En 1817, Alphonsen descubrió un nuevo metal mientras analizaba feldespato de litio cerca de Estocolmo, y posteriormente nombró al metal Lithium en honor a su maestro, el químico sueco Berzelius, con el símbolo del elemento Li (litio).
Como el elemento metálico de peso atómico más pequeño, el litio tiene una actividad electroquímica extremadamente fuerte y propiedades químicas altamente reactivas. Por lo tanto, el litio puede reaccionar fácilmente con otros materiales para formar varias aleaciones, que se utilizan ampliamente en varios campos.
El contenido de litio en la corteza terrestre es de aproximadamente 0.0065% (aproximadamente 600 billones de toneladas, aunque es difícil para los humanos extraer toda la corteza), ocupando el puesto 27 en el ranking de riqueza. Aunque se le llama "metal raro", desde la perspectiva de su contenido natural, no pertenece a la categoría rara. La razón por la que el litio es "raro" no es por su stock, sino por su dificultad en la purificación.
En la actualidad, el nivel de tecnología hace que una gran cantidad de minerales de litio no tenga valor de desarrollo, como el Litio en el agua de mar (las reservas de litio en el agua de mar son de aproximadamente 260 mil millones de toneladas), que es difícil de extraer debido a su baja concentración.
En la actualidad, el consenso de la industria es que el litio puede existir tanto en los estados de recursos minerales sólidos como en los Estados de Recursos de depósito de minerales líquidos.
Los depósitos de litio sólido existen en dos formas: depósitos de litio de tipo pegmatita y depósitos de litio de tipo sedimentario. Los depósitos de litio líquido se refieren a depósitos de litio de tipo salmuera, que se encuentran principalmente en salmuera de lagos salados, agua de mar, salmuera de campos petrolíferos y salmuera de pozos.
Las reservas de litio en los lagos de sal de China son de aproximadamente 24,4738 millones de toneladas (calculadas como cloruro de litio), lo que representa aproximadamente el 85% de las reservas totales de recursos de litio en China.
En términos generales, la relación de litio de magnesio alta o baja en la salmuera de Lago Salado determina la viabilidad de usar recursos de salmuera para producir sales de litio, así como el costo de producción y los beneficios económicos de los productos de sal de litio.
Las instalaciones industriales para la extracción de litio de la salmuera en China son relativamente inmaduras y la capacidad de producción real es mucho menor que la capacidad de construcción.
La razón principal es que el grado de salmuera en los lagos de sal de China es relativamente bajo, especialmente en los lagos de sal de Qinghai, que en su mayoría tienen una alta relación de magnesio y litio. El magnesio y el litio se encuentran en posiciones diagonales adyacentes en la tabla periódica, y sus propiedades químicas son extremadamente similares. Es difícil separarlos eficazmente utilizando métodos físicos y químicos generales, lo que trae dificultades a la explotación de los recursos de litio.
Lo siguiente compara las ventajas y desventajas de los métodos de extracción de litio de salmuera existentes.
Método de calcinación
El proceso es simple, pero el cloruro de magnesio hidratado es difícil de descomponer por completo, y el gas de cloruro de hidrógeno generado es para el equipo altamente corrosivo, requiriendo una gran cantidad de agua para evaporarse, resultando en un alto consumo de energía en el proceso.
Método de extracción
El proceso es sencillo, pero hay problemas como la degradación y la pérdida de extractores, que aumentan significativamente el costo. Al mismo tiempo, los problemas ambientales causados por la pérdida de extractores son prominentes, y el costo del tratamiento de protección ambiental es alto.
Separación de membrana
El Costo de extraer litio de litio con alto contenido de magnesio es más alto que el de la salmuera. Por un lado, necesita agua pura para diluir, por otro lado, la tasa de recuperación de la máscara facial es baja y la amplificación industrial no es económica.
Método de adsorción
Tiene las ventajas de un proceso simple, alta tasa de recuperación y respeto al medio ambiente, pero la mayoría de los adsorbentes existentes en el mercado tienen poca fuerza, disolución severa, vida útil corta, y baja capacidad de adsorción.
En comparación con otros métodos, La Adsorción es un enfoque simple y eficiente, y la clave para la extracción de litio en este método son los adsorbentes de alto rendimiento.
En la actualidad, la mayoría de los informes de investigación en el país y en el extranjero están en adsorbentes inorgánicos, que utilizan la estructura interna especial de adsorbentes para bloquear los iones de metales alcalinos y alcalinotérreos más grandes durante la adsorción de litio, logrando así un cribado eficiente de magnesio y litio.
Pero estos adsorbentes inorgánicos están principalmente en forma de polvo, con un tamaño de partícula pequeño, poca resistencia mecánica, fluidez y permeabilidad, y una alta tasa de pérdida de adsorbente.
Para resolver las deficiencias anteriores, generalmente es necesario unir y granular el adsorbente en polvo. Por ejemplo, una empresa de extracción de litio en un lago salado en China introdujo tecnología adsorbente extranjera y la fabricó a través de este método de granulación.
En el uso industrial real, hay una gran cantidad de disolución y pérdida de adsorbentes, lo que significa que la pérdida de adsorbentes es relativamente grande.
Por lo tanto, los adsorbentes de alto rendimiento con gran capacidad de adsorción, velocidad de adsorción rápida y larga vida útil son los problemas clave que deben resolverse urgentemente para la extracción de litio mediante métodos de adsorción domésticos.
Para resolver los problemas de baja capacidad, poca resistencia mecánica y alta tasa de disolución de los adsorbentes existentes en el mercado, hemos desarrollado un nuevo material adsorbente de extracción de litio DL760.
Al sintetizar partículas de extracción de litio nano activas y usar tecnología de granulación especial, se asegura que las nanopartículas activas no se agreguen o se vuelvan inactivas, y aún tengan un tamaño nanométrico; Al mismo tiempo, el adsorbente de extracción de litio tiene una excelente resistencia mecánica, asegurando así la actividad de extracción de litio, capacidad, Y estabilidad del adsorbente de extracción de litio.
Como se muestra en la figura, la imagen de la izquierda es una imagen de microscopio electrónico de la apariencia de DL760, y la imagen de la derecha es una imagen de lente ampliada adicional de la nanopartícula.
Se puede ver que el Nano material de extracción de litio activo tiene un buen tamaño nano y dispersibilidad, lo que puede mantener la nano actividad y la estabilidad. El adsorbente tiene una excelente resistencia mecánica, baja velocidad de disolución y es adecuado para varias salmueras de relación de magnesio y litio. También tiene un alto rendimiento de extracción de litio, protección ambiental verde, sin contaminación secundaria y bajos costos operativos.
DL760 Apariencia (izquierda), Microscopio electrónico de transmisión de alta potencia (derecha)
El proceso de producción de carbonato de litio con adsorción especial de litio DL760 como núcleo incluye cuatro pasos: extracción de litio, eliminación profunda de magnesio, concentración y precipitación.
El primer paso de la extracción de litio a través de La Adsorción es el núcleo y la tecnología clave de la extracción de litio de Lago Salado, que separa y extrae el litio de la salmuera con una alta relación de litio de magnesio.
La eliminación profunda de magnesio posterior se puede lograr mediante el uso de adsorbentes de eliminación de magnesio para eliminar una pequeña cantidad de magnesio profundamente; La concentración se puede lograr mediante ósmosis inversa, seguida de una mayor concentración a través de la evaporación de múltiples efectos; Finalmente, el producto de carbonato de litio se obtuvo por precipitación con carbonato de sodio, como se muestra en la figura.
Diagrama de flujo de proceso para producir carbonato de litio por método de adsorción
Los indicadores técnicos relevantes y los parámetros del nuevo adsorbente de extracción de litio se muestran en la tabla
| Número de serie | Proyecto | Índice |
| 1 | Rango de temperatura para el uso | 10-100 ℃ |
| 2 | Densidad | 900-1000g/L |
| 3 | Capacidad de adsorción | ≥ 8,0G Li/L |
| 4 | Tasa de extracción de litio | ≥ 90% |
| 5 | Tasa de pérdida de fusión por lotes 100 | ≤ 0.5% |
| 6 | Altura mínima de la cama | ≥ 60cm |
| 7 | Caudal operativo | 0,5-20 BV/H |
Indicadores técnicos de nueva extracción de litio adsorbente
Con base en la producción preliminar a pequeña escala, a escala piloto y a escala de cien kilogramos, así como en el desarrollo de procesos de aplicación relacionados, la producción y la aplicación industrial de un nuevo adsorbente de extracción de litio de diez toneladas se han completado. Se ha establecido un dispositivo de producción de prueba de extracción de litio con una capacidad de procesamiento diario de 100 toneladas de salmuera en un sitio de Lago Salado en Qinghai, como se muestra en la figura.
Además, lleve a cabo investigaciones de aplicaciones industriales, simule escenarios de aplicaciones industriales, optimice las condiciones del proceso operativo, investigue el rendimiento y la estabilidad de los nuevos adsorbentes de extracción de litio y prepárese para el aumento industrial posterior.
Sitio de extracción de litio de Salt Lake
La siguiente tabla muestra que después de 6 meses de operación continua, todos los indicadores técnicos han cumplido con los requisitos y son adecuados para la extracción de litio de varias salmueras con un contenido de litio de 50-2500mg/L y el contenido de magnesio más alto en un estado saturado, logrando una separación eficiente de magnesio de litio.
| Número de serie | Índice | Tasa de eliminación |
| 1 | Temperatura de adsorción ≤ 40 ℃ | 25-40 ℃ |
| 2 | Temperatura de desorción ≤ 50 ℃ | 25-45 ℃ |
| 3 | Contenido de litio en solución de lixiviación de litio ≥ 1g/L | 1,0-1,2g/L |
| 4 | Solución de lixiviación de litio con contenido de magnesio ≤ 3G | 1,5-3,0g/L |
| 5 | Tasa de adsorción de litio ≥ 90% | 90-95% |
CN
EN
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