סקירה כללית של ייצור ליתיום מסחרי

במשך עשרות שנים, הסתמך הייצור ליתיום מסחרי על מקורות עפרות מינרליים כגון spodumene, petalite ו lepidolite. חלץ ליתיום ממקורות כאלה, לעומת זאת, הוא יקר יותר באופן משמעותי מאשר לחילוץ המתכת מ ליתיום המכיל תמלחות. למעשה, ההערכה היא כי עלות החילוץ ליתיום מן הסלע קשה כפול מזה של ייצור תמלחות, להסביר מדוע רוב המקורות הללו כבר במחיר השוק במהלך 20 השנים האחרונות.

ניתן לתאר את תמלחות ה- Salar כמאגרים תת-קרקעיים המכילים ריכוז גבוה של מלחים מומסים, כגון ליתיום, אשלגן ונתרן. אלה נמצאים בדרך כלל מתחת לפני השטח של כיפות מיובשות, המכונה סלארים.

לחלץ את ליתיום

על מנת לחלץ ליתיום מן התמלחות, המים עשירים מלח יש לשאוב תחילה על פני השטח לתוך סדרה של בריכות אידוי שבו אידוי השמש מתרחשת על פני מספר חודשים. מכיוון שתמלחות סלאר מופיעות באופן טבעי בגבהים גבוהים ובאזורים של גשמים נמוכים, אידוי סולארי הוא שיטה אידיאלית וחסכונית למלחים מזרזים.

אשלגן הוא לעתים קרובות הראשון שנקטפו מבריכות מוקדם, בעוד בריכות מאוחר יותר יש ריכוזים גבוהים יותר ויותר של ליתיום. כלכליות ליתיום מקוריות בדרך כלל מכילים בכל מקום בין כמה מאות חלקים למיליון של ליתיום כלפי מעלה של 7000ppm.

כאשר כלוריום הליתיום בבריכות האידוי מגיע לריכוז אופטימלי, הפתרון נשאב למפעל התאוששות שבו החילוץ והסינון מסירים כל בורון או מגנזיום לא רצויים.

זה מטופל אז עם סודיום קרבונט (אפר סודה), ובכך לזרז קרבונט ליתיום. קרבונט הליתיום מסונן, מיובש ומוכן למשלוח. עודף תמלחות שיורית נשאבים בחזרה לתוך סלאר.

ליתיום קרבונט הוא אבקה לבנה יציבה, שהוא מתווך מפתח בשוק ליתיום כי זה יכול להיות מומרים מלחים תעשייתיים ספציפיים וכימיקלים, או מעובד לתוך מתכת ליתיום.

הפקת ליתיום מ spodumene ומינרלים אחרים, בניגוד מקורות מלח מלוחים, דורש מגוון רחב של תהליכים hydrometallurgical.

גלקסי משאבים, אשר מכרה spodumene ממוקש באוסטרליה, למשל, הראשון מוחץ ומחמם את עפרות בכבשן סיבוב רוטרי כדי להמיר את שלב קריסטל ליתיום מ אלפא לביתא (תהליך המכונה נקע). זה מאפשר את נוכחות ליתיום ב עפרות להיות עקורים על ידי נתרן.

ריכוז spodumene וכתוצאה מכך הוא מקורר ומוטבע לתוך אבקה דקה לפני להיות מעורבב עם חומצה גופרתית קלויים שוב.

מערכת סינון עבות מפרידה בין הפסולת מן המשקאות המרוכזים, בעוד המשקעים מסירים מגנזיום וסידן מפתרון זה.

לבסוף, אפר סודה מתווסף ליתיום קרבונט הוא התגבש, מחומם, מסונן ויבש כמו 99% טהור קרבונט ליתיום.

הפיכתו לתוך מתכת

המרת ליתיום לתוך טופס מתכת נעשה בתא אלקטרוליטי באמצעות ליתיום כלורי.

הכלוריד מעורבב עם אשלגן כלורי ביחס של 55% ליתיום כלורי ל 45% אשלגן כלורי על מנת לייצר אלקטרוליט יוטקטי מותך. אשלגן כלורי נוסף כדי להגדיל את המוליכות של ליתיום תוך הפחתת טמפרטורת היתוך.

כאשר התמזגו ו electrolyzed בסביבות 450

° C כלור גז משוחרר בעוד ליתיום מותך עולה אל פני השטח של אלקטרוליט, איסוף במארזי ברזל יצוק. ליתיום טהור המיוצר הוא עטוף שעווה פרפין כדי למנוע חמצון. יחס ההמרה של ליתיום קרבונט למתכת ליתיום הוא כ -5. 3 עד 1. למרות שצ'ילה ואוסטרליה הן מקורות הליטיום הגדולים בעולם, ארה"ב, ארגנטינה וסין הן גם יצרניות גדולות. השוק של ליתיום נשלט על ידי ארבע חברות: Sociedad Química y Minera de Chile (צ'ילה), Chemetall (גרמניה), FMC (ארה"ב) וטליסון (אוסטרליה). ליתיום קרבונט נמכר בדרך כלל על חוזים של שלוש עד חמש מ כורים כדי refiners, כולל אלה המפורטות לעיל, מי לייצר ולשווק כימיקלים downstream ו מתכת ליתיום.

בשנת 2012, ארה"ב הגיאולוגי סקר (USGS) מוערך הייצור העולמי של ליתיום להיות מעל 37, 000 טון מטרי.

בעוד שרוב זה משמש מלחים וכימיקלים, רק חלק קטן - סביר, פחות מ -10 אחוזים - הוא בסופו של דבר electrolyzed ומשמש מתכת.

מיחזור של ליתיום יש גם גדל במיוחד מאז יפן פתחה הראשון ליתיום יון מיחזור מפעל הצמח בשנת 1992. מתקנים בבלגיה, גרמניה, יפן, ארה"ב וקנדה יכול עכשיו כל הסוללות עבור ליתיום שלהם רכיבים אחרים.

מקורות

קונאש, Ihor. "משאבים ליתיום".

מינרלים תעשייתיים וסלעים : סחורות, שווקים, ומשתמשים. אד. ג 'סיקה אלזה קוגל, ניקל ג' טריבידי, ג 'יימס מ' בארקר. // www. סגר. gov. ar / bibliotecaintemin / litio / lithiumindminrocks. pdf
בארט, ויין ט וברנרד ג 'וניל ג' וניור "השחזור של ליתיום מלח מלח מלוחים באמצעות אידוי השמש". Fo מינרל החברה. מקור: Saltinstitute. org
// web. ארכיון. org / 2009/20090404023936 / // www. - מלח. org / תוכן / הורדה / 1089/6304