La maggior parte del litio viene prodotta commercialmente dall'estrazione di sali contenenti litio da serbatoi sotterranei di salamoia o dall'estrazione di roccia contenente litio, come lo spodumene. Produzione di litio da fonti di argilla dovrebbe diventare commercialmente fattibile, anche se forse non prima del 2022.
Il litio è un metallo comunemente usato nelle batterie come quelle ricaricabili che si trovano nei laptop, nei telefoni cellulari e nelle auto elettriche, nonché nella ceramica e nel vetro. È il metallo più leggero sulla Terra ed è abbastanza morbido da essere tagliato con un coltello quando è nella sua forma elementare.
Elaborazione dalla salamoia
Gran parte del litio prodotto oggi viene estratto dai serbatoi di salamoia chiamati salars che si trovano nelle aree ad alta quota della Bolivia, dell'Argentina e del Cile. Per estrarre il litio dalle salamoie, le acque ricche di sale devono prima essere pompate in superficie in una serie di grandi stagni di evaporazione dove l'evaporazione solare avviene per un certo numero di mesi.
Il potassio viene spesso raccolto per la prima volta dai primi stagni, mentre gli stagni successivi hanno concentrazioni sempre più elevate di litio. Le salamoie economiche al litio normalmente contengono da poche centinaia di parti per milione (ppm) di litio fino a oltre 7.000 ppm.
Quando il cloruro di litio negli stagni di evaporazione raggiunge una concentrazione ottimale, la soluzione viene pompata in un impianto di recupero dove l'estrazione e la filtrazione rimuovono eventuali indesiderati boro o magnesio. Viene quindi trattato con carbonato di sodio (carbonato di sodio), facendo precipitare il carbonato di litio. Il carbonato di litio viene quindi filtrato ed essiccato. Le salamoie residue in eccesso vengono pompate nuovamente nel salar.
Il carbonato di litio è una polvere bianca stabile che è un intermediario chiave nel mercato del litio perché può essere convertito in sali industriali e prodotti chimici specifici o trasformato in litio puro metallo.
Elaborazione da minerali
A differenza delle fonti di salamoia, l'estrazione di litio da spodumene, lepidolite, petalite, amblygonite ed eucryptite richiede un'ampia gamma di processi. A causa della quantità di consumo energetico e dei materiali richiesti, la produzione di litio dall'estrazione mineraria è molto di più processo costoso rispetto all'estrazione della salamoia, anche se questi minerali hanno un contenuto di litio più elevato rispetto all'acqua salata.
Dei cinque minerali, lo spodumene è il più comunemente usato per la produzione di litio. Dopo che è stato estratto, lo spodumene viene riscaldato a 2012 gradi Fahrenheit e quindi raffreddato a 149 gradi. Viene quindi schiacciato e tostato di nuovo, questa volta con acido solforico concentrato.Alla fine, viene aggiunto carbonato di sodio o carbonato di sodio e il carbonato di litio risultante viene cristallizzato, riscaldato, filtrato ed essiccato.
Elaborazione da argilla
Diverse aziende stanno esplorando l'estrazione di litio dall'argilla in Nevada, tra cui Litio americano e Noram Ventures. Le aziende stanno testando diversi metodi di produzione, inclusa la lisciviazione con acido solforico.
Trasformare il litio in metallo
La conversione del litio in metallo viene eseguita in una cella elettrolitica utilizzando cloruro di litio. Il cloruro di litio viene miscelato con cloruro di potassio in un rapporto dal 55% al 45% al fine di produrre un elettrolita eutettico fuso. Il cloruro di potassio viene aggiunto per aumentare la conduttività del litio abbassando la temperatura di fusione.
Quando viene fuso ed elettrolizzato a circa 840 gradi Fahrenheit, il gas di cloro viene liberato mentre il litio fuso sale in superficie, raccogliendosi in fusione.ferro recinzioni. Il litio puro prodotto è avvolto in paraffina per prevenire l'ossidazione. Il rapporto di conversione tra carbonato di litio e litio metallico è di circa 5,3 a 1.
Produzione globale di litio
Il primi cinque paesi per la produzione di litio nel 2018 sono stati Australia, Cile, Cina, Argentina e Zimbabwe. Quell'anno l'Australia ha prodotto 51.000 tonnellate di litio, l'ultimo per il quale sono disponibili i dati. La produzione globale totale, esclusi gli Stati Uniti, è stata di 70.000 tonnellate.
Il aziende che producono più litio sono Albemarle, Sociedad Quimica y Minera de Chile e FMC.