Pregled komercialne proizvodnje litija

Lithium Americas 2013

Večina litija se komercialno proizvede bodisi z ekstrakcijo soli, ki vsebuje litij, iz podzemnih rezervoarjev slanice bodisi z rudarjenjem kamnin, ki vsebujejo litij, kot je spodumen. Pričakuje se, da bo proizvodnja litija iz virov gline postala komercialno uspešna, čeprav morda šele leta 2022.

Litij je kovina, ki se običajno uporablja v baterijah, kot so baterije za ponovno polnjenje v prenosnih računalnikih, mobilnih telefonih in električnih avtomobilih ter v keramiki in steklu. Je najlažja kovina na Zemlji in je dovolj mehka, da jo lahko režemo z nožem, ko je v svoji elementarni obliki.

Predelava iz slanice

Velik del današnjega proizvedenega litija se pridobi iz rezervoarjev slanice, imenovanih salarji, ki se nahajajo na visokogorskih območjih Bolivije, Argentine in Čila. Da bi pridobili litij iz slanic, je treba vodo, bogato s soljo, najprej prečrpati na površje v vrsto velikih uparjalnih bazenov, kjer se več mesecev pojavlja sončno izhlapevanje.

Kalij se pogosto najprej pobere iz zgodnjih ribnikov, medtem ko imajo poznejši ribniki vedno višje koncentracije litija. Ekonomične slanice iz litijevega izvora običajno vsebujejo od nekaj sto delcev na milijon (ppm) litija do več kot 7000 ppm.

Ko litijev klorid v bazenih za uparjanje doseže optimalno koncentracijo, se raztopina prečrpa v obrat za predelavo, kjer ekstrakcija in filtriranje odstranita neželene bor oz magnezij . Nato se obdela z natrijevim karbonatom (natrijeva soda), pri čemer se obori litijev karbonat. Litijev karbonat nato filtriramo in posušimo. Odvečne preostale slanice se črpajo nazaj v salar.

Litijev karbonat je stabilen bel prah, ki je ključni posrednik na trgu litija, ker ga je mogoče pretvoriti v specifične industrijske soli in kemikalije – ali predelati v čisto kovino litij.

Predelava iz mineralov

V nasprotju s slanimi viri pridobivanje litija iz spodumena, lepidolita, petalita, ambligonita in evkriptita zahteva širok spekter postopkov. Zaradi količine porabe energije in potrebnih materialov je proizvodnja litija v rudarstvu veliko dražji postopek kot pridobivanje slanice, čeprav imajo ti minerali višjo vsebnost litija kot slana voda.

Od petih mineralov se za proizvodnjo litija najpogosteje uporablja spodumen. Ko je izkopan, se spodumen segreje na 2012 stopinj Fahrenheita in nato ohladi na 149 stopinj. Nato ga ponovno zdrobimo in pražimo, tokrat s koncentrirano žveplovo kislino. Na koncu dodamo natrijev karbonat ali natrijev karbonat in nastali litijev karbonat kristaliziramo, segrejemo, filtriramo in posušimo.

Obdelava iz gline

Več podjetij raziskuje pridobivanje litija iz gline v Nevadi, vključno z Ameriški litij in Noram Ventures. Podjetji preizkušata različne proizvodne metode, vključno z izpiranjem z žveplovo kislino.

Pretvorba litija v kovino

Pretvarjanje litija v kovino poteka v elektrolitski celici z uporabo litijevega klorida. Litijev klorid se zmeša s kalijevim kloridom v razmerju 55 % do 45 %, da se proizvede staljeni evtektični elektrolit. Kalijev klorid je dodan za povečanje prevodnosti litija ob znižanju temperature fuzije.

Pri taljenju in elektrolizi pri približno 840 stopinjah Farhenheita se sprosti plin klor, medtem ko se staljeni litij dvigne na površino in se zbira v litih železo ohišja. Proizveden čisti litij je ovit v parafinski vosek, da se prepreči oksidacija. Razmerje pretvorbe litijevega karbonata v kovinski litij je približno 5,3 proti 1.

Globalna proizvodnja litija

The prvih pet držav za proizvodnjo litija v letu 2018 so bile Avstralija, Čile, Kitajska, Argentina in Zimbabve. Avstralija je tisto leto proizvedla 51.000 metričnih ton litija, zadnji podatki, za katere so na voljo. Celotna svetovna proizvodnja, brez ZDA, je znašala 70.000 metričnih ton.

The podjetja ki proizvedejo največ litija, so Albemarle, Sociedad Quimica y Minera de Chile in FMC.