On yıllardır ticari lityum üretimi, spodumen, petalit ve lepidolit gibi mineral cevheri kaynaklarına dayanıyordu. Bununla birlikte, bu kaynaklardan lityumun çıkarılması, lityum içeren brinlerden metalin çıkarılmasından önemli ölçüde daha maliyetlidir. Aslında, sert kayadan lityum ekstrakt etme maliyetinin, bu tür kaynakların çoğunun 2000'li yılların başından bu yana piyasadan neden fiyatlandırıldığını açıklayan brinesinden üretmenin iki katı olduğu tahmin edilmektedir.
Salar tuzlu suları, lityum, potasyum ve sodyum gibi yüksek konsantrasyonlarda çözünmüş tuzlar içeren yer altı depoları olarak tanımlanabilir. Bunlar genellikle maaş olarak bilinen kurutulmuş lakebedlerin yüzeyinin altında bulunur.
Lityum tuzlu su, spodumen ve kilden işlenir.
Salamuradan İşleme
Tuzlu sulardan lityum elde etmek için, tuz açısından zengin sular, yüzeye, birkaç ay içinde güneş buharlaşmasının meydana geldiği bir dizi buharlaşma havuzuna pompalanmalıdır. Salar tuzlu sular doğal olarak yüksek irtifalarda ve düşük yağış alanlarında meydana geldiği için, güneş buharlaşması tuzları çökeltmek için ideal ve uygun maliyetli bir yöntemdir.
Potasyum genellikle ilk havuzlardan toplanırken, daha sonraki havuzlar artan oranda yüksek lityum konsantrasyonlarına sahiptir. Ekonomik lityum-kaynaklı tuzlu sular normal olarak milyonda birkaç yüz litrelik lityumdan 7,000 ppm'ye kadar her yerde bulunur.
Buharlaşma havuzlarındaki lityum klorür optimum konsantrasyona ulaştığında, çözelti, ekstraksiyon ve filtrelemenin istenmeyen herhangi bir bor veya magnezyumun çıkarıldığı bir geri kazanım tesisine pompalanır. Daha sonra sodyum karbonat (soda külü) ile muamele edilir, böylece lityum karbonat çökeltilir. Lityum karbonat süzülür, kurutulur ve dağıtılmaya hazırdır.
Fazla kalan tuzlu sular salarma geri pompalanır.
Lityum karbonat, lityum piyasasında önemli bir arabulucu olan sabit bir beyaz tozdur, çünkü belirli endüstriyel tuzlara ve kimyasallara dönüştürülebilir veya lityum metale dönüştürülebilir.
Spodumenden İşleme
Salar salamura kaynaklarının aksine, spodumenden ve diğer minerallerden lityum ekstraksiyonu, çok çeşitli hidrometalurjik prosesler gerektirir.
Örneğin, Avustralya'da mayınlı spodumene ait olan Galaxy Kaynakları, lityum kristal fazını alfadan beta'ya (dekrepitasyon olarak adlandırılan bir süreç) dönüştürmek için döner kalsinasyon fırınındaki cevheri ilk olarak ezip ısıtır. Bu, cevherde bulunan lityumun sodyum ile yer değiştirmesine izin verir. Elde edilen spodumen konsantresi soğutulur ve sülfürik asit ile karıştırılmadan önce ince bir toz haline getirilir ve tekrar kavrulur. Daha sonra bir koyulaştırıcı filtre sistemi, konsantrasyonu konsantre likörden ayırmakta, çökeltme ise magnezyum ve kalsiyumu bu çözeltiden uzaklaştırmaktadır.
Son olarak, soda külü eklenir ve lityum karbonat kristalleştirilir, ısıtılır, süzülür ve% 99 saf lityum karbonat olarak kurutulur.
Kil'den İşleme
Lityumun killerden ayıklanması için çok çeşitli yaklaşımlar mümkündür.
Takip edilecek yaklaşımın seçimi, dikkate alınan spesifik hammaddenin doğasına bağlıdır. Birçok lityum ekstraksiyon prosesi kullanılmış olmasına rağmen, pegmatit hammaddeleri için mevcut işlemlerin çoğu geliştirilmiştir ve kil yem malzemesinden lityum ekstrakte etmek için tamamen etkili olmayabilir. Mayın çalışmaları, spodumen ve amilligonitten lityum ekstraksiyonu için kireç-alçı kızartması ve klorür kızartmasını araştırmıştır.
Lityumun killerden ayıklanması için araştırılan teknikler arasında su ayrıştırma, hidrotermal işlem, asit liçi, asitli pişirme-su özütleme, alkali kavurma-su özütleme, sülfat kavurma-su özütleme, klorür kavurma-su özütleme ve çoklu-reaktif kızartma-su liç . Bununla birlikte, teste rağmen, kil henüz maliyet açısından uygun değildir ve ticari olarak yapılmamaktadır.
Sonuçta, lityumun brin'den ayrılması ucuz fakat yavaştır, spodumen pahalı fakat hızlıdır ve kil henüz ticari olarak kanıtlanmamıştır. Yıkıcı yeni lityum ekstraksiyon teknolojileri (liç, solvent ekstraksiyonu, jeotermal ekstraksiyon ve elektroliz dahil olmak üzere) göze çarpmaktadır, ancak bulgular ticari olarak kullanılmak için çok yetersizdir.
Lityumun Metal İçine Dönmesi
Lityumun metale dönüştürülmesi, lityum klorür kullanılarak bir elektrolitik hücrede yapılır.
Erimiş bir ötektik elektrolit üretmek için klorür, yüzde 55 lityum klorit, yüzde 45 potasyum klorür oranında potasyum klorür ile karıştırılır. Füzyon sıcaklığını düşürürken lityumun iletkenliğini arttırmak için potasyum klorür eklenir.
Yaklaşık 450 ° C'de kaynaştırıldığında ve elektrolize edildiğinde, klor gazı açığa çıkarılırken, erimiş lityum elektrolit yüzeyine yükselir, dökme demir muhafazalarda toplanır. Üretilen saf lityum oksitlenmeyi önlemek için parafin mumuyla sarılır. Lityum karbonatın lityum metale dönüşüm oranı yaklaşık 5.3 ila 1'dir.
Küresel Lityum Üretimi
Şili ve Avustralya dünyanın en büyük lityum kaynağı olmasına rağmen, ABD, Arjantin ve Çin de büyük üreticilerdir. Lityum piyasası ağırlıklı olarak dört şirket tarafından yönetilmektedir: Sociedad Química y Minera de Chile (Şili), Talison (Avustralya), Chemetall (Almanya) ve FMC (ABD). Lityum karbonat genellikle madencilerden rafinerilere, yukarıda listelenenler de dahil olmak üzere üç ila beş yıllık sözleşmelerde satılır ve bu da alt kimyasallar ve lityum metali üretir ve pazarlar.
2017 yılında (yuvarlak) dünya çapında lityum üretimi (ABD üretimi hariç) 43 bin mt'a ulaştı.