ГЛАВНОЕ МЕНЮ
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите Ctrl + Enter

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

04.02.2025

Литий в нашей стране перестали добывать в 1997 году. С тех пор произошёл резкий скачок потребления этого металла, и на фоне сложной геополитической ситуации в России вновь назрела нужда в собственном производстве.

Поскольку добычу и переработку придётся запускать с нуля, технология получения лития должна обеспечивать капиталоёмким литиевым проектам оптимальные технико-экономические и экологические параметры. Тогда российский литий сможет успешно конкурировать с зарубежной продукцией и за счёт экспорта принесёт инвесторам большую отдачу от участия в проектах.

Российская сырьевая база позволяет производить больше лития, чем потребляет внутренний рынок, ведь на долю нашей страны приходится порядка 10% общемировых запасов. Дело за эффективными технологиями его извлечения, и перспективные наработки в этой области уже имеются.

Где применяют литий?

Самый лёгкий металл востребован во многих отраслях промышленности. Согласно расчётам Института статистических исследований и экономики знаний НИУ ВШЭ, среди основных направлений применения лития на первом месте находятся литий-ионные аккумуляторы для портативной электроники, электротранспорта и крупные стационарные системы накопления электроэнергии. 

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Также литий активно используется в производстве керамики и стёкол. На металлургических предприятиях его добавляют в целый ряд сплавов. В частности, литий-алюминиевые сплавы применяют в аэрокосмической промышленности.

В автомобиле- и судостроении, тяжёлом машиностроении широко используются литиевые смазки. Литий также востребован в стоматологии как компонент стеклокерамики для восстановления зубов и изготовления зубных протезов. Он необходим в производстве некоторых лекарств, пластмасс, стройматериалов, в системах очистки воздуха.

Получение лития в промышленных масштабах — стратегическая задача

С начала 40-х до середины 90-х годов прошлого века наша страна добывала литий на единственном в СССР Завитинском месторождении в Забайкальском крае. Когда работа предприятия была остановлена, Россия стала импортировать литиевый концентрат. В последние годы технологическому суверенитету страны уделяется большое внимание, и на первый план вышла задача обеспечения собственным сырьём.

Выпуск литиевой продукции в России растёт: так, производство оксидов и гидроксидов лития из импортного сырья за 2017–2021 годы увеличилось в 2 раза, до 10,7 тыс. т, отмечалось в госдокладе Роснедр и Минприроды о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов РФ за 2022 год.

В 2024 году РФ включила литий в перечень дефицитного сырья. По оценкам международных и российских экспертов, которые приводило в 2024 году Минприроды, к 2030 году потребление лития увеличится в семь раз. А к 2050 году потребности мировой и российской экономики в литии вырастут в 80 раз — такая динамика заложена в Стратегии развития минерально-сырьевой базы РФ.

Эта тенденция имеет глобальный характер. В связи с бурным ростом производства электромобилей и распространением портативных источников энергии мировой промышленности требуется всё больше лития. За последние несколько лет его добыча росла на 20-30% в год, пояснил ТАСС главный научный сотрудник Центра стратегической аналитики и больших данных ИСИЭЗ, профессор департамента бизнес-информатики ВШБ НИУ ВШЭ Михаил Комаров. По оценкам эксперта, к 2030 году рынок лития покажет трёхкратный рост.

Чтобы обеспечить внутренний спрос на литий и в долгосрочной перспективе выйти на стабильные объёмы экспорта, необходимо развивать глубокую переработку дефицитного сырья и создавать технологии производства полного цикла.

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Производство лития в России: перспективные проекты на низком старте

Первопроходцами на пути создания российского производства лития стали три проекта, которые готовятся к запуску на крупнейших месторождениях сподуменовых руд в Мурманской области и в Тыве.

АО «Арктический литий» (совместное предприятие ООО «ТД Халмек» и АО «ХМЗ») приступает к опытно-промышленной разработке Полмостундровского месторождения в Мурманской области. До 2030 года на месторождении должен быть построен ГОК годовой производственной мощностью 200–240 тыс. т сподуменового концентрата с содержанием оксида лития 6%. Его будут перерабатывать завод «Халмек» в Тульской области и красноярский ХМЗ.

Принадлежащее «Росатому» и «Норникелю» ООО «Полярный литий» готовит к началу промышленной отработки Колмозерское месторождение в Мурманской области. В 2030 году годовая мощность переработки составит 2 млн т руды, производство сподуменового концентрата достигнет 350 тыс. т в год. Этот проект по добыче стратегического сырья не обошли вниманием США, в январе 2025 года внеся предприятие в санкционный список.

Также в 2030 году компания «Эльбрусметалл-литий» планирует ввести в строй горно-обогатительный комплекс на Тастыгском месторождении лития в Тыве. 

Ещё один литиевый проект с российским участием появится в Боливии. В сентябре 2024 года «Росатом» заключил контракт с боливийской госкомпанией YLB по совместной добыче и производству карбоната лития на литиеносном солончаке Уюни. Производство достигнет максимальной мощности в 14 тыс. т карбоната лития в год в 2027 году.

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Основные технологии получения лития

Литий в России содержится в различных источниках: это минеральные руды, гидроминеральные и геотермальные рассолы, солёные озёра, техногенные, нефтяные, конденсатные рассолы и отработавшие аккумуляторы.

Президент РХО имени Д. И. Менделеева, академик РАН Аслан Цивадзе в своём докладе о технологиях переработки редкометаллического сырья на 22-м Менделеевском съезде по общей и прикладной химии выделил четыре основные технологии получения лития из различных сырьевых источников: классические (галургическая, осадительная, сорбционная) и передовая экстракционная технология. Она имеет существенные преимущества перед другими, подчеркнул г-н Цивадзе.

По его словам, экстракционная технология отличается высокой производительностью и степенью извлечения лития при минимальных потерях, небольшими масштабами производства, возможностью полной автоматизации процесса, высокой ёмкостью и высоким ресурсом экстрагента, низкой энергоёмкостью. Поэтому общемировая тенденция развития технологий добычи лития направлена на внедрение экстракционных процессов — создание экстракционных или комбинированных технологий (например, сорбционно-экстракционных), пояснил учёный.

До недавнего времени экстракционная технология не применялась, поскольку отсутствовали селективные экстрагенты. В последние годы поиск таких растворителей ведут во всём мире.

Разработка экстракционной технологии получения лития в России

Российские химики начали исследования в области извлечения лития в 2020 году в рамках крупного проекта Минобрнауки. Учёные обнаружили, что в качестве селективного экстрагента можно использовать производные салициловой кислоты. По словам г-на Цивадзе, эти вещества показали очень серьёзные результаты при разделении лития, натрия и калия.

К настоящему моменту в Институте физической химии и электрохимии Российской Академии наук (ИФХЭ РАН) под руководством академика РАН Аслана Цивадзе разработан ряд новых высокоэффективных литий-селективных экстракционных систем. Комбинация этих систем позволяет извлекать литий из всех существующих источников с содержанием полезного компонента не менее 20 мг/л.

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Первые научные работы о новом открытии были опубликованы в 2022 году, тогда же команда проекта оформила патент на свою разработку. Дальнейшие исследования направлены на усовершенствование технологии.

В своей работе учёные использовали самые малопроизводительные экстракторы — 10 л/ч. Даже такое оборудование позволяет масштабировать технологию, получать опытные партии, рассчитывать технико-экономические показатели и экологические параметры будущего производства.

Для каких источников сырья подходит экстракционная технология?

Авторы технологии ИФХЭ РАН доказали эффективность применения своих разработок к таким источникам лития, как:

  • рассолы Ангаро-Ленского литиеносного бассейна (Омолойское и Ковыктинское месторождения);
  • маточные растворы карбонатного осаждения лития, образующиеся в существующих процессах добычи лития;
  • литиеносные геотермальные источники Дагестана;
  • растворы выщелачивания литиевых руд Кольского полуострова;
  • литиевые рассолы Африки;
  • отработавшие литий-ионные аккумуляторы.

Чистота получаемых литиевых продуктов составляет 95%—99,97%, степень извлечения достигает 98%, подчеркнул президент РХО имени Д. И. Менделеева. В отличие от классических технологий, в новой системе полностью исключены процессы карбонатного осаждения, мембранного или электрохимического концентрирования, сведены к минимуму процессы упаривания.

Есть и ещё одно важное преимущество в сравнении с прежними методами. Если на месторождении нельзя построить предприятие полного цикла переработки, там можно организовать мобильный пункт экстракционного концентрирования и очистки литиевых рассолов (до 212 кг/куб. м по хлориду лития, до 272 кг/куб. м по сульфату лития). Затем полупродукты будут доставляться на завод, где из них получат конечную продукцию.

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Схемы извлечения лития из разных типов сырья

Основные балансовые запасы лития в России заключены в рудных месторождениях. При этом в последние годы значительно вырос интерес к получению литиевого сырья из гидроминеральных источников. Также немалое количество лития содержится в отработанных аккумуляторах. Современная экстракционная технология промышленной переработки применима ко всем типам литийсодержащего сырья.

Как пояснил в своём докладе г-н Цивадзе, из руды литий извлекают следующим образом. Сподуменовый концентрат проходит шихтование и сульфатное выщелачивание, затем щелочную обработку (на этом этапе образуется смесь гидроксидов, в том числе редкоземельных элементов). Конечная стадия процесса — жидкостная экстракция лития с получением соединений лития высокой степени чистоты.

Литий из природных и нефтяных рассолов получают тем же путём, минуя стадию растворения/выщелачивания. Сначала из исходного сырья выделяются бром и йод. Следующий этап — это экстракционное выделение лития с получением рассола хлоридов магния, кальция, стронция, бария и железа, для которого возможна побочная переработка при экономической целесообразности.

Далее происходит экстракционная очистка и концентрирование лития с получением концентрата хлорида натрия и калия. Затем путём анионного обмена происходит перекристаллизация полученного продукта, в результате образуются соединения лития высокой степени чистоты.

Получение лития: почему России необходимы прорывные технологии?

Как получают литий из вторсырья?

Ещё одна сфера применения экстракционной технологии — выделение лития и других полезных компонентов из отработавших свой ресурс литиевых аккумуляторов. Для этого отходы в первую очередь разряжают и измельчают, потом направляют их на физическую сепарацию, где отделяются пластик, сталь, медь и алюминий. После этого происходит кислотное выщелачивание с отделением графита, затем — жидкостная экстракция чёрных и цветных металлов (соединений никеля, кобальта, марганца и железа).

Далее методом жидкостной экстракции извлекается литий из натриевых и калиевых растворов. Последний этап переработки — получение соединений лития высокой степени чистоты. Как подсчитали разработчики технологии, из 1 т отработанных литий-кобальтовых аккумуляторов (LCO) можно извлечь 220 кг карбоната лития, 730 кг сульфата кобальта, 220 кг графита, 180 кг меди и алюминия.

Эффективные технологии переработки сырья разных типов — ключевой фактор реализации российских литиевых проектов. Результаты многолетних изысканий отечественной химической науки получат промышленное воплощение уже в ближайшие годы.


Поделиться:
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
Рудник 2024 | Обзор выставки
«Рудник 2024» — международная выставка оборудования и технологий для горнодобывающей промышленности. Что нового презентуют участники? Выросло ли...
В помощь шахтёру 2024
Исследуйте передовые технологии и оборудование для безопасной и эффективной работы в шахтах с нашим проектом "В помощь шахтеру 2024". Узнайте больше...
Уголь России и Майнинг 2024
«Уголь России и Майнинг 2024». Обзор выставки
Одна из крупнейших отраслевых выставок «Уголь России и Майнинг 2024» состоится 4-7 июня в...
Mining World Russia 2024
23–25 апреля в Москве пройдёт одно из главных отраслевых событий — MiningWorld Russia. В этом году выставка выросла вдвое, а это значит, что...
Рудник. Урал 2023 | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник. Урал — 2023» в рамках спецпроекта dprom.online. Представляем «живые» материалы об участниках и о новых решениях:...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям 2023
Путеводитель для шахтёра: актуальные решения для добывающих и перерабатывающих предприятий в одном месте. Рассказываем про современные технологии в...
Уголь России и Майнинг 2023 | Обзор выставки
«Уголь России и Майнинг 2023» - международная выставка техники и оборудования для добычи и обогащения полезных ископаемых. Главный интернет-партнёр...
MiningWorld Russia 2023
25 апреля 2023 года в Москве стартует одна из главных выставок в добывающей отрасли – MiningWorld Russia.

Спецпроект «MWR-2023: Обзор выставки» –...

Уголь России и Майнинг 2022 | Обзор выставки
Проект «Уголь России и Майнинг – 2022» глазами dprom.online. Обзор XXX Международной специализированной выставки в Новокузнецке: обзоры техники,...
MiningWorld Russia 2022 | Обзор выставки
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала | Обзор выставки
Главные события выставки «Рудник Урала» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их решениях -...
В помощь шахтёру | Путеводитель по технике и технологиям
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020 | Взгляд изнутри
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019 | Добывающая отрасль в режиме карантина
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.