Το νέο εργοστάσιο εξαγωγής της Κίνας μετατρέπει παραμελημένα παραπροϊόντα λιθίου σε σπάνια μέταλλα (Interesting Engineering)
Η Κίνα έθεσε σε σταθερή λειτουργία αυτό που οι ερευνητές περιγράφουν ως το πρώτο στον κόσμο βιομηχανικό σύστημα στηλών εκχύλισης για την ανάκτηση ρουβιδίου και καισίου από μεταλλεύματα λιθίου, μετατρέποντας δύο προηγουμένως παραμελημένα μέταλλα σε εμπορικά προϊόντα.
Η γραμμή επίδειξης στην επαρχία Τζιανγκσί αναπτύχθηκε από κοινού από το Ινστιτούτο Μηχανικής Διεργασιών της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS) και τον όμιλο Ganfeng Lithium.
Χρησιμοποιεί συνεχείς στήλες εκχύλισης για τον διαχωρισμό των σπάνιων μετάλλων από το υλικό που απομένει κατά την επεξεργασία λιθίου.
Σύμφωνα με την Global Times, το σύστημα μπορεί να παράγει ανθρακικό ρουβίδιο και ανθρακικό καίσιο με καθαρότητα άνω του 99,9%, ενώ επιτυγχάνει συνολικά ποσοστά ανάκτησης άνω του 95% για το ρουβίδιο και 98% για το καίσιο.
Η China Daily αναφέρει ότι η γραμμή επίδειξης έχει ετήσια παραγωγική δυναμικότητα 500 τόνων, με τα προϊόντα της να εισέρχονται ήδη στην αγορά.
Ανάκτηση μετάλλων που προηγουμένως απορρίπτονταν
Το ρουβίδιο και το καίσιο είναι δύσκολο να αποκτηθούν, επειδή σπάνια απαντώνται σε κοιτάσματα με αρκετά υψηλή συγκέντρωση ώστε να εξορύσσονται οικονομικά από μόνα τους.
Το καίσιο είναι ιδιαίτερα σπάνιο, με τον πολουσίτη να αποτελεί την κύρια πηγή του ως μετάλλευμα, ενώ το ρουβίδιο απαντάται σε ορυκτά όπως ο λεπιδόλιθος και σε άλμες αλατούχων λιμνών.
Και τα δύο μέταλλα χρησιμοποιούνται σε εξειδικευμένες εφαρμογές. Η China Daily αναφέρει την αεροδιαστημική, τα όργανα ακριβείας, τις επικοινωνίες 6G και τις κβαντικές τεχνολογίες μεταξύ των τομέων στους οποίους έχουν σημαντικές εφαρμογές.
Η σπανιότητά τους, ωστόσο, δεν σήμαινε απαραίτητα ότι ανακτώνταν αποτελεσματικά. «Η νέα διαδικασία ανακτά το ρουβίδιο και το καίσιο, τα οποία προηγουμένως απορρίπτονταν, ως παραπροϊόντα της επεξεργασίας μεταλλεύματος λιθίου», δήλωσε ο Wang Yong, ερευνητής στο Ινστιτούτο Μηχανικής Διεργασιών της CAS που ηγήθηκε του έργου, σύμφωνα με την China Daily.
Ο Wang δήλωσε ότι ένας τυπικός μετρικός τόνος συμπυκνώματος λιθίου περιέχει περίπου 25 κιλά οξειδίου του λιθίου, 7,8 κιλά οξειδίου του ρουβιδίου και 1,8 κιλά οξειδίου του καισίου. Αν και οι δύο τελευταίες ποσότητες είναι πολύ μικρότερες, η ανάκτησή τους παράλληλα με το λίθιο μπορεί να επιτρέψει καλύτερη αξιοποίηση του ίδιου μεταλλεύματος.
17 στήλες αντικαθιστούν περισσότερες από 70 συμβατικές δεξαμενές
Η βασική καινοτομία είναι η χρήση συμπαγών στηλών εκχύλισης αντί για συμβατικές δεξαμενές εκχύλισης.
Τα παραδοσιακά συστήματα εκθέτουν οργανικούς διαλύτες στον αέρα, ενώ οι νέες στήλες λειτουργούν ως ένα πλήρως κλειστό σύστημα. Σύμφωνα με τον Wang, αυτό μειώνει τις εκπομπές ατμών διαλυτών και τις οσμές, ενώ παράλληλα μειώνει τους σχετικούς κινδύνους πυρκαγιάς.
Ο εξοπλισμός μειώνει επίσης σημαντικά το μέγεθος της μονάδας επεξεργασίας. Μία μόνο στήλη εκχύλισης μπορεί να προσφέρει απόδοση διαχωρισμού ισοδύναμη με έως και 15 συμβατικά στάδια, ενώ μειώνει την κατανάλωση διαλυτών κατά περίπου 40% και το αποτύπωμα του εξοπλισμού κατά περισσότερο από το ήμισυ, σύμφωνα με την China Daily και την Global Times.
Μια συμβατική μονάδα που θα επεξεργαζόταν την ίδια ποσότητα υλικού θα απαιτούσε περισσότερες από 70 δεξαμενές. Το νέο εργοστάσιο χρησιμοποιεί αντίθετα 17 στήλες εκχύλισης, οι οποίες είναι κατανεμημένες σε τέσσερα τμήματα για εκχύλιση, έκπλυση, απογύμνωση και απομάκρυνση λαδιού.
Το σύστημα που προκύπτει λειτουργεί συνεχώς και αυτόματα. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή το ρουβίδιο και το καίσιο έχουν παρόμοιες χημικές ιδιότητες και απαντώνται σε σχετικά χαμηλές συγκεντρώσεις.
Ο διαχωρισμός τους, με ταυτόχρονη διατήρηση τόσο υψηλής ανάκτησης όσο και υψηλής καθαρότητας του προϊόντος, απαιτεί ακριβή έλεγχο του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν τα διαφορετικά υγρά και του τρόπου με τον οποίο τα μέταλλα μετακινούνται μεταξύ τους.
Από παραπροϊόν λιθίου σε εμπορικό υλικό
Η μονάδα επίδειξης μπορεί να παράγει ανθρακικό καίσιο, ανθρακικό ρουβίδιο και άλλες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένων χλωριδίων, οξειδίων και θειικών αλάτων. Αυτά τα υλικά μπορούν στη συνέχεια να υποστούν επεξεργασία για την παραγωγή μεταλλικού ρουβιδίου και καισίου για βιομηχανικές εφαρμογές.
Το έργο είναι αποτέλεσμα σχεδόν δύο δεκαετιών έρευνας στην τεχνολογία στηλών εκχύλισης, αναφέρει το δημοσίευμα. Ολόκληρο το σύστημα σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε επίσης στην Κίνα, δήλωσε ο Wang.
Η τεχνολογία δεν περιορίζεται στην επεξεργασία λιθίου. Οι στήλες εκχύλισης που αναπτύχθηκαν μέσω της έρευνας έχουν ήδη εφαρμοστεί στον βιομηχανικό διαχωρισμό του ζιρκονίου και στον καθαρισμό φωσφορικού οξέος, ενώ βρίσκεται σε εξέλιξη περαιτέρω ανάπτυξη για την εξαγωγή νικελίου, κοβαλτίου και λιθίου από μεταλλεύματα και άλλες πρώτες ύλες.
Η σημασία της νέας μονάδας είναι ευρύτερη από την ανάκτηση δύο σπάνιων μετάλλων. Καταδεικνύει έναν τρόπο εξαγωγής πρόσθετης αξίας από υφιστάμενα ρεύματα επεξεργασίας ορυκτών, μειώνοντας δυνητικά την ποσότητα ρουβιδίου και καισίου που διαφορετικά θα χανόταν, ενώ παράλληλα βελτιώνει τη συνολική αξιοποίηση των πόρων λιθίου.
www.worldenergynews.gr
