Новая технология переработки оливина обещает решить проблему дефицита редких металлов

Новозеландская компания Aspiring Materials разработала инновационный процесс извлечения ценных минералов из оливина, открывая новые перспективы для устойчивого производства материалов для литий-ионных батарей. Запущенный в феврале этого года пилотный завод компании, расположенный в пригороде Крайстчерча, использует отходы производства огнеупорного песка – мелкодисперсный порошок оливина, – для получения сразу трёх полезных продуктов.

В основе технологии лежит кислотное выщелачивание оливинового порошка серной кислотой, превращающее его в «элементальный раствор». Последующие этапы, включающие добавление едкого натра и точное регулирование температуры и размера частиц, позволяют выделить три продукта: диоксид кремния (около 50% от общего объёма), который может частично заменить цемент Портленда; магниевый продукт (около 40%), пригодный для секвестрации углерода, очистки сточных вод и производства сплавов; и, наконец, смешанный металлопродукт (около 10%), представляющий собой гидроксид никель-марганец-кобальта (NMC). Последний компонент, востребованный в производстве высокоэффективных литий-ионных батарей, составляет малую долю от общего выхода, но его потенциал для диверсификации цепочки поставок значителен.

Примечательно, что весь процесс происходит в замкнутом цикле. После извлечения полезных компонентов остаётся только солёный раствор, который направляется в электролизер для регенерации кислоты и щёлочи, используемых на предыдущих этапах. Это позволяет минимизировать вредные выбросы и максимально эффективно использовать исходное сырьё. В настоящее время процесс занимает три дня, но компания планирует увеличить производительность, сократив время до одного дня путём добавления параллельных реакционных цепей.

Полученный гидроксид NMC соответствует спецификациям, используемым в современной батарейной промышленности. Это особенно актуально в свете растущей обеспокоенности по поводу монополий на поставку критически важных минералов, таких как никель, марганец и кобальт, добыча и переработка которых сосредоточены в основном в нескольких странах с нестабильной геополитической обстановкой и проблемами в области соблюдения прав человека и экологии.

Однако, несмотря на инновационность технологии, некоторые эксперты, например, профессор Фей Ван из Университета Лаваля, выражают опасения по поводу экономической целесообразности процесса, указывая на более высокое энергопотребление и расход кислоты по сравнению с аналогичными технологиями, использующими серпентин. Тем не менее, Джим Годдин, участник комитета экспертов британского правительства по разработке национальной стратегии по критически важным минералам (2023 год), считает, что устойчивость и экологичность производства могут стать решающими факторами конкурентоспособности, особенно на рынках, ориентированных на экологически чистые решения.

 Источник: spectrum.ieee.org