Przez dziesięciolecia komercyjna produkcja litu opierała się na źródłach rud mineralnych, takich jak spodumene, płatek i lepidolit. Jednakże ekstrakcja litu z takich źródeł jest znacznie bardziej kosztowna niż ekstrakcja metalu z solanek zawierających lit. W rzeczywistości koszt wydobycia litu z twardej skały szacuje się na dwa razy więcej niż w przypadku produkcji solanki, co tłumaczy, dlaczego większość takich źródeł została wyceniona na rynku od początku XXI wieku.
Solanki Salar można określić jako podziemne zbiorniki zawierające wysokie stężenia rozpuszczonych soli, takich jak lit, potas i sód. Zwykle znajdują się one pod powierzchnią wysuszonych jezior, zwanych salarami.
Lit jest przetwarzany z solanki, spodumenu i gliny.
Przetwarzanie z solanki
W celu wydobycia litu z solanek wody bogate w sól muszą najpierw zostać wypompowane na powierzchnię w szeregu parowozów, w których parowanie słoneczne zachodzi przez kilka miesięcy. Ponieważ solanki solankowe występują naturalnie na dużych wysokościach - a na obszarach o niskim opadzie - odparowanie słoneczne jest idealną i opłacalną metodą wytrącania soli.
Potas jest często pobierany z pierwszych stawów, a później stawy mają coraz większe stężenie litu. Ekonomiczne solanki litu zawierają zwykle od kilkuset części na milion litu do 7000 ppm.
Kiedy chlorek litu w stacjach do odparowywania osiąga optymalne stężenie, roztwór pompuje się do instalacji odzysku, w której ekstrakcja i filtrowanie usuwa niepożądany bor lub magnez . Następnie traktuje się go węglanem sodu (soda kalcynowana), wytrącając w ten sposób węglan litu. Węglan litu jest filtrowany, suszony i gotowy do podania.
Nadmiar zalegających solanek jest zawracany do środka.
Węglan litu jest stabilnym białym proszkiem, który jest kluczowym pośrednikiem na rynku litowym, ponieważ można go przekształcić w konkretne sole przemysłowe i chemikalia lub przerobić na metaliczny lit.
Przetwarzanie ze Spodumenu
W przeciwieństwie do źródeł solanki solanki, ekstrakcja litu z spodumenu i innych minerałów wymaga szerokiej gamy procesów hydrometalurgicznych.
Galaxy Resources, na przykład kopalnie spodumenu wydobywane w Australii, najpierw kruszy i podgrzewa rudę w obrotowym piecu do kalcynacji w celu przekształcenia fazy kryształów litowych z alfa w beta (proces określany jako dekompozycja ). Pozwala to na zastąpienie litu zawartego w rudzie przez sód. Uzyskany koncentrat spodumenu chłodzi się i miele na drobny proszek, po czym miesza się go z kwasem sulpusowym i ponownie piecze. System filtrów zagęszczających oddziela odpady od stężonego ługu, a strącanie usuwa z tego roztworu magnez i wapń.
Na koniec dodaje się soda kalcynowana i węglan litu jest krystalizowany, ogrzewany, filtrowany i suszony jako 99 procentowy czysty węglan litu.
Przetwarzanie z Clay
Możliwy jest szeroki wybór metod ekstrakcji litu z glinek.
Wybór, które podejście należy zastosować, zależy od charakteru konkretnego rozważanego surowca. Chociaż wykorzystano wiele procesów ekstrakcji litu, większość obecnych procesów opracowano dla surowców pegmatytowych i mogą one nie być w pełni skuteczne do ekstrakcji litu z materiału z gliny. W ramach projektu Bureau of Mines zbadano pieczeń wapienno-gipsową i paloną paprykę do ekstrakcji litu z spodumenu i amblygonitu.
Techniki badane w celu ekstrakcji litu z glin obejmują dezagregację wody, obróbkę hydrotermiczną, ługowanie kwasem, kwaśne wypłukiwanie wody z ługu, alkaliczne prażenie-ługowanie wodą, ługowanie siarczanowo-prażące wodą, prażenie chlorek-woda ługowania i wielokrotne odczynniki prażenie-ługowanie wodą . Jednakże, pomimo testów, glina nie okazała się opłacalna i nie jest dostępna komercyjnie.
W końcu ekstrakcja litu z solanki jest tania, ale powolna, spodumen jest drogi, ale szybki, a glina nie jest jeszcze sprawdzona na skalę przemysłową. Pojawiają się zakłócające nowe technologie ekstrakcji litu (w tym wymywanie, ekstrakcja rozpuszczalnikiem, ekotermia i elektroliza), ale odkrycia są zbyt niejednoznaczne, aby można je było zastosować komercyjnie.
Włączanie litu do metalu
Konwersja litu w metal odbywa się w ogniwie elektrolitycznym z użyciem chlorku litu.
Chlorek miesza się z chlorkiem potasu w stosunku 55 procent chlorku litu do 45 procent chlorku potasu w celu wytworzenia stopionego eutektycznego elektrolitu. Chlorek potasu dodaje się w celu zwiększenia przewodności litu przy jednoczesnym obniżeniu temperatury topnienia.
Po stopieniu i elektrolizie w około 450 ° C uwalniany jest gazowy chlor, podczas gdy stopiony lit wyrasta na powierzchnię elektrolitu, zbierając go w żeliwnych obudowach. Czysty lit jest wytwarzany w wosku parafinowym, aby zapobiec utlenianiu. Współczynnik konwersji węglanu litu do metalu litowego wynosi około 5,3 do 1.
Globalna produkcja litowa
Chociaż Chile i Australia są największymi źródłami światła na świecie, USA, Argentyna i Chiny są również głównymi producentami. Rynek litu jest silnie zdominowany przez cztery firmy: Sociedad Química y Minera de Chile (Chile), Talison (Australia), Chemetall (Niemcy) i FMC (US). Węglan litu jest na ogół sprzedawany na podstawie kontraktów od trzech do pięciu lat od górników do rafinerii, w tym wymienionych powyżej, które produkują i wprowadzają na rynek chemikalia dolnego źródła i lit metaliczny.
W 2017 r. (Zaokrąglona) światowa produkcja litu (z wyłączeniem produkcji amerykańskiej) wyniosła 43 tys. Ton metrycznych.