Tổng quan về Sản xuất Lithium Thương mại

Trong nhiều thập kỷ, sản xuất lithium thương mại dựa vào các nguồn quặng khoáng như spodumene, petalite và lepidolite. Tuy nhiên, việc trích xuất lithium từ các nguồn này tốn kém hơn nhiều so với việc chiết xuất kim loại từ các lithium có chứa lithium. Trên thực tế, người ta ước tính rằng chi phí khai thác lithium từ đá cứng gấp đôi lượng sản xuất từ ​​nước muối, giải thích lý do tại sao hầu hết các nguồn như vậy đã được định giá ra khỏi thị trường trong 20 năm qua.

Các muối ăn có thể được mô tả là các bể chứa dưới lòng đất chứa hàm lượng muối hòa tan cao như lithium, kali và natri. Đây thường được tìm thấy dưới bề mặt của lakebeds khô, được gọi là salars.

Tách Lithium

Để trích xuất lithium từ nước muối, nước giàu muối đầu tiên phải được bơm vào bề mặt vào một loạt các bốc hơi nơi quá trình bốc hơi mặt trời xảy ra trong một số tháng. Vì các muối salar tự nhiên xảy ra ở độ cao lớn và ở những khu vực có lượng mưa thấp, quá trình bốc hơi mặt trời là một phương pháp lý tưởng và hiệu quả về lượng muối kết tủa.

Kali thường được thu hoạch lần đầu tiên từ những ao nuôi sớm, trong khi những ao sau đó có nồng độ lithium ngày càng cao. Nguồn nước lithium tiết kiệm có thể chứa từ vài trăm phần triệu lithium đến 7000ppm.

Khi dung dịch lithi clorua trong ao bay hơi đạt đến nồng độ tối ưu, dung dịch được bơm đến nhà máy thu hồi nơi lọc và lọc bỏ boron hoặc magiê không mong muốn.

Sau đó xử lý bằng natri cacbonat (soda ash), do đó kết tủa lithi cacbonat. Cácbonat lithium được lọc, sấy khô và sẵn sàng để phân phối. Phần dư lượng dư thừa được bơm lại vào salar.

Lithium Carbonate là bột màu trắng ổn định, là một trung gian chính trong thị trường lithium vì nó có thể được biến đổi thành muối công nghiệp và hóa chất cụ thể, hoặc được chế biến thành kim loại lithium.

Việc chiết xuất lithium từ spodumene và các khoáng chất khác, ngược với nguồn muối salar, đòi hỏi một loạt các quy trình hydrometalurgical.

Tài nguyên Galaxy, nơi khai thác mỏ ở Australia, ví dụ, đập đầu tiên và làm nóng quặng trong lò nung quay để biến pha lithi pha lê từ alpha sang beta (một quá trình được gọi là sự suy nhược). Điều này cho phép lithium có trong quặng để di chuyển bằng natri.

Các chất trung thành spodumene được làm lạnh và xay thành bột mịn trước khi được trộn với axit sunfuric và rang lại.

Hệ thống lọc chất làm đặc sau đó tách chất thải ra khỏi dung dịch đậm đặc, trong khi lượng mưa sẽ loại bỏ magiê và canxi từ dung dịch này.

Cuối cùng, thêm soda ash và lithium carbonate được kết tinh, làm nóng, lọc và sấy làm 99% lithi cacbonat tinh khiết.

Chuyển nó thành kim loại

Chuyển đổi lithium thành dạng kim loại được thực hiện trong một tế bào điện phân bằng lithi clorua.

Clorua được trộn với clorua kali trong tỷ lệ 55% lithi clorua đến 45% kali clorua để tạo ra một chất điện giải eutectic nóng chảy. Kali clorua được thêm vào để tăng độ dẫn của lithium trong khi giảm nhiệt độ nhiệt hạch.

Khi hợp nhất và điện phân ở khoảng 450

° C khí chlorine được giải phóng trong khi lithium nóng chảy lên bề mặt của chất điện phân, thu thập trong thùng sắt. Lithi tinh khiết được sản xuất được bọc trong sáp parafin để ngăn ngừa oxy hóa. Tỷ lệ chuyển đổi lithium cacbonat thành kim lithium khoảng 5,3-1. Mặc dù Chilê và Úc là các nguồn lithium lớn nhất thế giới, Mỹ, Argentina và Trung Quốc cũng là những nhà sản xuất chính. Thị trường lithium bị chi phối bởi bốn công ty: Sociedad Química y Minera de Chile (Chile), Chemetall (Đức), FMC (Mỹ) và Talison (Australia). Lithium cacbonat thường được bán theo hợp đồng từ ba đến năm năm từ các mỏ đến các nhà tinh chế, kể cả những người được liệt kê ở trên, những người sản xuất và kinh doanh các hóa chất ở hạ nguồn và kim loại lithi. Năm 2012, cuộc Điều tra Địa chất Hoa Kỳ (USGS) ước tính sản lượng toàn cầu của lithium là trên 37.000 tấn.

Mặc dù hầu hết các chất này được sử dụng như muối và hóa chất, chỉ một phần nhỏ - có thể, dưới 10 phần trăm - cuối cùng được electrolyzed và được sử dụng làm kim loại.

Việc tái chế lithium cũng đã tăng đáng kể kể từ khi Nhật Bản mở nhà máy tái chế pin lithium ion đầu tiên vào năm 1992. Các thiết bị ở Bỉ, Đức, Nhật, Mỹ và Canada hiện nay có thể xử lý pin cho pin lithium và các thành phần khác.

Nguồn

Kunasz, Ihor "Tài nguyên Lithium".

Khoáng sản và đá công nghiệp

: Hàng hóa, Thị trường và Người sử dụng. Ed. Jessica Elzea Kogel, Nikhil C. Trivedi, James M. Barker. // www. segemar. gov. ar / bibliotecaintemin / litio / lithiumindminrocks. pdf Barrett, Wayne T. và Bernard J. O'Neill Jr. "Phục hồi Lithium Từ nước biển muối sử dụng năng lượng mặt trời Bốc hơi". Foote Công ty Khoáng sản. Nguồn: Saltinstitute. org // web. lưu trữ. org / web / 20090404023936 / // www. saltinstitute. org / content / download / 1089/6304