CleanTech Lithium PLC berichtet über die Ergebnisse der kürzlich abgeschlossenen Direct Lithium Extraction (DLE) Prozesstests. Die positiven Ergebnisse haben zur Auswahl und Bestellung des Lithiumadsorptionsmittels geführt, das in der Pilotanlage des Unternehmens verwendet werden soll. Die Anlage wurde im F&E-Zentrum des Unternehmens in Copiapó fertiggestellt und wird derzeit in Betrieb genommen und getestet. Neuester Stand der Prozessarbeiten: Das Prozessteam von CleanTech Lithium besteht aus Lithium-Prozessexperten in Chile, die von den DLE-Sektorberatern Peter Ehren und Forward Water Technologies mit zusätzlichem Fachwissen unterstützt werden.

DLE-Prozessversuche wurden mit einer Vielzahl von Adsorptionsmittellieferanten durchgeführt, von aufstrebenden Technologien bis hin zu etablierten petrochemischen Unternehmen, sowohl in den Einrichtungen der Lieferanten als auch im unternehmenseigenen DLE-Testlabor in Antofagasta, Chile. Weltweit ist China im DLE-Sektor mit fünf oder mehr Anbietern von Adsorbentien im kommerziellen Maßstab, die alle von CleanTech Lithium im Oktober 2023 besucht wurden, stark vertreten. Im Labor des Unternehmens wurde eine Reihe von Tests durchgeführt, beginnend mit Bechertests, dann Tests mit einer einzelnen Säule und schließlich Multizyklustests mit einer Multiventil-Karussellanlage.

Die hausinternen Tests gaben CTL die Möglichkeit, verschiedene Adsorbentien direkt zu vergleichen und die Leistungsdaten von Adsorbentien aus Versuchen, die in den Einrichtungen der Lieferanten durchgeführt wurden, zu überprüfen. Ein Versuch im Labormaßstab mit einer Lanshen-Karussellanlage in Santiago, Chile. Auswahl des Adsorptionsmittels für die Pilotanlage: DLE-Prozesstests liefern Daten zu den wichtigsten Leistungskennzahlen für ein DLE-Adsorptionsmittel: Adsorptions- und Desorptionswiedergewinnungsraten, Lithium-Beladungskapazität, die Zusammensetzung des Eluats, die auf der Selektivität für Lithium gegenüber anderen Ionen basiert, sowie Wasserverbrauch und Haltbarkeit des Adsorptionsmittels.

Die 2023 durchgeführten Prozesstests des Unternehmens führten zur Auswahl eines von Lanshen gelieferten Adsorptionsmittels für die Tests in der Pilotanlage. Lanshen ist einer der größten Anbieter von DLE-Adsorptionsmitteln in China mit einer Produktionskapazität von 8.000 m3 Lithium-Adsorptionsmitteln. Zu den Hauptaktionären von Lanshen gehören Softbank, Minmetals und CICC Capital.

Für den nordamerikanischen und europäischen Markt hat Lanshen eine Exklusivvereinbarung mit Koch abgeschlossen, nach der das Adsorptionsmittel von Lanshen in Kochs Li-Pro DLE-Verfahren verwendet wird. Koch Industries ist das zweitgrößte private Unternehmen in den USA mit einem Jahresumsatz von 125 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023. Lanshen engagiert sich stark in Chile, wo das Unternehmen eine Testanlage und eine Pilotanlage in Santiago unterhält, was die Zusammenarbeit erleichtert hat.

Die Pilotanlage von Lanshen umfasst alle Prozesse von DLE bis zur Lithiumkarbonatproduktion. Im Oktober 2023 besuchte CleanTech Lithium die in Betrieb befindliche kommerzielle DLE-Anlage von Lanshen in China, die eine beeindruckende Betriebsleistung bei der Gewinnung von Lithium direkt aus Rohsole erzielt hat. Positive Ergebnisse aus kürzlich abgeschlossenen Versuchen: Das Unternehmen hat 10 Versuche in den Test- und Pilotanlagen von Lanshen in Santiago abgeschlossen, wobei die Ergebnisse des jüngsten Versuchs in der nachstehenden Tabelle aufgeführt sind.

Parameter wie die Durchflussraten der Zufuhrsole werden noch optimiert und bestimmte Ergebnisse wie die Lithium-Beladungskapazität werden voraussichtlich weiter steigen. Das Unternehmen sieht die Ergebnisse als sehr positiv an und die Leistung des Lanshen Adsorptionsmittels war anderen getesteten Adsorptionsmitteln überlegen. Dabei wird auch berücksichtigt, dass keine pH-Einstellung zur Vorbehandlung der Sole durch Zugabe einer Säure oder Base erforderlich ist und die Sole und das Elutionsmittel nicht auf eine hohe Temperatur erhitzt werden müssen, wie dies bei einer Reihe von Adsorptionsmitteln anderer Anbieter der Fall ist.

Die Erwärmung der Sole und des Eluierungsmittels verbessert zwar die Kinetik und damit die Leistung des Adsorptionsmittels, aber bei der Verwendung eines solchen Absorptionsmittels müssen die zusätzlichen Investitions- und Betriebskosten für die Erwärmung des großen Volumens der zugeführten Sole und des Eluierungsmittels abgewogen werden. Wie bei anderen Adsorptionsmitteln auf der Basis von Aluminiumoxidhydroxid wird Wasser als Desorptionselutionsmittel verwendet, im Gegensatz zu sauren Elutionsmitteln, die in einigen anderen DLE-Verfahren eingesetzt werden. Lanshen verwendet ein doppelschichtiges Aluminiumoxidhydroxid-Adsorptionsmittel, das einzige kommerziell bewährte DLE-Adsorptionsmittel.

Bei einem Adsorptionsmittel auf der Basis von Aluminiumoxidhydroxid gibt es mehrere Verunreinigungen, die die Adsorptions- oder Desorptionsleistung beeinträchtigen. Die wichtigsten sind in der Regel Kieselsäure, Arsen, Mangan und organischer Gesamtkohlenstoff (TOC). Die Laguna Verde-Sole hat einen durchschnittlichen Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS) von ca. 140 g/l, was zu den niedrigsten TDS-Werten aller JORC- oder NI43-101-konformen Lithium-Sole-Ressourcen in Chile oder Argentinien gehört, wobei die oben beschriebenen Hauptverunreinigungen ebenfalls niedrig sind. Dies ist ein Grund dafür, dass die Testarbeiten gute Ergebnisse ohne eine Vorbehandlung der Sole in Form einer pH-Anpassung (Zugabe von Säuren/Basen) oder einer großen Wärmezufuhr für die Zufuhr von Sole oder Eluierungsmittel erbracht haben.

Das Lanshen-Adsorptionsmittel hat eine sehr hohe Selektivität für Lithium im Vergleich zu den anderen Hauptionen in der Sole. Das Eluat weist einen sehr niedrigen Gehalt an Natrium (Na) (Rückweisung über 99%) und anderen Hauptionen auf, was zu einem niedrigen TDS-Eluat führt. Dies ist sehr förderlich für die folgenden Prozessschritte der Konzentration mittels Umkehrosmose (RO) und Vorwärtsosmose (FO) und der Entfernung der restlichen Verunreinigungen durch Nanofiltration (NF) und Ionenaustausch (IX), um eine konzentrierte Lithiumchloridlösung zu erhalten. Je niedriger der TDS-Wert im Eluat ist, desto effizienter und größer ist der Konzentrationsfaktor, der durch RO und FO erreicht wird, während die Effizienz von NF und IX von der Menge der Verunreinigungen im konzentrierten Eluat abhängt, bei denen es sich um andere Ionen als Lithium und Chlorid handelt.

2024 Prozess-Testarbeiten - DLE-Pilotanlage: Das Unternehmen konzentriert sich nun darauf, die Inbetriebnahme und die Tests der Pilotanlage abzuschließen, um den DLE-Prozess zu optimieren und ein hochwertiges Lithiumchlorid-Eluat für die Umwandlung in Lithiumcarbonat in Batteriequalität zu produzieren. Der Bau ist abgeschlossen, alle Säulen sind nun mit Lanshen-Harz beladen und die Inbetriebnahme wird fortgesetzt. Die Prozessbedingungen mussten für das Lanshen Adsorptionsmittel angepasst und optimiert werden, da es eine höhere Adsorptionskapazität hat als das Sunresin Adsorptionsmittel, für das die Pilotanlage konzipiert wurde.

Die Adsorptionskapazität ist wichtig, da eine höhere Adsorptionskapazität eine kleinere DLE-Anlage erfordert, was zu geringeren Investitionskosten für die DLE-Anlage führt. Das Unternehmen wird den Markt fortlaufend über die Fortschritte der Pilotanlage auf dem Laufenden halten.