Technologia bezpośredniej ekstrakcji litu przyspiesza operacje górnicze

Dzięki rozwojowi technologii DLE (bezpośredniej ekstrakcji litu), lit można wydobyć i przetworzyć w ciągu dwóch miesięcy, a nie dwóch lat, przy minimalnym wpływie na środowisko i minimalnym zużyciu wody.

Rozwój elektryfikacji zmusił inżynierów i górników do szukania sposobów na szybszą produkcję litu. Górnictwo litu nie jest niczym nowym. Jest celowo wydobywany od lat 50. XX wieku. Jednak globalne zapotrzebowanie na akumulatory litowe do pojazdów elektrycznych i systemów magazynowania energii odnawialnej wymusiło potrzebę opracowania lepszej technologii przetwarzania. Przed połową XX wieku lit nie był potrzebny w dużych ilościach, ale obecnie ma zastosowania, w których nie można zastosować żadnych innych minerałów, a skala popytu jest bezprecedensowa.

Chociaż lit jest wydobywany od wielu dziesięcioleci do produkcji szkła i ceramiki, zapotrzebowanie na laptopy i telefony komórkowe pod koniec lat 90. i na początku lat 2000. oznaczało bardziej powszechne stosowanie litu, zwłaszcza do wytwarzania akumulatorów. W latach 2010. rozpoczęła się faza produkcji pojazdów elektrycznych, co doprowadziło do boomu na lit, jakiego światowy rynek nigdy wcześniej nie widział. Producenci samochodów ograniczają produkcję pojazdów spalinowych i mogą całkowicie wstrzymać ich produkcję do 2050 roku na rzecz pojazdów elektrycznych.

Technologie wymagane do produkcji i wydobycia większej ilości litu rozwinęły się, aby sprostać temu zapotrzebowaniu. Jednym z tych rozwiązań jest bezpośrednia ekstrakcja litu (DLE): technologia składająca się z kilku procesów, które umożliwiają szybką, izolowaną produkcję litu w postaciach nadających się do sprzedaży, znanych również jako LCE – równoważnik węglanu litu.

Wirówki są niezbędne w procesie DLE z wielu powodów. Najbardziej znaczącą z nich jest możliwość oddzielania cieczy od cieczy za pomocą wirówki Tricanter®. Ponadto wirówki są mobilne i pracują w sposób ciągły. Wirówki nie są obsługiwane partiami i nie wymagają stałej, całodobowej uwagi operatora. Ten solidny sprzęt jest wydajny i wytwarza wymagany materiał wartościowy, przekazywany do dalszej obróbki, a także wymagany materiał odpadowy.

Wirówki są używane do oddzielania cieczy od cieczy wymaganego w procesie DLE, co zmniejsza zużycie wody w produkcji litu o 99 procent w porównaniu z tradycyjnym odparowywaniem solanki w otwartym stawie.

Etapy produkcji litu

Niezależnie od tego, czy lit pochodzi z kopalni skał twardych (gdzie stosuje się proces odkrywkowy i roboty strzałowe), czy z solnisk (gdzie woda jest wypompowywana z gruntu i odparowywana), wirówki są sprawdzoną technologią dla obu źródeł. Radzą sobie nie tylko z trudnościami wydobycia i solanką litową, tradycyjnie odparowywaną w otwartych stawach, ale także z dalszymi etapami rafinacji. Poniżej przedstawiono poszczególne etapy:

Wzbogacanie i ekstrakcja litu ze spodumenu

W przemyśle urabiania skał twardych takich jak spodumen lub inne rudy zawierające lit, wirówka dekantacyjna jest stosowana na dwóch etapach podczas rozdrabniania/wzbogacania. Pierwszy etap polega na odwadnianiu odpadów przeróbczych w postaci szlamu. Zapewnia to znaczny odzysk wody wraz z fazą stałą osuszoną na tyle, że nadaje się do przenoszenia łopatą.

Drugi etap oferuje wartość dodaną poprzez koncentrację szlamu zawierającego lit w celu wytworzenia koncentratu litu/spodumenu do dalszej rafinacji, zapewniając jednocześnie dodatkowy odzysk wody do ponownego wykorzystania.

Glina zawierająca lit: osuszanie i przetwarzanie

Technologia wirówek dekantacyjnych umożliwia dwa kluczowe etapy obróbki gliny zawierającej lit. Wirówki dekantacyjne wytwarzają rafinowany koncentrat gliny zawierającej lit poprzez obróbkę szlamu. Ten etap zapewnia również dodatkowy odzysk wody poprzez wylot odcieku. Na etapach rafinacji wirówka obsługuje wzbogacone odcieki po krystalizacji.

Rafinacja litu do klasy technologicznej i akumulatorowej

Dekantery są wykorzystywane na wielu etapach rafinacji litu do zastosowań technologicznych i produkcji akumulatorów. Wirówka przetwarza szlam węglanu litu, szlam siarczanu sodu i szlam wodorotlenku litu. W tym procesie powstają odwodnione sole i zagęszczony materiał do dalszej obróbki, a jednocześnie odzyskiwana jest woda przemysłowa do ponownego wykorzystania, wspierając dobrą gospodarkę wodną.

Koncentracja solanki zawierającej lit poprzez oddzielanie cieczy od cieczy

Technologia wirówek Tricanter® umożliwia wydzielenie trzech faz z jednego wsadu. W przypadku solanki zawierającej lit technologia ta jest wykorzystywana do koncentracji solanki poprzez oddzielenie dwóch cieczy o różnej gęstości. Wytwarzana jest faza lekka i faza ciężka, co pozwala na dalszą rafinację aż do uzyskania końcowego materiału wartościowego. Jeśli jest to wymagane w procesie, można uwzględnić wylot dodatkowej fazy stałej, co daje w sumie trzy fazy z jednego wsadu.

Dwa główne źródła litu

Lit jest wydobywany z dwóch źródeł – skał twardych i solnisk. W przypadku skał twardych, grunt jest wysadzany w celu wydobycia litu. W przypadku solnisk, geotermalna solanka jest wypompowywana spod skorupy ziemskiej. Tradycyjny proces wydobycia solanki geotermalnej polega na jej wypompowaniu, a następnie przetransportowaniu do ogromnego otwartego stawu, gdzie pozostaje przez dwa lata. Woda odparowuje pod słońcem, pozostawiając kryształy soli zawierające lit. Z czasem kryształy soli osiągają poziom czystości, który umożliwia transport do rafinerii, gdzie są przetwarzane na materiał klasy akumulatorowej używany w branży motoryzacyjnej. Tradycyjna technologia odparowywania solanki w otwartym stawie jest skuteczna, ale trwa dwa lata i wymaga więcej wody niż w przypadku jakiejkolwiek innej działalności wydobywczej – jest to więc proces czasochłonny i wodochłonny.

Wirówki do litu zostały zaprojektowane z myślą o przyjaznej obsłudze i wymagają minimalnych przestojów, zapewniając ciągłą i nieprzerwaną produkcję.

Zalety stosowania wirówek do DLE i innych zastosowań litowych

Bezpośrednia ekstrakcja litu (DLE) przy użyciu technologii wirówkowej skraca proces przetwarzania od dwóch lat do dwóch miesięcy. Wypompowany spod ziemi lit, zamiast odparowywania przez dwa lata w otwartym stawie, jest przetwarzany za pomocą technologii DLE, co znacznie skraca czas potrzebny na skoncentrowanie solanki w wystarczającym stopniu, aby można było przekazać ją do dalszego rafinowania.

Zastosowanie wirówek do ekstrakcji i odzysku litu ma wiele zalet, w tym:

• Wirówki są używane do oddzielania cieczy od cieczy wymaganego w procesie DLE, co zmniejsza zużycie wody w produkcji litu o 99 procent w porównaniu z tradycyjnym odparowywaniem solanki w otwartym stawie.
• Wirówki odgrywają kluczową rolę w oddzielaniu wody przemysłowej od szlamu, umożliwiając jej recykling i ponowne wykorzystanie. Kluczową zaletą stosowania wirówek jest proces ciągłego odzysku, niemożliwy w technologii tradycyjnej. Przyczynia się to do zrównoważonej gospodarki wodnej przy jednoczesnym zmniejszeniu negatywnego wpływu na środowisko.
• Wirówki wymagają minimalnej infrastruktury do instalacji, co stanowi praktyczną zaletę dla producentów litu. Kompaktowa konstrukcja wirówek sprawia, że można je łatwo instalować w ciasnych miejscach, dzięki czemu nadają się do zakładów ograniczonych przestrzennie. Konstrukcja ta umożliwia ponadto łatwe przemieszczanie urządzenia, aby zapewnić idealne umieszczenie go w ramach danego procesu.
• Wirówki do litu oddzielają drobnoziarniste odpady przeróbcze od szlamu, przyczyniając się do bezpieczniejszego i bardziej stabilnego magazynowania odpadów, a jednocześnie wydłużają żywotność składowisk odpadów lub osadników oraz opóźniają kosztowne prace budowlane i inwestycyjne.
• Wirówka zaprojektowana zgodnie z rygorystycznymi wymaganiami, aby zapewnić najwyższą czystość oddzielonych faz dla zadanych wartości progowych, zapewnia niezmienną jakość produktu wykorzystywanego do dalszej rafinacji i obróbki.
• W procesie koncentracji solanki litowej odzyskiwanie cennego roztworu po ługowaniu (PLS) ma kluczowe znaczenie dla zwiększenia ogólnego uzysku i zminimalizowania odpadów. Wirówka Tricanter® umożliwia wysokowydajny proces ekstrakcji i zapewnia wysoką czystość oddzielonych faz.
• Wirówki do litu zostały zaprojektowane z myślą o przyjaznej obsłudze i wymagają minimalnych przestojów, zapewniając ciągłą i nieprzerwaną produkcję.

Bezpośrednia ekstrakcja litu (DLE) to technologia składająca się z kilku procesów, które umożliwiają szybką, izolowaną produkcję litu w postaciach nadających się do sprzedaży.

Wnioski

Poszczególne etapy i procesy produkcji litu wymagają różnych podejść. Dzięki rozwojowi technologii DLE lit można wydobyć w ciągu dwóch tygodni, a nie dwóch lat, przy minimalnym wpływie na środowisko i minimalnym zużyciu wody. Technologia wirówek nieustannie wdraża innowacje wraz z postępowymi metodami ulepszania produkcji, które są niezbędne do kontynuacji naszej działalności w 21. wieku i dalszej przyszłości.

Autor: Stephen L. Benyo, Flottweg

Stephen L. Benyo jest globalnym kierownikiem ds. górnictwa w dziale technologii oddzielania mechanicznego Flottweg. Można powiedzieć, że jego praca polega na dopasowywaniu kawałków układanki – identyfikowaniu tych zastosowań, w których innowacyjna technologia umożliwi najbardziej efektywne wykorzystanie zasobów naturalnych naszego świata. Stephen mieszka w Pittsburgh w stanie Pensylwania, USA, z żoną, córką i owczarkiem niemieckim.

Więcej informacji na temat przetwarzania litu.