/Поглед.инфо/ Завършва проучването на Колмозерското находище на редки метали . В резултат на това страната ще стане една от първите три по запаси от литий, стратегически важен за съвременната индустрия. Въпреки това е изключително трудно да се получи. Как ще разрешат проблема?
Защо се нуждаете от собствен литий?
Първите материали за литиево-йонни батерии са синтезирани в началото на 90-те години. Това направи възможно преминаването към по-леки, по-компактни и вместими батерии, които станаха основата на новата електроника. Оттогава глобалното търсене само нараства. Ако една малка батерия съдържа по-малко от грам от този метал, то батерията на автомобил “Тесла” съдържа 1,7 килограма.
Литият се използва и в производството на стъкло и керамика, в нефтохимията, медицината и ядрената индустрия. През 2022 г. в световен мащаб са произведени 130 хиляди тона. Очаква се търсенето да се увеличи десетократно до 2030 г.
В СССР се експлоатира Завитинското находище в Забайкалието, но в края на 90-те години свиха добива и започнаха да купуват концентрат в чужбина - в Чили и Аржентина. Така беше по-евтино. Сега политическата ситуация се промени, беше възможно да се сключи споразумение за развитието на пресъхнали солени езера само с Боливия. Оказвайки се зависими от износа на стратегически важен елемент, решиха да организират добив и производство у дома.
Повече от 70% от балансовите запаси на литий се съдържат в находища на пегматит. В Русия това е най-перспективният източник.
Пегматитите са жилкови скали с магмен произход, богати на редки метали. Всъщност това е кипяща лава, замръзнала преди милиони години в пукнатини. Най-богатите комплекси се намират на Колския полуостров.
През 1947 г. учени от Геологическия институт на Колския клон на Академията на науките откриват там Колмозерското находище, съдържащо повече от 500 хиляди тона литий. Това е почти 24 процента от общите резерви на страната. В допълнение, то е обогатено с ниобий, тантал, берилий, рубидий и цезий.
Преди година “Полярен Литий” съвместно предприятие между “Росатом” и “Норилск Никел”, получи лиценз за експлоатация на находището. В момента приключват теренните работи, в резултат на които Русия ще стане един от трите световни лидера по запаси. Планира се производството да започне през 2026 г.
Как да извлечете литий от скала
Литият в пегматитите е част от силикатния минерал сподумен. Делът на метала в скалата е малък - около процент и половина. Необходимо е да се обогати, тоест да се смила, да се отстрани излишъкът и да се концентрира.
Извличането на литий е многоетапен химичен процес, включващ високотемпературно печене и излугване.
Най-ефективна е технологията със сярна киселина, която извлича около 90 процента литий под формата на карбонат или хидроксид. В Института на РАН по химия и технология на редки елементи и минерални суровини “Тананев” методът е модернизиран, като се постига максимално извличане - 98% - и висока степен на пречистване.
От получения литиев карбонат са синтезирани твърди електролити, които, както пишат авторите в скорошен доклад, се считат за най-перспективните за твърдотелни литиево-йонни батерии.
"Технологията на сярна киселина за извличане на литий от сподуменови концентрати и руди е известна от дълго време и се използва в Съединените щати от 1950 г. Има много разновидности и разликите са свързани главно с извличането на свързани елементи и методи за концентриране на сулфатни разтвори преди изолиране на литиев карбонат. Ние не само подобрихме този процес, но в същото време от концентрата беше извлечена цезиево-рубидиева стипца", казва Александър Касиков, ръководител на лабораторията за разработване и внедряване на химични технологии процеси в Института, кандидат на химическите науки.
Тази технология изисква много сярна киселина, така че производството ѝ трябва да е наблизо, посочва изследователят. Доставчик може да бъде “Кола ММЦ” Мончегорск, където се преработват медно-никелови концентрати и по пътя се произвежда киселина от уловени газове от серен диоксид.
Към 2027 г. планираха да построят ново екологично производство на мед, произвеждащо големи количества сярна киселина.
"Има много технологии за обработка на сподумен. Само в нашия институт през 1970-1990 г. са разработени няколко метода. Освен това има алкални, сулфатни, сярнокиселинно-алуминатни технологии, както и бисулфат метод за извличане, предложен от ГЕОХИ РАН. Всеки метод има своите плюсове и минуси“, обяснява Касиков.
Все още не е известно каква технология за добив ще бъде използвана в този случай. Според учения е необходимо да се вземе предвид, че Колмозерското находище е сложно, така че е необходимо да се извличат всички редки метали, а не само литий.
"Проблемът с рециклирането на отпадъци, от които ще има много, също трябва да бъде решен. С технологията на сярната киселина могат да се използват като добавка в цимента. Тествахме този подход в нашия отдел за строителни материали", добавя изследователят.
Според директора на института Минният институт разполага с полупромишлена обогатителна фабрика за обогатяване на различни руди. А за извършване на операции за получаване на литиеви продукти Научният център е готов да предостави площадка за пилотна установка.
От добив до производство
В Русия мислят за затваряне на цялата верига - от добива на литий до производството на стоки. Сега преработват закупения в чужбина концентрат и го изпращат за продажба. Металният литий, включително за батерии, се произвежда само от химическия и металургичен завод в Красноярск.
Ако започне разработката на находището Колмозерское и разположеното северно от него находище Полмостундровское, страната ще покрие нуждите си от този метал. Министерството на промишлеността и търговията очаква да получава 85 хиляди тона литиев карбонат (хидроксид) годишно до 2030 г.
Проблемът с търсенето остава. Преди това беше планирано да се изпратят добитите суровини в Китай за производство на катодни материали, каза Игор Демидов, генерален директор на “Полярен Литий” говорейки на Третата научно-практическа конференция „Минерално-суровинна база на високотехнологични метали: развитие , възпроизвеждане, използване” във ВИМС през ноември миналата година. Според него това е „априори губеща история“.
Катодните материали се синтезират от никелов сулфат, кобалт, манган и литиев хидроксид. Може да получим всичко това сами, сигурен е Демидов. За целта е необходимо да се пусне пилотна инсталация с капацитет от две до пет хиляди тона на площадката на “Кола MMЦ”. Това трябва да е достатъчно за „гигафабриките“ за производство на устройства за съхранение на енергия, които се изграждат в Калининградска област и Нова Москва. А “КамАЗ” ще ги монтира в новите си електромобили.
Превод: В. Сергеев