Где добывают литий: Получится ли у России производить литий |

Содержание

Где и как добывают литий для аккумуляторов

Река Амур, российско-китайская граница

Matja? Krivic

Когда в 2015 году китайское правительство в своем пятилетнем плане сделало ставку на электромобили, а вскоре Илон Маск заявил, что рассчитывает продавать по полмиллиона Tesla в год, в мире началась литиевая лихорадка. За следующие три года цены на этот металл выросли в пять раз. По прогнозам, уже к 2027 году объемы добычи лития восьмикратно увеличатся. И для планеты это плохие прогнозы: все больше территорий будут напоминать этот тестовый полигон для электромашин на реке Амур.

«Литиевый треугольник», Латинская Америка

Более половины мировых запасов лития приходится на Аргентину, Боливию и Чили. Из подземных месторождений богатую литием воду перекачивают в искусственные водоемы, где она под палящим солнцем испаряется от полугода до полутора лет. Цвет водоемов меняется в зависимости от содержания лития – чем дольше соляной раствор простоит на солнцепеке, тем концентрированнее он становится. Площадь каждого из этих бассейнов – несколько футбольных полей. Местное население жалуется на то, что рядом с такими предприятиями пропадает питьевая вода, гибнет рыба, а животные слепнут от ядовитой пыли. По мере роста цен на литий их ждет новая проблема: как только для ускорения добычи воду станет рентабельно нагревать, регионы столкнутся с энергетическим кризисом.

С 2040 года Франция и Великобритания планируют отказаться от неэлектрических автомобилей. Новые машины с ДВС нельзя будет купить. Мир хочет начать историю автотранспорта с чистого листа, и этот лист перед вами. Расположенный на высоте 3650 метров над уровнем моря солончак Уюни – самое крупное соляное озеро планеты. Десять тысяч квадратных километров белой, идеально ровной поверхности. Представьте, что территорию, равную пяти Люксембургам, засыпали белым порошком – именно так выглядит главная достопримечательность Боливии. В последние годы она же стала основной надеждой этой страны на экономический ренессанс. Под высохшим озером – богатейшие запасы лития на Земле. Именно этот самый легкий из металлов и должен дать миру материал для аккумуляторов, в которых нуждается все больше техники: смартфоны, дроны, электровелосипеды, электромобили. В 2019 году в одном только Китае продали 1,2 млн машин с электромоторами. Делает ставку на электричество и Россия. Впрочем, у нас снова свой путь.

Двадцать пятого августа 2020 года Москва закончила переход с одного электрического транспорта на другой: навсегда ушел в парк последний из более чем 1600 столичных троллейбусов (остался лишь один туристический маршрут до музея транспорта). Операция «Чистое небо» – освобождение от проводов, закрывавших похорошевший город, – завершена. Теперь по улицам колесят электробусы, без торчащих токоприемников, но с тяжким грузом батарей, технологии переработки которых пока не существует. Куда мы все приедем на этом транспорте будущего, пока не знает никто.

Солончак Уюни, Боливия

Добыча лития для аккумуляторов

Литий — мягкий, пластичный металл серебристо-белого цвета, открытый в 1817 году шведским химиком минералогом
Иоганном Арфведсоном. Новый металл стали использовать в производстве фарфора и стекла, а позднее в атомной
энергетике и металлургии. В XXI веке с развитием электроники и электротранспорта спрос на литий резко вырос. Больше
половины добываемого в мире лития уходит на производство аккумуляторов. Только на изготовление одной батареи для
электромобиля требуется 63 кг лития.

Существует два способа добычи лития: рудный и гидроминеральный. В первом случае металл добывают в шахтах или
карьерах из пегматитовых минералов, во-втором — из подземных рассолов. Большая часть лития добывается из глин
солончаков. Из подземных месторождений богатую литием воду выкачивают с помощью мощных насосов и пропускают через
очистительные бассейны для повышения содержания металла в рассоле. Для этого требуется много воды и солнечного
света. Чем дольше соляной раствор простоит на солнце, тем концентрированней он становится. Площадь одного такого
бассейна можно сравнить с площадью двадцати футбольных полей вместе взятых. Рассольный способ добычи лития дешевле
рудного, так как концентрат залегает на глубине не более двух метров. Сам процесс выпаривания долгий и обычно
занимает до восемнадцати месяцев. После выпаривания на солнце раствор хлорида лития перевозится в цистернах на
перерабатывающий завод. Там литий отделяется в виде мелкой белой муки, затем прессуется в брикеты и отправляется
заказчикам.

Как добыча лития влияет на природу и жизнь людей

Большая часть месторождений лития находится в засушливых высокогорьях на границах Боливии, Чили и Аргентины.
Литиевая добыча уже нанесла вред экосистеме этих мест, а особенно пустыне Атакама, расположенной на севере Чили. Для
добычи материала требуется огромное количество воды. Например, чтобы добыть одну тонну металла, необходимо
израсходовать около двух миллионов литров. Происходит истощение водных запасов для населения. Из-за нехватки влаги
территории лишаются пастбищной травы, что создает угрозу существования фермерских хозяйств. Еще одной серьезной
проблемой является химические стоки, загрязняющие реки и водоемы. Отравленная химикатами вода убивает все живое. Все
чаще местные жители задаются вопросом: — Неужели добыча лития важнее уникальной окружающей среды и древнего образа
жизни, который процветает в ней?

Как обстоят дела с добычей лития в России

Россия импортирует литий, хотя и обладает собственными запасами этого металла, находящимися на Кольском полуострове,
в республике Тыва, в Иркутской области. Все это рудные месторождения. Выпаривать на солнце минералы из соленых озер
в нашей стране не позволяет климат, да и внутреннее потребление не достаточно развито. Дешевле покупать сырье за
рубежом, чем добывать самостоятельно. “Но чтобы не зависеть от иностранных поставщиков лития и скачков цен на рынке,
было бы разумно создать собственное производство полного цикла”, ‒ сказал главный геолог Красноярского
химико-металлургического завода Николай Ворогушин.

Как США сильно отстали в производстве лития, «белого золота» для электромобилей

смотреть сейчас

У США проблемы с поставками лития. Почти каждый крупный автопроизводитель объявил о переходе на электромобили, Tesla поставила почти миллион автомобилей в 2021 году, а несколько новых компаний по производству электромобилей, таких как Rivian и Lucid, снимают с производства новые модели.

Чтобы питать все эти электромобили, нам понадобятся аккумуляторы — их много.

Рост электромобилей будет отвечать за более чем 90% спроса на литий к 2030 году, по данным Benchmark Mineral Intelligence. Но литий также содержится в наших телефонах, компьютерах, керамике, смазочных материалах, фармацевтических препаратах и необходим для хранения солнечной и ветровой энергии.

«Это похоже на кровь в вашем теле, — сказал генеральный директор Lithium Americas Джон Эванс, — это химия, лежащая в основе работы литий-ионных аккумуляторов. для аккумуляторов следующего поколения. Так что это действительно критический элемент».

Этот жизненно важный минерал в перезаряжаемых батареях заслужил название «белое золото».

Цена на литий стремительно растет, увеличившись на 280% с января 2021 года, и создание внутренних поставок лития стало современной версией нефтяной безопасности. Но сегодня США сильно отстают: по данным Геологической службы США, в США добывается и перерабатывается только 1% лития в мире.

Более 80% мирового лития-сырца добывается в Австралии, Чили и Китае. По данным Международного энергетического агентства, Китай контролирует более половины мирового производства и переработки лития и имеет три четверти мегафабрик по производству литий-ионных аккумуляторов в мире.

Но до 1990-х годов США были лидером по производству лития.

«Литиевая промышленность зародилась в США и успешно работала в течение 50 лет», — сказал Эрик Нойман, международный бизнес-менеджер Swenson Technology. «У нас их много. Проблема в том, можем ли мы производить то, что нам нужно, по экономичной и конкурентоспособной цене? Это сложно».

Литий не является дефицитным элементом. По данным Геологической службы США, США имеют запасы почти 8 миллионов метрических тонн, что делает их одной из пяти крупнейших стран мира.

Но в США есть только один действующий литиевый рудник, Сильвер Пик Албемарл в Неваде.

В июне прошлого года администрация опубликовала план по ускоренному запуску отечественного производства и переработки лития, а также производства аккумуляторов и поставила цель увеличить продажи электромобилей на 50% к 2030 году.

В Неваде, Северная Каролина, Калифорния и Арканзас, среди прочих мест.

Работник компании Lithium Americas обрабатывает литий в исследовательской лаборатории компании в Рино, штат Невада.

Компания Controlled Thermal Resources разрабатывает литиевый проект в Солтон-Си в Калифорнии, в рамках которого будет извлекаться литий из рассола, выкачиваемого геотермальными электростанциями в этом районе. Солтон-Си когда-то было популярным туристическим направлением, но стало одним из самых серьезных экологических кризисов и кризисов в области общественного здравоохранения в современной истории, поскольку более сухие условия привели к высыханию большей части озера. Штат Калифорния пытается преобразовать этот район, назвав его «Литиевая долина», и надеется получить доход, необходимый для возрождения этого района.

Прошлым летом General Motors объявила о многомиллионных инвестициях в компанию Controlled Thermal Resources и получила право на покупку отечественного лития для своих электромобилей.

Piedmont Lithium хочет возродить старый район добычи лития в Северной Каролине, недалеко от Шарлотты. В 2020 году Пьемонт подписал контракт на поставку Tesla лития, полученного из его месторождений, но проект задержался из-за разрешений.

Lithium Americas планирует открытый рудник на перевале Такер, который расположен в пределах потухшего супервулкана примерно в 200 милях к северу от Рино, штат Невада, и является одним из крупнейших запасов лития в США. рафинирование лития, и он находится в стадии окончательного разрешения.

Но никому не нужна шахта на заднем дворе, а Такер-Пасс и другие проекты застопорились из-за судебных исков и противодействия защитников окружающей среды, задержек разрешений и противодействия индейских племен в этом районе.

Посмотрите видео, чтобы узнать больше и взглянуть изнутри на некоторые отечественные литиевые проекты, находящиеся в разработке.

СМОТРЕТЬ ПРЯМУЮ ТРАНСЛЯЦИЮ В ПРИЛОЖЕНИИ

Что стоит за добычей лития? Вот все, что вам нужно знать

С ростом спроса на электромобили растет и спрос на металл.

Спрос на извлечение лития во всем мире растет, в основном за счет увеличения использования лития в технологиях электронных аккумуляторов и электромобилях. Но откуда берется литий и как его производят? Вот объяснение всего, что вы должны знать, включая воздействие на окружающую среду.

По сути, литий представляет собой высокореактивный щелочной металл с отличной тепло- и электропроводностью. Такие характеристики делают его особенно полезным для производства смазочных материалов, фармацевтических препаратов, стекла и, что наиболее важно, литий-ионных аккумуляторов для электромобилей и бытовой электроники.

Но литий нельзя просто так найти в природе, так как он очень реакционноспособен. Вместо этого он присутствует в составе солей или других соединений. Большую часть лития, доступного на рынке, можно найти в виде карбоната лития, более стабильного соединения, которое затем можно преобразовать в химические вещества или соли.

Соли лития можно найти в подземных месторождениях глины, минеральной руды и рассола, а также в геотермальной и морской воде. Большая часть лития в мире поступает из шахт, откуда его добывают. Соленые озера, также известные как салары, имеют самую высокую концентрацию лития, от 1000 до 3000 частей на миллион.

Извлечение лития

Салары с самой высокой концентрацией лития расположены в Боливии, Аргентине и Чили, в районе, называемом «литиевым треугольником». Литий, полученный из саларов, затем извлекается в виде карбоната лития, основного сырья, которое используется компаниями в литий-ионных батареях.
Добыча рассола в саларах обычно представляет собой очень длительный процесс, который может занять от восьми месяцев до трех лет. Добыча полезных ископаемых начинается с бурения скважины и выкачки соляного раствора на поверхность. Затем они оставляют его испаряться на месяцы, сначала создавая смесь марганца, калия, буры и солей, которую фильтруют и помещают в другой испарительный бассейн.

Потребуется от 12 до 18 месяцев, чтобы эта смесь была достаточно отфильтрована для извлечения карбоната лития, также известного как белое золото. Несмотря на то, что это дешево и эффективно, для этого процесса требуется много воды, по оценкам, 500 000 галлонов на тонну извлеченного лития.

Это создает большое давление на местные сообщества, проживающие в близлежащих районах. Например, в чилийском Салар-де-Атакама из-за добычи полезных ископаемых регион потерял 65% воды. Это означает воздействие на местных фермеров, средства к существованию которых зависят от сельского хозяйства и крупного рогатого скота, и теперь им нужно получать воду откуда-то еще.

Риски добычи лития

Отсутствие воды в регионе — не единственная потенциальная проблема с добычей лития. Токсичные химические вещества могут попасть из испарительных бассейнов в систему водоснабжения, например, соляная кислота, используемая при переработке лития, а также отходы, которые могут отфильтровываться из рассола.

В США, Канаде и Австралии литий обычно извлекают из породы более традиционными методами. Тем не менее, это все еще требует использования химических веществ, чтобы извлечь его в полезной форме. Например, в Неваде исследование обнаружило воздействие на рыбу в 150 милях ниже по течению от завода по переработке лития.
В отчете организации «Друзья Земли» утверждается, что извлечение лития может повлиять на почву и вызвать загрязнение воздуха. В районе Салар-дель-Хомбре-Муэрто в Аргентине жители жалуются на загрязнение литием ручьев, используемых людьми и скотом, а в Чили произошли столкновения между горнодобывающими фирмами и местными жителями.

Усовершенствованные технологии извлечения лития

Исследователи утверждают, что необходимо разработать новые технологии извлечения, которые позволят производить батареи более экологически безопасным способом. Вот почему во всем мире многие ищут новые альтернативы, такие как химия аккумуляторов, которая заменяет кобальт и литий более распространенными и менее токсичными материалами.

Тем не менее, новые батареи с меньшей плотностью энергии или более дорогие могут в конечном итоге оказать негативное воздействие на окружающую среду. «Менее прочное, но более устойчивое устройство может повлечь за собой больший углеродный след, если учесть транспортировку и необходимую дополнительную упаковку», — сказала Кристина Валимаки, аналитик Elsevier.
Возможность переработки литий-ионных аккумуляторов также играет ключевую роль. В Австралии исследование показало, что только 2% из 3300 тонн литий-ионных отходов страны были переработаны. Это может вызвать проблемы, поскольку ненужная электроника с батареями может оказаться на свалках, а металлы и ионные жидкости могут просочиться в подземные резервуары с водой.

Бирмингемский энергетический институт использует технологию робототехники, первоначально разработанную для атомных электростанций, для поиска способов извлечения и демонтажа потенциально взрывоопасных литий-ионных элементов из электромобилей. На заводах по переработке, где литий-ионные аккумуляторы хранились ненадлежащим образом, произошел ряд пожаров.

Основная проблема заключается в том, что производители обычно скрывают, что на самом деле входит в состав батарей, что затрудняет их надлежащую переработку. Теперь восстановленные клетки в основном измельчаются, что приводит к смеси металлов, которые можно разделить с помощью пирометаллургических методов.

Растущий спрос

Глобальное увлечение мобильными устройствами и всевозможными технологическими гаджетами привело к росту спроса на литий-ионные аккумуляторы. Это особенно применимо к электромобилям, поскольку мир стремится в ближайшем будущем отказаться от использования ископаемого топлива, чтобы сократить глобальные выбросы парниковых газов.

Ожидается, что к 2025 году спрос на литий увеличится примерно до 1,3 миллиона метрических тонн LCE (эквивалент карбоната лития). Это в пять раз больше сегодняшнего уровня. За это отвечает длинный список автопроизводителей.