Առեւտրային լիթիումի արտադրության ակնարկ

Տասնամյակներ շարունակ առեւտրային լիթիումի արտադրությունը հենվում է հանքային հանքանյութերի աղբյուրների վրա, ինչպիսիք են սպոդումը, պոլալիտը եւ լեպրիդոլիտը: Այնուամենայնիվ, այդ աղբյուրներից լիտիի արդյունահանումը զգալիորեն ավելի թանկ է, քան լիտիում պարունակող ծագում ունեցող մետաղից հանույթը: Փաստորեն, ծանր ռոքից լիտիի արդյունահանման ծախսը գնահատվում է կրկնակի `ծծմբաթթու արտադրելու համար, պատճառաբանելով, թե ինչու այդպիսի աղբյուրներից շատերը շուկայից դուրս են եկել 2000-ականների սկզբից:

Սալերի աղը կարող է նկարագրվել որպես ստորերկրյա ջրամբարներ, որոնք պարունակում են լուծելի աղերի բարձր կոնցենտրացիաներ, ինչպիսիք են լիտիումը, կալիումը եւ նատրիումը: Սրանք հիմնականում գտնվում են չորացած լճակների մակերեսից ցածր, որը հայտնի է որպես աշխատավարձ:

Լիտիումը մշակվում է ծովամոլից, սոդոմենից եւ կավից:

Խմորից վերամշակում

Լիտիումը ծագումից հանելու համար աղի հարուստ ջրերը պետք է նախապես մակերեւույթին հասցվեն մի շարք գոլորշիացման լճերում, որտեղ արեւային գոլորշիացումը տեղի է ունենում մի քանի ամիսների ընթացքում: Քանի որ եկամտի ծանրաբեռնվածությունը բնականաբար տեղի է ունենում բարձր հարթություններում, եւ ցածր աղմուկի գոտիներում արեւային գոլորշիացումն իդեալական եւ ծախսարդյունավետ մեթոդ է աղերի աղտոտման համար:

Կալիում հաճախ առաջին հերթին հավաքվում է վաղ ջրամբարներից, իսկ հետագայում լճերը ավելի մեծ քանակությամբ լիտիում են պարունակում: Տնտեսական լիթիումի աղբյուրը սովորաբար պարունակում է մեկ միլիոն լիտիումի մի քանի հարյուր մասերից մինչեւ 7,000 ppm բարձր:

Երբ գոլորշիացման լճում լիտիումի քլորիդը հասնում է օպտիմալ կոնցենտրացիայի, լուծումը մղվում է վերականգնման գործարանում, որտեղ արդյունահանման եւ ֆիլտրացման արդյունքում հեռացնում են ցանկացած անցանկալի բոր կամ մագնեզիում : Այնուհետեւ այն բուժվում է նատրիումի կարբոնատով (սոդա), դրանով իսկ լիտիումի կարբոնատը: Լիտիումի կարբոնատը ֆիլտրացված, չորացրած եւ պատրաստ է առաքման համար:

Ավելորդ մնացորդային ծագումը վերածվում է աշխատավարձի:

Լիթիումի կարբոնատը կայուն սպիտակ փոշի է, որը լիթիումի շուկայում կարեւոր միջնորդ է, քանի որ այն կարող է փոխակերպվել կոնկրետ արդյունաբերական աղեր եւ քիմիական նյութեր կամ վերամշակվել լիտիումի մետաղի մեջ:

Սպոդումենից վերամշակում

Ի տարբերություն հարստացման աղբյուրների աղբյուրների, լիտիումը սպոդումենից եւ այլ հանքանյութերից պահանջում է հիդրոմետալուրգիական գործընթացների լայն շրջանակ:

Օրինակ, Ավստրալիայում արտադրվող Spodumene հանքեր, Galaxy Resources- ն առաջին անգամ ջախջախում է եւ հալեցնում է հանքաքարը ռոտացիոն կալցիումի հնոցում, որպեսզի փոխի լիթիումի բյուրեղային փուլը ալֆայից մինչեւ բետա (պրոցես, որը կոչվում է հերքման ): Սա թույլ է տալիս հանքաքարի մեջ ներծծված լիտիումը տեղահանել նատրիումով: Արդյունքում սպոդումենային խտանյութը սառեցված է եւ սուլֆերական թթվով խառնելուց առաջ մի փոքր թարմ փոշու մեջ սառեցվել եւ կրկին եփվել: Այնուհետեւ խտացնող-ֆիլտրող համակարգը բաժանվում է թափոնների կենտրոնացված լիկյորից, մինչդեռ տեղումներից հեռացնում է մագնեզիումը եւ կալցիումը այս լուծույթից:

Ի վերջո, սոդա կաթի ավելացվում է, եւ լիտիումի կարբոնատը crystallized, ջեռուցվում, ֆիլտրացված եւ չորանում է 99 տոկոս մաքուր լիտիումի կարբոնատ:

Կավից վերամշակում

Լիտիումը կավից հանելու համար հնարավոր է լայն մոտեցումներ:

Հաշվի առնելով որոշակի մոտեցման ընտրությունը կախված է որոշակի հումքի բնույթից: Թեեւ շատ լիտիումի արդյունահանման գործընթացներ են կիրառվել, ընթացիկ գործընթացների մեծ մասը մշակվել է պեգմատիտ հումքի համար եւ չի կարող լիովին արդյունավետ լինել լիտիում կավի կերային նյութից հանելու համար: Հանքավայրերի ուսումնասիրությունների բյուրոն ուսումնասիրել է lime- գիպսային տապակ եւ քլորիդային տապակ լիտիումի արդյունահանման համար `spodumene եւ amblygonite- ից:

Քիլերից լիտիումի հայտնաբերման մեթոդները ներառում են ջրի տարրալուծում, հիդրոթերմային բուժում, թթվային լեղացում, թթու թխում-ջուր լվացում, ալկալային աղացած ջրի աղազերծում, սուլֆատային աղացած ջրի լեղացում, քլորիդով աղացած ջրի աղազերծում եւ բազմակի ռեագենտ խաշած ջրի լուծույթ . Այնուամենայնիվ, չնայած փորձարկմանը, կավը դեռ չի ապացուցվել, որ ինքնարժեքը կենսունակ է եւ չի արվում առեւտրային:

Ի վերջո, ծովից լիտիումը արդյունահանվում է էժան, բայց դանդաղ, սպոդումենը թանկ է, բայց արագ, եւ կավը դեռեւս համաչափորեն չի հաստատվել: Գոյություն ունեն աղտոտված նոր լիտիման արդյունահանման տեխնոլոգիաներ (այդ թվում `լցման, վճարունակ արդյունահանման, երկրաջերմային արդյունահանման եւ էլեկտրոլիզի), սակայն արդյունքները շատ անառարկելի են, որոնք օգտագործվում են առեւտրային:

Լիթիումի մետաղի վերածում

Լիթիումի մետաղի փոխարկումը կատարվում է էլեկտրալիտային խցում, օգտագործելով լիտիումի քլորիդը:

Քլորիդը խառնվում է կալիումի քլորիդով 55% լիտիումի քլորիդի հարաբերակցությամբ մինչեւ 45% կալիումի քլորիդ `հալեցրած էլուտտիկ էլեկտրոլիտը արտադրելու համար: Կալիումի քլորիդը ավելացվում է լիտիումի հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար, իսկ միաձուլման ջերմաստիճանը իջեցնելու դեպքում:

Երբ 450 ° C ջերմաստիճանում էլեկտրոլիզացված է, քլորի գազը ազատվում է, իսկ հեղուկ լիտիումը բարձրանում է էլեկտրոլիտի մակերեւույթին, հավաքում է շղթայական շերտերում: Արտադրված մաքուր լիտումը փաթաթված է պարաֆինային մոմով `օքսիդացման կանխարգելման համար: Լիթիումի կարբոնատից լիթիումի մետաղի փոխարկման հարաբերակցությունը մոտավորապես 5.3-ից է:

Global Lithium Արտադրություն

Թեեւ Չիլիը եւ Ավստրալիան աշխարհի խոշորագույն լիթիի աղբյուրներն են, ԱՄՆ-ն, Արգենտինան եւ Չինաստանը նաեւ խոշոր արտադրողներ են: Լիտիումի շուկան մեծապես գերակայում է չորս ընկերությունների `Սոցեդադ Կիամիկա եւ Մինեռա դե Չիլի (Չիլի), Թալիսոն (Ավստրալիա), Քեթրմետ (Գերմանիա) եւ FMC (ԱՄՆ): Լիթիումի կարբոնատը, ընդհանուր առմամբ, վաճառվում է հանքափորներից մինչեւ վերամշակողներին `ներառյալ վերը թվարկված` երեքից հինգ տարվա պայմանագրերը, որոնք արտադրում եւ վաճառում են ներքեւի քիմիական նյութերի եւ լիտիումի մետաղի:

2017 թվականին լիտիումի (կլիմայի) արտադրությունը (բացառությամբ ամերիկյան արտադրության) կազմել է 43 հազար տոննա: