Timp de decenii, producția comercială de litiu sa bazat pe surse de minereuri minerale, cum ar fi spodumena, petalita și lepidolitul. Cu toate acestea, extragerea litiului din astfel de surse este semnificativ mai costisitoare decât extragerea metalelor din saramură care conține litiu. De fapt, costul extragerii de litiu din roca dură este estimat a fi dublu față de cel al producției din saramură, explicând de ce majoritatea acestor surse au fost scoase din piață începând cu începutul anilor 2000.
Salatele salar pot fi descrise ca rezervoare subterane care conțin concentrații ridicate de săruri dizolvate, cum ar fi litiu, potasiu și sodiu. Acestea sunt în general descoperite sub suprafața lacurilor uscate, cunoscute sub denumirea de salarii.
Litiul este prelucrat din saramură, spodumenă și argilă.
Prelucrarea din saramură
Pentru a extrage litiul din saramură, apele bogate în săruri trebuie mai întâi pompate la suprafață într-o serie de iazuri de evaporare în care evaporarea solară are loc în mai multe luni. Deoarece sărurile de salar se găsesc în mod natural la altitudini mari și în zonele cu precipitații reduse, evaporarea solară este o metodă ideală și rentabilă pentru precipitarea sărurilor.
Potasiul este adesea recoltat mai întâi din iazurile timpurii, în timp ce iazurile ulterioare au concentrații din ce în ce mai mari de litiu. Izvoarele solare litiu-sursă economice conțin în mod normal oriunde de la câteva sute de părți per milion de litiu la peste 7000 ppm.
Când clorura de litiu din iazurile de evaporare atinge o concentrație optimă, soluția este pompată într-o instalație de recuperare unde extracția și filtrarea elimină orice bor sau magneziu nedorit. Apoi este tratată cu carbonat de sodiu (sodă de sodă), precipitând astfel carbonatul de litiu. Carbonatul de litiu este filtrat, uscat și gata de livrare.
Excesul de saramuri reziduale sunt pompate înapoi în salar.
Carbonatul de litiu este o pulbere albă stabilă, care este un intermediar cheie în piața litiului, deoarece poate fi transformată în săruri industriale specifice și produse chimice sau prelucrată în metal litiu.
Prelucrarea din Spodumene
Spre deosebire de sursele de salin salar, extracția litiului din spodumene și alte minerale necesită o gamă largă de procese hidrometalurgice.
Resursele Galaxy, care de exemplu minerit spodumene minate în Australia, distrug și încălzesc mai întâi minereul într-un cuptor de calcinare rotativ pentru a transforma faza de cristal de litiu de la alfa la beta (un proces numit decrepitation ). Acest lucru permite ca litiul prezent în minereu să fie deplasat cu sodiu. Concentratul de spodumen rezultat este răcit și măcinat într-o pulbere fină înainte de a fi amestecat cu acid sulfuros și prăjit din nou. Un sistem de filtrare îngroșător separă apoi deșeurile din lichidul concentrat, în timp ce precipitarea îndepărtează magneziu și calciu din această soluție.
În cele din urmă, se adaugă cenușă și carbonatul de litiu se cristalizează, se încălzește, se filtrează și se usucă ca carbonat de litiu pur 99%.
Procesarea din argilă
Este posibilă o mare varietate de abordări pentru extragerea litiului din argile.
Alegerea metodei de urmat depinde de natura materiei prime specifice luate în considerare. Deși au fost utilizate multe procese de extracție cu litiu, cele mai multe dintre procesele curente au fost dezvoltate pentru materiile prime pegmatite și nu pot fi complet eficiente pentru extragerea litiului din materia primă de lut. Studiile Biroului Minelor au investigat friptură de gips-calcar și frișcă de clorură pentru extracția de litiu din spodumenă și amblygonită.
Tehnicile care sunt explorate pentru extragerea litiului din argile includ dezagregarea apei, tratarea hidrotermală, leșierea acidă, leșierea cu apă acidă de copt, spălarea alcalină prin prăjire, spălarea cu sulfat de apă și spălarea cu apă în clor și scurgerea apei cu prăjire în mai multe reactivi . Cu toate acestea, în ciuda testelor, argila nu sa dovedit a fi viabilă și nu se face comercial.
În cele din urmă, extragerea litiului din saramură este ieftină, dar lentă, spodumena este scumpă, dar rapidă, iar argila nu este încă dovedită comercial la scară. Există tehnologii noi de extracție a litiului perturbatoare (printre care leșiere, extracție cu solvent, extracție geotermală și electroliză), dar rezultatele sunt prea neconcludente pentru a fi utilizate comercial.
Transformarea litiului în metal
Conversia litiului în metal se face într-o celulă electrolitică utilizând clorură de litiu.
Clorura este amestecată cu clorură de potasiu într-un raport de 55% clorură de litiu la 45% clorură de potasiu pentru a produce un electrolit eutactic topit. Se adaugă clorură de potasiu pentru a crește conductivitatea litiului în timp ce scade temperatura de fuziune.
Când este topit și electrolizat la aproximativ 450 ° C, gazul de clor este eliberat, în timp ce litiul topit crește pe suprafața electrolitului, colectând în incinte din fontă . Litiul pur produs este ambalat în ceară de parafină pentru a preveni oxidarea. Raportul de conversie dintre carbonatul de litiu și metalul de litiu este de aproximativ 5,3 la 1.
Producția globală de litiu
Chiar dacă Chile și Australia sunt cele mai mari surse de litiu din lume, SUA, Argentina și China sunt, de asemenea, producători majori. Piața pentru litiu este puternic dominată de patru societăți: Sociedad Química și Minera de Chile (Chile), Talison (Australia), Chemetall (Germania) și FMC (SUA). Carbonatul de litiu este, în general, vândut pe contracte de trei până la cinci ani de la mineri la rafinării, inclusiv cei menționați mai sus, care produc și comercializează produse chimice în aval și metale de litiu.
În 2017, producția mondială (rotunjită) mondială de litiu (cu excepția producției americane) sa ridicat la 43 de mii de tone metrice.