Že desetletja se je proizvodnja komercialnega litija sklicevala na mineralne rude, kot so spodumene, petalit in lepidolit. Vendar je pridobivanje litija iz takih virov bistveno dražje kot ekstrakcija kovine iz raztopin, ki vsebujejo litij. Dejstvo je, da je strošek pridobivanja litija iz trde kamnine po ocenah dvakrat večji od proizvodnje slanic, kar pojasnjuje, zakaj je bila večina takšnih virov na trgu že od zgodnjih 2000. let.
Slane raztopine lahko označimo kot podzemne rezervoarje, ki vsebujejo visoke koncentracije raztopljenih soli, kot so litij, kalij in natrij. Ti se navadno nahajajo pod površino posušenih lakebedov, znanih kot soli.
Litij se predeluje iz slanice, spodumene in gline.
Predelava iz slanice
Za pridobivanje litija iz slanic je treba vode, bogate s soljo, najprej črpati na površino v vrsto izparilnih bazenov, kjer se sončne izhlapevanje pojavlja več mesecev. Ker so slane slanine naravno prisotne na visokih nadmorskih višinah - in na območjih z nizkimi padavinami - sončno izhlapevanje je idealna in stroškovno učinkovita metoda za obarjanje soli.
Kalij se pogosto najprej nabirajo iz zgodnjih ribnikov, poznejši ribniki pa imajo vedno večje koncentracije litija. Ekonomični slini litijevega izvora običajno vsebujejo kjerkoli od nekaj sto delov na milijon litija do več kot 7.000 ppm.
Kadar litijev klorid v izhlapovalnih ribnikih dosega optimalno koncentracijo, se raztopina pretaka v obrat za predelavo, kjer ekstrakcija in filtriranje odstranita neželeni bor ali magnezij . Nato ga obdelamo z natrijevim karbonatom (soda pepel) in s tem oborimo litijev karbonat. Litijev karbonat filtriramo, posušimo in pripravimo za dobavo.
Presežne rezidualne sline se črpajo nazaj v salar.
Litijev karbonat je stabilen bel prašek, ki je ključni posrednik na trgu litija, ker ga je mogoče pretvoriti v posebne industrijske soli in kemikalije ali predelati v kovino litija.
Predelava iz Spodumena
V nasprotju z viri slane slane ekstrakcije litija iz spodumene in drugih mineralov zahtevajo širok spekter hidrometalurških postopkov.
Galaxy Resources, ki na primer minuje spodumene rudnike v Avstraliji, najprej zdrobi in segreje rudo v rotacijsko žgalno peč, da bi pretvoril fazo litijevega kristala iz alfa v beta (postopek, ki se imenuje dezrepitacija ). To omogoča, da litij, prisoten v rudi, premesti z natrijem. Nastali spodumenski koncentrat se ohladi in zmeša v fin prašek, preden ga pomešamo z sulferično kislino in ponovno pražimo. Sistem zgoščevalnega filtra nato ločuje odpadke iz koncentrirane tekočine, medtem ko obarjanje iz te raztopine odstrani magnezij in kalcij.
Nazadnje dodamo sodni pepel in litijev karbonat kristaliziramo, segrevamo, filtriramo in posušimo kot 99% čistega litijevega karbonata.
Obdelava iz gline
Za ekstrakcijo litija iz gline je mogoče najti številne pristope.
Izbira pristopa, ki jo je treba upoštevati, je odvisna od narave obravnavane specifične surovine. Čeprav so bili uporabljeni številni postopki ekstrakcije litija, je bila večina sedanjih postopkov razvita za surovine iz pegmatita in morda ni povsem učinkovita za ekstrakcijo litija iz gline. Študije predsedstva rudnikov so raziskale apneno-gipsno pečenko in kloridno pečenko za pridobivanje litija iz spodumene in amblikogonita.
Tehnike, ki se preučujejo za ekstrakcijo litija iz gline, vključujejo razčlenitev vode, hidrotermalno obdelavo, izcedek iz kisline, izločanje kislin iz peke, praženje alkalijske pražarne vode, izsuševanje pražene vode, praženje kloridnih pijač in praženje iz pražene vode z večkratnim reagentom . Vendar se kljub testiranju glina še ni izkazala za stroškovno uspešna in se ne izvaja komercialno.
Na koncu je izločanje litija iz slanice pocasno, a počasno, spodomene je drago, a hitro, in glina še ni komercialno dokazana na lestvici. Obstajajo moteče nove tehnologije za pridobivanje litija, ki se preučujejo (vključno z izločevanjem, ekstrakcijo s topilom, geotermalno ekstrakcijo in elektrolizo), vendar so ugotovitve preveč nejasne, da jih lahko uporabimo komercialno.
Pretvarjanje litij v kovino
Pretvarjanje litija v kovine poteka v elektrolitski celici z uporabo litijevega klorida.
Klorid se zmeša s kalijevim kloridom v razmerju 55 odstotkov litijevega klorida do 45 odstotkov kalijevega klorida, da se proizvede stalen evtektični elektrolit. Dodamo kalijev klorid, da povečamo prevodnost litija in znižamo temperaturo fuzije.
Ko se pri kondenzaciji in elektrolizi pri približno 450 ° C sprosti klorni plin, se stalen litij dviga na površino elektrolita, ki se zbira v ohišjih iz litega železa . Čisti litij je zavit v parafinski vosek, da se prepreči oksidacija. Pretvorbeno razmerje litijevega karbonata in litijeve kovine je približno 5,3 do 1.
Globalna litijska proizvodnja
Čeprav sta Čile in Avstralija največji svetovni viri litija, so tudi ZDA, Argentina in Kitajska glavni proizvajalci. Trg litija močno prevladujejo štiri družbe: Sociedad Química y Minera de Chile (Čile), Talison (Avstralija), Chemetall (Nemčija) in FMC (ZDA). Litijev karbonat se običajno prodaja na tri do petletne pogodbe od rudarjev do rafinerij, vključno s tistimi, ki so našteti zgoraj, ki proizvajajo in tržijo kemikalije in litijeve kovine.
Leta 2017 je zaokrožena svetovna proizvodnja litija (razen proizvodnje v ZDA) znašala 43 tisoč ton.