Recovery of lithium from ores and brines

Abstract

Due to its different properties (low electrode potential and specific heat capacity), lithium is widely used in many industries (battery, ceramic and glass industry, lubricating greases, polymer, metallurgy, air treatment). In recent years, due to the developing technology, the demand for lithium has increased with its use in new fields (electric vehicles, grid storage). Therefore, lithium has been included in the critical raw materials list by the European Union and some other countries. Lithium production is mostly carried out from brines and ores (i.e. such as spodumene, lepidolite, zinnwaldite, amblygonite, petalite). Also, in recent years, it is produced from secondary sources such as lithium ion batteries. Lithium recovery from ores or concentrates such as spodumene is commonly accomplished by the sulfuric acid/roasting process. In this study, the importance of lithium as a critical raw material, resource potential of lithium in the world and Turkey, and industrial processes for production of lithium from ores/brines are reviewed in detail. Previous studies on the recovery of lithium from ores and brines are discussed.

Özet

Lityum, farklı özellikleri (düşük elektrot potansiyeli ve spesifik ısı kapasitesi) nedeniyle pek çok endüstride (pil, seramik ve cam sanayi, gres yağı, polimer, metalürji, klima sistemleri) yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Son yıllarda, gelişen teknolojiye bağlı olarak yeni alanlarda da (elektrikli araçlar, enerji depolama) kullanımıyla birlikte lityuma olan talep artmıştır. Bu nedenle, lityum Avrupa Birliği ve diğer bazı ülkeler tarafından kritik hammaddeler listesine alınmıştır. Lityum üretimi çoğunlukla tuzlu su kaynaklarından ve cevherlerden (spodümen, lepidolit, zinvaldit, ambligonit, petalit gibi) yapılmaktadır. Bununla birlikte, son yıllarda lityum-iyon piller gibi ikincil kaynaklardan da üretimi gerçekleştirilmektedir. Spodümen gibi cevher ya da konsantrelerden lityum kazanımı yaygın olarak sülfürik asit-kavurma prosesiyle gerçekleştirilir. Bu çalışmada, lityumun kritik hammadde olarak önemi, Dünya ve ülkemizin lityum potansiyeli ve cevherlerden/tuzlu su kaynaklarından lityum üretimi için uygulanan prosesler detaylı olarak incelenmiştir. Literatürde cevherlerden ve tuzlu su kaynaklarından lityum kazanımı üzerine yapılmış farklı araştırmaların bulguları tartışılmıştır.