تولید ید در شیلی بخش مهمی از بازار جهانی این عنصر را تأمین میکند. برخلاف کشورهایی مانند ژاپن و آمریکا که ید را عمدتاً از آبهای شور زیرزمینی استخراج میکنند، شیلی از ذخایر معدنی جامد در صحرای آتاکاما بهعنوان منبع اصلی تولید استفاده میکند.
در این فرآیند، ترکیبات یدات موجود در کانسنگ پس از استخراج و لیچینگ، طی واکنشهای شیمیایی به ید عنصری تبدیل و سپس خالصسازی میشوند.
در ادامه، با کانیهای یددار، ۷ مرحله تولید ید، مراکز مهم تولید و چالشهای زیستمحیطی این فرآیند آشنا میشویم.
تولید ید در شیلی چگونه انجام میشود؟
ذخایر معدنی ید شیلی عمدتاً در مناطق شمالی کشور، بهویژه تاراپاکا و آنتوفاگاستا، قرار دارند. ید موجود در این ذخایر بیشتر به شکل ترکیبات یدات یافت میشود.
در کارخانههای فرآوری، ابتدا ماده معدنی استخراج و طی فرآیند لیچینگ، ترکیبات محلول آن وارد فاز آبی میشوند. سپس با استفاده از واکنشهای اکسایش و کاهش، یدات به یدید و در ادامه به ید مولکولی تبدیل میشود.
فرآیند کلی شامل استخراج، لیچینگ، آمادهسازی محلول، واکنش شیمیایی، خالصسازی و تولید محصول نهایی است.
کالیش چیست؟
کالیش (Caliche) یک کانسنگ شور و تبخیری است که در محیط خشک صحرای آتاکاما تشکیل شده است. این کانسنگ یکی از منابع اصلی مواد معدنی مورد استفاده در صنایع شیمیایی شمال شیلی محسوب میشود.
مقدار ید موجود در آن نسبتاً پایین و معمولاً در محدوده چند صد ppm است. با وجود این غلظت، حجم ذخایر و امکان فرآوری صنعتی باعث شده است که این منبع معدنی نقش مهمی در تولید تجاری ید داشته باشد.
کانیهای یددار موجود در کالیش
ید موجود در این ذخایر عمدتاً در قالب ترکیبات یدات و در کانیهایی مانند لاوتاریت و دیتزئیت یافت میشود.
لاوتاریت (Lautarite)
لاوتاریت یکی از کانیهای مهم یددار است و ترکیب آن به صورت زیر بیان میشود:
Ca(IO₃)₂
این کانی حاوی یدات کلسیم است و در فرآیند استخراج ید نقش دارد.
دیتزئیت (Dietzeite)
دیتزئیت نیز یکی از کانیهای یددار موجود در این ذخایر است که علاوه بر ترکیبات یدات، دارای کرومات کلسیم است.
تفاوت ترکیب کانیشناسی بخشهای مختلف کانسنگ، یکی از عواملی است که باید در طراحی و کنترل فرآیند فرآوری در نظر گرفته شود.
۷ مرحله تولید ید از کالیش
فرآیند صنعتی تولید ید از کالیش را میتوان در هفت مرحله اصلی بررسی کرد.
۱. استخراج کانسنگ
ماده معدنی از ذخایر سطحی شمال شیلی استخراج و پس از بارگیری به واحدهای فرآوری منتقل میشود.
هدف از این مرحله، آمادهسازی ماده اولیه برای استخراج ترکیبات محلول در مراحل بعدی است.
۲. لیچینگ کانسنگ
در فرآیند لیچینگ (Leaching)، آب یا محلول مناسب از روی ماده معدنی عبور داده میشود تا ترکیبات محلول، از جمله یدات، وارد محلول شوند.
یکی از روشهای مورد استفاده، لیچینگ تودهای (Heap Leaching) است که در آن کانسنگ روی بسترهای مشخص انباشته شده و محلول از روی آن عبور میکند. در برخی مسیرهای فرآوری نیز از لیچینگ مخزنی (Vat Leaching) استفاده میشود.
۳. آمادهسازی محلول یدات
محلول حاصل از لیچینگ حاوی یدات و ترکیبات محلول دیگر است. در این مرحله، شرایط محلول برای انجام واکنشهای شیمیایی بعدی تنظیم میشود.
۴. تبدیل یدات به یدید
بخشی از یدات موجود در محلول با استفاده از یک عامل کاهنده مانند دیاکسید گوگرد (SO₂) به یدید تبدیل میشود.
در نتیجه، یون یدات (IO₃⁻) به یون یدید (I⁻) تبدیل میشود. یدید حاصل در مرحله بعد برای تولید ید مولکولی مورد استفاده قرار میگیرد.
۵. تولید ید عنصری
محلول حاوی یدید با بخش دیگری از محلول یدات در محیط اسیدی واکنش میدهد:
5I⁻ + IO₃⁻ + 6H⁺ → 3I₂ + 3H₂O
در این واکنش، یدید اکسید و یدات کاهش مییابد و ید مولکولی (I₂) تشکیل میشود.
به این ترتیب، ید از حالت یونی به شکل قابل بازیابی تبدیل میشود.
۶. خالصسازی و تغلیظ
ید تولیدشده باید از سایر ترکیبات موجود در جریان فرآیند جدا شود. بسته به طراحی واحد صنعتی، مراحل مختلف جداسازی و تغلیظ برای بازیابی و خالصسازی ید انجام میشود.
هدف این مرحله، دستیابی به محصولی با خلوص مناسب برای کاربردهای صنعتی است.
۷. ذوب و پرلینگ ید
در مرحله نهایی، ید خالصشده میتواند ذوب و سپس به دانههای تقریباً کروی تبدیل شود. این فرآیند پرلینگ (Prilling) نام دارد.
محصول حاصل، ید پرلشده (Iodine Prill)، برای ذخیرهسازی، حملونقل و استفاده در صنایع مختلف مناسب است. خلوص ید پرلشده در برخی فرآیندهای تجاری حداقل حدود ۹۹٫۸ درصد گزارش شده است.
محصولات جانبی تولید ید در شیلی
فرآوری این ذخایر معدنی تنها به بازیابی ید محدود نمیشود. ترکیبات نیتراته موجود در جریانهای فرآوری نیز میتوانند بازیابی و برای تولید محصولاتی مانند نیترات سدیم و نیترات پتاسیم مورد استفاده قرار گیرند.
این ترکیبات کاربردهای مختلفی، از جمله در صنایع کشاورزی، دارند.
مهمترین مراکز تولید ید در شیلی
یکی از مراکز مهم تولید ید در شیلی، تأسیسات Nueva Victoria متعلق به شرکت SQM در منطقه تاراپاکا است.
SQM همچنین در مناطقی مانند Pedro de Valdivia و Pampa Blanca فعالیتهای مرتبط با فرآوری و تولید ید دارد. در این مجموعهها، ماده معدنی پس از استخراج وارد مراحل لیچینگ و فرآوری شیمیایی میشود.
تولید ید در شیلی در اعداد
بر اساس دادههای منتشرشده برای سال ۲۰۲۴، تولید ید شیلی حدود ۲۲٬۷۱۱ تن گزارش شده است. بر اساس گزارش سازمان زمینشناسی ایالات متحده (USGS)، شیلی در سال ۲۰۲۴ حدود ۶۶ درصد از تولید جهانی ید را به خود اختصاص داده است.
بخش عمده این تولید در مناطق تاراپاکا و آنتوفاگاستا انجام میشود؛ مناطقی که ذخایر اصلی ید کشور در آنها قرار دارند.
ید تولیدشده نیز ماده اولیه طیف گستردهای از صنایع، از داروسازی و شیمیایی گرفته تا تصویربرداری پزشکی و کاربردهای تخصصی، است. آشنایی با ویژگیها و کاربردهای این عنصر در مقاله معرفی ید میتواند دید کاملتری درباره اهمیت آن در صنایع مختلف ارائه دهد.
اهمیت اقتصادی تولید ید از کالیش
تولید ید یکی از فعالیتهای مهم بخش شیمیایی و معدنی شمال شیلی محسوب میشود. توسعه زیرساختهای استخراج و فرآوری و تجربه طولانیمدت این کشور در تولید ید، به شکلگیری یک زنجیره صنعتی گسترده در این حوزه کمک کرده است.
علاوه بر بازار داخلی، بخش قابلتوجهی از محصول برای تأمین نیاز صنایع مختلف در بازار جهانی عرضه میشود.
چالشهای زیستمحیطی تولید ید
تولید ید در مقیاس صنعتی با مصرف منابع و تولید جریانهای جانبی همراه است. این موضوع در صحرای آتاکاما به دلیل شرایط بسیار خشک منطقه اهمیت بیشتری دارد.
مصرف آب یکی از مهمترین موضوعات زیستمحیطی این فرآیند است. مصرف انرژی، استفاده از سوخت و مواد شیمیایی و مدیریت مواد باقیمانده از عملیات فرآوری نیز در ارزیابی اثرات زیستمحیطی نقش دارند.
مطالعات ارزیابی چرخه حیات (LCA) نشان دادهاند که بخشهایی مانند معدنکاری، لیچینگ و فرآیندهای شیمیایی بازیابی ید میتوانند سهم قابلتوجهی در اثرات زیستمحیطی داشته باشند. بهینهسازی مصرف آب و انرژی و استفاده بیشتر از منابع انرژی تجدیدپذیر از جمله راهکارهای مطرح برای کاهش این اثرات هستند.
جمعبندی؛ تولید ید در شیلی چگونه انجام میشود؟
تولید ید در شیلی عمدتاً بر پایه فرآوری ذخایر معدنی شمال کشور انجام میشود. ید موجود در این ذخایر بیشتر به شکل ترکیبات یدات و در کانیهایی مانند لاوتاریت و دیتزئیت قرار دارد.
فرآیند تولید از استخراج و لیچینگ آغاز میشود و پس از آمادهسازی محلول، تبدیل یدات به یدید، تولید ید مولکولی و خالصسازی، با تولید ید پرلشده به پایان میرسد.
در کنار تولید ید، امکان بازیابی ترکیبات نیتراته نیز وجود دارد. با توجه به کاربرد گسترده ید در صنایع مختلف، این فرآیند یکی از بخشهای مهم زنجیره تأمین جهانی این عنصر به شمار میرود.
