ภาพรวมของการผลิตลิเธียมเชิงพาณิชย์

มานานหลายทศวรรษการผลิตลิเธียมในเชิงพาณิชย์ขึ้นอยู่กับแหล่งแร่แร่เช่น spodumene, petalite และ lepidolite อย่างไรก็ตามการสกัดลิเธียมจากแหล่งดังกล่าวมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการสกัดโลหะจากสารละลายที่มีลิเธียมมาก ในความเป็นจริงค่าใช้จ่ายในการสกัดลิเธียมจากฮาร์ดร็อคคาดว่าจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากการผลิตจากน้ำเกลืออธิบายว่าเหตุใดแหล่งที่มาส่วนใหญ่จึงถูกกำหนดราคาออกสู่ตลาดตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 2000

น้ำเกลือ Salar สามารถอธิบายเป็นอ่างเก็บน้ำใต้ดินที่มีความเข้มข้นสูงของเกลือที่ละลายเช่นลิเทียมโพแทสเซียมและโซเดียม เหล่านี้มักพบใต้พื้น drybeds แห้งเรียกว่า salars

ลิเธียมมีการประมวลผลจากน้ำเกลือ, spodumene และดินเหนียว

การประมวลผลจากน้ำเกลือ

ในการสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือน้ำที่อุดมด้วยเกลือจะต้องถูกสูบเข้าไปในบ่อระเหยที่เกิดการระเหยของแสงอาทิตย์เป็นเวลาหลายเดือน เนื่องจากน้ำเค็มของ salar เกิดขึ้นเองที่ระดับความสูง - และในพื้นที่ที่มีฝนตกน้อยจะมีการระเหยของแสงอาทิตย์เป็นวิธีที่เหมาะและมีประสิทธิภาพสำหรับการตกตะกอนเกลือ

โพแทสเซียมมักได้รับการเก็บเกี่ยวครั้งแรกจากบ่อก่อนหน้าในขณะที่บ่อต่อมามีความเข้มข้นสูงขึ้นของลิเธียม แหล่งรวมลิเธียมแหล่งที่มาทางเศรษฐกิจมักมีที่ใดก็ได้จากลิเทียมไม่กี่ร้อยล้านลิตรต่อชิ้นขึ้นไปถึง 7,000 แผ่นต่อนาที

เมื่อคลอไรด์ลิเทียมในบ่อระเหยที่มีความเข้มข้นสูงที่สุดสารละลายจะถูกสูบไปยังโรงงานที่มีการสกัดและกรองเอา โบรอน หรือ แมกนีเซียมที่ ไม่พึงประสงค์ จากนั้นจะได้รับการรักษาด้วยโซเดียมคาร์บอเนต (โซดาแอช) ทำให้เกิดการตกตะกอนลิเทียมคาร์บอเนต ลิเธียมคาร์บอเนตถูกกรองแห้งและพร้อมสำหรับการจัดส่ง

ส่วนที่เกินเหลือจะถูกสูบกลับเข้าสู่ถัง

ลิเธียมคาร์บอเนตเป็นผงสีขาวที่มีเสถียรภาพซึ่งเป็นตัวกลางที่สำคัญในตลาดลิเทียมเนื่องจากสามารถเปลี่ยนเป็นเกลืออุตสาหกรรมและสารเคมีเฉพาะชนิดหรือแปรรูปเป็นโลหะลิเธียมได้

การประมวลผลจาก Spodumene

ในทางตรงกันข้ามกับแหล่งน้ำเค็มของสุราการสกัดลิเทียมจาก spodumene และแร่ธาตุอื่น ๆ จำเป็นต้องใช้กระบวนการ hydrometallurgical ที่หลากหลาย

ทรัพยากรของ Galaxy ซึ่งขุดแร่ในประเทศออสเตรเลียตัวอย่างเช่นบดและเผาแร่ในเตาเผาแบบหมุนเพื่อเปลี่ยนระยะคริสตัลลิเธียมจาก alpha to beta (กระบวนการที่เรียกว่าการ เสื่อมสภาพ ) นี้จะช่วยให้ลิเธียมที่มีอยู่ในแร่ที่จะแทนที่ด้วยโซเดียม ที่มีส่วนผสมของ spodumene จะถูกทำให้เย็นลงและบดเป็นผงละเอียดก่อนที่จะนำมาผสมกับกรดซัลเฟริคและย่างอีกครั้ง ระบบกรองสารข้น (thickener-filter system) จะแยกขยะออกจากสุราเข้มข้นในขณะที่สารเร่งรัดจะเอาแมกนีเซียมและแคลเซียมออกจากสารละลายนี้

สุดท้ายเติมโซดาแอชแล้วลิเธียมคาร์บอเนตจะตกผลึกอุ่นกรองและอบแห้งเป็นลิเธียมคาร์บอเนตบริสุทธิ์ 99 เปอร์เซ็นต์

การประมวลผลจากดิน

มีหลากหลายวิธีในการสกัดลิเธียมจากดินเหนียว

การเลือกวิธีการที่จะปฏิบัติตามขึ้นอยู่กับลักษณะของวัตถุดิบที่เฉพาะเจาะจงที่ได้รับการพิจารณา แม้ว่าจะมีการใช้กระบวนการสกัดลิเธียมหลายวิธี แต่กระบวนการผลิตปัจจุบันส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาเพื่อใช้เป็นวัตถุดิบของ pegmatite และอาจไม่มีประสิทธิภาพในการสกัดลิเทียมจากวัสดุป้อนดิน สำนักวิจัยเหมืองแร่ได้ทำการศึกษาการย่างยิปซั่มและคลอไรด์สำหรับการสกัดลิเธียมจาก spodumene และ amblygonite

เทคนิคการสกัดลิเธียมจากดินเหนียวรวมถึงการแยกน้ำการบำบัดด้วยไฮโดรเทอโรนการชะละลายกรดการทำน้ำราดด้วยกรดการชะล้างน้ำคั่วแบบอัลคาไลน์การซัลเฟตการกรองน้ำย่างการคลุกคลอไรด์การกรองน้ำและการชะล้างน้ำย่างหลายชนิด . อย่างไรก็ตามแม้จะมีการทดสอบดินเหนียวยังไม่ได้พิสูจน์ว่าเป็นต้นทุนที่มีประสิทธิภาพและไม่ได้ทำในเชิงพาณิชย์

ในท้ายที่สุดการสกัดลิเทียมจากน้ำเกลือนั้นมีราคาถูก แต่ช้า แต่ spodumene มีราคาแพง แต่รวดเร็วและดินยังไม่ได้รับการพิสูจน์ในเชิงพาณิชย์ในระดับมาก มีการค้นพบเทคโนโลยีการสกัดลิเธียมใหม่ ๆ ซึ่งรวมถึงการชะล้างการสกัดด้วยตัวทำละลายการสกัดด้วยความร้อนใต้พิภพและการอิเล็กโทรลิซิส) แต่ผลการวิจัยยังไม่สามารถสรุปได้ว่าจะใช้ในเชิงพาณิชย์

การเปลี่ยน Lithium Into Metal

การแปลงลิเธียมเป็นโลหะทำได้ในเซลล์ไฟฟ้าโดยใช้ลิเทียมไอออนคลอไรด์

คลอไรด์ผสมกับโพแทสเซียมคลอไรด์ในอัตราส่วน 55 เปอร์เซ็นต์ lithium chloride เป็นร้อยละ 45 โพแทสเซียมคลอไรด์เพื่อผลิตอิเลคโตรไลต์ eutectic หลอม โพแทสเซียมคลอไรด์ถูกเพิ่มเพื่อเพิ่มการนำไฟฟ้าของลิเธียมในขณะที่ลดอุณหภูมิฟิวชัน

เมื่อหลอมละลายและอิเล็กโทรไลต์ที่อุณหภูมิประมาณ 450 องศา เซลเซียสก๊าซคลอรีนจะได้รับการปลดปล่อยในขณะที่ลิเธียมที่หลอมละลายลุกขึ้นมาสู่พื้นผิวของอิเลคโตรไลท์โดยเก็บในกล่อง เหล็กหล่อ ลิเธียมบริสุทธิ์ผลิตเป็นห่อในขี้ผึ้งพาราฟินเพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชัน อัตราส่วนการเปลี่ยนจากลิเธียมคาร์บอเนตเป็นลิเทียมเป็นประมาณ 5.3 ถึง 1

การผลิตลิเธียมทั่วโลก

แม้ว่าชิลีและออสเตรเลียจะเป็นแหล่งลิเธียมที่ใหญ่ที่สุดในโลก แต่สหรัฐฯอาร์เจนตินาและจีนยังเป็นผู้ผลิตรายใหญ่ ตลาดของลิเธียมมีการครอบงำโดย บริษัท สี่แห่งคือ Sociedad Química y Minera de Chile (ชิลี), Talison (Australia), Chemetall (Germany) และ FMC (US) ลิเธียมคาร์บอเนตโดยทั่วไปจะขายในสัญญาสามถึงห้าปีจากเหมืองแร่ไปยังโรงกลั่นรวมทั้งที่ระบุไว้ด้านบนซึ่งผลิตและจำหน่ายสารเคมีที่ใช้แล้วและโลหะลิเธียม

ในปี 2560 การผลิตลิเทียม (กลมกลืน) ทั่วโลกมีจำนวน 43,000 เมตริกตัน