Ученые КубГУ предложили новый способ добычи лития

Ученые Кубанского государственного университета разработали и запатентовали уникальный способ извлечения лития из аккумуляторов и воды, используемой при нефтедобыче. Они предложили безотходную «формулу» получения редкого и дорогостоящего вещества, сделав возможным его повторное использование при производстве тех же аккумуляторов и батарей.

Дорогой и малодоступный металл

С каждым годом спрос на литий возрастает, при том что запасы металла крайне ограничены. Эта условность сказывается и на цене:

– Литий – достаточно дорогой металл. Только за последние годы его цена выросла, без преувеличения, в 5-10 раз. Добывают же его в основном с использованием реагентов, а применяют при производстве аккумуляторов, спрос на которые тоже заметно увеличивается и только продолжит расти: это связано, например, с повышением интереса россиян к электрокарам, – комментирует старший научный сотрудник, доцент кафедры физической химии КубГУ Дмитрий Бутыльский.

Литий из «природных» условий может быть добыт из воды, в которой содержится большое количество солей лития, натрия, калия, магния, кальция. Для того, чтобы из такого соляного раствора добыть чистый литий, требуется использовать много реагентов, работа с которыми сложная и дорогая. Эти реагенты позволяют последовательно отделить все перечисленные «мешающие» компоненты и на выходе получить литий. Технология, которую предлагают ученые КубГУ, позволяет применять лишь один «реагент» - речь идет о трековых мембранах.

Как работает технология?

Трековые мембраны были разработаны исследователями из Объединенного института ядерных исследований в г. Дубна специально для способа, разрабатываемого учеными КубГУ.

Главная особенность способа – принцип разделения компонентов, который позволяет селективно извлекать ионы лития. «Традиционные» технологии, напротив, нацелены на изоляцию избыточного количества мешающих компонентов, что определяет высокие ресурсозатраты. Только предварительная обработка растворов реагентами в повсеместно используемых технологиях позволяет при последующем фильтровании отделить соли лития от солей других ионов. Разработка ученых КубГУ подразумевает безреагентный подход к решению проблемы. Для отделения ионов лития используются две разделяющие силы одновременно, в отличие от других способов его получения:

– Мы применяем электрическую силу, которая и способствует движению калия, натрия, кальция, магния и лития через мембрану. Под ее действием все компоненты проходят через мембрану. Одновременно навстречу их движению используется другая сила – давление. Все прочие компоненты, кроме лития, буквально разворачиваются и не проходят больше через мембрану. Обе силы позволяют литию двигаться гораздо быстрее, чем другие частицы: увеличение скорости и позволяет ценному веществу отделиться от других, – объясняет Дмитрий Бутыльский.

Где можно использовать технологию «разделения»?

Нефтяные месторождения со всех сторон окружаются подземными водами, которые благодаря длительным геологическим и гидрологическим процессам и являются источником лития. Таких мест крайне много в Восточной Сибири. Ученые КубГУ предлагают ее выкачивать, обрабатывать, и в дальнейшем использовать для добычи лития, что и делает технологию напрямую связанной с нефтедобычей.

Еще один вариант использования – переработка. С помощью технологии можно перерабатывать отслужившее аккумуляторы посредством их разборки, извлечения электродов, которые обрабатываются реагентами для растворения ценных компонентов. По уже описанной технологии ученых КубГУ литий отделяется от кобальта, никеля и марганца.

Разработка научного коллектива Кубанского государственного университета в перспективе позволит закрыть вопрос воспроизводства отечественного лития и его дефицита. Обеспечивая внутренний промышленный рынок сырьем, его же, в последующем, можно экспортировать. Вопрос лишь в масштабах и готовности предприятий – от всего количества тех же отработанных аккумуляторов лишь 1-3% попадает на переработку. При налаживании всех этих сопутствующих процессов, экологическая ситуация станет стабильнее, а реализация подобных технологий принесет выгоду как предприятиям, так и обществу.