Восстановление лития из природных соляных бассейнов – чистота до 99,9%
Исследователи из Лаппеэнрантского технологического университета (LUT) изучили новые методы извлечения лития из природного рассола. Методы позволили добиться более эффективного восстановления лития, а чистота литиевого раствора повысилась с 95% до 99,9%, что сложно и ресурсоемко достичь традиционными способами.
Литий и карбонат лития для аккумуляторов в основном производят из месторождений соленых озер. Перед процессом разделения рассол выкачивают и концентрируют путем испарения воды, что обычно происходит в больших бассейнах под солнцем. Затем концентрированный раствор поступает в процесс очистки от примесей и выделения лития.
В LUT для очистки раствора применили экстракцию растворителем, где разделение происходит между двумя несмешивающимися жидкими фазами. В данном случае примеси — кальций и магний — отделяли от концентрированного раствора солей лития в органический раствор на основе керосина.
«Мы смогли очистить, как правило, 99–100% кальция и более 90% магния. Потери лития составили всего 3–5%. В традиционных методах результат очистки либо хуже, либо потери лития значительнее, либо и то, и другое», — поясняет постдокторант LUT Сами Виролайнен.
Ученые продемонстрировали новый процесс разделения в пилотном масштабе. Скорость потока при экстракции варьировалась от одного до пяти литров в час, но процесс был сконструирован аналогично промышленному.
По словам Виролайнена, экстракция растворителем — прибыльная альтернатива, когда требуется чистота продукта, близкая к 100%, и высокий процент извлечения целевого металла. Используемый процесс дороже обычного осаждения, но разделение эффективнее и проще, что упрощает общую технологическую цепочку и делает метод экономически целесообразным.
Мировой спрос на литий растет из года в год, прежде всего за счет электромобилей и индустрии аккумуляторов. Большая часть этого высокотехнологичного металла производится в Азии и Южной Америке, что может осложнить его поставки в страны ЕС. Переработка могла бы увеличить объем доступного лития, но в настоящее время в регионе ЕС перерабатывается лишь около 3% лития. Экстракция растворителем также подходит для выделения лития и других металлов, например, из электронных отходов.
«Потребность в литии к 2025 году может вырасти в четыре раза. По мере роста спроса необходимо увеличивать переработку продуктов, содержащих литий, и использование новых альтернативных источников сырья», — говорит Виролайнен.