«Полностью замкнутый химический цикл»: российские учёные создали экологически чистую технологию получения лития
Российские учёные из ГЕОХИ РАН создали новую технологию получения редкого металла лития из руды или пластовых рассолов — растворов, которые обнаруживаются в процессе добычи нефти. Обычно для получения лития применяется серная кислота, что приводит к образованию большого объёма отходов и загрязнению окружающей среды. Учёные нашли подход, при котором реакция идёт по замкнутому циклу, применяемые реактивы используются многократно и не образуют опасных побочных продуктов. Эта технология позволит значительно снизить издержки при получении лития — металл играет важную роль для целого ряда промышленных отраслей.
- Литиевая руда
- Gettyimages.ru
- © Carla Gottgens / Bloomberg
Учёные из Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского (ГЕОХИ) РАН разработали новую технологию извлечения редкого металла лития из сырья — литиевой руды (сподумена) или жидких растворов, пласты которых обнаруживаются в процессе нефтедобычи. Технология способна заменить традиционный способ получения этого ценного сырья, снизить экологические и финансовые издержки, считают авторы работы. Об этом RT сообщила пресс-служба института. Результаты исследования опубликованы в журналах Applied Sciences и «Журнал прикладной химии».
Щелочной редкий металл литий в последние десятилетия стал одним из наиболее востребованных видов промышленного сырья. Самое известное широкое применение литий нашёл в аккумуляторах, ёмкость которых литиевые добавки увеличивают в несколько раз. Однако это далеко не единственное назначение этого металла — литий применяется при производстве стекла, керамики, алюминия. Также применение лития позволяет существенно повысить качество выпускаемых металлов и сплавов. Кроме того, литий используется в ядерной энергетике, а алюминиевые сплавы с литием обладают уникальными физико-механическими свойствами.
Российские учёные придумали способ для эффективной защиты литийионных аккумуляторов от перегрева и взрыва. Такие случаи не редкость и...
В мире литий обычно добывается или из твёрдых минеральных соединений, или из так называемой рапы — концентрированных минеральных растворов в соляных озёрах. Суммарные мировые запасы лития оцениваются в 40—60 млн т, ежегодно объёмы мирового потребления этого ценного сырья растут.
В России добыча лития велась в советский период, однако сегодня этот металл в стране не добывается. На территории России практически нет открытых «озёрных» месторождений лития — рап, зато литий часто присутствует в пластовых рассолах — подземных минеральных растворах, которые добываются попутно с выкачиванием нефти. Кроме того, в России есть и рудные месторождения лития, например в Забайкальском крае или на Кольском полуострове.
Как правило, литий извлекается из руды при помощи серной кислоты — в процессе расходуется большое количество реагентов и сырья и образуются отходы, которые загрязняют окружающую среду. Учёные из ГЕОХИ РАН разработали альтернативную методику извлечения лития при помощи соединения бисульфата аммония — сейчас это вещество широко применяется, в частности для отбеливания тканей.
- Gettyimages.ru
- © Just_Super
Предложенная технология представляет собой полностью замкнутый химический цикл с образованием продукта в виде карбоната лития. При этом остальные реагенты можно применять в повторных циклах по извлечению лития из руды.
«Взаимодействие бисульфата аммония с алюмосиликатами, по существу, с оксидами, приводит к образованию сульфата аммония. А сульфат аммония, в свою очередь, при нагревании до 250 ºС обратно превращается в бисульфат. Именно в этом состоит механизм восстановления бисульфата аммония — сколько используется, столько же рекуперируется в процессе получения карбоната лития», — рассказал RT директор ГЕОХИ РАН, доктор химических наук, член-корреспондент РАН Руслан Хамизов.
Применение новой технологии позволит без ущерба для экологии перерабатывать литийсодержащее сырьё прямо на месте добычи, что исключит затраты на транспортировку руды. По словам учёных, разработка успешно прошла лабораторные испытания — в результате был получен карбонат лития 99,5% чистоты, используемый в современных аккумуляторах.
Согласно предварительной оценке, применение нового подхода позволит сократить затраты на получение лития почти в два раза по сравнению с традиционными технологиями добычи. Такие расчёты учёные сделали для Колмозерского месторождения (Мурманская область) и рассолов Тарумовского месторождения подземных геотермальных вод (Республика Дагестан).
