Ticari Lityum Üretimi Genel Bakış

Yıllardır ticari lityum üretimi, spodümen, petalit ve lepidolit gibi mineral cevher kaynaklarına dayanıyordu. Bununla birlikte, bu tür kaynaklardan lityumun çıkarılması, metalin lityum içeren tuzlardan çıkartılmasından çok daha maliyetlidir. Aslında, sert kayaçtan lityumun çıkartılmasının maliyetinin, brinesden üretilenin iki katı olduğu ve bu tür kaynakların çoğunun neden son 20 yılda pazardan ayrılacağı açıklanmaktadır.

Salar brinleri, lityum, potasyum ve sodyum gibi çözünmüş tuzların yüksek konsantrasyonlarını içeren yeraltı rezervuarları olarak tanımlanabilir. Bunlar genellikle salar olarak bilinen kurutulmuş lakebedlerin yüzeyinin altında bulunurlar.

Lityumun çıkarılması

Lityumu tuzlu sudan çıkarmak için, tuz bakımından zengin suları önce güneş buharlaşmasının birkaç ay içinde meydana geldiği bir dizi buharlaşma havuzuna yüzeye pompalanmalıdır. Salar tuzlu su doğal olarak yüksek rakımlarda ve yağış oranının düşük olduğu bölgelerde meydana geldiğinden, güneş buharlaştırması tuzların çökeltilmesi için ideal ve uygun maliyetli bir yöntemdir.

Potasyum ilk olarak erken göletlerden hasat edilirken, daha sonra göletlerde giderek artan oranda lityum bulunur. Ekonomik lityum kaynaklı tuzlu su normal olarak, milyon lityumdan birkaç yüz parçadan 7000 ppm'in üstüne kadar herhangi bir yeri barındırır.

Buharlaşma havuzlarındaki lityum klorür optimum bir konsantrasyona ulaştığında, çözelti bir kurtarma tesisine pompalanır, burada ekstraksiyon ve filtreleme istenmeyen bor veya magnezyumu alır.

Sonra sodyum karbonat (soda külü) ile işlemden geçirilir, böylece lityum karbonat oluşur. Lityum karbonat filtrelenir, kurutulur ve doğum için hazır olur. Fazla kalıntı brin salar içine pompalanır.

Lityum karbonat, belirli endüstriyel tuzlara ve kimyasallara dönüştürülebileceği veya lityum metal haline dönüştürülebileceği için lityum pazarında önemli bir arabulucu olan dengeli beyaz bir tozdur.

Sodyum tuzlarının aksine, lityumun spodümen ve diğer minerallerden çıkarılması, çok çeşitli hidrometalurjik işlemler gerektirir.

Örneğin, Avustralya'da mayınlı spodümen madenleri olan Galaxy Resources, lityum kristal fazını alfa'dan betaya dönüştürmek için cevherin döner kalsinasyon fırınında ısıtılmasını ve soğutmasını sağlar (dekpitasyon olarak adlandırılan bir işlem). Bu, cevheri içinde bulunan lityumun sodyum tarafından yer değiştirmesine izin verir. Elde edilen spodümen konsantresi soğutulur ve sülfik asit ile karıştırılmadan önce ince bir toz halinde öğütülür ve tekrar kavrulur.

Ardından, yoğunlaştırıcı bir filtre sistemi atığı konsantre likörden ayırırken, çöktürme işlemi bu solüsyondan magnezyum ve kalsiyumu çıkarır.

Son olarak, soda külü eklenir ve lityum karbonat kristalleştirilir, ısıtılır, süzülür ve yüzde 99 saflıkta lityum karbonat olarak kurutulur.

Metal haline getirme

Lityumun metal haline dönüştürülmesi, elektrolitik bir hücrede lityum klorid kullanılarak yapılır. Klorür, erimiş bir ötektik elektrolit üretmek için, yüzde 55 lityum klorid ile yüzde 45 potasyum klorid arasında potasyum klorür ile karıştırılır. Potasyum klorür, füzyon sıcaklığını düşürürken lityumun iletkenliğini arttırmak için eklenir.

Yaklaşık 450

° C'de eritilip elektroliz edildiğinde, erimiş lityum elektrolitin yüzeyine yükselirken dökme demir muhafazalarda toplanarak klor gazı serbest bırakılır. Üretilen saf lityum oksidasyonu önlemek için parafin mumuna sarılır. Lityum karbonatın lityum metaline dönüştürme oranı yaklaşık 5.3 ila 1.999'dur. Şili ve Avustralya dünyanın en büyük lityum kaynakları olmasına rağmen ABD, Arjantin ve Çin de büyük üreticilerdir. Lityum pazarı dört şirket tarafından hakim durumdadır: Sociedad Química ve Minera de Chile (Şili), Chemetall (Almanya), FMC (ABD) ve Talison (Avustralya). Lityum karbonat, genellikle, yukarıda listelenenler de dahil olmak üzere maden ocağından rafine olan kimyasallara ve lityum metal üreten ve pazarlayan üç ila beş yıllık sözleşmelerde satılmaktadır.

2012'de US Geological Survey (USGS), küresel lityum üretiminin 37.000 metrik tonun üzerine çıktığını tahmin ediyor. Bunun çoğu tuzlar ve kimyasallar olarak kullanılırken, muhtemelen yüzde 10'dan az - küçük bir fraksiyon sonuç olarak elektrolize edilir ve bir metal olarak kullanılır. Japonya 1992 yılında ilk lityum-iyon pil geri dönüşüm tesisini açtığından lityumun geri dönüşümü de önemli ölüde arttı. Belçika, Almanya, Japonya, ABD ve Kanada'daki tesisler artık lityum ve diğer bileşenleri için pilleri işleyebilir.

Kaynaklar

Kunasz, Ihor. "Lityum Kaynakları".

Endüstriyel Mineraller ve Kayalar

: Emtia, Pazarlar ve Kullanıcılar. Ed. Jessica Elzea Kogel, Nikhil C. Trivedi, James M. Barker.

// www. segemar. gov. ar / bibliotecaintemin / litio / lithiumindminrocks. pdf

Barrett, Wayne T. ve Bernard J. O'Neill Jr. "Güneş'ten Buharlaştırma Yöntemi İle Tuzlu Brinlerden Lityum Geri Kazanımı". Foote Mineral Şirketi. Kaynak: Tüzel kişi. org // web. Arşiv. org / web / 20090404023936 / // www. saltinstitute. org / content / indirme / / 6304 1089