Mest litium produceras kommersiellt antingen från extraktion av litiuminnehållande salter från underjordiska saltlösningsreservoarer eller utvinning av litiumhaltig sten, såsom spodumen. Litiumproduktion från lerkällor förväntas bli kommersiellt lönsamt, men kanske inte förrän 2022.
Litium är en metall som vanligtvis används i batterier som de uppladdningsbara som finns i bärbara datorer, mobiltelefoner och elbilar samt i keramik och glas. Det är den lättaste metallen på jorden och är tillräckligt mjuk för att skäras med en kniv när den är i sin form.
Bearbetning från saltlake
Mycket av det litium som produceras idag extraheras från saltlake-reservoarer som kallas salar och ligger i höga områden i Bolivia, Argentina och Chile. För att extrahera litium från saltlake måste det saltrika vattnet först pumpas upp till ytan i en serie stora avdunstningsdammar där solindunstning sker under ett antal månader.
Kalium skördas ofta först från tidiga dammar, medan senare dammar har allt högre koncentrationer av litium. Ekonomiska saltlösningskällor innehåller normalt allt från några hundra delar per miljon (ppm) litium till upp till 7000 ppm.
När litiumkloriden i avdunstningsdammarna når en optimal koncentration pumpas lösningen till en återvinningsanläggning där extraktion och filtrering avlägsnar oönskade bor eller magnesium. Det behandlas sedan med natriumkarbonat (soda), varigenom litiumkarbonat fälls ut. Litiumkarbonatet filtreras sedan och torkas. Överskott av kvarvarande saltlake pumpas tillbaka i salären.
Litiumkarbonat är ett stabilt vitt pulver som är en viktig mellanhand på litiummarknaden eftersom den kan omvandlas till specifika industriella salter och kemikalier - eller bearbetas till rent litium metall.
Bearbetning från mineraler
Till skillnad från saltlösningskällor kräver extraktion av litium från spodumen, lepidolit, petalit, amblygonit och eukryptit ett brett spektrum av processer. På grund av mängden energiförbrukning och material som krävs är litiumproduktion från gruvdrift mycket mer kostsammare process än saltlakextraktion, även om dessa mineraler har en högre litiumhalt än saltvattnet.
Av de fem mineralerna är spodumen det vanligaste för litiumproduktion. Efter att den har bryts värms spodumen upp till 2012 grader Fahrenheit och kyls sedan till 149 grader. Det krossas sedan och rostas igen, den här gången med koncentrerad svavelsyra.I slutändan tillsätts natriumkarbonat eller soda och det resulterande litiumkarbonatet kristalliseras, upphettas, filtreras och torkas.
Bearbetning från lera
Flera företag utforskar utvinning av litium från lera i Nevada, inklusive Amerikanskt litium och Noram Ventures. Företagen testar olika produktionsmetoder, inklusive urlakning av svavelsyra.
Att förvandla litium till metall
Omvandling av litium till metall sker i en elektrolytisk cell med litiumklorid. Litiumkloriden blandas med kaliumklorid i ett förhållande av 55% till 45% för att producera en smält eutektisk elektrolyt. Kaliumklorid tillsätts för att öka ledningsförmågan hos litium samtidigt som fusionstemperaturen sänks.
När den smälts och elektrolyseras vid cirka 840 grader Farhenheit frigörs klorgas medan smält litium stiger till ytan och samlas i gjutgods.järn höljen. Det rena litium som produceras är förpackat i paraffinvax för att förhindra oxidation. Omvandlingsförhållandet mellan litiumkarbonat och litiummetall är cirka 5,3 till 1.
Global litiumproduktion
De topp fem länder för litiumproduktion under 2018 var Australien, Chile, Kina, Argentina och Zimbabwe. Australien producerade 51.000 ton litium det året, det senaste för vilket siffror finns tillgängliga. Total global produktion, exklusive USA, uppgick till 70 000 ton.
De företag som producerar mest litium är Albemarle, Sociedad Quimica y Minera de Chile och FMC.