Uma Visão Geral da Produção Comercial de Lítio

Durante décadas, a produção comercial de lítio dependia de fontes de minério mineral, como o spodumeno, a pétalite e a lepidolita. Extrair o lítio de tais fontes, no entanto, é significativamente mais dispendioso do que extrair o metal das salmouras contendo lítio. Na verdade, estima-se que o custo de extração de lítio a partir de hard rock seja o dobro da produção de salmoura, explicando por que a maioria dessas fontes foi comercializada fora do mercado nos últimos 20 anos.

Salmoura pode ser descrita como reservatórios subterrâneos que contêm altas concentrações de sais dissolvidos, como lítio, potássio e sódio. Estes geralmente são encontrados abaixo da superfície de lixos secos, conhecidos como salars.

Extraindo o Lítio

Para extrair o lítio das salmoura, as águas ricas em sal devem primeiro ser bombeadas para a superfície em uma série de lagoas de evaporação onde a evaporação solar ocorre durante vários meses. Como a salmoura salar ocorre naturalmente em altitudes elevadas e em áreas de baixa precipitação, a evaporação solar é um método ideal e econômico para a precipitação de sais.

O potássio geralmente é colhido pela primeira vez de lagoas iniciais, enquanto as lagoas posteriores apresentam concentrações cada vez maiores de lítio. As salmouras econômicas de fonte de lítio normalmente contêm qualquer lugar de algumas centenas de partes por milhão de lítio para mais de 7000ppm.

Quando o cloreto de lítio nos tanques de evaporação atinge uma concentração ideal, a solução é bombeada para uma planta de recuperação onde a extração e a filtragem removem qualquer boro ou magnésio indesejados.

Trata-se então com carbonato de sódio (carbonato de sódio), precipitando assim o carbonato de lítio. O carbonato de lítio é filtrado, seco e pronto para entrega. O excesso de salmoura residual é bombeado de volta ao salar.

O carbonato de lítio é um pó branco estável, que é um intermediário chave no mercado do lítio porque pode ser convertido em sais industriais específicos e produtos químicos, ou transformado em lítio metálico.

Extração de lítio a partir de spodumeno e outros minerais, em contraste com as fontes de salmoura salar, requer uma ampla gama de processos hidrometalúrgicos.

Galaxy Resources, que minas de spodumene extraído na Austrália, por exemplo, primeiro esmaga e aquece o minério em um forno de calcinação rotativo para converter a fase de cristal de lítio de alfa em beta (um processo denominado decrepitação). Isso permite que o lítio presente no minério seja deslocado pelo sódio.

O concentrado de espodumeno resultante é arrefecido e moído em pó fino antes de ser misturado com ácido sulférico e assado novamente.

Um sistema de filtro de espessante separa os resíduos do licor concentrado, enquanto a precipitação remove o magnésio e o cálcio desta solução.

Finalmente, é adicionada carbonato de sódio e o carbonato de lítio é cristalizado, aquecido, filtrado e seco como carbonato de lítio puro a 99 por cento.

Fazendo-o em Metal

A conversão de lítio em forma de metal é feita em uma célula eletrolítica usando cloreto de lítio.

O cloreto é misturado com cloreto de potássio numa proporção de 55 por cento de cloreto de lítio a 45 por cento de cloreto de potássio para produzir um eletrólito eutéctico eutéctico fundido. Adiciona-se cloreto de potássio para aumentar a condutividade do lítio enquanto baixa a temperatura de fusão.

Quando fundido e eletrólise em cerca de 450 ° C, o gás de cloro é liberado enquanto o lítio fundido sobe para a superfície do eletrólito, coletando coberturas de ferro fundido. O lítio puro produzido é enrolado em parafina para evitar a oxidação. O índice de conversão do carbonato de lítio para o lítio metálico é de cerca de 5. 3 a 1.

Embora o Chile e a Austrália sejam as maiores fontes de lítio do mundo, os EUA, a Argentina e a China também são grandes produtores. O mercado do lítio é fortemente dominado por quatro empresas: Sociedade Química e Minera do Chile (Chile), Chemetall (Alemanha), FMC (EUA) e Talison (Austrália). O carbonato de lítio geralmente é vendido em contratos de três a cinco anos de mineradoras para refinadores, incluindo os listados acima, que produzem e comercializam produtos químicos a jusante e lítio metálico.

Em 2012, o US Geological Survey (USGS) estimou a produção mundial de lítio para mais de 37 000 toneladas métricas.

Embora a maior parte disso seja usada como sais e produtos químicos, apenas uma pequena fração - provavelmente, menos de 10% - é finalmente eletrólise e usada como metal.

O reciclado de lítio também cresceu notavelmente desde que o Japão abriu a primeira usina de reciclagem de bateria de iões de lítio em 1992. Instalações na Bélgica, Alemanha, Japão, EUA e Canadá agora podem processar baterias para o seu lítio e outros componentes.

Fontes

Kunasz, Ihor. "Recursos de lítio". Minerais Industriais e Rochas : Mercadorias, Mercados e Usuários. Ed. Jessica Elzea Kogel, Nikhil C. Trivedi, James M. Barker.
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Barrett, Wayne T. e Bernard J. O'Neill Jr. "Recuperação de lítio a partir de salmoura salina usando evaporação solar". Foote Mineral Company. Fonte: Saltinstitute. org
// web. arquivo. org / web / 20090404023936 / // www. saltinstitute. org / content / download / 1089/6304