Чили переходит на прямое извлечение лития

В предыдущей статье в Innovation News Network (INN) мы обсуждали экологические проблемы в Чили и Аргентине, а также убедительные аргументы в пользу эффективной и экологически устойчивой прямой экстракции лития (DLE). 18 апреля 2023 года правительство Чили объявило о широкой реструктуризации своей литиевой промышленности, в ходе которой правительство установит государственный контроль над отраслью. По сути, частные компании должны внедрить процессы, основанные на DLE, чтобы сотрудничать с правительством Чили.

Хотя некоторые могут считать, что это действие вызвано желанием правительства контролировать промышленность, очевидно, что экологические проблемы играют очень большую роль в этом решении. В предыдущей статье INN мы осветили экологические проблемы, связанные с процессами солнечного испарения, которые в настоящее время практикуются в Чили. Эти проблемы включают в себя истощение рассолов в Саларе Атакама, массовое истощение пресной воды вокруг салара и загрязнение массивными соляными кучами, сложенными вокруг салара. Каждый из этих вопросов очень важен. Однако потеря питьевой воды серьезно повлияла на коренное население, проживающее вокруг Атакамы.

Чтобы противостоять этим проблемам, администрация Борича запустила процесс, который позволит перевести производство лития с солнечного испарения на процессы DLE. Чтобы достичь целей правительства Чили по сохранению саларовых экосистем, сохранению пресной воды и продолжению оставаться мировым лидером в производстве лития, необходимо внедрить совершенно новую парадигму, направленную на минимальное воздействие на рассолы и водные экосистемы.

Для достижения этих целей необходимо достичь следующих результатов:

Прямая экстракция лития означает метод, при котором литий избирательно удаляется из рассола. Фактически, несколько компаний работают над разработкой различных технологий DLE.

К сожалению, большинство этих процессов имеют плохую репутацию с точки зрения потребления воды и утилизации рассола.

DLE, как отмечалось выше, не является какой-то одной конкретной технологией. Это группа технологий и концепций, предназначенных для извлечения литиевой соли из рассола и подготовки ее к производству продукции. Ниже перечислены наиболее распространенные технологии DLE.

Следует отметить, что процесс изобретения и разработки новых технологических процессов, таких как прямое извлечение лития, является довольно сложным. Большинство попыток потерпят неудачу. В случае извлечения лития из рассола проблема весьма сложна из-за химических характеристик лития, состава рассола и экологических требований, которые должна принять промышленность.

Экологические требования Чили, вероятно, будут слишком обременительными для большинства процессов DLE из-за проблем, упомянутых выше. Однако эти цели необходимы Чили для удовлетворения своих гуманитарных и экологических потребностей.

Ионный обмен

Было предложено множество процессов DLE, а некоторые были опробованы. Как уже говорилось выше, один из них является коммерческим. Наиболее распространенные процессы DLE основаны на механизмах ионного обмена. Эти процессы по своей сути невыгодны с точки зрения сохранения воды, качества продукта и эффективности экстракции из-за природы природных литийсодержащих рассолов и специфических механизмов ионообменной экстракции.

В DLE на основе ионного обмена используются материалы, которые представляют собой либо органические полимерные соединения, либо неорганические материалы. Органические обменники обычно содержат отрицательно заряженные функциональные группы, такие как карбоксилаты или сульфонаты, которые распределены через полимерную матрицу. Некоторые из этих обменников могут иметь дополнительные комплексообразующие фрагменты, такие как простые полиэфиры.

Неорганические ионообменники основаны на кристаллических твердых оксидах металлов, которые обладают способностью к ионному обмену. Некоторые из этих теплообменников содержат марганец, титан, кобальт или другие тяжелые металлы. Они могут быть «автономными» или поддерживаться другим материалом, например полимером или неорганической опорной структурой.

Независимо от состава ионообменной прямой экстракции лития, механизм один и тот же. Обменный субстрат, полимерный или неорганический, будет иметь определенные отрицательные центры внутри соединения. Каждый из этих сайтов должен содержать положительный ион, катион, чтобы уравновесить структурный отрицательный заряд.