В Министерстве энергетики США подсчитали, что не менее 70 % литиевых месторождений в стране представлены в виде растворов солей лития. Добывать «аккумуляторный» металл из рассолов можно прямой добычей, что будет чисто и эффективно. Этой технологией начали интересоваться нефте- и газодобывающие компании в США, которые в процессе добычи ископаемого топлива часто сталкиваются с рассолами.
Персонал компании Standard Lithium готовится к извлечению рассолов с солями лития. Источник изображения: Pitts Media
Сегодня 92 % металлического лития из ежегодно добываемого во всём мире поступает из Австралии, Чили и Китая (добыча 2022 года — 130 тыс. т). В основном литий добывается из отвалов руды, но в Чили, например, он получается в процессе выпаривания рассолов в открытых бассейнах. Каждый из этих видов первичной переработки сырья наносит ощутимый вред экологии и в США не желают иметь с ним ничего общего.
Прямой метод добычи солей лития из рассолов подразумевает ту или иную фильтрацию содержащих соли лития жидкостей с извлечением до 90 % солей в противовес примерно 50 % при извлечении методом выпаривания в открытых бассейнах. А отфильтрованную таким образом воду можно закачать обратно в землю. Главный минус прямой добычи лития из рассолов — каждый раз его состав уникален и кроме ионов лития содержит соли множества других металлов. Поэтому универсального способа фильтровки нет, и пока не ожидается.
Нефтяники постоянно имеют дело с рассолами, в которых часто обнаруживается литий. Они вполне могут заняться его попутной добычей, а также его извлечением из исчерпавших себя нефтяных и газовых скважин. Ряд компаний уже занялись отработкой технологий по добыче в США лития из рассолов.
Так, в Арканзасе, который в настоящее время является незначительным производителем нефти и газа, компания Standard Lithium запускает демонстрационную установку по извлечению лития из рассола нефтяных месторождений. В Канаде компания E3 Lithium начала работать с местной нефтегазовой компанией над производством металла из истощённого нефтедобывающего месторождения. А в нефтеносном бассейне в Западном Техасе и Нью-Мексико буровая компания Devon Energy совместно с другими компаниями тестирует методы получения лития из загрязнённой воды, которую она качает вместе с нефтью и газом после разрыва пластов
В Канаде компания E3 Lithium намерена добывать металл в районе на одном из истощённых нефтяных месторождений (Leduc), где, по её оценкам, содержится около 16 млн т лития, что примерно в пять раз больше, чем в обычных месторождениях лития в Канаде. Компания получила канадские федеральные гранты на общую сумму более 30 млн канадских долларов (около $22 млн). В проекты E3 Lithium также инвестировала Exxon через подконтрольную компанию Imperial Oil, надеясь получить сырьё и технологии.
E3 Lithium планирует начать работу на экспериментальном заводе по добыче в третьем квартале 2023 года и надеется первоначально производить 20 000 т гидроксида лития в год. Она будет поднимать рассол с глубины 2,4 км как из существующих, так и из новых скважин. Затем жидкость будет направляться по трубопроводам на предприятие, где сорбирующий материал будет улавливать литий и отбрасывать примеси, создавая концентрированную жидкость, которая затем будет перерабатываться в материал для батарей.
Значительную концентрацию лития надеются найти в районе города Смаковер в южном Арканзасе. Компания Exxon Mobil в этом году приобрела права на бурение в этом регионе, который она намерена разрабатывать с целью извлечения лития. По некоторым оценкам, концентрация металла там может превышать 500 мг/л, по сравнению с примерно 75 мг/л на месторождении Leduc.
С 2020 года компания Standard Lithium совместно с немецким химическим производителем Lanxess эксплуатирует завод промышленного масштаба в районе Смаковера. Рассол, который Lanxess перерабатывает для получения брома, поступает на завод со скоростью около 11 тыс. л/мин. Используя тот же рассол, Standard Lithium рассчитывает производить на этом заводе чуть менее 6 000 т солей лития в год и планирует достичь производства 50 000 т по всем проектам компании в Арканзасе.
Растущая потребность в литии, обеспокоенность зависимостью от поставок из Китая, а также федеральные и частные инвестиции в передовые методы извлечения этого металла дают надежду, что это направление получит толчок в развитии и выйдет на интересные результаты.