В России начата добыча лития и его соединений по разработанной дешевой технологии
В России начала работу первая в мире экспериментальная установка, сделавшая добычу соединений лития из бедной руды вдвое дешевле, чем до сих пор добывали из богатой. Установка разработана учеными НИТУ «МИСиС». Внедряемая технология может обеспечить все потребности страны в литии за счет собственных запасов и избавиться от некачественного китайского и дорогого африканского сырья.
Сфера применения лития и соединений на его основе довольно широка: в химических источниках тока и батареях на их основе, как теплоноситель в небольших ядерных реакторах (на кораблях и подлодках), как источник нейтронов в реакциях термоядерного синтеза, а также в керамике, оптике, смазках, полимерах, фармацевтике, кондиционерах, алюминиевых сплавах, используется для литья сверхлегких изделий.
Проблема в том, что в России нет руд, богатых литием, хотя сам этот металл не относится к редкоземельным, просто он слишком рассредоточен в породе. Более 70% пригодного для промышленной добычи лития находится в Чили, Боливии и Аргентине в виде солончаковых отложений, из которых состоят пустыни Атакама, Юни и Омбре Муэрто. Есть запасы в Неваде (США), Тибете, Бразилии, Конго, Китае, но существенно на рынок они не влияют. В России же самое большое содержания лития в слюде, сопровождающей месторождения редкоземельных металлов. И хотя теоретически механизмы самого эффективного способа извлечения лития из отечественных руд описал ещё ученик Курчатова профессор НИТУ «МИСиС» Владимир Кулифеев в шестидесятых годах прошлого века, ни технологии, ни материалы, из которых делали перерабатывающее оборудование, не позволяли реализовать этот процесс на экономически выгодном уровне. Поэтому сейчас приходится закупать готовые соединения лития, либо ввозить литийсодержащий концентрат из Конго и Китая. При этом качество приобретаемого сырья низкое, а транспортировка на длительные расстояния влечет за собой дополнительные расходы.
Доцент кафедры цветных металлов и золота НИТУ «МИСиС» к.т.н. Ольга Криволапова применила теоретические наработки профессора Кулифеева к литийсодержащим отходам флюоритных месторождений (таких как принадлежащие входящей в ОК РУСАЛ Ярославской горнорудной компании крупнейшие в мире Вознесенское и Приграничное) и отработанным литий-ионным источникам тока. Возглавляемая ею команда ученых из НИТУ «МИСиС» проработала технологию кислотной переработки литийсодержащих веществ, которая оказалась вдвое дешевле существующих аналогов. Установка расположена на экспериментальном полигоне Ярославской горнорудной компании. Планируется, что промышленный процесс производства лития батарейного качества (марки ЛЭ1) запустят на отвалах месторождений Уссурийского края, где за 20 лет предложенным способом можно добыть более 40 тысяч тонн карбоната лития, а также на Завитинском месторождении (Читинская область).
Немалую роль в том, что технология имеет шансы на успех, сыграло то, что установка работает на отечественном сырье: «Мы работаем над созданием нового производства, которое даст возможность полностью отказаться от импортного сырья, — подчеркнула руководитель проекта Ольга Криволапова. — Новая технология позволит осуществлять параллельно процессы извлечения и переработки лития и получать не только чистый литий, но и ценные продукты — соли лития, в зависимости от потребностей отечественной промышленности. Мы разрабатываем технические решения для переработки отечественного сырья, для этого мы спроектировали и создали уникальную пилотную опытно-промышленную установку. В настоящее время мы проводим лабораторные исследования влияния технологических факторов на получение металлического лития батарейного качества».
По оценкам специалистов компании РУСАЛ, уже на данном этапе можно говорить о возможности занять примерно 1% мирового рынка лития и обеспечить потребности отечественных предприятий в продукте более качественном, чем из Конго, и в полтора-два раза более дешевом, чем из Китая.
«Работа научной группы под руководством к.т.н., доцента Ольги Криволаповой демонстрирует, что не только фундаментальные, но и прикладные разработки могут найти свое применение спустя десятилетия, — говорит ректор НИТУ „МИСиС“ Алевтина Черникова. — Перспективная технология добычи соединений лития, созданная молодыми учеными университета, стала синтезом научно-исследовательской работы середины ХХ века, проведенной профессором НИТУ „МИСиС“ Владимиром Кулифеевым, разработок научного коллектива в области утилизации литий-ионных аккумуляторов, а также мировых достижений в области сопротивления материалов».
Работа над технологией проводится по заказу ряда крупнейших российских предприятий, таких как ГК РОСАТОМ, ОК РУСАЛ, Топливная компания «ТВЭЛ», ОАО «Аккумуляторная компания «Ригель», АО АРМЗ, Приаргунский горно-химический комбинат и другие.
Внедрение технологии на предприятиях планируется в 2020 — 2025 гг.
