Характеристика ЛГМС наиболее известных месторождений мира

№ п/п	Страна (месторождение)	Концентрация, г/л
Li+	Na+	K+	Mg2+	Ca2+	Cl-l	SO42-
	США, Невада (оз. Сильвер-Пик)	0,44	88,0	11,0	0,7	0,6	128,5	Нет данных
	Чили (Атакама)	0,5-0,2	113,4	32,1	11,4	0,5	210,6	17,2
	Боливия (Де-Юни)	0,8-2,0	105,2	24,2	16,6	0,5	190,5	9,1
	Россия (Тарумовское)	0,2	67,0	3,8	0,8	10,1	127,3	Нет данных
	Китай, Цинхай (Дунтай)	0,49	68,6	17,7	29,3	–	190,4	23,1
	Китай, Цинхай (Илипин)	0,96	1,4	1,1	107,8	4,3	326,0	0,1
	Россия, Республика Саха (Удачнинский комплекс)	0,41 n	35,6	20,3	11,2	65,5		–
	Россия, Красноярский край (Сухотунгусское)	0,22	46,8	23,1	9,5	58,8	233,9	–
	Россия, Эвенкия (Верхнекостинское)	0,45	50,2	19,7	11,2	81,7	271,8	–
	Россия, Иркутская область (Знаменское)	0,48	2,4	4,3	28,5	134,3	322,5	–
	Россия, Иркутская область (Ковыктинское)	0,39	1,9	11,7	29,0	154,0	338,9	–

Известные способы переработки природных рассолов (содержание лития 0,32-1 г/л) имеют, как правило, общую начальную стадию – их концентрирование, которое достигается за счет солнечного выпаривания.

Особое место в группе ЛГМС занимают салары Южной Америки, выгодно отличающиеся тем, что концентрация лития в исходном природном рассоле составляет 1,0-2,5 г/л и при упаривании по галлургической схеме можно получить концентраты с содержанием лития выше 40 г/л. Наибольшая часть гидроминеральных запасов лития приходится на долю Чили в виде знаменитого салара Атакама площадью около 3000 км². Он расположен на севере Чили на высоте 2300 м и ограничен восточной ветвью Кордильер, а с запада – Кордильерой Домейко и пустыней Атакама. Испаряемость воды в районе салара составляет 3200 мм/год, количество атмосферных осадков – 15 мм/год. Продукционные рассолы находятся на глубине 30-40 м.

Промышленное освоение салара начато в 60-годы пошлого столетия американской компанией “Foot Minerals” совместно с национальной компанией “Корфо”. В основу технологии, принципиальная схема которой представлена на рис. 11, положено стадийное солнечное упаривание рассола, повышающее концентрацию лития с 1,7 до 43 г/л. Процесс реализуется в 12 картах – испарителях (бассейнах) общей площадью 1 км².

При стадийном солнечном упаривании происходит последовательное осаждение галита, сильвинита, а также двойной соли Li₂SO4∙K₂SO₄. Чтобы избежать осаждения двойной соли, литийсодержащий рассол частично десульфатизируется действием хлорида кальция, естественный рассол которого залегает в окрестностях салара. После десульфатизации на третьей стадии концентрирования из рассола осаждается значительное количество магния в виде карналлита (KCl∙MgCl₂∙6H₂O). Выпавшие в картах осадки галита, гипса, сильвинита и каналлита не используются, а заполненные карты не эксплуатируются. Полученный таким образом литиевый концентрат транспортируется по железной дороге на завод, расположенный на завод, где рассол очищают от магния известковым молоком, от кальция содой и далее также содой осаждают из него в стандартных условиях карбонат лития. Осадок промывают, сушат и гранулируют.

Рис. 11. Принципиальная схема извлечения лития из рассолов салара Атакама по проекту компании “Foot Minerals”

С целью исключения добавки в природный рассол хлорида кальция и образования отходов в виде CaSO₄ для переработки рассолов салара Атакама разработана оригинальная технология (“сульфатный процесс”), принципиальная схема которой представлена на рис. 12.

Рис. 12. Принципиальная схема извлечения лития из рассолов салара Атакама по проекту компании «Минсал»

На первой стадии испарения в испарительных картах кристаллизуется сильвинит, из которого флотацией получают хлорид калия. Для выделения лития меньшую часть рассола, полученного после первой стадии испарения и отделения сильвинита (15 % от потока лития), направляют на вторую стадию испарения, а большую часть этого рассола (85 % от потока лития) закачивают обратно в пласт.

На второй стадии испарения при температуре рассола выше 18 ºC в процессе его концентрирования литий испаряется в испарительных картах вместе с оставшимся калием в виде двойной соли Li₂SO₄∙K₂SO₄, которую отделяют от рассола и перевозят на литиевые заводы. Из рассола на второй стадии испарения может быть выделено в виде двойной соли только 50 % лития от его общего содержания. Степень извлечения лития повышают до 70 %, используя рассол, прошедший вторую стадию концентрирования и выпадения двойной соли, для осаждения эпсомита (MgSO₄∙7H₂O) в холодный период суток (ночью температура рассола <18ºC).

Маточный рассол затем подкисляют и добавляют в него предварительно высушенный эпсомит, высаливая, таким образом, литий в виде Li₂SO₄ и получая борный концентрат для извлечения бора.

В заводских условиях бор из концентрата извлекают экстракционным методом, производя в качестве товарного продукта борную кислоту. Двойную литиевую соль, осажденную при темпе-ратуре 25 ºC и концентрации лития в рассоле не менее 10 %, затем растворяют в насыщенном растворе хлорида ка-лия, высаливая K2SO4, который являются ликвидным то-варным продуктом

LiKSO₄ + KCl = LiCl + K₂SO₄↓ (28)

Маточный раствор после осаждения K₂SO₄, представляющий собой практически насыщенный раствор хлорида лития, направляют на осаждение карбоната лития содой по реакции

2LiCl + Na₂CO₃ = Li₂CO₃ (29)

При этом отмечается высокая рентабельность комплексной схемы, что позволяет установить цену на карбонат лития, производимый по этой технологии не выше 2 долл. США, т.е. самую низкую в мире.