RAS PresidiumВестник Российской академии наук Herald of the Russian Academy of Sciences

  • ISSN (Print) 0869-5873
  • ISSN (Online) 3034-5200

LITHIUM-BEARING POLYCOMPONENT DEEP BRINES OF THE HYDROMINERAL PROVINCE OF THE SIBERIAN PLATFORM AND THEIR USE AS A RAW MATERIAL BASE FOR THE CREATION OF NEW PRODUCTION IN THE IRKUTSK REGION

PII
S3034520025090021-1
DOI
10.7868/S3034520025090021
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume / Issue number 9
Pages
16-26
Abstract
The article shows, using the example of cooperation between business and academic and applied science, how the problem of industrial development of unconventional hydromineral lithium-bearing raw material sources in the form of deep polycomponent lithium-bearing brines of the calcium-magnesium chloride type, which occur in the depths of the sedimentary cover of the Irkutsk region, can be solved. The prospects of isolating lithium from lithium-bearing brines of this type in the form of aqueous solutions of its chloride by using a lithium chloride-selective sorbent based on the defective structure of the LiCl·2Al (OH)·mHO compound are substantiated. The main stages of long-term fundamental and applied research are described, which made it possible to bring the created scientific groundwork to industrial implementation in the Russian Federation. Associated and formation waters of the Irkutsk Oil Company are used as a raw material base.
Keywords
рассол сорбент хлорид лития интеркаляция селективная сорбция деинтеркаляция десорбция очистка промывка литиевый концентрат упаривание бромидные соли комплексная переработка
Date of publication
05.06.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
25

References

  1. 1. Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. Закономерности размещения, состав, динамика, формирование и использование. М.: Наука, 1966.
  2. 2. Алексеев С.В., Вахромеев А.Г., Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Промышленные рассолы Сибирской платформы: гидрогеология, бурение и добыча, переработка и утилизация. Иркутск: Географ, 2014.
  3. 3. Вожов В.И. Подземные воды и гидроминеральное сырьё Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции. Новосибирск: Изд-во СНИИГиМС, 2006.
  4. 4. Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: ГЕО, 2009.
  5. 5. Остроушко Ю.И., Дегтярёва Л.В. Гидроминеральное сырьё — неисчерпаемый источник лития. М.: ЦНИИатоминформ, 1999.
  6. 6. Коцупало Н.П., Порошина И.А., Бергер А.С. и др. Особенности процесса кристаллизации твёрдых фаз в системе LiO-AlO-HO при 25–150°C // Журнал неорганической химии. 1978. Т. 23. Вып. 8. С. 2232.
  7. 7. Белых В.Д., Коцупало Н.П., Бергер А.С. Взаимодействие гидроалюмокарбоната натрия с водными растворами хлорида лития / Сб. VI, Всесоюзная конференция по химии и технологии редких щелочных элементов. Тезисы докладов. М.: Наука, 1983.
  8. 8. Немудрый А.П., Исупов В.П., Коцупало Н.П. и др. Взаимодействие кристаллического гидроксида алюминия с водными растворами солей лития. Сообщение I. Исследование продукта взаимодействия гидраргиллита с водными растворами хлорида лития // Известия СО АН СССР. Серия хим. Наук. 1984. Вып. 4. С. 28–32.
  9. 9. Немудрый А.П., Исупов В.П., Коцупало Н.П., Болдырев В.В. Взаимодействие кристаллического гидроксида алюминия с водными растворами солей лития. Сообщение II. К вопросу о механизме взаимодействия гидраргиллита с водными растворами хлорида лития // Известия СО АН СССР. Серия хим. наук. 1984. Вып. 5. 1984. С. 47–51.
  10. 10. Коцупало Н.П., Белых В.Д., Болдырев В.В. Комплексная переработка природных минерализованных и попутных нефтяных вод Дагестанской АССР // VI Всесоюзн. конф. по химии и технологии редких щелочных элементов. М.: Наука, 1983. С. 120–123.
  11. 11. US Pat. 4159311A. Recovery of lithium from brine / John V. Lee, William C. Bauman. Request 05.09.1978. Published 26.06.1979. Dow Chemical Co.
  12. 12. US Pat. 4348297A. Crystalline lithium aluminates / William C. Bauman, John M. Lee. Request 11.11.1979. Published 07.09.1982. Dow Chemical Co.
  13. 13. Whittingham M.S. Electrical energy storage and intercalation chemistry // Science. 1976, vol. 192(4244), pp. 1126–1127.
  14. 14. Isupov V.P., Gabuda S.P., Kozlova S.G., Chupakhina L.E. Structural mechanism of selective binding of lithium on a solid matrix of Al(OH) from aqueous solutions // J. Struct. Chem. 1998, vol. 39(3), pp. 362–366.
  15. 15. Tarasov K.A., Isupov V.P., Chupakhina L.E., O'Hare D. A time resolved, in-situ X-ray diffraction study of the de-intercalation of anions and lithium cations from [LiAl(OH)] X·dHO (X= Cl, Br, NO, SO) // J. Mater. Chem. 2004, vol. 14(9), pp. 1443–1447.
  16. 16. Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Коцупало Н.П., Болдырев В.В. Влияние размера частиц и нарушения решётки гидроксида алюминия на интеркаляцию в него хлорида лития // ДАН. 1991. Т. 316. № 5. С. 1144–1146.
  17. 17. Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Коцупало Н.П. и др. Влияние предварительной механической активации гидроксида алюминия на интеркаляцию в него солей лития // ДАН. 1996. Т. 348. № 5. С. 628–630.
  18. 18. Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Митрофанова Р.П., Тарасов К.А. Синтез, структура, свойства и практическое применение интеркаляционных соединений на основе гидроксида алюминия // Химия устойчивого развития. 2000. Т. 8(1–2). С. 121–127.
  19. 19. Патент № 2659968 Российская Федерация, МПК С01D 15/04 (2006/01), С01D 15/08 (2006/01). Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработка в хлорид или карбонат лития: заявл. 14.04.2017, опубл. 04.07.2018 / Рябцев А.Д., Титаренко В.И., Коцупало Н.П., Менжерес Л.Т. и др. Заявитель ООО "Экостар-Наутех". 42 с.; 11 ил.
  20. 20. Патент № 2657495 Российская Федерация, МПК B01J 20/30 (2006/01), B01J 20/02 (2006/01), B01J 20/08 (2006/01). Способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих рассолов в условиях производства товарной литиевой продукции: заявл. 25.09.2017, опубл. 14.06.2018 / Рябцев А.Д., Коцупало Н.П., Титаренко В.И., Менжерес Л.Т. и др.; заявитель ООО "Экостар-Наутех". 23 с.: 6 ил.
  21. 21. Патент № 2713360 Российская Федерация, МПК C01D 15/02 (2006/01). Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов: заявл. 25.09.2019, опубл. 11.11.2019 / Рябцев А.Д., Немков Н.М., Титаренко В.И., Коцупало Н.П., Кураков А.А., Кочнев А.М.: заявитель ООО "Экостар-Наутех". 22 с.: 1 ил.
  22. 22. Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья / Под ред. акад. В.В. Болдырев. Новосибирск: ГЕО, 2008.
  23. 23. Рябцев А.Д., Коцупало Н.П., Титаренко В.И. и др. Комплексная переработка литиеносных рассолов с предварительным их обогащением по литию. Новосибирск: ГЕО, 2014.
  24. 24. Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Интеркаляционные соединения гидроксида алюминия с солями лития и их использование в промышленной практике. Новосибирск: ГЕО, 2016.
  25. 25. Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Литий для технологии XXI века // Наука в России. 2011. № 5. С. 28–31.
  26. 26. Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Современное состояние производства лития из природного сырья и перспективы его развития в России // Химическая технология. 2011. Т.12. № 19. С. 577–586.
  27. 27. Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Интеркаляционные процессы в сорбционной технологии извлечения лития из природных рассолов: химико-металлургические процессы глубокой переработки рудного, техногенного и вторичного сырья // Химическая технология. 2011. Т. 12. № 1. С. 36–43.
  28. 28. Вахромеев А.Г. Рапогазопроявления и аномально высокое давление литиеносных рассолов на юге Сибирской платформы: флюидогеодинамическая интерпретация геолого-геофизических и геопромысловых данных; прогноз горно-геологических условий, инновационные подходы и решения в бурении и освоении Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Т.1, гл. 3, 4. Т. 2, гл. 2, 3. Иркутск: Изд-во ИГИТУ, 2022.
  29. 29. Исупов В.П. Интеркаляционные соединения гидроксида алюминия. Дисс. соиск. уч. ст. д.х.н. Новосибирск, 1998.
  30. 30. Isupov V.P., Chupakhina L.E., Mitrofanova R.P. et al. The use of intercalation compounds of aluminium hydroxide for the preparation of nanoscale systems // Solid State Ionics. 1997, vol. 101, pp. 265–270.
  31. 31. Isupov V.P., Chupakhina L.E., Ozerova M.A. et al. Polymerization of m-NHCHCOO anions in the intercalation compounds of aluminium hydroxide [LiAl(OH)][m-NHCHCOO]·nHO // Solid State Ionics. 2001, vol. 141, pp. 231–236.
  32. 32. Isupov V.P., Tarasov K.A., Mitrofanova R.P., Chupakhina L.E. A New Route to the Preparation of Nanophase Composites via Layered Double Hydroxides // MRS Online Proceedings Library (OPL). 1996, vol. 457, pp. 539.
  33. 33. Tarasov K.A., Isupov V.P., Bokhonov B.B. et al. Formation of nanosized metal particles of cobalt, nickel, and copper in the matrix of layered double hydroxide // J. Mater. Synth. Process. 2000, vol. 8, pp. 21–27.
  34. 34. Isupov V.P., Tarasov K.A., Chupakhina L.E. et al. Template Synthesis of Superparamagnetic Nickel Particles on Thermal Decomposition of [LiAl(OH)][Ni(EDTA)]·4HO // Doklady Chemistry. 2003, vol. 391, no. 4, pp. 200–203.
  35. 35. Tarasov K.A., O'Hare D., Isupov V.P. Solid-state chelation of metal ions by ethylenediaminetetraacetate intercalated in a layered double hydroxide // Inorganic chemistry. 2003, vol. 42(6), pp. 1919–1927.
  36. 36. Tarasov K.A., Isupov V.P., Yulikov M.M. Magnetic nanoparticles stabilized in layered double hydroxides // Solid State Phenomena. 2003, vol. 90, pp. 527–534.
  37. 37. Тарасов К.А., Исупов В.П., Бохонов Б.Б., Ермаков А.Е. Синтез монодисперсных наночастиц сплавов кобальта и никеля в темплатной матрице слоистых двойных гидроксидов // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т. 12(3). С. 373–378.
  38. 38. Yulikov M.M., Abornev I.S., Mart'yanov O.N. et al. Ferromagnetic resonance of nickel nanoparticles in an amorphous oxide matrix // Kinetics and catalysis. 2004, vol. 45, pp. 735–738.
  39. 39. Isupov V.P., Mitrofanova R.P., Chupakhina L.E. et al. Mechanism of formation of cobalt nanoparticles in a nanoreactor based on supramolecular system [LiAl(OH)][Coedta]·nHO // J. Struct. Chem. 2005, vol. 46, pp. 165–170.
  40. 40. Tarasov K.A., Isupov V.P., Bokhonov B.B. et al. Control of particle size via chemical composition: Structural and magnetic characterization of Ni–Co alloy nanoparticles encapsulated in lamellar mixed oxides // Microporous and mesoporous materials. 2008, vol. 107(1–2), pp. 202–211.
  41. 41. Золотовский Б.П. Научные основы механохимической и термохимической активации кристаллических гидроксидов при приготовлении носителей и катализаторов. Дисс. соиск. уч. ст. д.х.н. Новосибирск, 1992.
  42. 42. Замощина Т.А., Саратиков А.С., Исупов В.П., Чупахина Л.Э. Синтез и психотропная активность новых пролонгированных соединений лития // Химико-фармацевтический журнал. 1993. № 3. С. 19–21.
  43. 43. Smith A.J., Kim S.-H., Duggirda N.K. et al. Improving Lithium Therapeutics by Crystal Engineering of Novel Ionic Coerystals // Molecular Pharmaceutics. 2013, vol. 10, pp. 4728–4738.
  44. 44. Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Тарасов К.В., Шестакова Н.Ю. Синтез высокодисперсной карбонатной формы Li–Al двойного гидроксида из гидроалюмокарбоната натрия // Химия в интересах устойчивого развития. 2007. № 1. С. 63–69.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library