La plupart du lithium est produit commercialement à partir de l'extraction de sels contenant du lithium à partir de réservoirs de saumure souterrains ou de l'extraction de roches contenant du lithium, comme le spodumène. Production de lithium à partir de sources d'argile devrait devenir commercialement viable, mais peut-être pas avant 2022.
Le lithium est un métal couramment utilisé dans les batteries comme les batteries rechargeables que l'on trouve dans les ordinateurs portables, les téléphones portables et les voitures électriques, ainsi que dans la céramique et le verre. C'est le métal le plus léger sur Terre et il est suffisamment mou pour être coupé avec un couteau lorsqu'il est sous sa forme élémentaire.
Traitement à partir de la saumure
Une grande partie du lithium produit aujourd'hui est extraite de réservoirs de saumure appelés salars, situés dans les zones de haute altitude de la Bolivie, de l'Argentine et du Chili. Afin d'extraire le lithium des saumures, les eaux riches en sel doivent d'abord être pompées à la surface dans une série de grands bassins d'évaporation où l'évaporation solaire se produit sur plusieurs mois.
Le potassium est souvent récolté pour la première fois dans les premiers étangs, tandis que les étangs ultérieurs ont des concentrations de lithium de plus en plus élevées. Les saumures économiques de source de lithium contiennent normalement de quelques centaines de parties par million (ppm) de lithium à plus de 7 000 ppm.
Lorsque le chlorure de lithium dans les bassins d'évaporation atteint une concentration optimale, la solution est pompée vers une installation de récupération où l'extraction et le filtrage éliminent tout élément indésirable. bore ou magnésium. Il est ensuite traité avec du carbonate de sodium (carbonate de sodium), précipitant ainsi le carbonate de lithium. Le carbonate de lithium est ensuite filtré et séché. L'excès de saumure résiduelle est renvoyé dans le salar.
Le carbonate de lithium est une poudre blanche stable qui est un intermédiaire clé sur le marché du lithium car il peut être converti en sels industriels et produits chimiques spécifiques - ou transformé en lithium pur métal.
Traitement à partir de minéraux
Contrairement aux sources de saumure salar, l'extraction du lithium à partir de spodumène, lépidolite, pétalite, amblygonite et eucryptite nécessite un large éventail de processus. En raison de la consommation d'énergie et des matériaux nécessaires, la production de lithium provenant de l'exploitation minière est beaucoup plus processus coûteux que l'extraction de saumure, même si ces minéraux ont une teneur en lithium plus élevée que l'eau salée.
Parmi les cinq minéraux, le spodumène est le plus couramment utilisé pour la production de lithium. Une fois extrait, le spodumène est chauffé à 2012 degrés Fahrenheit, puis refroidi à 149 degrés. Il est ensuite broyé et torréfié à nouveau, cette fois avec de l'acide sulfurique concentré.Finalement, du carbonate de sodium ou du carbonate de sodium est ajouté, et le carbonate de lithium résultant est cristallisé, chauffé, filtré et séché.
Traitement de l'argile
Plusieurs entreprises explorent l'extraction du lithium de l'argile au Nevada, notamment Lithium américain et Noram Ventures. Les entreprises testent différentes méthodes de production, y compris la lixiviation à l'acide sulfurique.
Transformer le lithium en métal
La conversion du lithium en métal se fait dans une cellule électrolytique utilisant du chlorure de lithium. Le chlorure de lithium est mélangé avec du chlorure de potassium dans un rapport de 55% à 45% afin de produire un électrolyte eutectique fondu. Du chlorure de potassium est ajouté pour augmenter la conductivité du lithium tout en abaissant la température de fusion.
Lorsqu'il est fondu et électrolysé à environ 840 degrés Farhenheit, le chlore gazeux est libéré tandis que le lithium fondu remonte à la surface, recueillant dansle fer enclos. Le lithium pur produit est enveloppé dans de la cire de paraffine pour éviter l'oxydation. Le rapport de conversion du carbonate de lithium en lithium métal est d'environ 5,3 à 1.
Production mondiale de lithium
le cinq premiers pays pour la production de lithium en 2018 étaient l'Australie, le Chili, la Chine, l'Argentine et le Zimbabwe. L'Australie a produit 51 000 tonnes métriques de lithium cette année-là, les derniers chiffres disponibles. La production mondiale totale, à l'exclusion des États-Unis, s'élevait à 70 000 tonnes métriques.
le entreprises qui produisent le plus de lithium sont Albemarle, Sociedad Quimica y Minera de Chile et FMC.