Limbah Tambang yang Dulu Dibuang, 96 Persen Litium Bisa Dipulihkan dengan Udara Lembap

Teknologi baru dari peneliti Princeton University menawarkan cara berbeda untuk mengambil lithium dari limbah tambang tanpa bergantung pada kolam evaporasi yang memakan waktu lama. Metode ini memakai garam higroskopis dan udara lembap untuk memulihkan hingga 96 persen lithium dari slag, yaitu residu padat sisa proses penambangan.

Temuan ini penting karena proses tambang lithium konvensional dikenal lambat, boros air, dan berdampak besar pada lingkungan. Dalam skema lama, air garam harus diuapkan di kolam terbuka selama 12 hingga 18 bulan agar lithium mencapai kadar yang bisa dipakai industri.

Mengubah limbah tambang menjadi sumber bahan baku

Penelitian yang dipimpin Prof. Zhiyong Jason Ren menunjukkan bahwa lithium klorida memiliki sifat higroskopis yang kuat, alias mudah menyerap uap air dari udara. Sifat ini memang sudah lama dikenal dalam kimia, tetapi belum dimanfaatkan secara besar untuk mengekstrak lithium dari limbah tambang.

Pada kondisi kelembapan relatif sekitar 12 persen hingga 30 persen, lithium klorida akan menyerap air dan mencair, sementara garam lain dalam slag tetap padat. Garam seperti halit, silvit, bischofit, dan gipsum tidak ikut larut pada kisaran kelembapan itu, sehingga pemisahan bisa berlangsung selektif.

Begini cara kerjanya

Dalam uji laboratorium, slag dimasukkan ke dalam kolom berpori berbentuk silinder yang menyerupai filter udara berukuran besar. Udara lembap kemudian dialirkan melewati kolom itu, dan dalam hitungan menit tetesan cairan kaya lithium terkumpul di bagian bawah.

Proses tersebut berlangsung tanpa air tambahan, tanpa reagen kimia, tanpa pemanasan, dan tanpa listrik. Pemisahan terjadi secara spontan karena lithium klorida hidrat cenderung menyerap kelembapan lalu larut, didorong oleh proses termodinamika yang meningkatkan entropi.

Poin penting dari metode baru ini

1. Memakai udara lembap yang tersedia di banyak lingkungan.
2. Tidak membutuhkan air eksternal, listrik, atau pemanasan.
3. Memisahkan lithium secara selektif dari garam lain di slag.
4. Menghasilkan larutan dengan konsentrasi lithium 97.000 ppm.
5. Mencapai tingkat pemulihan lithium sekitar 96 persen.

Konsentrasi 97.000 bagian per juta itu bahkan melampaui kebutuhan industri untuk lithium kelas baterai. Artinya, hasil pemisahan ini tidak hanya tinggi secara efisiensi, tetapi juga relevan untuk rantai pasok baterai kendaraan listrik dan penyimpanan energi skala jaringan.

Potensi besar dari tumpukan slag

Skala masalah yang dihadapi industri lithium cukup besar, terutama di kawasan “Lithium Triangle” di Amerika Selatan yang mencakup Argentina, Bolivia, dan Chile. Aktivitas brine lithium di wilayah itu menghasilkan tumpukan slag dalam jumlah besar, sementara banyak di antaranya selama ini dianggap tidak ekonomis untuk diolah lagi.

Ren menjelaskan bahwa ada “miles and miles of piles of salt containing lower-quality lithium” yang sebelumnya diperlakukan sebagai limbah. Dengan metode baru, material yang dulu dibuang itu bisa berubah menjadi bahan baku bernilai.

Situasi ini makin penting karena Badan Energi Internasional, IEA, memproyeksikan permintaan lithium global akan meningkat tiga kali lipat pada 2030. Kenaikan itu didorong oleh ekspansi produksi baterai kendaraan listrik dan penyimpanan energi, sementara kapasitas produksi saat ini dinilai belum cukup mengejar kebutuhan.

Relevansi bagi industri ekstraksi yang lebih bersih

Teknologi ekstraksi lithium langsung atau direct lithium extraction memang berkembang pesat karena lebih cepat dibanding evaporasi. Namun banyak metode masih bergantung pada membran mahal, sistem elektrokimia, atau material khusus yang menambah biaya dan kerumitan operasional.

Pendekatan berbasis kelembapan ini menempuh jalur berbeda karena hanya memerlukan slag dan lingkungan dengan kelembapan terkontrol. Bagi lokasi tambang, hal ini membuka peluang pemulihan sumber daya tanpa menambah beban infrastruktur yang besar.

Tahap berikutnya dari riset ini

Tim peneliti telah menunjukkan metode tersebut pada skala laboratorium dan memaparkannya dalam pertemuan ACS Spring. Fokus selanjutnya adalah memperbesar desain kolom dan menguji performa pada slag dari berbagai tambang, karena komposisi residu bisa berbeda tergantung asal brine dan proses evaporasi yang digunakan.

Selain itu, tim juga mengembangkan metode pelengkap untuk mengekstrak lithium langsung dari brine sebelum tahap evaporasi, dengan teknik konsentrasi elektrokimia. Jika kedua pendekatan ini berjalan baik, industri berpotensi memiliki rangkaian alat ekstraksi yang lebih hemat sumber daya dan lebih ramah lingkungan untuk menjawab kebutuhan lithium yang terus melonjak.