Ученые MIT разработали способ извлекать литий из твердых пород без нагрева до 1000°C
Исследовательская группа Массачусетского технологического института (MIT) предложила новый технологический процесс, который позволяет при комнатной температуре напрямую «растворять» твердые литийсодержащие породы, такие как сподумен. Метод не только извлекает литиевые соли батарейного качества, но и одновременно получает побочные продукты — оксид алюминия и диоксид кремния. Весь процесс практически не образует отходов.
Добыча лития из твердых пород традиционно связана с высоким энергопотреблением, высокими затратами и значительным загрязнением окружающей среды. Огромные объемы мировых литиевых ресурсов сосредоточены именно в твердых минералах, однако традиционный процесс переработки очень сложен. Обычно требуется нагреть руду до температуры выше 1000°C, а затем извлечь литий методом кислотного выщелачивания, что требует огромного количества энергии и приводит к образованию большого объема хвостов и отходов. Для сравнения, метод извлечения лития из соляных рассолов обходится дешевле, но также сопряжен с экологическими проблемами, такими как высокое потребление воды и разрушение экосистем.
Новый метод, предложенный командой MIT, меняет подход к извлечению лития из твердых пород. Сподумен в основном состоит из лития, алюминия и диоксида кремния. Традиционные методы переработки обычно сначала извлекают более реакционноспособные элементы, оставляя трудно разлагаемый диоксид кремния в качестве отхода. Новая технология действует наоборот: с помощью жидкого реагента, состоящего из воды и фторида аммония, она в первую очередь растворяет диоксид кремния в руде, что позволяет напрямую разрушить структуру сподумена уже при комнатной температуре, избегая этапа высокотемпературного обжига.
Эксперименты подтвердили эффективность метода. Затем команда разработала процесс разделения, позволяющий извлекать из раствора литиевые соли батарейного качества — фторид лития, гидроксид лития и карбонат лития, которые являются важным сырьем для производства тяговых батарей.
Фторид аммония и вода, используемые в системе, могут быть переработаны и использованы повторно. В процессе регенерации фторида аммония выделяется аммиак, который способствует повторному осаждению диоксида кремния из раствора, что позволяет замкнуть цикл использования реагентов и в конечном итоге свести отходы практически к нулю. По оценкам команды, общая себестоимость нового процесса составляет примерно половину от стоимости традиционного метода извлечения лития из твердых пород, и ожидается, что по экономичности он сможет приблизиться к методу извлечения лития из соляных рассолов.
На сегодняшний день команда успешно протестировала образцы сподуменовой руды из 17 различных источников по всему миру, подтвердив широкую применимость технологии. Разработка открывает новые перспективы для будущей аккумуляторной промышленности и энергетического перехода.
Фото: Shutterstock.com
