Сотрудники лаборатории сорбционных методов и лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН разработали полностью российскую технологию переработки трудноразлагаемых алюмосиликатов, в том числе сподумена (литиевая руда) с использованием в замкнутом цикле бисульфата аммония с полной рекуперацией используемых реагентов. Технология перспективна для извлечения карбоната лития из сподумена. Результаты опубликованы в журналах Applied Sciences и «Журнал прикладной химии».

Массовое использование лития в производстве литий-ионных аккумуляторов, выпуске сплавов, цветной и черной металлургии, ядерной промышленности сделало его стратегическим материалом в современном индустриальном обществе. Потребление лития в мире имеет взрывной рост: 5 тыс. тонн в 1991 г., 25 тыс. тонн в 2010 г., 70 тыс. тонн в 2020 г. и почти 100 тыс. тонн в 2021 г. Наличие собственных месторождений лития и отечественных технологий его извлечения из руды и жидких сред (рассолов) являются жизненно необходимым для России и первоочередной задачей в процессе импортозамещения критически важных материалов и технологий. Сегодня 33% мирового потребления лития обеспечиваются австралийскими компаниями, которые извлекают литий из сподуменовых руд и концентратов.

ГЕОХИ РАН предложил технологию по замкнутой круговой схеме, где разложение руды производится не серной кислотой, а бисульфатом аммония. Взаимодействие бисульфата аммония с алюмосиликатами, по существу, с оксидами, приводит к образованию сульфата аммония. А сульфат аммония, в свою очередь, при нагревании до 250ºС обратно превращается в бисульфат. Именно в этом состоит механизм восстановления бисульфата аммония - сколько используется, столько же рекуперируется в процессе получения карбоната лития.

Разработанный в ГЕОХИ РАН бисульфатный процесс извлечения лития позволяет заменить широко используемую и устаревшую сернокислотную технологию разложения и перерабатывать сподуменовое сырье на месте его добычи без каких-либо проблем массовой транспортировки грузов. Этап лабораторных экспериментов полностью завершен. Бисульфатная технология подтвердила свою эффективность - получен карбонат лития 99.5% чистоты, что соответствует самым строгим требованиям для аккумуляторного сорта. В настоящее время необходимо решить вопрос масштабирования и запуска пилотного проекта использования технологии в реальных условиях на производственной площадке.

Предварительные расчеты показывают, что внедрение бисульфатного процесса не только обеспечивает экологически замкнутые циклы использования одних и тех же реагентов, но и сокращение затрат на полный цикл добычи лития почти в 2 раза. ГЕОХИ РАН высоко оценивает перспективы использования бисульфатной технологии для добычи лития из рудного сырья Колмозерского месторождения (Мурманская область) и рассолов Тарумовского месторождения подземных геотермальных вод (Республика Дагестан).

Бисульфатная технология извлечения карбоната лития была представлена директором ГЕОХИ РАН, чл.-корр. РАН Р.Х. Хамизовым на совместном заседании НТС №4 и №5 Госкорпорации «Росатом», посвященном обоснованию оптимальной отечественной технологии производства лития из руды Колмозерского месторождения.

Публикации: 

Kulikova S.A., Vinokurov S.E., Khamizov R.K. et al. (2021) The Use of MgO Obtained from Serpentinite in the Synthesis of a Magnesium Potassium Phosphate Matrix for Radioactive Waste Immobilization. Applied Sciences, 11(1), 220, https://doi.org/10.3390/app11010220

Хамизов Р.Х., Зайцев В.А., Груздева А.Н., и др. (2020) О возможности кислотно-солевой переработки глиноземсодержащего сырья в замкнутом реагентном цикле, Журнал прикладной химии, 93(7), 1024-1032, http://doi.org/10.31857/S0044461820070142

Khamizov R.K., Zaitsev V.A., Gruzdeva A.N. (2022) Features of the Hydrosulfate Method for Processing Alumina-Containing Raw Materials in a Closed Reagent Cycle, Applied Sciences, 12(21), 11057, https://doi.org/10.3390/app122111057

Источник: ГЕОХИ РАН.