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ここにあるのは、だれかが実際に調べ、考え、作ってきたことを集めたメモです。気になったら、ページの下の「参考にした情報源」から、もとの本や記事、それを生み出した人たちに、直接ふれてみてください。このメモには書ききれないおもしろさが、そこにあります。

おなじ しおの みずうみなのに、とれる ものが ちがうのは なぜ?

同じ「塩の湖」なのに、なぜウユニはリチウム、死海はカリなのか

塩湖から鉱物を取る ── ウユニ塩湖のリチウムと死海のカリ・臭素、蒸発池の共通点と気候の壁

分野:自然

ウユニ塩湖えんこと しかいは、どちらも しおの みずうみです。ウユニの しおみずには でんちの ざいりょうの リチウムが ふくまれて いて、しかいでは ひりょうの もとの カリを とっています。

おひさまで みずを かわかして しおを じゅんばんに わける やりかたは、しかいで つかわれて います。ウユニの みずに おなじ やりかたを すると むずかしいと いわれます。どうしてでしょう。この きじを よむと、みずの なかみと きこうが、とりかたを きめる ようすが わかります。

ウユニ塩湖は電池の材料のリチウムを含む塩水があることで、死海は肥料の原料のカリや臭素の産地として知られます。湖の水を浅い池に引いて天日で乾かし、塩を順番に沈めて分ける方法は、チリのアタカマ塩湖や死海で使われています。同じ方法でも、ウユニの水では難しく、死海では砂漠の暑さが味方になるといわれます。

なぜ同じ方法で、これほど事情がちがうのでしょうか。この記事を読むと、水の中身と気候が、取り出し方と難しさを決めていく様子が分かります。

ウユニ塩湖(ボリビア)には塩の殻の下にリチウムを含むかん水があり、死海は湖水そのものからカリ・臭素・マグネシウムを得ている。天日の蒸発池で塩を順に沈めて分ける方法は、アタカマ(チリ)や死海で実用されており、ウユニの水には雨期とマグネシウムの多さが、死海では砂漠の暑さが、それぞれ効率を左右するとされる。

では、同じ原理でなぜ難しさが分かれるのか。この記事を読むと、かん水の成分(とくにマグネシウムの量)と気候が、採り方と難しさを決める筋道が分かる。数値は主にUSGSの資料に基づき、企業や百科事典の値は、その旨を添える。

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1. ウユニの あしもとには なにが ある?

1. 鏡のような湖の足元に、塩水が広がっている

1. ウユニ塩湖の地表と地下 ── 塩の殻とかん水

ウユニ塩湖えんこは、ボリビアの たかい ところに あります。たかさは 3650メートルぐらいで、ひろさは 1まん へいほうキロメートルぐらいです[1]。

あめの おおい じきには、ひろい ところが みずに おおわれます。かわくと、しろい しおの そうが あらわれます[1]。

その しおの そうの すぐ したには、しおみずが ひろがって います。この しおみずに、リチウムが とけて います。どうして こんな ところに あるのでしょう。

ウユニ塩湖はボリビア南西部、標高およそ3650mにあり、広さは約1万km²級です。資料によって約9000km²から約1万km²まで幅があるので、ここでは「約1万km²」とします[1]。

12月から3月ごろの雨期には広く水をかぶり、乾期に水が引くと、塩の殻が現れます[1]。その殻のすぐ下に、塩水(かん水)が広くたまっています。1976年の調査では、このかん水にリチウムが0.02〜0.15%、カリウムが0.5〜2.0%含まれていました[1]。

数字だけ見ると小さな割合です。それでも当時、アメリカの他の産地のかん水(平均で約0.03%や約0.007%)より濃い場所がありました[1]。足元の塩水は、なぜここまで濃くなったのでしょうか。

ウユニ塩湖は標高約3,650m、面積は資料により約9,000〜10,582km²と幅があり、ここでは約1万km²級とする。塩の層は中央部で2〜8mとの報告があり、雨期(12〜3月)には広く冠水し、乾期に水が引くと新しい塩の層ができる[1]。

注目されるのは、殻の直下に広がるかん水である。USGSの1976年の調査では、リチウム濃度は200〜1,500ppm(0.02〜0.15%)、カリウムは0.5〜2.0%だった[1]。比較として、ネバダ州クレイトンバレーの平均は約300ppm、カリフォルニア州サールズ湖は約70ppmとされ、すでに他産地より濃い場所があった。1ppmは0.0001%なので、1,500ppmは0.15%であり、1.5%ではない。では、この濃さはどう生まれたのか。

2. しおみずは どうして こい?

2. 昔の大きな湖が干上がって、濃い塩水が残った

2. 濃いかん水のでき方 ── 更新世の湖の蒸発と塩の沈殿

むかし、この あたりには、とても おおきな みずうみが ありました[1]。それが かわいて いく とちゅうで、まず しおが しずんで いきました。

のこった みずには、リチウムと カリウムが こく なって いったと かんがえられて います[1]。

コップの ジュースが すこしずつ かわいて いくと、あまさが こく なるのに にて います。ただし ほんとうは、とけて いる ものが ちがうので、まったく おなじでは ありません。

ウユニなどの塩の殻は、更新世(氷河時代を含む、いまより前の時代)にあった大きな湖(ミンチン湖)が干上がってできたと考えられています[1]。湖の水が蒸発するにつれて、まず食塩が沈みました。

水が減っても、リチウムとカリウムは食塩のようには沈まずに水の中に残ります。そのため、残った水ほど、この2つが濃くなっていきました。USGSの資料は、塩化物が主体の濃い塩水が、純度の高い食塩の殻を作り、リチウムとカリウムに富んだ水が残ったと説明しています[1]。

スープを煮詰めると、水だけ減って味が濃くなるのに似ています。ただし本当は、沈む塩と残る塩の種類がちがうので、スープよりも複雑です。この自然の濃縮を、人は池で再現しています。

この殻は、更新世の大きな湖(ミンチン湖)が干上がってできた。蒸発が進むあいだに、溶解度の低い食塩が先に沈み、リチウムとカリウムは水に残って濃くなった。USGSの報告は、この過程が「塩化物主体の濃いかん水と、高純度の食塩の殻」を生み、かん水にリチウムとカリウムが富んだと説明する[1]。

塩の積もる速さの目安として、100年で約4mmという推定がある。ただしこれは一地点の推定で、ウユニ全体の値ではない[1]。

天然の濃縮は、人の手では何をしているのか。リチウムの需要は、USGSの2025年版では、2024年の推定で世界の約87%が電池向けだとされ[2]、取り出し方が気になってくる。

3. ひとは しおみずを どうやって わけるの?

3. 池に塩水を引いて、塩を順番に沈める

3. 蒸発池の手順 ── アタカマ塩湖の例に見る順次沈殿

リチウムを とる ほうほうは、おおきな いけに しおみずを いれて、おひさまで かわかす やりかたです。いけの なかで、しおが じゅんばんに しずんで いきます。

まず ふつうの しお、つぎに カリウムの しお、というように です。のこった こい みずに、リチウムが あつまります[3]。

これは、おとなりの チリの アタカマ塩湖えんこで、かいしゃが つかって いる やりかたです。そのあと こうじょうで、リチウムの こなに なります。

お手本になるのは、隣のチリのアタカマ塩湖です。会社の説明では、くみ上げた塩水を蒸発池に回し、食塩、カリウムの塩…の順に沈めて、リチウムの濃い液を残します。その液を工場で炭酸リチウムにします。カリウムの塩は、同時にできる産物です[3]。

水が自然に蒸発する力を借りる方法なので、よく晴れて乾いた気候が向いています。ここで紹介したのはアタカマの例です。では、同じ方法を、まったくちがう水に使うとどうなるのでしょうか。

アタカマ塩湖では、くみ上げたかん水を蒸発池に回し、まず食塩(NaCl)、続いてカリウム塩の順に沈めて、リチウム濃度を約6%まで高める。この塩化リチウム液を工場で炭酸リチウムにする。カリウム塩は同時の産物である[3]。

池での濃縮には、1年以上かかるとする紹介もある。ただし期間は池の規模や気象で変わるので、目安にとどめる。

蒸発に頼る方法は、日射と乾燥が前提である。ここまでは、リチウムを含む塩湖の話だった。では、まったく別の組成の湖である死海では、同じ手法が何を生むのか。

4. しかいの みずは、ふつうの うみと どう ちがう?

4. 死海の水は、塩の中身が海とちがう

4. 死海の組成 ── 塩化マグネシウムが主体のかん水

しかいは、イスラエルと ヨルダンに ある みずうみです。しおからさは 34パーセントぐらいで、うみの 10ばいほどです(くわしくは 9.6ばいぐらい)[4]。

みずの めんは、うみの たかさより 440メートルぐらい ひくく、りくで いちばん ひくい ところです。

ふつうの うみは、しおが ほとんどです。でも しかいには、マグネシウムの しおが いちばん おおく ふくまれて います。

死海は、湖面が海面より約440m低く(2025年)、陸地でいちばん低い場所にあります。塩分は約34%(2011年)で、海水の約10倍(資料では約9.6倍)です[4]。

注目したいのは、溶けている塩の中身です。重さの割合で、塩化マグネシウムが約51%、食塩が約30%、塩化カルシウムが約14%、塩化カリウムが約4%と報告されています[4]。この51%は、湖水全体ではなく、溶けている塩の中での割合です。

普通の海水は食塩が中心なので、死海の水は、塩の中身がかなりちがいます。この水を池に引いて乾かすと、何が取れるのでしょうか。

死海の塩分は約34%(2011年)で、海水の約10倍(資料では約9.6倍)。湖面は海面下約440m(2025年)で、陸上でもっとも低い。溶けている塩の組成は、塩化マグネシウム約51%、塩化ナトリウム約30%、塩化カルシウム約14%、塩化カリウム約4%(塩の重さに対する割合)とされ[4]、食塩が主体の海水とは大きくちがう。

この数値は百科事典の記述に載るもので、割合は測定の年や場所で変わりうる。マグネシウムとカリウムが多いことは、後述の工場の工程(カーナライトを経る)にも表れている。

5. しかいの いけでは なにを とるの?

5. 死海の蒸発池で、カリと臭素を取り出す

5. 死海南部の蒸発池 ── カーナライトからカリを分ける工程

しかいの みなみに ある こうじょうでは、みずを ふかさ 2メートルほどの いけに ひいて、おひさまで かわかします[5]。

まず ふつうの しお、つぎに カーナライトと いう しおが しずみます。カーナライトには、カリウムと マグネシウムが ふくまれて います。

この カーナライトを あつい みずに とかして、カリを とりだします。カリは、はたけの ひりょうの もとに なります。

死海の南側の工場では、湖水を深さ約2mの蒸発池に引き、天日で塩を順に沈めます。まず食塩の池、次にカーナライト(カリウムとマグネシウムの塩)の池になります[5]。臭素は、蒸発で濃くなった液から取り出されます。

沈んだ結晶は、約105℃の熱い塩水で一部を溶かします。いちばん溶けやすいのは塩化マグネシウムで、これを分けたあと、塩化カリウム(カリ)を浮選や結晶化で取り出します[5]。カリは、肥料の原料になります。

ここでは生産量の数字は載せません。年や製品の区分で値が大きく変わるので、知りたいときは会社の年次報告で、年を確かめて読んでください。

死海南部の工場(イスラエルのDead Sea Works)は、湖水を深さ約2mの蒸発池に引き、まず食塩、続いてカーナライトを沈める。臭素は、蒸発で濃くなった液から取る[5]。

カーナライトと食塩の混合物は、約105℃の熱い塩水で一部を溶かす。もっとも溶けやすい塩化マグネシウムを分け、残りから塩化カリウムを浮選や結晶化(熱・冷)で取り出す[5]。溶かす温度で溶けやすさがちがうことを利用した工程である。

生産量は年や製品区分(圧縮品など)で大きく変わるため、ここでは数字を載せない。必要なら運営会社の年次報告で、年と区分をそろえて読むとよい。ウユニと死海は、同じ「蒸発池で塩を分ける」手法を使うが、気候の条件はまったくちがう。

6. ウユニは どうして むずかしい?

6. 高地と雨、そしてマグネシウムの多さが壁になる

6. ウユニのリチウム抽出が難しい理由 ── 蒸発条件とMg/Li比

ウユニには あめの じきが あって、いけで みずを かわかすのに ふりな ときが あると いわれます[6]。

もうひとつは、マグネシウムが おおい ことです。リチウムと まざって いて、わけるのに てまが かかります。

しかいは、さばくの あつさで みずが よく かわきます。おなじ ほうほうでも、きこうに よって むずかしさが ちがうのです。

ウユニのかん水を、アタカマのように蒸発池で処理しようとすると難しくなる理由が、2つあるとされます[6]。1つは気候です。雨期があり、天日の蒸発池で濃くするのに不利な条件があるといわれます。

もう1つは、マグネシウムの多さです。リチウムに対するマグネシウムの重さの比は、資料により約19対1から21対1以上とされ、「約20対1前後」と考えられます。チリのアタカマ塩湖は約6対1で、経済的には10対1未満が目安とされています[6]。マグネシウムが多いと、リチウムと分ける工程が増えます。

死海は雨が少ない砂漠にあり、日差しと乾燥が蒸発池を助けます。同じ原理でも、水の成分と気候で難しさは変わります。そして死海には、もう1つの課題があります。

ウユニのかん水を蒸発池で処理する場合に難しくなる理由は2つとされる[6]。雨期があり、天日蒸発による濃縮に不利な条件があること、そしてマグネシウムが多いことだ。Mg/Li比は資料により約19:1〜21:1超で、チリ・アタカマの約6:1、経済的な目安とされる10:1未満と比べて高い(二次資料による値)。マグネシウムが多いと、分離工程が増える。

USGSの2025年版は、ボリビアのリチウム資源量(測定・指示)を約2,300万tと推定している[2]。ただしこれは国全体の資源量で、ウユニだけの数字ではなく、採算に乗る埋蔵量でもない。数字は版ごとに更新されるので、最新版で確かめたい。

ウユニは気候と成分の両方が壁になる。では、気候が味方する死海に、課題はないのか。

7. しかいの みずは どうなって いるの?

7. 死海の水位は下がっている ── 資源の取り方との関係

7. 死海の水位低下 ── 流入の減少と蒸発池への取水

しかいの みずの たかさは、1ねんに 1メートルいじょう さがって いると いわれます[7]。

ヨルダンがわの かわの みずが、はたけなどに つかわれ、しかいに はいる みずが へったからです。それに、みなみの いけに みずを ひく ことも、かんけいして いると いわれます。

しげんを とる ことと、みずうみを まもる ことを どう りょうりつさせるかは、これからの もんだいです。

死海の水位は、1年に1m以上下がっているとされます[7]。原因は大きく2つあるといわれます。ヨルダン川の水が農業などに使われて流れ込む量が大きく減ったことと、南部の蒸発池に水を引いて資源を取っていることです。

どちらがどれだけ影響しているかは、資料や立場によって見方が分かれるので、ここでは割合には触れません。分かっているのは、入る水が少なく、出ていく水が多いという構図です。

資源を取ることと、湖の水を保つこと。この2つをどう両立させるかは、まだ残る問いです。

死海の水位は年に1m以上低下している。主な要因として、自然蒸発に加え、ヨルダン川の流入が農業用水などの利用で激減したことと、南部の蒸発池に湖水を引く工業用の取水があるとされる[7]。

環境団体は、低下量のおよそ3〜4割が鉱物採取側に由来すると見積もるが、割合は報道や団体で食いちがうので断定しない。

天日の蒸発池は、湖水を池に引いて乾かす方法なので、取水が水位に響く。ウユニでは雨期とマグネシウム、死海では水位の低下と、気候と水が資源の取り方に関わる。

自分でも しらべて みたく なったら

自分でも調べてみたくなったら

自分でも調べてみたくなったら

きょう できること

コップに ぬるい おゆを いれて、しおを とけなく なるまで たくさん とかして、おひさまの あたる まどべに おいて みましょう。みずが へると、しろい つぶが でてきます。いちにち ごとに ようすを みて みてください。

こうしきの じょうほう

アメリカ ちしつちょうさしょ(USGS)の ホームページで、リチウムの しりょうを みられます。おうちの ひとと いっしょに みて みましょう。

今日できること

浅い皿に、塩が溶けきらなくなるまで溶かした塩水を入れて、日当たりのよい窓辺に置いてみましょう。水が減ると白い粒が出てきます。皿を2枚にして、片方だけ水で薄めた塩水にすると、結晶が出はじめる早さがちがうか比べられます。火は使わず、舐めないようにします。

公式情報

USGSの鉱物統計(Mineral Commodity Summaries)に、リチウムの用途や資源量が毎年載っています。数字が更新されていないか、年度を確かめて読んでみましょう。

今日できること

浅い容器で、溶けきらない濃さまで溶かした塩水を自然蒸発させ、結晶の出方を観察する。同じ塩水を水で半分に薄めたものを並べ、結晶が出はじめるまでの時間を比べる。濃いほど早く析出するかを確かめられる。

公式情報

USGS Mineral Commodity Summaries(リチウム)の最新版で資源量・用途の数字を確かめ、ボリビア・ウユニの開発状況は、ボリビア政府の発表や、USGSの国別資料の最新年版で確かめたい。

しらべた もとの じょうほう

参考にした情報源

参考にした情報源と、その使い方

数値は主にUSGSの報告書に基づく。企業の説明、大学の資料、百科事典、記事の値は、それぞれ該当箇所に出どころを示した。

  1. Ericksen et al. "USGS Open-File Report 77-615" (1977) https://pubs.usgs.gov/of/1977/0615/report.pdf (ウユニ塩湖の地表・かん水・成り立ち)
  2. USGS "Mineral Commodity Summaries 2025: Lithium" https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-lithium.pdf (リチウムの用途と資源量)
  3. SQM "Production Processes" https://sqm.com/en/?p=60 (アタカマ塩湖の蒸発池による生産工程)
  4. Wikipedia "Dead Sea" https://en.wikipedia.org/wiki/Dead_Sea (死海の組成・生産量)
  5. Technion "Production of potash at the Dead Sea plant" https://cerekek.net.technion.ac.il/?p=294 (死海の蒸発池とカリの分離)
  6. Stockhead "Bolivian lithium brines emerging from the shadows cast by Chile and Argentina" https://stockhead.com.au/resources/bolivian-lithium-brines-emerging-from-the-shadows-cast-by-chile-and-argentina (ウユニのMg/Li比)
  7. York University "Middle East Environment" https://mideastenvironment.apps01.yorku.ca/?p=18596 (死海の水位低下の原因)

なおした ところ

更新履歴

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