СОЛЁНЫЕ ВОДЫ МАНГИСТАУ КАК ОБЪЕКТ ИЗУЧЕНИЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛИТИЯ: ПРИРОДНЫЕ И ТЕХНОГЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ

В работе представлен комплексный анализ содержания лития в водных пробах различного происхождения с целью оценки перспективности их промышленного использования. Установлено, что наиболее целесообразным источником лития является рассол, образующийся при опреснении морской воды на предприятии ТОО «МАЭК», с массовой концентрацией лития 2,10 мг/л (0,0021%). Проведённые спектральные и рентгенофазовые анализы показали, что основной минеральной фазой в твёрдом осадке является сульфат кальция (гипс) с долей до 95,2%, с примесями бассанита (Bassanite) и галита (Halite). Установлено, что литий преимущественно сохраняется в жидкой фазе после упаривания, что делает целесообразным применение методов извлечения из раствора, таких как ионный обмен, мембранные технологии и сорбционные процессы. Ионно-солевой состав рассолов указывает на натрий-хлоридный тип с высокой минерализацией, наличие сульфатов, магния и других ионов, что требует предварительной подготовки раствора перед извлечением лития. Несмотря на невысокую концентрацию лития, совокупность физических и химических характеристик исследуемых рассолов позволяет рассматривать их в качестве дополнительного источника литиевого сырья.

1. William T. Stringfellow and Patrick F. Dobson. Technology for the Recovery of Lithium from Geothermal Brines: A review // Energies. – 2021. Vol. 14 (20). – Art. no. 6805. https://doi.org/10.3390/en14206805

2. Tadesse, B.; Makuei, F.; Albijanic, B.; Dyer, L. The beneficiation of lithium minerals from hard rock ores: A review // Miner. Eng. – 2019. – Vol. 131, – P . 170–184. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2018.11.023

3. Meng, F.; McNeice, J.; Zadeh, S.S.; Ghahreman, A. Review of Lithium Production and Recovery from Minerals, Brines, andLithium-Ion Batteries // Miner. Process. Extr. Met. Rev. – 2019. – Vol. 42. – P. 123–141. https://doi.org/10.1080/08827508.2019.1668387

4. Mohr, S.H.; Mudd, G.M.; Giurco, D. Lithium Resources and Production: Critical Assessment and Global Projections // Minerals. – 2012. – Vol. 2. – P. 65–84. https://doi.org/10.3390/min2010065

5. Neupane, G.; Wendt, D.S. Assessment of mineral resources in geothermal brines in the US. In Proceedings of the 42nd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford, CA, USA, 13–15 February 2017; Stanford University: Stanford, CA, USA, 2017.

6. Neupane, G.; Wendt, D.S. Potential economic values of minerals in brines of identified hydrothermal systems in the US // Trans.-Geotherm. Resour. Counc. – 2017. – Vol. 41, – P. 1938–1956.

7. Simmons, S.; Kirby, S.; Verplanck, P.; Kelley, K. Strategic and critical elements in produced geothermal fluids from Nevada andUtah. In Proceedings of the 43rd Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, Stanford, CA, USA, 12–14 February 2018; Stanford University: Stanford, CA, USA, 2018.

8. Gallup, D.L. Geochemistry of geothermal fluids and well scales, and potential for mineral recovery // Ore Geol. Rev. – 1998. – Vol. 12. – P. 225–236. https://doi.org/10.1016/S0169-1368(98)00004-3

9. Hund, K.; Porta, D.L.; Fabregas, T.P.; Laing, T.; Drexhage, J. Minerals for Climate Action: The Mineral Intensity of the Clean EnergyTransition; World Bank Publications: Washington, DC, USA, 2020.

10. Xu, P.; Hong, J.; Qian, X.M.; Xu, Z.W.; Xia, H.; Tao, X.C.; Xu, Z.Z.; Ni, Q.Q. Materials for lithium recovery from Salt Lake brine // J.Mater. Sci. – 2021. – Vol. 56. – P. 16–63. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05019-1

11. Snydacker, D.H.; Hegde, V.I.; Aykol, M.; Wolverton, C. Computational Discovery of Li-M-O Ion Exchange Materials for LithiumExtraction from Brines // Chem. Mater. – 2018. – Vol. 30, – P. 6961–6968. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.7b03509

12. Shi, X.C.; Zhou, D.F.; Zhang, Z.B.; Yu, L.L.; Xu, H.; Chen, B.Z.; Yang, X.Y. Synthesis and properties of Li1.6Mn1.6O4 and itsadsorption application // Hydrometallurgy. – 2011. – Vol. 110. – P. 99–106. https://doi.org/10.1016/j.hydromet.2011.09.004

13. Perez, W.; Barrientos, H.A.C.; Suarez, C.; Bravo, M. Method for the Production of Battery Grade Lithium Carbonate from Naturaland Industrial Brines // U.S. Patent 8,691,169 B2, 8 April 2014.

14. Munk, L.; Hynek, S.; Bradley, D.C.; Boutt, D.; Labay, K.A.; Jochens, H. Chapter 14: Lithium brines: A global perspective // Rev.Econ. Geol. – 2016. – Vol. 18. – P. 339–365.

15. Mceachern, P.M.; Wong, N.; Andric, M. Method and apparatus for the treatment of water with the recovery of metals // U.S. Patent Application 2020/0299805 A1, 24 September 2020.

16. US Geological Survey // Mineral Commodities Summary 2020; U.S. Geological Survey: Reston, VA, USA, 2020; P. 204.

17. Grosjean, C.; Miranda, P.H.; Perrin, M.; Poggi, P. Assessment of world lithium resources and consequences of their geographic distribution on the expected development of the electric vehicle industry // Renew. Sustain. Energy Rev. – 2012. – Vol. 16. – P. 1735–1744. https://doi.org/10.1016/j.rser.2011.11.023

18. Баратов Р. Т., Абишева С. Ж., Карлыгашева А. Б. Перспективы литиеносности приповерхностных вод солончаков Чу-Сарысуйской впадины // Минеральные ресурсы Казахстана. – 2023. – №4. – С. 22–29. URL: https://minmag.kz

19. Baratov R.T., Abisheva S.Zh., Karlygasheva A.B. Lithium and Gold Content in Salt Domes and Saline Lands of Western and Southern Kazakhstan // Applied Sciences. – 2024. – Vol. 14(12). – Art. no. 5351. https://doi.org/10.3390/app14125351

20. Ченсизбаев Д.К., Аденова А. Ж., Кошпанова А.Е. Определение содержания лития в промышленных водах методом капиллярного электрофореза // Вестник НАН РК. Серия химии и технологии. – 2023. – №3(453). – С. 60–68. https://journals.nauka-nanrk.kz

21. Каршигина Л.З., Абишева С. Ж., Бочевская Е.Н. и др. Сорбционные методы извлечения лития из гидроминерального сырья Казахстана // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2021. – №12. – С. 35–41. https://journals.rcsi.science

22. Абсаметов М.Ш., Рябцев И. П. Литиевое сырье гидроминерального происхождения Казахстана: состояние и перспективы // Известия НАН РК. Серия геологии и технических наук. – 2021. – №6(450). – С. 102–110.

23. Ченсизбаев Д.Б., Кан С.М. Факторы и условия формирования и освоения промышленных подземных вод южного Казахстана // Горный журнал Казахстана. – 2021. – № 6, – С. 15–20.

24. Serikbayeva, A., Taizhanova, L., Suleimenova, B., Altybayeva, Z., Seidalieva, L. Intensification of the Wastewater Treatment Process of a Bitumen Plant with the Production of Recycled Water // Journal of Ecological Engineering. – 2023. – No. 24(2). – P. 295–301. https://doi.org/10.12911/22998993/157021

25. Syrlybekkyzy, S., Serikbayeva, A., Suleimenova, B., ...Dzhumasheva, K., Dosymbekova, G. Study of Ground-water Characteristics in Aktau (Kazakhstan) During Joint Desalination and Decontamination Experiment // Ecologica Montenegrina. – 2024. – Vol. 76. – P. 77–84. https://doi.org/10.37828/em.2024.76.5

26. ГОСТ 18301–87, ГОСТ 32193.5–2013

27. МУ 08–47/081

28. ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера

29. РД 52.24.309–2016

30. СТ РК ГОСТ Р 51593–2003