Im Gegensatz zu Natriumcarbonat, das mindestens drei Hydrate bildet, existiert Lithiumcarbonat nur in wasserfreier Form. Seine Löslichkeit in Wasser ist im Vergleich zu anderen Lithiumsalzen gering. Die Isolierung von Lithium aus wässrigen Extrakten von Lithiumerzen nutzt diese schlechte Löslichkeit. Seine scheinbare Löslichkeit erhöht sich 10-fach unter einem milden Druck von Kohlendioxid; Dieser Effekt ist auf die Bildung des metastabilen Bicarbonats zurückzuführen, das löslicher ist:

Li
2CO
3 + CO
2 + H
2O ⇌ 2 LiHCO
3

Die Extraktion von Lithiumcarbonat bei hohen Drücken von CO
2 und seine Ausfällung beim Entspannen ist die Grundlage des Quebec-Prozesses.

Lithiumcarbonat kann auch gereinigt werden, indem seine verminderte Löslichkeit in heißem Wasser ausgenutzt wird. Somit bewirkt das Erhitzen einer gesättigten wässrigen Lösung die Kristallisation von Li
2CO

Lithiumcarbonat und andere Carbonate der Gruppe 1 decarboxylieren nicht leicht. Li
2CO
3 zersetzt sich bei Temperaturen um 1300 °C.

Produktionbearbeiten

Lithium wird hauptsächlich aus zwei Quellen gewonnen: Spodumen in Pegmatitlagerstätten und Lithiumsalze in unterirdischen Solebecken. 1989 wurden rund 30.000 Tonnen produziert.

Aus unterirdischen Solereservoirenbearbeiten

Im Salar de Atacama in der Atacama-Wüste im Norden Chiles werden beispielsweise Lithiumcarbonat und -hydroxid aus Sole hergestellt.

Der Prozess beinhaltet das Pumpen von lithiumreicher Sole aus dem Boden in flache Pfannen zur Verdampfung. Die Sole enthält viele verschiedene gelöste Ionen, und mit zunehmender Konzentration fallen Salze aus der Lösung aus und sinken ab. Die verbleibende Flüssigkeit (der Überstand) wird für den nächsten Schritt verwendet. Die genaue Reihenfolge der Pfannen kann in Abhängigkeit von der Konzentration der Ionen in einer bestimmten Solequelle variieren.

In der ersten Pfanne kristallisiert Halit (Natriumchlorid oder Kochsalz). Dies hat einen unzureichenden wirtschaftlichen Wert und wird verworfen. Der Überstand wird mit zunehmender Konzentration an gelösten Feststoffen nacheinander in die Sylvinit-Pfanne (Natriumkaliumchlorid), die Carnalit-Pfanne (Kaliummagnesiumchlorid) und schließlich in eine Pfanne zur Maximierung der Lithiumchloridkonzentration überführt. Der Prozess dauert etwa 15 Monate. Das Konzentrat (30-35% Lithiumchloridlösung) wird nach Salar del Carmen transportiert. Dort werden Bor und Magnesium abgetrennt (typischerweise wird Restbor durch Lösungsmittelextraktion und/oder Ionenaustausch und Magnesium durch Erhöhung des pH-Wertes mit Natriumhydroxid über 10 entfernt), dann wird im letzten Schritt durch Zugabe von Natriumcarbonat das gewünschte Lithiumcarbonat ausgefällt, abgetrennt und verarbeitet.

Einige der Nebenprodukte aus dem Verdampfungsprozess können auch wirtschaftlichen Wert haben.

In dieser wasserarmen Region liegt ein erheblicher Fokus auf der Wassernutzung. SQM gab eine Lebenszyklusanalyse in Auftrag, die zu dem Schluss kam, dass der Wasserverbrauch für Lithiumhydroxid und -carbonat von SQM deutlich niedriger ist als der Durchschnitt für die Produktion aus dem Hauptprozess auf Erzbasis unter Verwendung von Spodumen. Eine allgemeinere Ökobilanz schlägt das Gegenteil für die Extraktion aus Reservoirs als Ganzes vor.

Der Großteil der solebasierten Produktion befindet sich im ‚Lithium-Dreieck‘ in Südamerika.

Aus ‚geothermischer‘ Solebearbeiten

Eine weitere potentielle Lithiumquelle sind die Sickerwasser von geothermischen Bohrlöchern, die an die Oberfläche getragen werden. Die Rückgewinnung von Lithium wurde im Feld nachgewiesen; Das Lithium wird durch einfache Fällung und Filtration abgetrennt. Die Prozess- und Umweltkosten sind in erster Linie die des bereits betriebenen Brunnens; Die Nettoumweltauswirkungen können daher positiv sein.

Die Sole des United Downs Deep Geothermal Power Project in der Nähe von Redruth wird von Cornish Lithium aufgrund ihrer hohen Lithiumkonzentration (220 mg/ l) mit niedrigem Magnesiumgehalt (<5 mg/ l) und des Gesamtgehalts an gelösten Feststoffen von <29 g / l und einer Durchflussrate von 40 l / s als wertvoll eingestuft.

Von oreEdit

α-Spodumen wird bei 1100 ° C für 1h geröstet, um β-Spodumen herzustellen, dann bei 250 ° C für 10 Minuten mit Schwefelsäure geröstet.

Ab 2020 war Australien der weltweit größte Produzent von Lithiumzwischenprodukten, die alle auf Spodumen basieren

In den letzten Jahren haben viele Bergbauunternehmen mit der Exploration von Lithiumprojekten in ganz Nordamerika, Südamerika und Australien begonnen, um wirtschaftliche Lagerstätten zu identifizieren, die möglicherweise neue Lithiumcarbonatvorräte online bringen können, um die wachsende Nachfrage nach dem Produkt zu befriedigen.

Aus Tonbearbeiten

Tesla Motors kündigte ein revolutionäres Verfahren zur Gewinnung von Lithium aus Ton in Nevada an, bei dem nur Salz und keine Säure verwendet werden. Dies stieß auf Skepsis.

Von Altbatterien

Einige kleine Unternehmen recyceln aktiv Altbatterien und konzentrieren sich hauptsächlich auf die Rückgewinnung von Kupfer und Kobalt. Einige stellen auch Lithium wieder her.

OtherEdit

Im April 2017 berichtete MGX Minerals, dass es eine unabhängige Bestätigung seines schnellen Lithiumextraktionsprozesses zur Gewinnung von Lithium und anderen wertvollen Mineralien aus Öl- und Gasabwassersole erhalten habe.

Die Elektrodialyse wurde vorgeschlagen, um Lithium aus Meerwasser zu extrahieren, ist jedoch kommerziell nicht rentabel.