Industrielle Gewinnung von Lithium aus dem Urmia-See mittels Fällungs- und Verdunstungsmethoden

Warum dieser salzige See für Batterien wichtig ist

Lithium ist das leichte Metall, das heutige Handys, Laptops und Elektroautos antreibt. Mit stark steigender Nachfrage ist es riskant und ökologisch teuer, sich nur auf einige wenige ergiebige Lagerstätten zu verlassen. Diese Studie stellt eine aktuelle Frage: Kann man einen schrumpfenden Salzsee im Iran, den Urmia-See, mit relativ einfachen, industriefähigen Schritten — etwa dem Ausfallen von Mineralen und der Verdunstung von Wasser — zu einer neuen Quelle für lithiumtaugliches Material machen? Die Antwort könnte helfen, die weltweiten Lithiumquellen zu diversifizieren und eine derzeit wenig genutzte Ressource zu verwenden.

See‑wasser in einen praktikablen Ausgangszustand verwandeln

Die Forschenden begannen damit, Sole — sehr salziges Wasser — aus zwei Bereichen des Urmia-Sees zu entnehmen und die gelösten Elemente zu messen. Ein Standort, Jazireh Eslami, erschien vielversprechender, weil er mehr Lithium und weniger Natrium enthielt; Natrium konkurriert später bei der Gewinnung mit Lithium. Problematisch war jedoch, dass diese Sole enorme Mengen an Magnesium enthielt, etwa das 440‑fache der Lithiummasse. Eine derart verzerrte Zusammensetzung erschwert die direkte Rückgewinnung, weshalb das Team eine schrittweise Behandlung entwickelte, um störende Elemente zu entfernen und gleichzeitig so viel Lithium wie möglich in Lösung zu halten.

Ungewünschte Minerale kostengünstig entfernen

Die erste Hürde war Magnesium, das die Lithiumtrennung stark stört. Das Team verglich zwei preiswerte Basen — Natriumhydroxid und Calciumhydroxid — um Magnesium zu einem filtrierbaren Feststoff auszufällen. Natriumhydroxid wirkte schnell und entfernte Magnesium nahezu vollständig, brachte jedoch viel zusätzliches Natrium in die Sole, das später das Lithium verdrängen würde. Calciumhydroxid arbeitete langsamer, entfernte aber ebenfalls 99,5 % des Magnesiums. Es führte außerdem Calcium ins Wasser ein, das die Forschenden dann durch Zugabe von Schwefelsäure als Calciumsulfat (Gips) ausfielen und absetzen ließen. Eine abschließende pH‑Anpassung mit Natriumhydroxid brachte die Lösung wieder in einen neutralen Bereich. Diese Dreischrittfolge opferte etwa 18 % des ursprünglichen Lithiums, senkte jedoch die Chemikalienkosten um rund 44 % im Vergleich zur alleinigen Verwendung von Natriumhydroxid.

Mit Sonne und Luft Lithium konzentrieren

Sobald die Sole gereinigt war, bestand die nächste Aufgabe darin, die Lithiumkonzentration auf ein praktisch handhabbares Niveau zu heben. Das Team verdunstete Wasser kontrolliert und verfolgte, wie die Lithiumkonzentration anstieg und wie viel Lithium versehentlich in anderen Salzen eingeschlossen wurde, die auskristallisierten. Bei mäßiger Konzentration verdoppelte sich der Lithiumgehalt in der Lösung mehr als. Zu starke Verdunstung ließ Lithium jedoch gemeinsam mit Kochsalz und ähnlichen Mineralen die Lösung verlassen. Die Forschenden wählten einen Mittelweg: die Sole wurde etwa dreieinhalbfach konzentriert, Lithium erreichte 382 Teile pro Million, und der zusätzliche Verlust durch diesen Schritt war auf etwa ein Drittel des verbliebenen Lithiums beschränkt.

Verschiedene Wege zur Rückgewinnung von Lithium testen

Mit einer konzentrierten, gereinigten Sole prüfte das Team drei Wege, Lithium als Feststoff zu gewinnen. Die Umwandlung in Lithiumcarbonat, die Form, die in vielen Batterie‑Fabriken verwendet wird, erwies sich als unpraktisch: Die Lithiumkonzentration in der Sole war einfach zu gering, als dass dieses relativ gut lösliche Salz in nützlichen Mengen ausfallen würde. Ein zweiter Weg setzte auf die Bildung von Lithiumsphat, das deutlich weniger löslich ist. Durch Abkühlen des Gemischs und sorgfältige Steuerung der Phosphatzugabe gelang es den Forschenden, etwa ein Fünftel des nach den früheren Schritten noch vorhandenen Lithiums zurückzugewinnen. Das resultierende Feststoffprodukt bestand jedoch überwiegend aus Natrium‑ und Kaliumsalzen; Lithium war nur ein geringer Bestandteil, sodass weitere Raffinierung nötig wäre. Der vielversprechendste Ansatz nutzte einen moderneren Trick: Lithium wurde angeregt, in die Schichten eines speziell gebildeten Materials, eines geschichteten Doppelt‑Hydroxids aus Aluminium und anderen Ionen, einzulagern. Unter optimierten Bedingungen und einer Reaktionszeit von drei Stunden fing dieser Weg etwa 43 % des verbleibenden Lithiums ein, obwohl der Feststoff weiterhin viel gewöhnliches Salz und einige Nebenminerale enthielt.

Was das für künftiges Lithium aus Seen bedeutet

Insgesamt zeigt die vorgeschlagene Behandlungsfolge — Reinigung, mäßige Verdunstung und Reaktion mit geschichteten Materialien — dass selbst ein sehr magnesiumreicher See wie der Urmia Lithium mit Effizienzen liefern kann, die mit den besten für ähnliche Sole weltweit berichteten Werten vergleichbar sind. Dennoch bleibt die endgültige Rückgewinnung beim erfolgreichsten Verfahren hinter den Industrieanforderungen zurück, vor allem weil Lithium bei starker Salzausfällung und durch unerwünschte Nebenreaktionen bei langen Reaktionszeiten verloren geht. Für Laien lautet die Kernbotschaft: Schwierige Salzseen lassen sich tatsächlich mit relativ einfacher Chemie für Batteriemetalle anzapfen, aber es bedarf noch sorgfältiger Feinabstimmung. Verbesserungen, die Lithiumverluste während der Verdunstung verringern und Reaktionen gezielter auf lithiumreiche Feststoffe lenken, könnten Seen wie den Urmia in zuverlässige, wirtschaftlich tragfähige Lieferanten für die globale Batterieversorgungskette verwandeln.

Zitation: Oskouei, A.E., Asgharzadeh, H., Shekaari, H. et al. Industrial extraction of lithium from Urmia Lake using precipitation and evaporation methods. Sci Rep 16, 9893 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40309-9

Schlüsselwörter: Lithiumsole, Urmia-See, Batteriematerialien, Salzseen-Extraktion, geschichtete Doppelt‑Hydroxide