リチウムはどこから来るのか-供給源、作業、およびコスト

リチウムがどこから来ているか知っていますか？

リチウムは反応性が高いため、湿気などの他の環境特性とのわずかな接触が自然発火を引き起こして炎を引き起こす可能性があるため、元の金属の形で見つかることはありません。これは、リチウムイオン電池が高温によって引き起こされる熱暴走と呼ばれるプロセスを経ると、爆発または発火する傾向がある理由でもある可能性があります。したがって、リチウムは火成岩、主にスポジュメンから、また塩水溜まりにある塩化リチウム塩から抽出されます。チリは、世界最大のリチウム生産国であり、その採掘現場はアタカマソルトフラットにあります。

大量のリチウムを生産する他の国には、ボリビア（世界最大のソルトフラットが10,582平方キロメートルの広さであるが、政治的および経済的理由により現在休眠中）、アルゼンチン、中国、米国、オーストラリア（パースで最大の鉱床）ブラインからのリチウムの採掘は、スポジュメンからの採掘よりも安価であることが証明されているため、多くの休止状態のスポジュメン鉱床につながります。海水にもリチウムが含まれていますが、濃度が不足しています。したがって、海水から金属を採掘するという選択肢は不経済であると考えられています。

リチウム採掘はどのように機能しますか？

前述のように、リチウムは反応性の高い金属であり、効率的な熱伝導率と電気伝導率を提供するため、ガラス、化学薬品、電池、医薬品、および高温潤滑剤の製造に適しています。その反応性の高い状態は、その金属形態での採掘を不可能にするため、さまざまな化合物に見られます。リチウム抽出は、金属がサンプル化合物から分離され、使用可能な形に変換される化学プロセスの組み合わせとして定義できます。そのような使用可能なタイプには、炭酸リチウムなどの安定な化合物が含まれる。リチウムが陸と海の両方で利用できるからといって、経済的価値を持たないものもあるため、すべての資源を採掘に利用できるわけではありません。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

もっと見

ブラインからリチウムを抽出する

今日の世界の大量のリチウムは、塩水平原のはるか下にあるサラールと呼ばれる液体ブラインの場所から採掘されています。南米や中国、その他の塩水が豊富な収穫地域でのこれらのサラールのほとんどには、地熱や油田が含まれます。ブラインからリチウムを採掘することは、最終製品を生み出すのに数ヶ月または数年かかる単純でありながら遅くて長いプロセスです。地下のサラール堆積物にアクセスするには、地表にドリルで穴を開けて塩水を汲み出し、それをさまざまな蒸発池に輸送する必要があります。次に、塩水はこれらの池に数か月または数年放置され、太陽が太陽の蒸発によってその中のすべての水を乾燥させます。これは、予期しない降雨など、さまざまな環境障害に直面する長いプロセスです。

ブラインはカリウムとナトリウムとともに非常に高濃度のリチウムを含んでいるため、これらの他の金属を抽出できるプラットフォームを提供します。時には、鉱山労働者は逆浸透を使用してリチウムブラインをさらに濃縮し、蒸発プロセスをスピードアップします。リチウムが蒸発池で目標濃度に達すると、海洋はリチウム回収施設にポンプで送られ、一次抽出プロセスが開始されます。これらのプロセスはブラインフィールドの組成に基づいており、次の手順が含まれます。

1.前処理

このステップでは、ろ過およびイオン交換精製プロセスを使用して、ブライン内にある不純物をすべて除去します。ブライン溶液は、採掘プロセス中に他の材料や汚染物質からの浸透がある可能性があるため、決して純粋ではありません。

2.化学処理

これには、沈殿と呼ばれるプロセスを通じて、必要な製品と副産物を分離することを目的とした化学溶媒とさまざまな試薬の追加が含まれます。化学溶媒と試薬は、溶液にランダムに滴下されるだけではありません。それらは、最良の結果を達成するために、時系列で事前に決定された順序で適用されます。

3.ろ過

化学処理後、ブラインをろ過して沈殿物の固形物を他の溶液から分離します。沈殿物は単なる廃棄物ではなく、溶液から分離されたさまざまな副産物である可能性があります。

4.リチウムの生産

最後に、ろ過されたブラインは炭酸ナトリウムなどの試薬で処理され、プロセス全体で最も望ましい重要な化合物である炭酸リチウムを形成します。その後、炭酸リチウムをろ過、乾燥、販売します。所望の生成物に基づいて他の従来のリチウム化合物を製造するために、異なる試薬を使用することができる。リチウムの抽出プロセスが最終的に完了した後、残りのブライン溶液は地下のサラールにポンプで戻されます。

リシア輝石からのリチウムの抽出

リシア輝石はハードロックとも呼ばれ、世界のリチウム生産のわずかなシェアを担っています。鉱床は年間20トン近くを生産し、同様の濃度のリチウムを含む100を超えるさまざまな鉱物がありますが、リシア輝石、葉長石、ユークリプタイト、アンブリゴナイト、リチア雲母など、活発に採掘される傾向があるのはごくわずかです。鉱床は、塩水に比べてリチウムのレベルが高くなりますが、硬い岩から採掘する必要があるため、プロセスに費用がかかります。抽出には大量のエネルギー、化学薬品、機械が必要であるため、ブラインからリチウムを抽出するコストの最大2倍のコストがかかるプロセスになります。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

もっと見

特定の鉱床に応じて、抽出プロセスは異なり、通常、地表から鉱物材料を抽出し、加熱するだけでなく、粉砕する必要があります。粉砕されたミネラルは、硫酸などの特定の化学反応物と混合され、得られた物質は、蒸発手順によって加熱、ろ過、濃縮されます。その結果、炭酸リチウムが生成され、廃棄物は再利用または処分のために処理されます。

その他の抽出プロセス

サラブラインと硬岩の他に、リチウムは以下にリストされているいくつかの異なるソースから抽出できます。しかし、これらの供給源がリチウム採掘に貴重な機会を提供している限り、抽出に使用される必要な技術はまだ開発されていません。

• 海水

• 回収された油田ブライン
  

• エネルギープラントからのリサイクルブライン
  

• リサイクルされた電子機器
  

• ヘクトライト粘土
  

リチウムの環境コストはいくらですか？

リチウムイオン電池を動力源とするエネルギーを必要とする装置の発明は日常茶飯事であるため、ブラインの需要は増え続けています。金属の価格は2016年から2018年の間に大幅に倍増し、指数関数的に上昇すると予想されています。しかし、世界が化石燃料に取って代わる可能性のあるクリーンで再生可能なエネルギーを強化するために戦うにつれて、リチウムの採掘は環境に対する大きくて深刻な問題に対処する可能性があり、最終的にはコストのかかるメンテナンスにつながります。