Экстракция лития из руды методом флеш-джоулева нагрева

Новый метод одноэтапной экстракции лития из сподуменовой руды без использования воды, кислот и щелочей способен революционизировать переработку критических металлов и укрепить цепочки поставок для возобновляемой энергетики.

Растущий спрос на литий для электромобилей, смартфонов и систем хранения энергии требует более эффективных методов добычи. Существующие технологии либо слишком медленные (как извлечение из рассолов), либо производят значительное количество вредных отходов (при кислотной переработке горных пород).

Исследователи под руководством Джеймса Тура из Университета Райс разработали инновационный подход с использованием флеш-джоулева нагрева (FJH). Метод предполагает мгновенный нагрев материала до тысяч градусов в сочетании с обработкой хлором, что позволяет быстро преобразовывать сподуменовую руду в готовый к использованию литий.

«Наша технология переосмысливает процесс извлечения лития из самого распространённого минерала», — отмечает Тур. «Мы можем избежать многомесячного испарения воды и длительного кислотного выщелачивания, сразу получая хлорид лития».

В основе метода лежат точные термодинамические расчёты. При воздействии FJH и хлора стабильная α-фаза сподумена переходит в β-фазу, делая литий доступным для реакции. Литий испаряется в виде хлорида, а соединения алюминия и кремния остаются в твёрдой фазе. Весь процесс занимает считанные секунды.

Традиционные методы просто не предназначены для столь быстрого разделения компонентов. Управляемый сверхбыстрый нагрев преодолевает кинетические барьеры, которые десятилетиями препятствовали одноэтапной экстракции.

Исследователям удалось достичь почти мгновенного извлечения лития с чистотой 97% и восстановлением 94%, что значительно превосходит результаты традиционных методов.

Технология открывает путь к созданию компактных локальных установок переработки лития или крупных предприятий для масштабных операций. Стартап Flash Metals U.S. уже работает над внедрением этого метода в производство.

С экологической точки зрения метод значительно снижает объём вредных отходов. Экономически — сокращает время обработки и упрощает инфраструктуру. Академическое значение работы демонстрирует возможность применения FJH и хлора для экстракции других стратегических минералов.