A differenza del carbonato di sodio, che forma almeno tre idrati, il carbonato di litio esiste solo nella forma anidra. La sua solubilità in acqua è bassa rispetto ad altri sali di litio. L’isolamento del litio da estratti acquosi di minerali di litio capitalizza su questa scarsa solubilità. La sua apparente solubilità aumenta di 10 volte sotto una leggera pressione di anidride carbonica; questo effetto è dovuto alla formazione del bicarbonato metastabile, che è più solubile:

Li
2CO
3 + CO
2 + H
2O ⇌ 2 LiHCO
3

L’estrazione del carbonato di litio ad alte pressioni di CO
2 e la sua precipitazione alla depressurizzazione è la base del processo del Quebec.

Il carbonato di litio può anche essere purificato sfruttando la sua ridotta solubilità in acqua calda. Pertanto, il riscaldamento di una soluzione acquosa satura provoca la cristallizzazione del Li
2CO

Carbonato di litio e altri carbonati del gruppo 1, non decarbossilano facilmente. Li
2CO
3 si decompone a temperature intorno ai 1300 °C.

produzionemodifica

Il litio viene estratto principalmente da due fonti: lo spodumene nei depositi di pegmatite e i sali di litio nelle piscine sotterranee di salamoia. Circa 30.000 tonnellate sono state prodotte nel 1989.

Da serbatoi sotterranei di salamoia

Ad esempio, nel Salar de Atacama nel deserto di Atacama del Cile settentrionale, SQM produce carbonato di litio e idrossido dalla salamoia.

Il processo prevede il pompaggio di salamoia ricca di litio da sotto terra in pentole poco profonde per l’evaporazione. La salamoia contiene molti diversi ioni disciolti e, all’aumentare della concentrazione, i sali precipitano dalla soluzione e affondano. Il liquido rimanente (il surnatante) viene utilizzato per il passaggio successivo. La sequenza esatta delle pentole può variare a seconda della concentrazione di ioni in una particolare fonte di salamoia.

Nella prima padella, l’alite (cloruro di sodio o sale comune) cristallizza. Questo ha un valore economico insufficiente e viene scartato. Il surnatante, con concentrazione sempre crescente di solidi disciolti, viene trasferito successivamente alla padella sylvinite (cloruro di sodio potassio), alla padella carnalite (cloruro di potassio magnesio) e infine a una padella progettata per massimizzare la concentrazione di cloruro di litio. Il processo dura circa 15 mesi. Il concentrato (soluzione di cloruro di litio al 30-35%) viene trasportato a Salar del Carmen. Lì, il boro e il magnesio vengono rimossi (tipicamente il boro residuo viene rimosso mediante estrazione con solvente e/o scambio ionico e magnesio aumentando il pH sopra 10 con idrossido di sodio) quindi nella fase finale, mediante aggiunta di carbonato di sodio, il carbonato di litio desiderato viene precipitato, separato e processato.

Alcuni dei sottoprodotti del processo di evaporazione possono anche avere un valore economico.

Vi è una notevole attenzione all’uso dell’acqua in questa regione povera di acqua. SQM ha commissionato un’analisi del ciclo di vita che ha concluso che il consumo di acqua per l’idrossido di litio e il carbonato di SQM è significativamente inferiore a quello della media per la produzione dal principale processo a base di minerali, utilizzando lo spodumene. Un LCA più generale suggerisce il contrario per l’estrazione dai serbatoi nel suo complesso.

La maggior parte della produzione a base di salamoia è nel “triangolo del litio” in Sud America.

Da brineEdit ‘geotermico’

Un’altra potenziale fonte di litio sono i percolati dei pozzi geotermici, che vengono trasportati in superficie. Il recupero del litio è stato dimostrato sul campo; il litio è separato dalla semplice precipitazione e filtrazione. I costi di processo e ambientali sono principalmente quelli del pozzo già operativo; gli impatti ambientali netti possono quindi essere positivi.

La salamoia di United Downs Deep Geothermal Power Project vicino a Redruth è ritenuta preziosa da Cornish Lithium per la sua elevata concentrazione di litio (220 mg/l) con basso magnesio (<5mg/l) e il contenuto totale di solidi disciolti di< 29g/l e una portata di 40l/s.

Da oreEdit

l’α-spodumene viene arrostito a 1100°C per 1 ora per produrre β-spodumene, quindi arrostito a 250°C per 10 minuti con acido solforico.

a partire dal 2020, l’Australia è il più grande produttore mondiale di litio intermedi, tutti a base di spodumene

Negli ultimi anni molte società minerarie hanno iniziato l’esplorazione di litio progetti in tutto il Nord America, Sud America e Australia per identificare economica depositi che possono potenzialmente portare nuove offerte di lithium carbonate online per soddisfare la crescente domanda per il prodotto.

Da clayEdit

Tesla Motors ha annunciato un processo rivoluzionario per estrarre il litio dall’argilla in Nevada usando solo sale e nessun acido. Questo è stato accolto con scetticismo.

Da batterie di fine vitamodifica

Alcune piccole aziende stanno attivamente riciclando le batterie esaurite, concentrandosi principalmente sul recupero di rame e cobalto. Alcuni recuperano anche il litio.

OtherEdit

Nell’aprile 2017 MGX Minerals ha riferito di aver ricevuto conferma indipendente del suo rapido processo di estrazione del litio per recuperare litio e altri minerali preziosi dalla salamoia delle acque reflue di petrolio e gas.

L’elettrodialisi è stata proposta per estrarre il litio dall’acqua di mare, ma non è commercialmente praticabile.