Литий, который называют «новой нефтью», необходим для смартфонов и электромобилей. Сейчас Россия импортирует этот металл, хотя может добывать его самостоятельно — литий содержится в пластовых водах, поднимающихся на поверхность вместе с углеводородами на нефтяных месторождениях. Раньше эти воды считали бесполезными и закачивали обратно, тратя ресурсы, а теперь ученые Пермского Политеха разработали уникальную технологию их очистки с одновременным извлечением лития прямо на месторождениях.
Как рассказала пресс-служба ПНИПУ порталу Наука Mail, эффективность метода достигает 75%. Разработка позволит решить две задачи: получить стратегически важный металл и очистить пластовые воды. Проект реализуется в рамках федеральной программы «Приоритет‑2030», а на автоматизирующую процесс программу уже получен патент.
Литий — самый легкий металл на Земле: серебристый и настолько мягкий, что его можно резать ножом. В чистом виде он не встречается из‑за высокой активности, но его соединения есть в камнях, соленых озерах и морской воде.
Благодаря способности эффективно хранить энергию литий стал ключевым элементом современной энергетики: батареи на его основе делают смартфоны автономными, а электромобили — дальнобойными. Металл используют и в других сферах: в авиации — для легких и экономичных сплавов, в производстве прочной посуды и керамики, в медицине — для лечения психических расстройств, а в ядерных реакторах он служит охладителем. Не зря литий называют «белой нефтью» и «новым золотом»: по прогнозам Международного энергетического агентства, к 2030 году мировой спрос на него может вырасти в 4−6 раз.
Добывают литий двумя способами. Первый — переработка руды: ее дробят, обжигают и обрабатывают кислотой. Метод дорогой, энергозатратный и вредный для экологии — после него остаются горы загрязняющих почву отходов. Второй способ — выпаривание из соленых озер в «литиевом треугольнике» (Чили, Аргентина, Боливия). Он дешевле, но медленнее: воду испаряют месяцами, теряя около трети лития, а на месте образуются солончаки, непригодные для земледелия.
Оба метода добычи лития требуют огромных площадей, воды и электроэнергии. Сейчас Россия импортирует металл — собственная добыча почти не ведется, хотя к 2028 году страна планирует полностью отказаться от импорта и перейти на свои месторождения.
Есть еще один источник — пластовые воды, которые поднимаются на поверхность при бурении скважин (их накапливаются миллиарды тонн ежегодно). Раньше их считали бесполезными: это агрессивный раствор с солями, металлами и иногда радиоактивными элементами. Чтобы не нанести вред природе, воду очищают и закачивают обратно под землю — это дорого и энергозатратно. При этом в пластовых водах содержится и литий, растворенный там за миллионы лет.
Ученые Пермского Политеха разработали технологию, которая позволяет очищать пластовую воду и одновременно извлекать из нее литий.
Прямых аналогов технологии нет. Ее суть в том, что воду обрабатывают электричеством и специальными реагентами. В результате в жидкости образуется комплексное хлорсодержащее слоистое соединение, позволяющее селективно извлекать литий для его дальнейшей переработки.
Процесс автоматизирован с помощью специальной программы: она управляет режимами обработки (сила тока, напряжение, время), контролирует и корректирует pH среды, управляет перекачкой и отстаиванием продукта, а также собирает данные для формирования продукта с заданными характеристиками.
Технология пермских ученых прошла лабораторные испытания — степень извлечения лития из пластовой воды составила более 75%: из 100 г металла в воде удалось выделить 75 г. Разработка снижает зависимость России от импорта лития, превращает отходы нефтедобычи в ценный ресурс и создает собственную базу полного цикла. Ею уже заинтересовались «ЛУКОЙЛ‑ПЕРМЬ», «Роснефть» и «Газпром нефть».
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что найден способ извлечь 95% металлов из отработанных аккумуляторов.
