Минералы и руды лития

Литий содержится более чем в 150 минералах, но собственно литиевых минералов известно около 30. Большая часть из них приходится на силикаты и фосфаты и лишь по одному минералу — на галоиды, окислы и бораты. Сульфидные минералы, йодати, нитраты, карбонаты, сульфиды, хроматы, молибдаты, вольфраматы, арсенаты и ванадаты лития, неизвестны.

Практическое использование находят только пять литиевых минералов (табл. 186): сподумен, лепидолит, петалит, амблигонит. В период с конца прошлого века и до 1940 г. основным сырьем в литиевой промышленности служили лепидолит и амблигонит. В мировой добыче того времени около 50% составляли эти минералы: 36% — цинвальдит и около 20% — сподумен. За последние 10—20 лет роль отдельных минералов существенно изменилась. Первое место занял сподумен, второе — лепидолит, а третье —новый промышленный минерал петалит. Сильно снизился удельный вес в добыче амблигонита и особенно цинвальдита.

Доля отдельных видов сырья в общей добыче лития в капиталистических странах в 1956 г. определяется ориентировочно следующими сафрами (по содержанию окиси лития), %:

Сподумен является важнейшим источником металлического лития я литиевых соединений. Это объясняется сравнительно высоким содержанием лития в сподуменовых рудах, легкостью извлечения соединений лития из руд и наличием весьма значительных месторождений сподумена. В сподумене теоретически содержится 8,1% окиси лития, 64,5% кремнезема, 27,4% окиси алюминия. Практически содержание окиси лития в нем 6,0—7,5%.

Месторождения сподумена промышленного значения имеются в США (в штатах Южная Дакота, Северная Каролина и Новая Мексика), Канаде, Бразилии, Аргентине и Швеции.

Лепидолит, применявшийся в начальный период развития литиевой промышленности главным образом в производстве литиевых соединений, используется в настоящее время преимущественно в качестве шихтового сырья в производстве специальных сортов стекла и для других целей. В отличие от сподумена лепидолит почти всегда содержит небольшие количества весьма пенных примесей цезия и рубидия.

Содержание окиси лития в лепидолите колеблется от 2 до 6%, кремнезема — 16—57%, глинозема — 17—20%, щелочей — 10—17%, фтора до 9%. Содержание рубидия достигает 3,7% Rb2O, а цезия — 1,5 Cs2O.

Значительные месторождения лепидолита имеются в США (в штатах Калифорния, Колорадо, Новая Мексика и Южная Дакота), Канаде (Манитоба) и в Юго-Западной Африке, Месторождения лепидолита имеются также в Швеции и Португалии.

Петалит относится к группе алюмосиликатов. Он внешне сильно напоминает половой шпат, кварц или амблитонит. Петалит теоретически содержит 4,9% окиси лития, 16,7% окиси алюминия и 78.1% кремнезема. Практически содержание окиси лития в нем не превышает 3—4%.

Крупные месторождения, содержащие петалит, находятся в Федерации Родезии и Ньясаленда и в Юго-Западной Африке. Известны также месторождения петалита в Швеции и в других странах.

Амблигонит, представляющий собой фторофосфат лития — алюминия, является наиболее богатым литиевым минералом, но из всех известных месторождений амблигонита ни одно по мощности не выдерживает сравнения с месторождениями сполуменовых руд.

Амблигонит содержит 10,1% окиси лития, 31,16% окиси алюминия, 48.0% фосфорного ангидрида, 12,85% фтора; Фактическое содержание окиси лития в нем колеблется в пределах 7—9,5%.

Амблигонит добивают в США (в штатах Южная Дакота и Калифорния), Канаде (Манитоба), Юго-Западной Африке, Испании и Австралии. В Бразилии амблигонит встречается вместе с бериллом и танталитом в пегматитах.

Цинвальдит относится к литиевым слюдам, являясь промежуточным членом непрерывного изоморфного ряда биотит — лепидолит. Встречается в амазониовых гранитах, пегматитах и грейзенах, главным образом в пневматолито-гидротермальных месторождениях. По форме кристаллов цинвальдит приближается к биотиту; он также встречается в чешуйчатых агрегатах. Слабомагнитен.

Помимо литиевых минералов важным источником лития служат также рассолы оз. Сирлс в Калифорнии. Эти рассолы перерабатываются в весьма крупном масштабе. В рапе оз. Сирлс литий находится в виде хлорида в комплексе с солями натрия, калия, бора и др. Месторождение называют озером условно. Оно представляет собой впадину площадью около 70—80 км2, заполненную выкристаллизовавшимися солями. Поверхность впадины покрыта сухим плотным слоем толщиной 15—25 м, на глубине соляная масса имеет много пустот, объем которых составляет 25—45%, заполненных насыщенным раствором — рапой.

В зарубежных странах нет твердо установленных кондиций на литиевые руды. Кондиции на это сырье установились в результате многолетней промышленной практики, но и сейчас они еще часто регламентируются индивидуальными соглашениями между продавцами и покупателями или определяются той или иной фирмой.

В зарубежных странах в настоящее время добывают руды, содержащие в среднем около 1 % окиси лития. Это содержание следует рассматривать как ориентировочное, поскольку оно существенно изменяется под влиянием конъюнктурных, экономических и технологических факторов. В тех случаях, когда литий получают попутно, минимум его содержания в добываемой руде может сильно снизиться. Так, содержание окиси лития в соляных отложениях оз. Сирлс в США составляет всего 0,03%, тем не менее его попутное извлечение считается вполне выгодным.

Сподуменовые руды, добываемые в США, обычно содержат 1% окиси лития, и на руднике в Бессемер-Сити (Северная Каролина) добывают руду с содержанием 1,2—1,4% окиси лития, которая идет без предварительного обогащения на химическую переработку для производства солей лития. В Канаде на различных месторождениях содержание окиси лития в сподуменовой руде составляет 1,1-1,4%. В частности, эксплуатация месторождения Лэ-Корн в Квебеке рассчитана на руду с содержанием 1,2% окиси лития.

В зарубежной практике используют сподуменовые руды с содержащем около 0,7% окиси лития и меньше. При комплексном характере месторождения, больших его запасах, благоприятных геологических, горнотехнических и экономических условиях и легкой обогатимости сподуменовых руд может оказаться экономически выгодной добыча и более бедных руд.