Онжылдықтар бойы коммерциялық литий өндірісі сподумен, петалит және лепидолит секілді минералды кен көздеріне негізделген. Алайда мұндай көздерден литий алу литий бар шырындардан металды алудан қымбатырақ. Шын мәнінде, қатты тастан литий алудың құны 2000-шы жылдардың басынан бері нарықтардан неге нарықтық бағадан шығатындығын түсіндіріп, тұзды шикізаттан өндіретін екі еселенген.
Салар тұзды ерітінділері литий, калий және натрий сияқты ерітілген тұздардың жоғары концентрациясы бар жерасты резервуарларымен сипатталуы мүмкін. Олар, негізінен, жалақы ретінде белгілі кептірілген көлдердің бетінде орналасқан.
Литий тұзды ерітіндіден, сподуменнен және балшықтан өңделеді.
Қайтадан өңдеу
Шырындардан литий алу үшін, тұзға бай суды бірінші кезекте бірнеше айлар бойы күн булануы орын алатын булану тоғандарының сериясына жер бетіне сорып алу керек. Табиғи жалақының жоғары биіктікте пайда болғаны үшін, ал жауын-шашынның төменгі аудандарында күн сәулесінен булану - бұл тұзды тұндырудың мінсіз және тиімді әдісі.
Калий жиі ертерек тоғандардан жиналады, ал кейінгі уақытта тоғандар литийдің жоғары концентрациясы бар. Экономикалық литий көзі шырыны әдетте миллиондаған литийдің бірнеше жүзден бір бөлігінен 7000 ppm-ға дейін бар.
Булану тоғанындағы литий хлориді оңтайлы концентрацияға жеткенде, ерітіндіні тазарту қондырғысына сорып алады, онда экстракция және сүзу кез келген қажетсіз бор мен магнийді алып тастайды. Содан кейін ол натрий карбонатымен (сода күлі) өңделеді, сол арқылы литий карбонатты тұндырады. Литий карбонаты сүзіледі, кептіріледі және жеткізуге дайын.
Артық қалдық шырындар жалақыларға кері айдалады.
Литий карбонаты - литий нарығында негізгі делдал болып табылатын тұрақты өнеркәсіптік тұздар мен химиялық заттарға айналатын немесе литий металлына өңделетін тұрақты ақ ұнтақ.
Сподуменнен өңдеу
Табыс тұзды көздерінен айырмашылығы, сподумен мен басқа минералдардан литий алу гидрометаллургиялық процестердің кең спектрін қажет етеді.
Мысалы, Австралияда өндірілген минометалл кеніштері Galaxy Resources литий кристалды фазасын альфадан бетаға (процесті тоқтату деп аталатын) айналдыру үшін роторлы кальций пештерінде руданы бірінші рет итереді және қызады. Бұл рудадағы литийді натриймен ауыстыруға мүмкіндік береді. Алынған сподумен концентраты салқындатылып, сульфалық қышқылмен араласып, қайтадан қуырылғанға дейін ұсақ ұнтақ түрінде өңделеді. Қалыңдататын сүзгі жүйесі қалдықтарды концентрлі сұйықтықтан бөледі, ал жауын-шашын бұл ерітіндіден магний мен кальцийді кетіреді.
Соңында, сода күлі қосылады және литий карбонаты кристалданып, қызады, сүзіледі және 99% таза литий карбонаты ретінде кептіріледі.
Балшықтан өңдеу
Литийді балшықтан алу үшін әр түрлі тәсілдерді қолдануға болады.
Қандай көзқарастың таңдауы, нақты шикізаттың сипатына байланысты. Көптеген литийді экстракция үрдістерін қолданғанымен, ағымдағы процестердің басым бөлігі пегматитті шикізатқа арналған және литийді балшықтан жасалған материалдардан алу үшін тиімді болмауы мүмкін. Тау-кен зерттеулерінің бюросы сподумен мен амблононнан литий алу үшін лайм-гипс қуырылған және хлориді қуырылған теріні зерттеді.
Балшықтан литий алу үшін зерттелетін әдістерге суды бөлу, гидротермикалық өңдеу, қышқылдық шаймалау, қышқылды пісіру-суды шаймалау, сілтілі қуыру-суды шаймалау, сульфатты қуыру-суды шаймалау, хлоридті қуыру-суды шаймалау және көптеген реактивті қуыруға арналған суды шаймалау жатады . Дегенмен, тестілеуге қарамастан, балшық әлі де өміршең болады және коммерциялық тұрғыдан жасалмайды.
Ақыр соңында тұзды литийді арзан, бірақ баяу шығарады, сподумен қымбат, бірақ жылдам, ал балшық әлі де коммерциялық деңгейде дәлелденбейді. Литий алудың жаңа технологиялары бұзылған (оның ішінде шаймалау, ерітінділерді алу, геотермальды экстракция және электролиз), бірақ коммерциялық нәтижелерге қол жеткізу мүмкін емес.
Металлға литийді айналдыру
Литийді металлға айналдыру литий хлоридін қолданып, электролит клеткасында жүргізіледі.
Хлорид калий хлоридімен 55 пайыздық литий хлоридінің 45 пайыздық калий хлоридіне балқытылған эвтектикалық электролитті алу үшін араласады. Литийдің өткізгіштігін жоғарылату үшін қосынды температурасын төмендету үшін калий хлориді қосылады.
450 градусқа дейін электролизденген кезде, хлор газы босатылады, ал балқытылған литий шойын шкафтарында жиналатын электролит бетіне көтеріледі. Өндірілген таза литий тотығудың алдын алу үшін парафинді балауызға орайды. Литий карбонатының литий металына дейінгі конверсия коэффициенті 5,3-ден 1-ге дейін.
Ғаламдық литий өндірісі
Чили мен Австралия әлемдегі ең ірі литий көздері болса да, АҚШ, Аргентина және Қытай да ірі өндірушілер болып табылады. Литий нарығы негізінен төрт компания: Sociedad Química y Minera de Chile (Чили), Talison (Австралия), Chemetall (Германия) және FMC (АҚШ) басымдыққа ие. Литий карбонаты әдетте үш жылдан бес жылға дейін шахтерлерден тазартқыштарға дейін сатылады, оның ішінде жоғарыда айтылғандар да төменгі химиялық заттар мен литий металдарын өндіріп, сатады.
2017 жылы бүкіл дүние жүзі бойынша литий өндірісі (АҚШ өндірісін қоспағанда) 43 мың тоннаны құрады.