Selama beberapa dekad, pengeluaran litium komersial bergantung pada sumber bijih mineral seperti spodumene, petalite, dan lepidolit. Walau bagaimanapun, pengekstrakan litium dari sumber tersebut jauh lebih mahal daripada mengeluarkan logam dari britri yang mengandung litium. Sebenarnya, kos pengekstrakan litium dari batu keras dianggarkan menjadi dua kali ganda daripada menghasilkan dari brines, menjelaskan mengapa kebanyakan sumber tersebut telah dijual di pasaran sejak tahun 2000-an.
Brine salar boleh digambarkan sebagai takungan bawah tanah yang mengandungi kepekatan tinggi garam terlarut, seperti litium, kalium, dan natrium. Ini biasanya terdapat di bawah permukaan lakebeds kering, yang dikenali sebagai salar.
Litium diproses dari air garam, spodumena, dan tanah liat.
Pemprosesan Daripada Brine
Untuk mengeluarkan litium dari air garam, perairan yang kaya dengan garam mesti terlebih dahulu dipam ke permukaan menjadi satu siri kolam penyejatan di mana penyejatan solar berlaku dalam beberapa bulan. Kerana brata salar secara semulajadi berlaku di ketinggian tinggi dan di kawasan yang rendah hujan-penyejatan solar adalah cara yang ideal dan kos efektif untuk merangsang garam.
Potassium sering kali dituai dari kolam awal, manakala kolam kemudian mempunyai kepekatan litium yang semakin tinggi. Britori sumber litium ekonomi biasanya mengandungi mana-mana dari beberapa ratus bahagian per juta litium hingga ke atas 7,000ppm.
Apabila litium klorida di kolam penyejatan mencapai kepekatan yang optimum, larutan itu dipam ke kilang pemulihan di mana pengekstrakan dan penapisan membuang boron atau magnesium yang tidak diingini. Ia kemudian dirawat dengan natrium karbonat (soda ash), dengan itu mempercepat litium karbonat. Litium karbonat ditapis, kering, dan siap untuk dihantar.
Brin residu yang berlebihan dipam kembali ke salar.
Litium karbonat adalah serbuk putih yang stabil, yang merupakan perantara penting dalam pasaran litium kerana ia boleh ditukar kepada garam industri tertentu dan bahan kimia, atau diproses menjadi logam litium.
Pemprosesan Dari Spodumene
Berbeza dengan sumber air salar salar, pengekstrakan litium dari spodumene dan mineral lain memerlukan pelbagai proses hidrometalurgikal.
Sumber Daya Galaxy, yang menambang spodumene dilombong di Australia, misalnya, menghancurkan pertama dan memanaskan bijih dalam tanur calcining putar untuk menukar fasa litium kristal dari alpha ke beta (proses yang disebut sebagai belasan ). Ini membolehkan litium hadir di bijih untuk digantikan oleh natrium. Pekat spodumen yang dihasilkan disejukkan dan dikisar menjadi serbuk halus sebelum dicampur dengan asid sulpheric dan dipanggang lagi. Sistem penapis tebal kemudian memisahkan sisa dari minuman keras pekat, sementara curah hujan menghilangkan magnesium dan kalsium daripada larutan ini.
Akhirnya, soda abu ditambah dan litium karbonat dikristalisasi, dipanaskan, ditapis dan dikeringkan sebagai 99 peratus litium karbonat tulen.
Pemprosesan Dari Tanah Liat
Pelbagai pendekatan mungkin dilakukan untuk mengeluarkan litium dari tanah liat.
Pemilihan pendekatan yang mana mengikutinya bergantung kepada jenis bahan mentah tertentu yang dipertimbangkan. Walaupun banyak proses pengeluaran litium telah digunakan, kebanyakan proses semasa telah dibangunkan untuk bahan baku pegmatit dan mungkin tidak sepenuhnya berkesan untuk mengeluarkan litium dari bahan makanan tanah liat. Kajian Biro Tambang telah menyiasat panggang limau-gipsum dan panggang klorida untuk pengekstrakan litium dari spodumena dan amblygonit.
Teknik yang dieksplorasi untuk mengeluarkan litium dari tanah liat termasuk pengasingan air, rawatan hidroterma, larutan asid, larutan pembakar asid, peleburan alkaline-pencucian air, peleburan larut air-sulfat, peleburan air-pencemar klorida, dan peleburan air-pemanaskan pelbagai reagen . Walau bagaimanapun, walaupun ujian, tanah liat belum terbukti kos yang mahal dan tidak dilakukan secara komersil.
Akhirnya, mengeluarkan litium dari air garam adalah murah tetapi lambat, spodumene mahal tetapi cepat, dan tanah liat belum terbukti secara komersial pada skala. Terdapat teknologi pengekstrakan litium baru yang mengganggu (termasuk peleburan, pengekstrakan pelarut, pengekstrakan geoterma, dan elektrolisis) tetapi penemuannya terlalu tidak meyakinkan untuk digunakan secara komersil.
Menghidupkan Lithium Ke Logam
Menukar litium ke dalam logam dilakukan dalam sel elektrolitik menggunakan lithium chloride.
Klorida bercampur dengan kalium klorida dalam nisbah 55 peratus lithium klorida kepada 45 peratus kalium klorida untuk menghasilkan elektrolit eutektik lebur. Kalium klorida ditambah untuk meningkatkan kekonduksian litium semasa menurunkan suhu gabungan.
Apabila bersatu dan di elektrolisis pada kira-kira 450 ° C, gas klorin dibebaskan, manakala litium cair meningkat ke permukaan elektrolit, mengumpul dalam kandang besi besi . Litium tulen yang dihasilkan dibalut dengan lilin parafin untuk mengelakkan pengoksidaan. Nisbah penukaran litium karbonat kepada lithium logam adalah kira-kira 5.3 hingga 1.
Pengeluaran Litium Global
Walaupun Chile dan Australia adalah sumber litium terbesar di dunia, AS, Argentina, dan China juga merupakan pengeluar utama. Pasaran untuk litium banyak dikuasai oleh empat syarikat: Sociedad Química y Minera de Chile (Chile), Talison (Australia), Chemetall (Jerman), dan FMC (AS). Litium karbonat biasanya dijual pada tiga hingga lima tahun kontrak dari pelombong kepada penapis, termasuk yang tersenarai di atas, yang menghasilkan dan memasarkan bahan kimia hiliran dan logam litium.
Pada tahun 2017, pengeluaran lithium (bulat) di seluruh dunia (tidak termasuk pengeluaran AS) berjumlah 43 ribu tan metrik.