کند و نمک‌ها و مواد معدنی جدا می‌شوند. این فناوری به‌ویژه در کشورهایی مانند فلسطین، عربستان سعودی و امارات برای تأمین آب شیرین از آب دریا و منابع شورابه‌ای زیرزمینی کاربرد دارد.

7. الکترولیز (Electrolysis)

این فناوری برای استخراج فلزات خاص مانند لیتیم و منیزیم از شورابه‌ها استفاده می‌شود. در این روش، از یک جریان الکتریکی برای تجزیه یون‌های موجود در شورابه به فلزات خالص استفاده می‌شود. الکترولیز به‌ویژه در صنایع تولید فلزات سبک از شورابه‌های غنی از منیزیم و لیتیم اهمیت دارد.

8. کریستالیزاسیون (Crystallization)

کریستالیزاسیون یک فرآیند مهم برای جداسازی نمک‌ها و مواد معدنی دیگر از شورابه‌ها است. این فرآیند معمولاً با تبخیر آب و سپس تشکیل کریستال‌های نمکی همراه است. از این فناوری برای تولید مواد معدنی خالص مانند پتاسیم کلرید و سدیم کلرید استفاده می‌شود.

9. بیوتکنولوژی‌های زیستی (Biotechnology)

در سال‌های اخیر، استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای استخراج مواد معدنی از شورابه‌ها مورد توجه قرار گرفته است. برخی از میکروارگانیسم‌ها قادر به تغلیظ و جداسازی فلزات از محیط شورابه‌ای هستند. این فناوری به ویژه در استخراج فلزات نادر و گرانبها اهمیت دارد.

10. فناوری‌های پیشرفته تصفیه شورابه‌ها (Advanced Brine Treatment Technologies)

این فناوری‌ها شامل ترکیبی از فیلترهای نانو، فرآیندهای غشایی و فرآوری شیمیایی است که به حذف و بازیابی مواد معدنی خاص از شورابه‌ها کمک می‌کند. این فناوری‌ها به‌ویژه در صنایع نفت و گاز که شورابه‌های تولید شده در فرآیند استخراج معمولاً حاوی مواد معدنی ارزشمندی هستند، کاربرد دارد.