งานวิจัยเทคโนโลยีการสกัดลิเธียมและปัญหาของเลพิโดไลต์

ลิเธียมเป็นธาตุโลหะที่เบาที่สุดในธรรมชาติ มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีเฉพาะตัว เช่น ความร้อนจำเพาะสูง การนำไฟฟ้าสูง และกิจกรรมทางเคมีที่รุนแรง โลหะและสารประกอบของลิเธียมใช้กันอย่างแพร่หลายในแบตเตอรี่ เซรามิกแก้ว จาระบี การบำบัดอากาศ ยารักษาโรค สาขานิวเคลียร์ เช่น ฟิวชัน และอวกาศ

ด้วยการพัฒนาอย่างจริงจังของอุตสาหกรรมพลังงานใหม่ โดยเฉพาะ 10 อันดับบริษัทมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้าของจีน ต้องการลิเธียมเป็นจำนวนมาก เพื่อวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีวิแบตเตอรี่มอเตอร์ไซค์ การพึ่งพาทรัพยากรลิเธียมยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง การศึกษาพบทรัพยากรลิเธียมมากมายในเลพิโดไลต์ ในฐานะสมาชิกของตระกูลโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ลิเธียมอาจกล่าวได้ว่าเป็น “พลังงานที่พุ่งพรวดในศตวรรษที่ 21” และเป็นหนึ่งใน “โลหะไฮเทค” ที่มีความต้องการในตลาดที่เติบโตเร็วที่สุด

ภาพรวมของทรัพยากรลิเธียม

ทรัพยากรลิเธียมแบ่งออกเป็นแหล่งแร่ลิเธียมและทรัพยากรลิเธียมในน้ำเกลือในทะเลสาบเกลือ ซึ่งทรัพยากรลิเธียมในน้ำเกลือในทะเลสาบเกลือมีสัดส่วนประมาณ 65% ของทรัพยากรลิเธียมทั่วโลก ตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา การสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือได้เข้ามาแทนที่การสกัดลิเธียมจากสินแร่ เนื่องจากข้อได้เปรียบของต้นทุนที่ต่ำ กระบวนการที่สั้น และอัตราการฟื้นตัวสูง และได้กลายเป็นวิธีการสกัดลิเธียมหลัก

อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยานยนต์ไฟฟ้า ความต้องการของตลาดสำหรับลิเธียมจึงเพิ่มขึ้นทุกวัน การสกัดลิเธียมจากน้ำเกลือไม่สามารถตอบสนองความต้องการของตลาดได้เนื่องจากข้อบกพร่องของตัวมันเอง (เช่น องค์ประกอบที่ซับซ้อนของน้ำเกลือและปริมาณต่ำ ปริมาณลิเธียม ความยากในการแยกแมกนีเซียมและลิเธียม เป็นต้น) การสกัดลิเธียมจากแร่มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ

แร่ที่มีลิเธียมเป็นส่วนประกอบกระจายอยู่ทั่วไป ได้แก่ สปอดูมีนและเลพิโดไลต์ ซึ่งปัจจุบันเป็นแหล่งแร่ที่ใช้เป็นหลักในการสกัดลิเธียม ในฐานะที่เป็นวัตถุดิบหลักในการสกัดลิเธียม สปอดูมีนมีส่วนประกอบของแร่ธาตุอย่างง่าย เกรดลิเธียมสูง และมีปริมาณ Li2O ประมาณ 5.0%~8.5% เทคโนโลยีนี้เติบโตเต็มที่ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการประมวลผลที่สูงของสปอดูมีนและปริมาณแร่สำรองที่ต่ำจำกัดการพัฒนาอุตสาหกรรมการสกัดลิเธียมในจีน

เมื่อเปรียบเทียบกับน้ำเกลือในทะเลสาบเกลือและสปอดูมีนในการสกัดลิเธียม เลปิโดไลต์ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากต้นทุนต่ำและทรัพยากรแร่ที่อุดมสมบูรณ์ เลพิโดไลต์เป็นแร่ไมกาที่กระจายอยู่ทั่วไป และแร่เลพิโดไลต์ที่พบในเปลือกโลกมักมีอยู่ในรูปของแร่ที่เกี่ยวข้องของโลหะหายากอื่นๆ

อี้ชุน มณฑลเจียงซี ประเทศจีนมีแหล่งสะสมของเลพิโดไลต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก และเลพิโดไลต์ประกอบด้วยรูบิเดียมและซีเซียมที่มีมูลค่าสูง อาจกล่าวได้ว่าการพัฒนาอย่างครอบคลุมและการใช้ประโยชน์จากทรัพยากรเลพิโดไลต์ไม่เพียงตอบสนองช่องว่างของเกลือลิเธียมในจีนเท่านั้น แต่ยังสามารถกู้คืน Rb และ Cs อันมีค่า ตลอดจน K และ Al เป็นผลพลอยได้ ดังนั้น การพัฒนากระบวนการสกัดลิเธียมที่มีประสิทธิภาพจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้ทรัพยากรเลพิโดไลต์อย่างครอบคลุม

ความก้าวหน้าในการวิจัยเกี่ยวกับการสกัดลิเธียมจากเลพิโดไลต์

ในปัจจุบัน วิธีการหลักในการสกัดลิเธียมจากเลพิโดไลต์ ได้แก่ วิธีกรดซัลฟิวริก วิธีซัลเฟต วิธีหินปูน วิธีคั่วด้วยคลอรีน และวิธีการปรุงด้วยแรงดัน

เทคโนโลยีการสกัดลิเธียมด้วยวิธีกรด

วิธีการใช้กรดคือการใช้สารละลายกรดอย่างน้อยหนึ่งสารละลายเพื่อทำปฏิกิริยากับเลพิโดไลต์เข้มข้นภายใต้เงื่อนไขบางประการเพื่อเปลี่ยนส่วนประกอบโลหะที่มีค่าในเลพิโดไลต์ให้เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้ จากนั้นจึงถ่ายโอนจากสถานะของแข็งไปสู่สถานะของเหลวผ่านขั้นตอนการชะล้าง แล้วจึงเป็นผลิตภัณฑ์ที่ยังไม่ผ่านกระบวนการใดๆ ได้มาจากขั้นตอนต่อมา เช่น การทำให้บริสุทธิ์และการกำจัดสิ่งเจือปน การแยกตะกอน และการตกตะกอนของเกลือ ตามชนิดของกรดที่นักวิจัยใช้ในกระบวนการ วิธีกรดสามารถแบ่งออกเป็นวิธีกรดซัลฟิวริกและวิธีเคมีฟลูออรีน

● วิธีกรดซัลฟิวริก

เนื่องจากประสิทธิภาพในการทำปฏิกิริยาสูง วิธีกรดซัลฟิวริกจึงมีบทบาทสำคัญในการสกัดและการใช้แร่ลิเธียม และกระบวนการนี้ค่อนข้างจะสุกเต็มที่ ZHANG และคณะดำเนินการคั่วซัลเฟตบนเลพิโดไลต์เข้มข้น ไม่เพียงแต่สกัด Li เท่านั้น แต่ยังสกัดและกู้คืน Rb และ Cs ในเลพิโดไลต์ ทำให้ตระหนักถึงการกู้คืนโลหะมีค่าอย่างครอบคลุม

Zhao Xun และคนอื่น ๆ ศึกษาจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาของเลปิโดไลต์ และกรดซัลฟิวริกและพบว่าปฏิกิริยาการสลายตัวของกรดของเลพิโดไลต์ ถูกควบคุมโดยการแพร่กระจายของฟิล์มแข็งยิ่งขนาดอนุภาคแร่เล็กลงพื้นที่สัมผัสของปฏิกิริยาก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เพื่อปรับปรุงอัตราการละลาย

Feng Wenping ใช้กรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่มีมวลความเข้มข้น 55% เพื่อบำบัดแร่ที่มีขนาดอนุภาคประมาณ 0.1-0.2 มม. ที่อุณหภูมิ 135°C ในการศึกษาแร่เลปิโดไลต์ที่เหมืองอี้ชุน หลังจากเกิดปฏิกิริยา 9 ชั่วโมง อัตราการชะล้างของลิเธียมสูงถึง 96.72 %

ข้อดีของการสกัดลิเธียมด้วยวิธีกรดซัลฟิวริกคือความสามารถในการปรับตัวได้ดีกับวัตถุดิบ อัตราการไหลของวัสดุขนาดเล็ก การใช้พลังงานต่ำ กระบวนการชะล้างที่เรียบง่าย และสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง ซึ่งสามารถสกัดลิเธียมส่วนใหญ่และโลหะมีค่าอื่นๆในเลพิโดไลต์ และสร้างกากของเสียน้อยลง

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของมันก็ชัดเจนมากเช่นกัน: มีความต้องการสูงสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนของอุปกรณ์, กรดซัลฟิวริกตกค้างจำนวนมาก, และอลูมิเนียมในเลพิโดไลต์ละลาย การบำบัดต้องใช้อัลคาไลจำนวนมาก กระบวนการทำให้บริสุทธิ์และการกำจัดสิ่งเจือปน และคอลลอยด์ Al(OH) 3 ที่สร้างขึ้นจะดูดซับ Li ในสารละลาย ทำให้สูญเสีย Li และลดอัตราการฟื้นตัวของผลิตภัณฑ์ Li2CO3 มีข้อได้เปรียบทางการแข่งขันเพียงเล็กน้อยในด้านต้นทุนทางเศรษฐกิจ

● วิธีการทางเคมีของฟลูออรีน

จากข้อเท็จจริงที่ว่าเลพิโดไลต์มี F 2% ถึง 4% และ HF สามารถทำลายพันธะ Si-O ของแร่ธาตุเลพิโดไลต์ได้ วิธีการทางเคมีของฟลูออรีนถือเป็นวิธีกรดที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของการสกัดลิเธียม

Shandong Ruifu Lithium Industry ร่วมมือกับทีมงานของ Fuzhou University เพื่อเสนอวิธีการทางเคมีของฟลูออรีนเป็นครั้งแรกในการวิจัยกระบวนการสกัดลิเธียมและการใช้เลพิโดไลต์อย่างครอบคลุม กบนพื้นฐานนี้ หลังจากการวิจัยและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยทีมงานของ Fuzhou Universityวิธีการทางเคมีของฟลูออรีนสำหรับการสกัดลิเธียมมีความเกี่ยวข้องบางประการ

เมื่อเทียบกับวิธีกรดซัลฟิวริก วิธีเคมีฟลูออรีนมีข้อดีคืออุณหภูมิการชะล้างต่ำ เวลาปฏิกิริยาสั้น การใช้พลังงานต่ำ และประสิทธิภาพการสกัดลิเธียมสูง แต่ปฏิกิริยาจะใช้กรดจำนวนมาก และก๊าซ HF จะถูกสร้างขึ้นในระหว่าง ทำให้เกิดมลพิษและเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ สามารถรีไซเคิลได้โดยการจับก๊าซ HF และเพิ่มกลับเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์ ลดต้นทุน ปรับปรุงสภาพแวดล้อมการทดลอง และปรับปรุงการบังคับใช้วิธีการทางเคมีของฟลูออรีน

เทคโนโลยีการสกัดอัลคาไลน์ลิเธียม

การสกัดด้วยอัลคาไลน์ของลิเธียมในเลพิโดไลต์นั้นเป็นปฏิกิริยาการสลายตัวระหว่างเลพิโดไลต์ และน้ำด่างเข้มข้น และลิเธียมจะถูกสกัดลงในสารละลาย ตามประเภทของน้ำด่างที่เติม สามารถแบ่งออกได้เป็นวิธีการละลายด้วยด่างและวิธีละลายด้วยด่างแบบผสม

ข้อดีของวิธีสารละลายอัลคาไลน์สำหรับการสกัดลิเธียมมีดังต่อไปนี้: 1) Liในเลพิโดไลต์สามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์ 2) กระบวนการเปลี่ยนโลหะมีค่าสามารถเสร็จสิ้นได้ในคราวเดียว 3) ไม่มี HF ถูกสร้างขึ้นเพื่อกัดกร่อนอุปกรณ์ 4) สามารถขายผ่านผลพลอยได้ของซิลิกาโซลอลูมิเนียมเพื่อลดต้นทุน

อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของมันก็เห็นได้ชัดเช่นกันของเหลวของเสียที่เป็นด่างเข้มข้นซึ่งเหลืออยู่หลังจากปฏิกิริยานั้นยากต่อการรีไซเคิลปฏิกิริยาต้องใช้การชะล้างด้วยแรงดันซึ่งต้องใช้อุปกรณ์สูงการตกตะกอนทำให้ความบริสุทธิ์ของลิเธียมคาร์บอเนตลดลง

เทคโนโลยีการสกัดลิเทียมด้วยวิธีเกลือ

วิธีที่ใช้เกลือเป็นหลักคือการย่างเลพิโดไลต์และเกลือ (ซัลเฟต คลอไรด์ คาร์บอเนต หรือเกลือผสมของพวกมัน) ที่อุณหภูมิสูงเพื่อเปลี่ยนรูปหรือทำลายโครงสร้างผลึกดั้งเดิมของเลพิโดไลต์เข้มข้น Li+ ในการแลกเปลี่ยนลิเธียมไอออนกับไอออนของโลหะอัลคาไลใน เติมเกลือเพื่อสร้างเกลือลิเธียมที่ละลายน้ำได้ ซึ่งจะถูกสกัดลงในสารละลายผ่านขั้นตอนการชะล้าง ตามชนิดของเกลือที่เติม สามารถแบ่งออกได้เป็นวิธีการซัลเฟต วิธีการคั่วด้วยคลอรีน วิธีเกลือผสม และวิธีคั่วด้วยคาร์บอเนต

● วิธีซัลเฟต
ในการศึกษาแร่เลพิโดไลต์ในมณฑลเจียงซี ประเทศจีน Guo Chunping ใช้อัตราส่วนของซัลเฟตผสมและ เลพิโดไลต์ ที่หลากหลายในการคั่วและวัดอัตราการชะล้างของลิเธียมหลังจากชะแร่ที่คั่วแล้ว จากการเปรียบเทียบพบว่าการเพิ่มการใช้ โพแทสเซียมซัลเฟต ช่วยเพิ่มอัตราการชะล้างของลิเธียมให้คงตัวได้สูงสุด 92%

การใช้ซัลเฟตผสมสามารถเพิ่มอัตราการชะล้างของลิเธียมได้ในระดับหนึ่ง การคั่วที่ 900 ° C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง และการผสมโพแทสเซียมซัลเฟตและแคลเซียมซัลเฟตเพื่อรักษาแร่เลพิโดไลต์ อัตราการชะล้างของลิเธียมออกไซด์คือ 95% อย่างไรก็ตาม เนื่องจากโพแทสเซียมซัลเฟตมีราคาสูง สถาบันโลหะนอกกลุ่มเหล็กกว่างโจวของจีนจึงแทนที่โพแทสเซียมซัลเฟตด้วยโซเดียมซัลเฟต ซึ่งสามารถลดปริมาณเกลือโพแทสเซียมลงได้ถึง 30% และยังสามารถใช้เฟอริกซัลเฟตแทนเกลือโพแทสเซียมเพื่อผสมลิเธียมคั่วกับเลพิโดไลต์ได้อีกด้วย

นอกจากนี้ การเติมแคลเซียมออกไซด์ เลพิโดไลต์ และซัลเฟตจำนวนหนึ่งเพื่อผสมและคั่วในระหว่างปฏิกิริยาสามารถกำจัดฟลูออรีนในเลพิโดไลต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดอิทธิพลของฟลูออรีนในกระบวนการสกัดลิเธียม และปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดลิเธียม

วิธีซัลเฟตหลีกเลี่ยงการใช้กรดซัลฟิวริกที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงโดยตรงเพื่อทำลายโครงสร้างผลึกเลพิโดไลต์ซึ่งแตกต่างจากวิธีกรดซัลฟิวริกโดยตรง ยืดอายุ เครื่องปฏิกรณ์และเพิ่มความสามารถในการประยุกต์ใช้วัตถุดิบ มีสิ่งเจือปนน้อยกว่าและให้ผลผลิตสูงกว่า

อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของมันก็ชัดเจนเช่นกัน ส่วนใหญ่เป็นปัญหาต่อไปนี้: ข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับอุณหภูมิการคั่ว ซึ่งอาจทำให้เกิดวงแหวนในเตาเผาได้ง่าย การใช้พลังงานสูงในกระบวนการ การสร้างเกลือสองเท่า LiKSO4 ที่ละลายได้ต่ำจะส่งผลต่อความเข้มข้น กระบวนการตกตะกอนลิเธียม

ส่วนหนึ่งของรูบิเดียมและซีเซียมยังคงอยู่ในกากและใช้งานยาก จำเป็นต้องบำบัดก๊าซเสีย เช่น HF และ SO2/SO3 ที่เกิดจากการคั่วเพื่อลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม เมื่อใช้ K2SO4 เป็นซัลเฟตในการย่าง ต้นทุน สูงและมีการใช้ Na2SO4 แทน K2SO4 เพื่อลดต้นทุนแต่เมื่อถึงปริมาณที่กำหนดจะเกิด glass phase และส่งผลต่อการทำงานปกติของกระบวนการ

● วิธีการคั่วด้วยคลอรีน

วิธีการคั่วด้วยคลอรีนเป็นของสาขา pyrometallurgy ใช้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารคลอรีนและแร่ธาตุโลหะเพื่อสร้างคลอไรด์โลหะที่สอดคล้องกัน เพื่อให้ตระหนักถึงการแยกโลหะมีค่าและส่วนประกอบของ gangue กุญแจสำคัญในกระบวนการคั่วคลอรีนคือคลอรีน สารและอุณหภูมิในการเผา

วิธีการคั่วด้วยคลอรีนสามารถลดระยะเวลาได้อย่างมีประสิทธิภาพ สร้างตะกรันซิลิกอน-อะลูมิเนียมจำนวนเล็กน้อย และใช้งานง่าย แต่การแปรสภาพเป็นแก๊สของคลอไรด์จะก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม และการใช้คลอรีนมีความเสี่ยงในการปฏิบัติงานสูง และมีข้อกำหนดสูงกว่าสำหรับ ป้องกันการกัดกร่อนของอุปกรณ์ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น

● วิธีผสมเกลือ
วิธีการผสมเกลือคือการผสมซัลเฟตและเกลือคลอไรด์ จากนั้นเติมเกลือผสมลงในเลพิโดไลต์เข้มข้นที่บดละเอียดตามสัดส่วนที่กำหนด ย่างที่อุณหภูมิสูง รับสารละลายที่มีลิเธียมผ่านการชะล้าง จากนั้นจึงขจัดสิ่งเจือปนออก ลิเธียมจม และขั้นตอนอื่นๆ ในการเตรียมผลิตภัณฑ์เกลือลิเธียม

วิธีผสมเกลือคำนึงถึงคุณลักษณะของวิธีซัลเฟตและวิธีการคั่วด้วยคลอรีนและมีผลต่อการสกัดที่มีประสิทธิภาพสูงต่อ Li, K, Rb และ Cs อย่างไรก็ตาม ข้อเสียของอุปกรณ์กัดกร่อนและการใช้พลังงานสูงยังไม่ได้รับ แก้ไขซึ่ง จำกัด วิธีนี้ การพัฒนาเพิ่มเติมของวิธีการ

● วิธีการคั่วคาร์บอเนต
วิธีการคั่วแบบคาร์บอเนตสำหรับการสกัดลิเธียมนั้นใช้วิธีหินปูนเป็นหลัก วิธีการสกัดหินปูนถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการสกัดลิเธียมทางอุตสาหกรรมในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 และเทคโนโลยีนี้พัฒนาเต็มที่แล้ว กระบวนการผลิตส่วนใหญ่คือการย่างเลปิโดไลต์และหินปูนที่อุณหภูมิ 900°C ในเตาเผาแบบหมุนที่อัตราส่วนมวล 1:3 กรองปูนเม็ดด้วยน้ำ และกรองตะกรันลิเธียมเฟสของแข็งออกด้วยการแยกของแข็งและของเหลว จากนั้นระเหยและ ทำให้น้ำชะขยะเข้มข้น ลิเธียมไฮดรอกไซด์ตกตะกอนจากสารละลาย จากนั้นจะได้ผลิตภัณฑ์ลิเธียมคาร์บอเนตผ่านกระบวนการคาร์บอไนเซชัน การตกตะกอนของลิเธียม การทำให้บริสุทธิ์และการกลั่น ฯลฯ

มีข้อเสียของปริมาณลิเธียมต่ำในสารละลายชะล้าง การใช้พลังงานในการผลิตสูง อัตราการฟื้นตัวต่ำ และปริมาณตะกรันที่มากเกินไป ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการพัฒนาของกระบวนการต่างๆ มากมาย เช่น วิธีกรดซัลฟิวริกและวิธีซัลเฟต วิธีการกำจัดหินปูนจึงค่อย ๆ ถูกกำจัดออกไปในด้านการสกัดลิเธียมทางอุตสาหกรรม

วิธีการปรุงด้วยแรงดัน

การสกัดลิเธียมโดยการปรุงด้วยแรงดัน สาระสำคัญของปฏิกิริยาคือ เลพิโดไลต์เข้มข้นจะถูกแยกออกก่อนและคั่วด้วยไอน้ำที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างเฟสแร่ธาตุของเลพิโดไลต์ที่ถูกแยกฟลูออริเนตจะเปลี่ยนไป จากนั้นจึงผสมกับสารปรับโครงสร้างเฟสของแร่ธาตุ (อัลคาไล เกลือคลอไรด์ ซัลเฟต และคาร์บอเนต ฯลฯ) ผสมกันในสัดส่วนที่แน่นอนแล้วนำไปชะล้างด้วยความดันสูงในเครื่องปฏิกรณ์ทำอาหารด้วยแรงดันเพื่อให้ได้สุราแม่ชะล้างที่มีสารประกอบของลิเธียมและโลหะมีค่าอื่นๆ ที่สอดคล้อง จากนั้นสุราแม่ที่ชะล้างจะถูกทำให้บริสุทธิ์เพื่อขจัดออก สิ่งเจือปน การตกตะกอนของลิเธียม ฯลฯ กระบวนการได้รับผลิตภัณฑ์เกลือลิเธียมที่จำเป็น

กระบวนการผลิตของวิธีการปรุงด้วยแรงดันนั้นสั้น ต้นทุนต่ำ และสามารถรับลิเธียมคาร์บอเนตที่มีความบริสุทธิ์สูงได้หลังจากวิธีการปรุงด้วยแรงดันแล้วสามารถเลือกผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายได้ตามความต้องการของตลาดภายใต้ความดันสูงปฏิกิริยา สภาวะต่างๆ ค่อนข้างรุนแรง มีโอกาสเกิดอันตรายด้านความปลอดภัย และมีข้อกำหนดสูงสำหรับอุปกรณ์และกระบวนการปฏิบัติงาน

เทคโนโลยีการสกัดลิเธียมไมกาอื่นๆ

นอกเหนือจากวิธีการสกัดลิเธียมหลายประเภทที่กล่าวถึงข้างต้นแล้ว ยังมีวิธีการใหม่ๆ อีกหลายวิธี เช่น การเปิดใช้งานเชิงกลและการชะล้างทางชีวภาพ เมื่อเทียบกับกระบวนการสกัดลิเธียมแบบดั้งเดิม วิธีการกระตุ้นเชิงกลไม่จำเป็นต้องใช้การคั่วที่อุณหภูมิสูง Li อยู่ในสถานะกระตุ้นพลังงานสูงผ่านการเปิดใช้งานเชิงกลระหว่างเลพิโดไลต์และกลไกกระตุ้นเชิงกล และเป็นเรื่องง่ายมากที่จะละลายในสารละลายกรอง ผ่านกระบวนการชะล้าง

มีข้อดีในด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม กระบวนการสั้น และอัตราการสกัดลิเธียมสูง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ต้องใช้การกัดบอลเป็นเวลานาน ซึ่งมีข้อกำหนดบางประการสำหรับอุปกรณ์กัดบอล และใช้ตัวกระตุ้นเชิงกลมากขึ้นเพื่อให้ได้อัตราการสกัดลิเธียมที่สูงขึ้น . หรือสารละลายกรดในปริมาณที่มากขึ้น
การชะล้างทางชีวภาพเป็นเทคโนโลยีไฮโดรโลจิคัลประเภทใหม่ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ลักษณะเมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์ในกิจกรรมการดำรงชีวิตของพวกมันเองเพื่อแปรรูปสินแร่หรือของเสีย ซึ่งจะเป็นการนำส่วนประกอบโลหะที่มีค่ากลับคืนมา อย่างไรก็ตาม มีการศึกษาค่อนข้างน้อยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้การชะล้างทางชีวภาพกับการสกัดลิเธียมจากแร่

ไม่ว่าจะเป็นวิธีการดั้งเดิมหรือวิธีการใหม่ มีข้อดีและข้อเสียบางประการ อาจกล่าวได้ว่าการสกัดลิเธียมในเลปิโดไลต์ด้วยกระบวนการสกัดลิเธียมเพียงครั้งเดียวมีข้อจำกัดบางประการ และทิศทางการวิจัยในอนาคตจะต้องเป็นการใช้ประโยชน์จากกระบวนการสกัดลิเธียมหลายกระบวนการอย่างครอบคลุม

ปัญหาเชิงปฏิบัติของเลพิโดไลต์

ตะกรันลิเธียมเลพิโดไลต์

กระบวนการสกัดลิเธียมแบบต่างๆ จะทำให้เกิดตะกรันลิเธียมที่เป็นของแข็งจำนวนมาก ปริมาณ SiO2 และ Al2O3 ในตะกรันลิเธียมเลพิโดไลต์ถึง 70% แต่เกลือโซเดียมและด่างจำนวนหนึ่งยังคงอยู่ การกองในที่โล่งและการฝังกลบจะคุกคามความปลอดภัยของสิ่งแวดล้อมโดยรอบและทรัพยากรน้ำใต้ดิน

เมื่อพิจารณาจากวิธีการสกัดไมกาลิเธียมในปัจจุบัน แร่ดิบ 150-200 ตันสามารถผลิตลิเธียมคาร์บอเนตได้ 1 ตัน (ความแตกต่างมาจากเกรดที่มีลิเธียมเป็นส่วนประกอบ) Yichun วางแผนที่จะผลิตลิเธียมคาร์บอเนต 500,000 ตันในปี 2568 และ คาดว่าจะสร้างขยะมากกว่า 10 ล้านตัน วิธีกำจัดและใช้ตะกรันลิเธียมอย่างเหมาะสมเป็นอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการพัฒนาอย่างยั่งยืนของการสกัดเลพิโดไลต์และการยกระดับอุตสาหกรรม

ในปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับการใช้ประโยชน์จากตะกรันลิเธียมอย่างครอบคลุมส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การนำไปใช้โดยตรงกับวัสดุก่อสร้าง เช่น คอนกรีต ซีเมนต์มอร์ตา และซีเมนต์ และการเตรียมเซรามิกและเซรามิกในอาคาร ตะแกรงโมเลกุล เป็นต้น อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับตะกรันลิเธียมเลพิโดไลต์นั้นไม่ได้เป็นเพียงการคัดลอกเทคโนโลยีการใช้ประโยชน์ขยะมูลฝอยในอุตสาหกรรมที่มีอยู่ แต่ยังมีปัญหาที่มีอยู่และที่อาจเกิดขึ้น เช่น ปัญหาการบานและผลิตภัณฑ์เรืองแสง

ยิ่งไปกว่านั้น โรงงานวัสดุก่อสร้างและโรงงานเซรามิกสามารถใช้ส่วนหนึ่งของตะกรันที่เกิดจากการสกัดลิเธียมเลปิโดไลต์ได้ แต่นี่เป็นเพียงเศษถังสำหรับผู้ประกอบการสกัดลิเธียมของอี้ชุน และของเสียที่เกิดขึ้นจริงนั้นมากกว่าความต้องการปลายน้ำมาก ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ด้วยความสามารถในการสกัดไมกาลิเธียม ปัญหาที่เกิดจากตะกรันจะชัดเจนยิ่งขึ้น