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An der Erdkruste hat Lithium lediglich einen Anteil von 0,006% und ist damit etwas seltener als Zink, aber häufiger als Kobalt, Zinn und Blei. Dennoch ist seine Gewinnung durch seine stärkere Verteilung schwieriger. Lithium findet sich in Spuren im Trinkwasser ebenso wie in einigen Nahrungsmitteln. Im Flusswasser liegt die mittlere Konzentration bei etwa 3 ppb, im Wasser der Weltmeere bei 180 ppb.
Lithium findet sich in einigen Mineralien von Lithium-Pegmatiten und in vielen Silikatgesteinen. Da sie aber nur in geringen Konzentrationen vorkommen und keine grossen Lagerstätten bilden, ist die Gewinnung von Lithium mit grossem Aufwand verbunden. Deshalb spielt der bergmännische Abbau nur eine untergeordnete Rolle. Aufgrund der erhöhten Nachfrage nach Lithium könnte sich dies aber in naher Zukunft ändern. Abbaugebiete befinden sich in Australien (Pegmatitgesteine mit relativ hoher Lithiumkonzentration), Kanada, Kanada, North Carolina. Einige primäre Lagerstätten gibt es auch in Österreich, Finnland, Portugal.
Bedeutender sind sekundäre Lagerstätten, wo Lithiumsalze – insbesondere Lithiumchlorid – in Salzlaugen bzw. Salzseen vorkommen. Die Abbaugebiete befinden sich in Chile, Argentinien, Bolivien (im sog. Lithium-Dreieck, wo bis zu 55% der Ressourcen vermutet werden), Nevada, Tibet.
Da das Lithium sich in unterirdischen Wasserläufen befindet, wird es meist durch Sprengung und unter Einsatz gigantischer Mengen Wasser an die Oberfläche befördert. Dort wird das salzhaltige Grundwasser über eine Reihe von Teichen geleitet, wobei durch die intensive Sonnenstrahlung das Wasser verdunstet. Nach Erreichen der nötigen Konzentration (rd. 5%) wird die Lösung in eine Aufbereitungsanlage gepumpt, wo Bor und Magnesium extrahiert werden. Durch Zugabe von Natriumchlorid wird Lithiumcarbonat ausgefällt. Dieses muss zur Gewinnung von metallischem Lithium mit Salzsäure versetzt werden, worauf gelöstes Lithiumchlorid entsteht und Kohlenstoffdioxid als Gas entweicht.
Dieses Verfahren, das den Einsatz verschiedenster Chemikalien benötigt und für die Herstellung einer Tonne Lithiumsalz zwei Millionen Liter Wasser verschlingt, greift massiv in die sensiblen Ökosysteme der meist trockensten Gegenden der Erde ein. Die Umweltbelastung für die Herstellung von Lithium ist also gravierend. Bergbaufirmen und Investoren kümmert das aber offenbar wenig.
Während die Lithium-Ionen-Akkus der Handys und Notebooks wenige Gramm Lithium enthalten, sind es in einem Laptop 200 Gramm und in einer Personenwagen-Batterie stolze 22 Kilogramm! Der Rohstoff wird weiterhin sehr begehrt werden, einerseits aufgrund der zunehmenden Elektromobilität und andererseits zur Speicherung regenerativer Energiequellen. Dies treibt die Preise in die Höhe. Allein in den letzten vier Jahren hat sich dieser mehr als vervierfacht.
Aufgrund der starken Nachfrage nach Lithium wird derzeit die weitere Prospektion lithiumhaltiger Mineralien und Salzlaugen in verschiedenen Regionen der Welt geprüft. Dabei wird auch die Lithiumgewinnung aus Meerwasser erforscht, da dort ca. 230 Mrd. Tonnen Lithium gelöst sind. Dabei soll eine Extraktionsmethode zur Anwendung kommen, mit der Lithium über solarbetriebene Elektrolyse aus Meerwasser gewonnen werden soll. So würde direkt metallisches Lithium anfallen, weshalb auf die (komplexe und energieaufwändige) Weiterverarbeitung verzichtet werden könnte, wie sie bei der traditionellen Lithiumgewinnung aus Erzen notwendig ist.
Zur Schonung der Ressourcen und zur Verminderung der Umweltbelastung wird künftig aber auch das Recycling von Lithium aus alten Handys, Notebooks und Batterien zwingend erforderlich sein.
Quellen und weitere Informationen:
Titelbild: Salar de Uyuni
NCCS: Klimaszenarien verstehen
Spektrum: Historische Klimaforschung