大多数锂的商业生产要么是从地下卤水储层中提取含锂盐,要么是开采含锂岩石,如锂辉石。粘土来源的锂生产有望实现商业可行性,但可能要到2022年才能实现。
锂是一种常用于电池的金属,如笔记本电脑、手机、电动汽车以及陶瓷和玻璃中的可充电电池。它是地球上最轻的金属,当它是元素形态时,它足够柔软,可以用刀切割。
今天生产的大部分锂都是从位于玻利维亚、阿根廷和智利高海拔地区的名为Salar的卤水储层中提取的。为了从卤水中提取锂,必须首先将富含盐分的水抽到地表,进入一系列大型蒸发池,在这些蒸发池中,太阳蒸发会持续数月。
钾通常首先从早期的池塘中获取,而后来的池塘中锂的浓度越来越高。经济的锂源卤水通常含有百万分之几百(ppm)到7000 ppm以上的锂。
当蒸发池中的氯化锂达到最佳浓度时,溶液被泵送至回收厂,在那里提取和过滤去除任何不需要的硼或镁。然后用碳酸钠(苏打灰)处理,从而沉淀碳酸锂。然后对碳酸锂进行过滤和干燥。多余的残余盐水被泵送回salar。
碳酸锂是一种稳定的白色粉末,是锂市场的关键中介,因为它可以转化为特定的工业盐和化学品,或加工成纯锂金属。
与salar卤水源不同,从锂辉石、锂云母、花瓣岩、斜闪锌矿和正闪锌矿中提取锂需要广泛的过程。由于能源消耗和所需材料的数量,从采矿中生产锂的过程比从盐水中提取锂的过程成本要高得多,尽管这些矿物的锂含量比盐水高。
在五种矿物中,锂辉石是最常用于锂生产的。锂辉石开采后,被加热到2012华氏度,然后冷却到149华氏度。然后再次粉碎和烘烤,这次是用浓硫酸。 最终,添加碳酸钠或纯碱,并结晶、加热、过滤和干燥所得碳酸锂。
有几家公司正在探索从内华达州的粘土中提取锂,其中包括美国锂业公司和诺兰风险投资公司。这些公司正在测试不同的生产方法,包括硫酸浸出法。
用氯化锂在电解槽中将锂转化为金属。氯化锂与氯化钾以55%至45%的比例混合,以产生熔融共晶电解质。氯化钾的加入增加了锂的导电性,同时降低了熔融温度。
当在大约840华氏度的温度下熔化和电解时,氯气被释放,而熔融的锂上升到表面,聚集在铸铁外壳中。生产的纯锂用石蜡包裹以防止氧化。碳酸锂与金属锂的转化率约为5.3:1。
2018年锂产量排名前五的国家是澳大利亚、智利、中国、阿根廷和津巴布韦。澳大利亚当年生产了51000公吨锂,这是最新的数据。不包括美国在内的全球总产量为70000公吨。
生产锂最多的公司是Albemarle、Sociedad Quimica y Minera de Chile和FMC。
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