Фото: из открытых источников
Ученые из престижного Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) Российской академии наук представили революционную технологию извлечения лития из сырья. Этот новаторский метод призван заменить традиционные методы, значительно снижая как воздействие на окружающую среду, так и финансовые затраты. Результаты исследования опубликованы в журналах Applied Sciences и Journal of Applied Chemistry.
Литий, редкий щелочной металл, в последние десятилетия пользуется растущим спросом в различных отраслях промышленности. Наиболее примечательно, что включение лития в состав аккумуляторов привело к значительному увеличению их емкости. Однако потенциал этого универсального металла простирается далеко за пределы аккумуляторов. Литий находит применение в производстве стекла, керамики и алюминия, а также значительно улучшает качество металлов и сплавов. Его актуальность распространяется на ядерную энергетику и создание алюминиево-литиевых сплавов, известных своими исключительными физическими и механическими свойствами.
Традиционно извлечение лития происходит из твердых минеральных соединений или концентрированных минеральных растворов, которые встречаются в соленых озерах по всему миру. Мировые запасы лития оцениваются в пределах от 40 до 60 миллионов тонн, при этом потребление неуклонно растет с каждым годом.
В советское время литий добывался в России. В настоящее время в стране больше не ведется активная добыча этого ценного металла. В то время как в России отсутствуют значительные открытые “озерные” месторождения, подземные резервуары, известные как “рассолы” – минеральные растворы, добываемые параллельно с добычей нефти, – часто содержат следы лития. Кроме того, Россия обладает месторождениями литиевой руды в таких регионах, как Забайкальский край и Кольский полуостров.
Как правило, извлечение лития из руды предполагает использование серной кислоты, что приводит к значительному расходу реагентов и сырья, а также образованию вредных для окружающей среды отходов. Однако ученые ГЕОХИ РАН разработали альтернативный метод, использующий соединение бисульфата аммония, вещество, широко используемое в таких процессах, как отбеливание тканей.
Предлагаемая технология представляет собой замкнутый химический цикл с получением карбоната лития в качестве конечного продукта. Кроме того, оставшиеся реагенты могут быть повторно использованы в последующих циклах для продолжения извлечения из руды.
Внедрение этой новаторской технологии позволяет перерабатывать литий-содержащее сырье на месте, устраняя необходимость в дорогостоящей транспортировке и снижая экологические проблемы. Лабораторные испытания дали многообещающие результаты: был получен карбонат лития чистотой 99,5%, ключевой компонент современных аккумуляторов.
Предварительные оценки показывают, что применение этого нового подхода могло бы снизить затраты на производство лития почти в два раза по сравнению с традиционными методами добычи. Ученые провели расчеты для Колмозерского месторождения в Мурманской области и Тарумовского месторождения подземных геотермальных вод в Республике Дагестан, продемонстрировав потенциал экономии средств этого инновационного прорыва.
