Российские учёные из Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН представили новаторскую технологию извлечения редкого металла лития из литиевой руды или жидких растворов, обнаруживаемых в процессе добычи нефти. В отличие от традиционного метода, основанного на использовании серной кислоты и приводящего к образованию значительного количества отходов и загрязнению окружающей среды, новый подход учёных представляет полностью замкнутый химический цикл. Это позволяет многократно использовать реактивы, не порождая опасных побочных продуктов. Новая технология обладает потенциалом для существенного снижения затрат при получении лития, металла, играющего важную роль во множестве промышленных отраслей.
Литий является одним из наиболее востребованных промышленных металлов последних десятилетий. Его широкое применение находит в аккумуляторах, где литиевые добавки значительно увеличивают ёмкость энергетических устройств. Однако литий также находит применение в производстве стекла, керамики и алюминия, а его использование способствует повышению качества металлов и сплавов. Кроме того, литий играет роль в ядерной энергетике, а сплавы алюминия с литием обладают уникальными физико-механическими свойствами.
В мировой практике литий добывается из твёрдых минеральных соединений или из концентрированных минеральных растворов в соляных озёрах. Общие мировые запасы лития оцениваются в 40-60 миллионов тонн, и ежегодные объёмы его потребления продолжают расти.
В России добыча лития проводилась в советский период, однако в настоящее время страна не осуществляет его добычу. На территории России практически отсутствуют открытые месторождения лития, но встречается литий в пластовых рассолах, подземных минеральных растворах, которые добываются вместе с нефтью. Кроме того, в России имеются рудные месторождения лития, такие как находящиеся в Забайкальском крае или на Кольском полуострове.
Традиционно литий извлекается из руды с использованием серной кислоты, что приводит к большим затратам реагентов и сырья, а также к образованию загрязняющих окружающую среду отходов. Однако учёные из ГЕОХИ РАН разработали альтернативную методику извлечения лития с помощью бисульфата аммония, который широко применяется, включая отбеливание тканей.
Новая предложенная технология основана на полностью замкнутом химическом цикле, при котором образуется карбонат лития в качестве конечного продукта. При этом остальные реагенты можно повторно использовать в цикле извлечения лития из руды.
Руслан Хамизов, директор ГЕОХИ РАН, доктор химических наук и член-корреспондент РАН, пояснил: «Взаимодействие бисульфата аммония с алюмосиликатами, по существу оксидами, приводит к образованию сульфата аммония. При нагревании до 250 ºC сульфат аммония возвращается в исходное состояние, т.е. в бисульфат. Таким образом, механизм восстановления бисульфата аммония заключается в том, что его используется столько же, сколько восстанавливается при получении карбоната лития».
Применение новой технологии позволит перерабатывать литийсодержащее сырьё на месте его добычи без нанесения ущерба окружающей среде и без необходимости транспортировки руды. Учёные подтвердили успешность разработки в ходе лабораторных испытаний, в результате которых был получен карбонат лития чистотой 99,5%, который может использоваться в современных аккумуляторах.
Предварительные оценки показывают, что применение нового подхода может сократить затраты на получение лития почти в два раза по сравнению с традиционными методами добычи. Эти расчёты были проведены для Колмозерского месторождения (Мурманская область) и Тарумовского месторождения подземных геотермальных вод (Республика Дагестан).
Источник: RT
