Сырье для производства лития очистят от магния специальной «губкой»
Новый материал, созданный американскими химиками, позволяет извлекать из сырья для производства лития ионы магния, почти не затрагивая целевой элемент. Разработка представляет собой полиоксониобатную «губку» на базе ниобия. Материал может захватывать до 99,9% ионов магния за время измеряемого порядка — единицы минут — при потере лития менее 1% в обработанном растворе, сообщает tass.ru.
Исследование представлено в Science Advances. Авторы отмечают устойчивость структуры «кубиков» оксида ниобия и возможность многократной регенерации материала без заметной потери эффективности.
«Губка» уберет магний от лития
Ученые синтезировали поликластерную структуру на основе [Nb6O19]8−, обладающую высокой афинностью к двухзарядным ионам магния при пониженной склонности к взаимодействию с однозарядными литиевыми ионами. Подбор геометрии кластера и электронных характеристик поверхности обеспечил энергетический барьер для сорбции Li+ при одновременном селективном захвате Mg2+. В результате частицы полиоксониобата в тестовых смесях проявили в тысячи раз большую реактивность по отношению к магнию, чем к литию, даже в невыгодных по соотношению ионов условиях.
Читайте по теме: спрос на литий усиливается – когда Россия начнет промышленную добычу
Практическое значение для аккумуляторной индустрии велико. Традиционные способы получения лития из рассолов, прежде всего испарительные бассейны, требуют много времени и воды, что вызывает экологические и экономические ограничения. Современные альтернативы, собранные под общим термином «прямое извлечение лития» (DLE), предлагают более быстрые процессы и более высокий выход металла, но сталкиваются с проблемами масштабирования и стоимости. Внедрение быстродействующего сорбента, способного удалять магний с минимальными потерями лития и при многократном использовании, теоретически снижает себестоимость предварительной очистки рассолов и увеличит выход сырья для производства электродов. Эти преимущества подтверждаются независимыми обзорами и аналитикой по DLE и методам извлечения лития.
Развитие технологий для получения лития
Спрос на литий продолжает расти на фоне развития электротранспорта и систем накопления энергии. По оценкам Международного энергетического агентства, объемы спроса на батареи будут увеличиваться в ближайшие годы, что сохраняет давление на потребность в литии. В этой ситуации повышение эффективности получения лития из рассолов и переработки электронных отходов способно ослабить напряжение на глобальные цепочки поставок и частично снизить зависимость от ограниченных месторождений и дорогостоящей добычи твердых руд.
Новый материал дает перспективу не только для добычи из природных рассолов, но и для переработки лома электроники. Электронные отходы содержат концентрации лития, удобные для промышленной переработки, однако присутствие магния и других примесей усложняет и удорожает извлечение. Высокоселективный ниобиевый сорбент может снизить расходы на предварительную очистку растворов, повысить долю извлеченного лития и сделать переработку экономически привлекательнее. В исследовании подчеркнута способность материала выдерживать циклы регенерации, что важно для практического применения в условиях постоянных промышленных нагрузок.
Ранее на сайте pronedra.ru писали, что объединили литий с нефтяными углеводородами – прорыв российских ученых
