Литиевые руды

ЛИТИЕВЫЕ РУДЫ (а. lithium ores; н. Lithiumerze; ф. minerais lithiques; и. minerales de litio) — природные минеральные образования, содержащие литий в концентрациях, достаточных для экономически выгодного извлечения лития или его соединений. Известно более 40 минералов, в которых литий присутствует в заметных количествах (более 0,1% атомной массы). В их число входят как собственно литиевые, так и породообразующие минералы (слюды, турмалины и др.), в которых литий присутствует в виде изоморфных примесей в небольшом количестве. Главнейшие литийсодержащие минералы, имеющие промышленное значение: вподумен (содержание Li₂О 5,9-7,6%), петалит (3,5-4,1%), амблигонит (6-9%), эвкриптит, а также литиевые слюды — циннвальдит (3,0-3,5%), лепидолит (3,5-5,5%), полилитионит (5,5-8,8%).

Распределение литийсодержащих минералов подчинено закономерностям зонального строения рудных тел редкометалльных месторождений. В отдельных случаях литийсодержащие минералы образуют крупные выделения. Так, кристаллы сподумена достигают иногда длины 2-10 м.

Высокие концентрации лития присущи эндогенным месторождениям, связанным с кислыми гранитными магмами. Литиевые руды образуются в связи с постмагматическими процессами при температурах 500-700°С на глубине 3-7 км. Основной промышленно-генетический тип месторождений литиевых руд — гранитные редкометалльные пегматиты, среди которых различают; сподумен-микроклин-альбитовые и альбит-сподуменовые пегматиты (1,0-1,3% Li₂О, запасы 100-500 тысяч т); лепидолит-сподуменовые и лепидолит-петалитовые пегматиты (0,6-1,2% Li₂О, запасы до 100 тысяч т).

Главные пегматитовые месторождения литиевых руд; Кинг-Маунтин в США (запасы более 400 тысяч т Li2О, содержание 1-1,15%), Бёрник-Лейк в Канаде (более 200 тысяч т, 1-1,3%), Маноно-Китотоло в Заире (более 200 тысяч т, 0,6%), Бикита в Зимбабве (около 70 тысяч т, 1,4%), а также месторождения в Намибии, Мозамбике, Афганистане. Попутно литий может получаться из редкометалльных танталоносных гранитов литий-фтористого типа (0,2-0,3% Li₂О, запасы до 100-200 тысяч т), циннвальдитовых или лепидолитовых грейзенов (промышленное значение невелико). Концентрации лития (0,05-1,0% Li₂О) выявлены также в осадочных глинистых породах (ресурсы весьма значительны) и слюдисто-флюоритовых метасоматитах (0,3-0,5% Li₂О, запасы 100-200 тысяч т).

Практически все месторождения литиевых руд являются комплексными и отрабатываются либо для получения лития с попутным извлечением ряда других ценных компонентов, либо литиевые минералы извлекаются в процессе обогащения комплексных руд и сами являются попутными компонентами. В литиевых рудах обычно присутствуют тантал, ниобий, бериллий, рубидий, цезий, иногда олово, вольфрам и др. Полевой шпат, кварц и слюда, постоянно встречающиеся в месторождениях литиевых руд, также могут быть предметом промышленного использования.

Литиевые руды образуют линейно вытянутые тела и жильные серии различной протяжённости и переменной мощности, крутого или пологого падения (пегматиты), плаще- и линзообразные зоны и залежи (редкометалльные граниты), пластовые залежи и стратифицированные горизонты (слюдисто-флюоритовые метасоматиты, рудоносные глины). Добыча руд ведётся преимущественно открытым, реже подземным способом.

Обычно литиевые руды обогащаются флотационным способом или в тяжёлых суспензиях. Промышленность использует концентраты различного качества: сподуменовый (содержание Li₂О 4,5-6%), петалитовый (2,5-3,5%), лепидолитовый (3-4%), амблигонитовый (7-8%). Переработка концентратов на большинстве заводов ведётся по сернокислотной технологии, основанной на сульфатизации серной кислотой обожжённого при температуре 1000°С сподумена (петалита). Получаемый после нейтрализации раствора карбонат лития пригоден для дальнейшего использования без дополнительной очистки. По этой схеме могут перерабатываться как концентраты, так и руды с содержанием Li₂О более 1%. Важное преимущество схемы — отсутствие жидких сбросов.

Важный источник лития — галургическое (гидроминеральное) сырьё: межкристаллитная рапа, высокоминерализованные воды, геотермальные рассолы, а также попутные воды нефтяных скважин. Содержание лития в водах колеблется в широких пределах, достигая 0,135% (месторождение Салар-де-Атакама, Чили). Относительно простая технология извлечения солей лития из минерализованных вод, основанная на частичном естественном выпаривании и последующей экстракции ионообменными смолами, предопределяет значение рассолов как важного источника лития. Основные запасы лития, связанные с минерализованными водами и рассолами, заключены в месторождениях США (Силвер-Пик, Сёрлс, Солтон-Си и др.) и Чили (Салар-де-Атакама).

Добыча лития из минерализованных вод и рассолов производится в США, Чили и Боливии. В ряде стран ведутся работы по выявлению, разведке и подготовке к освоению месторождений галургического сырья.

Мировые извлекаемые запасы (без социалистических стран) оксида лития оцениваются в 13-14 млн. т, мировые ресурсы — в 37-38 млн. т.

В производстве лития и его соединений за рубежом участвуют такие страны, как США, Канада, Великобритания, ФРГ, Япония, Чили, Бразилия, KHP и Зимбабве, однако только США и KHP производят литий из природного сырья, остальные страны являются либо поставщиками сырья, либо производят литий из карбоната лития, поставляемого фирмами США.

Мировое потребление лития (без социалистических стран) в 1983 составило 4,6 тысяч т, в том числе (тысяч т) Северная Америка — 2,06, Западная Европа — 0,94, Япония — 0,86, Южная Америка — 0,47 и пр. — 0,27.