Contrairement au carbonate de sodium, qui forme au moins trois hydrates, le carbonate de lithium n’existe que sous forme anhydre. Sa solubilité dans l’eau est faible par rapport aux autres sels de lithium. L’isolement du lithium à partir d’extraits aqueux de minerais de lithium capitalise sur cette faible solubilité. Sa solubilité apparente augmente de 10 fois sous une légère pression de dioxyde de carbone; cet effet est dû à la formation du bicarbonate métastable, qui est plus soluble:

Li
2CO
3+CO
2+H
2O ⇌2 LiHCO
3

L’extraction du carbonate de lithium à des pressions élevées de CO
2 et sa précipitation lors de la dépressurisation sont à la base du procédé québécois.

Le carbonate de lithium peut également être purifié en exploitant sa solubilité diminuée dans l’eau chaude. Ainsi, le chauffage d’une solution aqueuse saturée provoque la cristallisation du carbonate de lithium Li
2CO

, et d’autres carbonates du groupe 1, ne se décarboxylent pas facilement. Li
2CO
3 se décompose à des températures avoisinant les 1300 °C.

Productionmodifier

Le lithium est extrait principalement de deux sources: le spodumène dans les dépôts de pegmatite et les sels de lithium dans les mares de saumure souterraines. Environ 30 000 tonnes ont été produites en 1989.

À partir de réservoirs de saumure souterrainesdit

Par exemple, dans le Salar d’Atacama, dans le désert d’Atacama, au nord du Chili, le SQM produit du carbonate de lithium et de l’hydroxyde à partir de saumure.

Le procédé consiste à pomper de la saumure riche en lithium sous le sol dans des bacs peu profonds pour l’évaporation. La saumure contient de nombreux ions dissous différents et, à mesure que la concentration augmente, les sels précipitent hors de la solution et coulent. Le liquide restant (le surnageant) est utilisé pour l’étape suivante. La séquence exacte des casseroles peut varier en fonction de la concentration d’ions dans une source particulière de saumure.

Dans la première casserole, l’halite (chlorure de sodium ou sel commun) cristallise. Cela a une valeur économique insuffisante et est rejeté. Le surnageant, avec une concentration toujours croissante en solides dissous, est transféré successivement dans le bac à sylvinite (chlorure de sodium et potassium), le bac à carnalite (chlorure de potassium et magnésium) et enfin un bac destiné à maximiser la concentration en chlorure de lithium. Le processus prend environ 15 mois. Le concentré (solution de chlorure de lithium à 30-35%) est transporté par camion au Salar del Carmen. Là, le bore et le magnésium sont éliminés (typiquement le bore résiduel est éliminé par extraction au solvant et / ou échange d’ions et le magnésium par élévation du pH au-dessus de 10 avec de la soude) puis dans l’étape finale, par addition de carbonate de sodium, le carbonate de lithium désiré est précipité, séparé et traité.

Certains des sous-produits du processus d’évaporation peuvent également avoir une valeur économique.

L’utilisation de l’eau dans cette région pauvre en eau fait l’objet d’une attention particulière. SQM a commandé une analyse du cycle de vie qui a conclu que la consommation d’eau de l’hydroxyde et du carbonate de lithium de SQM est nettement inférieure à celle de la moyenne pour la production à partir du processus principal à base de minerai, utilisant du spodumène. Une ACV plus générale suggère le contraire pour l’extraction des réservoirs dans son ensemble.

La majorité de la production à base de saumure se trouve dans le « triangle du lithium » en Amérique du Sud.

De la saumure « géothermiquedit

Une autre source potentielle de lithium est les lixiviats des puits géothermiques, qui sont transportés à la surface. La récupération du lithium a été démontrée sur le terrain; le lithium est séparé par simple précipitation et filtration. Le processus et les coûts environnementaux sont principalement ceux du puits déjà en exploitation; les impacts environnementaux nets peuvent donc être positifs.

La saumure du projet d’énergie géothermique profonde de United Downs près de Redruth est considérée par Cornish Lithium comme précieuse en raison de sa concentration élevée en lithium (220 mg / l) avec une faible teneur en magnésium (< 5 mg / l) et une teneur totale en solides dissous de < 29g / l et un débit de 40l / s.

À partir d’oreEdit

l’α-spodumène est torréfié à 1100°C pendant 1h pour faire du β-spodumène, puis torréfié à 250°C pendant 10 minutes avec de l’acide sulfurique.

En 2020, l’Australie était le plus grand producteur mondial d’intermédiaires de lithium, tous à base de spodumène

Au cours des dernières années, de nombreuses sociétés minières ont commencé à explorer des projets de lithium en Amérique du Nord, en Amérique du Sud et en Australie afin d’identifier des gisements économiques pouvant potentiellement apporter de nouveaux approvisionnements en carbonate de lithium en ligne pour répondre à la demande croissante de ce produit.

De clayEdit

Tesla Motors a annoncé un procédé révolutionnaire pour extraire le lithium de l’argile au Nevada en utilisant uniquement du sel et pas d’acide. Cela a été accueilli avec scepticisme.

Des batteries en fin de vie utiliséesmodifier

Quelques petites entreprises recyclent activement les batteries usagées, se concentrant principalement sur la récupération du cuivre et du cobalt. Certains récupèrent également le lithium.

Autredit

En avril 2017, MGX Minerals a déclaré avoir reçu une confirmation indépendante de son processus d’extraction rapide du lithium pour récupérer le lithium et d’autres minéraux précieux de la saumure des eaux usées pétrolières et gazières.

L’électrodialyse a été proposée pour extraire le lithium de l’eau de mer, mais elle n’est pas commercialement viable.