Lithiumwinning en pekelbehandeling

Directe lithiumwinning (DLE): snelle, efficiënte en duurzame lithiumwinning

De industriële vraag naar lithium blijft toenemen naarmate de rol ervan in elektrische mobiliteit en energieopslagtechnologieën zich uitbreidt. Traditionele winning via verdampingsvijvers, die veel wordt gebruikt in salargebieden (zoutvlaktes met mineraalrijke pekel), wordt steeds meer beperkt door lange verwerkingscycli, een hoog waterverbruik en grote landbehoeften. Deze beperkingen hebben geleid tot de ontwikkeling en toepassing van Directe lithiumwinning (DLE): een reeks selectieve winningsprocessen die zijn ontworpen om lithium efficiënt terug te winnen uit een verscheidenheid aan natuurlijke en industriële pekel. DLE wordt nu ook steeds meer erkend als een praktische manier om de wereldwijde lithiumvoorraad uit te breiden en tegelijkertijd de milieubelasting te verminderen.

Principes van directe lithiumextractie

DLE-technologieën vangen selectief lithiumionen uit pekel op met behulp van speciaal ontwikkelde materialen zoals sorbenten, ionenwisselingsharsen, membranen of oplosmiddelextractiefasen. Het proces stelt operators in staat lithium te scheiden van concurrerende ionen, waaronder natrium, kalium, magnesium en calcium.

Nadat het lithium is opgevangen, wordt het vrijgegeven (geëlueerd) in een schone oplossing en verder gezuiverd tot verbindingen van batterijkwaliteit. Omdat het proces niet afhankelijk is van natuurlijke verdamping, kan de extractie binnen enkele uren of dagen plaatsvinden, zelfs in regio's waar de omstandigheden voor verdampingsvijvers ontbreken.

Waarom industrieën DLE omarmen

Snellere productiecycli

Verdampingsvijvers hebben mogelijk meer dan een jaar nodig om een voldoende lithiumconcentratie te bereiken, terwijl DLE snelle extractie mogelijk maakt met behulp van selectieve chemie. Dit verbetert de productieplanning, vermindert de blootstelling aan klimaatschommelingen en ondersteunt een betrouwbare productie voor de toeleveringsketens van batterijen.

Aanpasbaarheid aan diverse pekelbronnen

DLE kan worden toegepast op:

Zoutpekel, traditioneel gebruikt in verdampingssystemen
Geothermische pekel, waardoor coproductie met geothermische warmte of elektriciteit mogelijk is
Productstromen uit olievelden, na aangepaste voorbehandeling voor koolwaterstoffen en een hoog gehalte aan opgeloste stoffen

Deze flexibiliteit vergroot het aantal rendabele lithiumbronnen en verhoogt het regionale productiepotentieel.

Afstemming met strategieën van de industrie en de overheid

Lithiumproducerende landen ondersteunen DLE actief om de lithiumproductie te moderniseren en het land- en watergebruik te verminderen in vergelijking met oudere winningsmethoden. Aanzienlijke wereldwijde investeringen sinds 2020 weerspiegelen het groeiende vertrouwen in DLE als een schaalbare industriële aanpak.

Hieronder vindt u een overzicht van het DLE-proces versus verdampingsvijvers, exclusief het potentiële energieverbruik:

Stap	Verdampingsvijvers	DLE (Directe Extractie)
Invoer	Ruwe pekel	Ruwe pekel
Proces	Open systeem: Water verdampt in de lucht, waardoor zouten zich concentreren	Gesloten systeem: Lithium wordt eruit "getrokken"; Het water blijft in de pekel
Tijdlijn	Lange termijn: tot 1,5 jaar wachten, afhankelijk van het klimaat	Realtime: Continue doorstroming door het proces
Waterverbruik	Zeer hoogvanwege verdampingsverliezen	Lager,voornamelijk ter ondersteuning van de plantwerking
Voetafdruk	Landschapsschaal,vaak meerdere vierkante kilometers	Industriële schaal, Compacte modulaire installatie voor minimale ruimtebezetting
Lithiumselectiviteit	Beperkt (Interferentie van Mg²⁺, Ca²⁺, Na⁺)	Hoge selectiviteit voor Li⁺
Terugwinning	~40–50% (Veel gaat verloren in zouthopen)	> 90% (Zeer efficiënt)
Bijproducten	Enorme zoutafvalhopen	"Gebruikte" pekel (vaak opnieuw geïnjecteerd)

Milieuvoordelen

Minder waterverbruik

Omdat verdamping wordt geëlimineerd, verlaagt DLE het waterverbruik aanzienlijk – een belangrijke factor in droge gebieden waar de winning van pekel vaak concurreert met de lokale watervraag.

Kleinere landvoetafdruk

DLE-systemen vereisen compacte proceseenheden in plaats van een wijdverspreide vijverinfrastructuur, waardoor de impact op landschappen en gevoelige ecosystemen wordt verminderd.

Gesloten-lus pekelbeheer

Veel installaties injecteren verwerkte pekel na lithiumverwijdering opnieuw, waardoor circulair watergebruik mogelijk is en de aantasting van natuurlijke pekelreservoirs tot een minimum wordt beperkt.

Verbeterde zuiveringsefficiëntie

Een hogere selectiviteit vermindert het chemicaliënverbruik tijdens de daaropvolgende zuivering en ondersteunt de efficiënte productie van hoogzuivere lithiumverbindingen.

Toepassingen voor verschillende pekelsoorten

Zoutgebieden

DLE kan traditionele verdampingsvijvers vervangen of aanvullen, waardoor het terugwinningspercentage wordt verbeterd tarieven en het mogelijk maken van productie, zelfs waar de klimatologische omstandigheden niet optimaal zijn. De door de overheid gesteunde inzet in verschillende zoutmeren in Zuid-Amerika illustreert deze transitie.

Geothermische activiteiten

Geothermische pekel bevat vaak opgelost lithium. Door DLE te integreren, kunnen exploitanten lithium winnen naast de opwekking van hernieuwbare energie, waardoor de totale milieubelasting wordt verminderd.

Olie- en gasvelden

Geproduceerd water uit de olie- en gaswinning kan waardevolle lithiumconcentraties bevatten. DLE- en post-DLE-behandelingen, gecombineerd met voorbehandelingsstappen zoals olie-waterseparatie en klaring, maken terugwinning mogelijk in deze chemisch complexe stromen.

Hoe Lenntech DLE-projecten ondersteunt

Lenntech is gespecialiseerd in post-DLE-behandelingsoplossingen, met een sterke focus op ionenuitwisseling (IEX) en membraantechnologieën, ter ondersteuning van de scheiding en conditionering van lithium uit reeds geklaarde en geconditioneerde pekel.

Lenntech biedt:

Karakterisering van pekel en conceptevaluatie na DLE, inclusief laboratoriumtesten om de vereisten voor lithiumscheiding en -zuivering te evalueren
Ontwerp van behandelingssystemen na DLE, inclusief multimediafiltratie (MMF), ionenuitwisseling, ultrafiltratie (UF), elektrodialyse (ED/EDR), nanofiltratie (NF) of omgekeerde osmose (RO), indien van toepassing
Systeempilotering en -validatie om operationele parameters te definiëren en combinaties van membraan- en IEX-technologieën te optimaliseren voor specifieke lithiumrijke pekels
Integratie van IEX- en membraantechnologieën stroomafwaarts van de kern-DLE-eenheden om de lithiumselectiviteit, -stabiliteit en productkwaliteit te verbeteren
Modulaire en schaalbare behandelingseenheden na DLE, geschikt voor omgevingen met een hoog zoutgehalte en integratie in bestaande DLE-proceslijnen
Water- en pekelbeheer oplossingen, die strategieën voor recirculatie, hergebruik of herinjectie na lithiumscheiding ondersteunen

Lenntech ondersteunt DLE-projecten door systemen voor nabehandeling na DLE te ontwerpen, leveren en in bedrijf te stellen. Ze bieden oplossingen die de primaire lithiumwinningstechnologieën aanvullen en operators helpen om consistent, efficiënt en duurzaam lithium terug te winnen.

Voor meer informatie of een aanbieding, contact u Lenntech: Antwoord formulier of per telefoon +31 152 755 703