Commercial Lithium Production at ang Pagmimina ng Lithium

Sa loob ng maraming dekada, ang produksyon ng komersyal na lithium ay umaasa sa mga pinagkukunang mineral ng mineral tulad ng spodumene, petalite, at lepidolite. Gayunpaman, ang pagkuha ng lithium mula sa naturang mga pinagkukunan ay makabuluhang mas mahal kaysa sa pagkuha ng metal mula sa litium na naglalaman ng mga butil. Sa katunayan, ang halaga ng pagkuha ng lithium mula sa matigas na bato ay tinatayang doble na sa paggawa mula sa mga brines, na nagpapaliwanag kung bakit karamihan sa naturang mga mapagkukunan ay na-presyo mula sa merkado mula noong unang bahagi ng 2000s.

Ang salar brines ay maaaring inilarawan bilang underground reservoirs na naglalaman ng mataas na konsentrasyon ng dissolved na asing-gamot, tulad ng lithium, potassium, at sodium. Ang mga ito ay karaniwang natagpuan sa ibaba ng ibabaw ng pinatuyong lakebeds, na kilala bilang salars.

Ang lithium ay naproseso mula sa dagat, spodumene, at luad.

Pagproseso Mula sa Brine

Upang makuha ang lithium mula sa mga brines, ang tubig na mayaman sa asin ay dapat munang pumped sa ibabaw sa isang serye ng mga pond ng singaw na kung saan ang solar na pagsingaw ay nangyayari sa loob ng maraming buwan. Dahil ang salar brines ay natural na nangyari sa matataas na altitudes-at sa mga lugar na may mababang pag-ulan-ang pagsingaw ng solar ay isang perpektong at cost-effective na paraan para ma-precipitate ang mga asing-gamot.

Ang potasa ay madalas na unang ani mula sa mga maagang ponds, samantalang ang mga pond sa ibang pagkakataon ay may mas mataas na konsentrasyon ng lithium. Ang pangkabuhayan na lithium-pinagmulan ay karaniwang naglalaman ng kahit saan mula sa ilang daang bahagi bawat milyon ng lithium hanggang pataas ng 7,000ppm.

Kapag ang lithium chloride sa mga pond ng singaw ay umabot sa isang pinakamabuting kalagayan na konsentrasyon, ang solusyon ay pumped sa isang planta ng pagbawi kung saan ang pagkuha at pag-filter ay nag-aalis ng anumang hindi nais na boron o magnesiyo. Pagkatapos ito ay gamutin na may sodium carbonate (soda ash), sa gayon ay pinipilit ang lithium carbonate. Ang lithium carbonate ay sinala, pinatuyong, at handa para sa paghahatid. Ang labis na natitirang mga brino ay pumped pabalik sa salar.

Ang Lithium carbonate ay isang matatag na puting pulbos, na isang mahalagang tagapamagitan sa lithium market dahil maaari itong i-convert sa mga tukoy na pang-industriyang mga asing-gamot at kemikal, o iproseso sa lithium metal.

Pagproseso Mula sa Spodumene

Sa kaibahan sa mga pinagmumulan ng salar na lagayan, ang pagkuha ng lithium mula sa spodumene at iba pang mga mineral ay nangangailangan ng malawak na hanay ng mga proseso ng hydrometallurgical.

Ang Mga Resources ng Galaxy, na mga mina ng spodumene na mined sa Australya, halimbawa, unang crushes at pinainit ang mineral sa isang umiinog na kiln ng calcining upang i-convert ang lithium crystal phase mula sa alpha hanggang beta (isang proseso na tinutukoy bilang pagbabawas ). Pinapayagan nito ang lithium na nasa mineral na maalis sa pamamagitan ng sodium. Ang nagreresultang spodumene concentrate ay pinalamig at pinalabas sa isang pinong pulbos bago iniihalo sa sulfuric acid at inihaw muli. Ang isang sistema ng pag-filter ng thickener pagkatapos ay naghihiwalay ng basura mula sa puro alak, habang ang pag-ulan ay nag-aalis ng magnesium at kaltsyum mula sa solusyon na ito.

Sa wakas, ang soda ash ay idinagdag at ang lithium carbonate ay kinikristal, pinainit, sinala at pinatuyong bilang 99 porsiyento dalisay na lithium carbonate.

Pagproseso Mula sa Clay

Ang isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga diskarte ay posible para sa pagkuha ng lithium mula sa clay. Ang pagpili ng kung aling paraan upang sundin ay depende sa likas na katangian ng partikular na materyal na isinasaalang-alang. Bagaman maraming proseso ng lithium extraction ang ginamit, karamihan sa kasalukuyang mga proseso ay binuo para sa mga raw na materyales ng pegmatite at maaaring hindi lubos na epektibo para sa pagkuha ng lithium mula sa clay feed material. Sinusuri ng mga pag-aaral ng Bureau of Mines ang lime-gypsum roast and chloride roast para sa lithium extraction mula sa spodumene at amblygonite.

Ang mga diskarte na ginalugad para sa pagkuha ng lithium mula sa mga clay ay kinabibilangan ng tubig, hydrothermal treatment, acid leaching, acid baking-water leaching, alkaline roasting-water leaching, sulfate roasting-water leaching, chloride roasting-water leaching, at multiple-reagent roasting-water leaching. . Gayunpaman, sa kabila ng pagsubok, ang luad ay hindi pa napatunayang nagkakahalaga ng gastos at hindi ginagawa nang komersyo.

Sa wakas, ang pagkuha ng lithium mula sa brine ay mura ngunit mabagal, ang spodumene ay mahal ngunit mabilis, at ang luad ay hindi pa napatutunayang komersyal sa antas. May mga nakakagambala na mga bagong teknolohiya ng lithium extraction na tinitingnan (kabilang ang leaching, solvent extraction, geothermal extraction, at electrolysis) ngunit ang mga natuklasan ay masyadong hindi kapani-paniwala upang magamit nang komersyo.

Pagbukas ng Lithium Sa Metal

Ang pag-convert ng lithium sa metal ay ginagawa sa isang electrolytic cell gamit ang lithium chloride.

Ang klorido ay halo-halong potassium chloride sa isang ratio ng 55 porsiyento lithium klorido sa 45 porsiyento potasa klorido upang makagawa ng isang binubo eutectic electrolyte. Ang potassium chloride ay idinagdag upang madagdagan ang kondaktibiti ng lithium habang binabawasan ang fusion temperature.

Kapag ang fused at electrolyzed sa tungkol sa 450° Ang C, ang chlorine gas ay pinalaya, habang ang lebing lithium ay tumataas sa ibabaw ng electrolyte, pagkolekta sa cast-iron enclosures. Ang purong lithium na gawa ay nakabalot sa paraffin wax upang maiwasan ang oxidization. Ang ratio ng conversion ng lithium carbonate sa lithium metal ay tungkol sa 5.3 hanggang 1.

Global Lithium Production

Bagaman ang Chile at Australia ang pinakamalaking pinagkukunan ng lithium sa mundo, ang U.S., Argentina, at Tsina ay mga pangunahing producer din. Ang merkado para sa lithium ay lubhang pinangungunahan ng apat na kumpanya: Sociedad Química y Minera de Chile (Chile), Talison (Australia), Chemetall (Alemanya), at FMC (U.S.). Ang lithium carbonate ay karaniwang ibinebenta sa tatlong-limang taon na kontrata mula sa mga minero hanggang sa refiners, kabilang ang mga nakalista sa itaas, na gumagawa at nagpapalabas ng mga kemikal sa ibaba ng agos at lithium metal.

Sa 2017, ang (bilugan) sa buong mundo na produksyon ng lithium (hindi kasama ang produksyon ng U.S.) ay umabot sa 43,000 metric tons.