В настоящее время богатый литием рассол приходится закачивать в расположенные на поверхности искусственные пруды, где он остается на срок от нескольких месяцев до нескольких лет. В течение этого периода сама вода испаряется в атмосферу, оставляя после себя концентрированные соли — из них в итоге и выделяют литий.
«Струнная» технология добычи лития: простой и эффективный способ увеличить результат
Хотя литий можно найти в твердых минеральных рудах, чаще всего его добывают из богатых солями металлов грунтовых вод. Благодаря новой технологии ученые смогли сделать этот процесс намного быстрее и экологичнее.
Bumper DeJesus
Помимо того, что этот процесс занимает много времени, он также требует обширную площадь под большие пруды-испарители. Кроме того, чтобы сделать такие масштабные операции экономически целесообразными, большинство из них должно быть расположено в тех немногих местах, где существуют обильные подземные месторождения литиевого рассола. Более того, климат этих районов должен быть преимущественно засушливым, чтобы ускорить испарение.
Пруды для выпаривания литиевого рассола в пустыне Невада
Помня об этих недостатках, профессор Джейсон Рен и его коллеги из Принстонского университета разработали новый процесс экстракции лития. Он производит пригодный для использования литий менее чем за один месяц, занимает около 10% площади прудов и его можно использовать в самых разных местах, где присутствуют даже небольшие количества литиевого рассола.
В этой технике используются струны, изготовленные из недорогих скрученных целлюлозных волокон. Каждое из этих пористых волокон имеет гидрофильную (влаголюбивую) сердцевину, окруженную гидрофобной (водоотталкивающей) поверхностью.
Сбор литиевого конденсата
Множества этих нитей подвешивают над резервуарами, заполненными рассолом, причем нижний конец каждой нити погружен в жидкость. Капиллярный эффект втягивает жидкость вверх по сердцевине волокон струн, в то время как их поверхность выталкивает жидкость в воздух, где содержащаяся в ней вода быстро испаряется.
В результате каждая струна покрывается кристаллами хлорида лития и хлорида натрия, которые можно собрать вручную. К счастью, литий и натрий не смешиваются. Поскольку соли лития хорошо растворимы, они кристаллизуются ближе к верху каждой струны, тогда как менее растворимые соли натрия (которые также полезны) кристаллизуются ближе к нижней части.
Ученые уже продемонстрировали установку из 100 струн и сейчас работают над повышением эффективности этой техники. Они также создали дочернюю компанию PureLi Inc для коммерциализации технологии.