يتم إنتاج معظم الليثيوم تجاريًا إما من استخراج الأملاح المحتوية على الليثيوم من مكامن المياه المالحة الجوفية أو تعدين الصخور المحتوية على الليثيوم ، مثل الإسبودومين. إنتاج الليثيوم من مصادر الطين من المتوقع أن يصبح قابلاً للتطبيق تجاريًا ، على الرغم من أنه ربما لن يكون كذلك حتى عام 2022.
الليثيوم هو معدن شائع الاستخدام في البطاريات مثل تلك القابلة لإعادة الشحن الموجودة في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة والسيارات الكهربائية وكذلك في السيراميك والزجاج. إنه أخف معدن على وجه الأرض وهو ناعم بدرجة كافية ليتم قطعه بسكين عندما يكون في شكله الأولي.
المعالجة من محلول ملحي
يتم استخراج الكثير من الليثيوم المنتج اليوم من خزانات المياه المالحة التي تسمى سالارز الموجودة في مناطق مرتفعة من بوليفيا والأرجنتين وشيلي. من أجل استخراج الليثيوم من المحاليل الملحية ، يجب أولاً ضخ المياه الغنية بالملح إلى السطح في سلسلة من أحواض التبخر الكبيرة حيث يحدث التبخر الشمسي على مدى عدة أشهر.
غالبًا ما يتم حصاد البوتاسيوم لأول مرة من الأحواض المبكرة ، بينما تحتوي الأحواض اللاحقة على تركيزات عالية من الليثيوم. تحتوي المحاليل الملحية الاقتصادية من مصدر الليثيوم عادةً في أي مكان من بضع مئات من الأجزاء في المليون (جزء في المليون) من الليثيوم إلى ما يزيد عن 7000 جزء في المليون.
عندما يصل كلوريد الليثيوم في أحواض التبخير إلى التركيز الأمثل ، يتم ضخ المحلول إلى محطة استرجاع حيث يزيل الاستخراج والترشيح أي غير مرغوب فيه البورون أو المغنيسيوم. ثم يتم معالجتها بكربونات الصوديوم (رماد الصودا) ، وبالتالي ترسب كربونات الليثيوم. يتم بعد ذلك ترشيح كربونات الليثيوم وتجفيفها. يتم ضخ المحاليل الملحية الزائدة في الصالون.
كربونات الليثيوم عبارة عن مسحوق أبيض ثابت وهو وسيط رئيسي في سوق الليثيوم بسبب يمكن تحويله إلى أملاح ومواد كيميائية صناعية محددة - أو معالجته إلى ليثيوم نقي معدن.
المعالجة من المعادن
على عكس مصادر المحلول الملحي ، يتطلب استخراج الليثيوم من الإسبودومين ، واللبيدوليت ، والبتلات ، والأمبليجونيت ، والكريبتيت مجموعة واسعة من العمليات. نظرًا لكمية استهلاك الطاقة والمواد المطلوبة ، فإن إنتاج الليثيوم من التعدين أكثر من ذلك بكثير عملية مكلفة من استخراج محلول ملحي ، على الرغم من أن هذه المعادن تحتوي على نسبة أعلى من الليثيوم من المياه المالحة.
من بين المعادن الخمسة ، يعتبر الإسبودومين هو الأكثر استخدامًا لإنتاج الليثيوم. بعد أن يتم تعدينها ، يتم تسخين الإسبودومين إلى 2012 درجة فهرنهايت ثم يبرد إلى 149 درجة. ثم يتم سحقها وتحميصها مرة أخرى ، وهذه المرة بحمض الكبريتيك المركز.في النهاية ، يتم إضافة كربونات الصوديوم ، أو رماد الصودا ، ويتم بلورة كربونات الليثيوم الناتجة ، وتسخينها ، وترشيحها ، وتجفيفها.
المعالجة من الطين
تستكشف العديد من الشركات استخراج الليثيوم من الطين في ولاية نيفادا ، بما في ذلك الليثيوم الأمريكي و نورام فينتشرز. تختبر الشركات طرق إنتاج مختلفة ، بما في ذلك ترشيح حامض الكبريتيك.
تحويل الليثيوم إلى معدن
يتم تحويل الليثيوم إلى معدن في خلية إلكتروليتية باستخدام كلوريد الليثيوم. يتم خلط كلوريد الليثيوم مع كلوريد البوتاسيوم بنسبة 55٪ إلى 45٪ من أجل إنتاج إلكتروليت منصهر سهل الانصهار. يضاف كلوريد البوتاسيوم لزيادة توصيل الليثيوم مع خفض درجة حرارة الاندماج.
عند الاندماج والتحليل الكهربائي عند حوالي 840 درجة فهرنهايت ، يتم تحرير غاز الكلور بينما يرتفع الليثيوم المنصهر إلى السطح ، ويتجمع في قالب-حديد حاويات. يتم تغليف الليثيوم النقي المنتج في شمع البارافين لمنع الأكسدة. تبلغ نسبة تحويل كربونات الليثيوم إلى معدن الليثيوم حوالي 5.3 إلى 1.
إنتاج الليثيوم العالمي
ال أعلى خمس دول لإنتاج الليثيوم في عام 2018 كانت أستراليا وتشيلي والصين والأرجنتين وزيمبابوي. أنتجت أستراليا 51000 طن متري من الليثيوم في ذلك العام ، وآخرها الأرقام المتاحة. بلغ إجمالي الإنتاج العالمي ، باستثناء الولايات المتحدة ، 70000 طن متري.
ال الشركات التي تنتج معظم الليثيوم هي Albemarle و Sociedad Quimica y Minera de Chile و FMC.