Mikromechanische Untersuchung an Lithium-haltigen Silikaten

Projektleitung

  • Tobias Necke, Benjamin Balke und Hans-Joachim Kleebe

Beschreibung

Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Lithium im wachsenden Batteriesektor konzentriert sich die Lithiumindustrie derzeit auf Lithiumerze aus Festgesteinen, die Alumosilikat Minerale wie Spodumen (LiAlSi2O6) oder Petalit (LiAlSi4O10) enthalten. Diese Minerale sind unter Umgebungsbedingungen sehr schlecht löslich; daher müssen diese Silikate im derzeitigen Extraktionsprozess bei etwa 1200 °C kalziniert werden, um sie in die besser lösliche Hochtemperaturphase β-Spodumen umzuwandeln.

Die Mechanochemie erweist sich als eine vielversprechende Alternativmethode für die erfolgreiche Lithium-Extraktion. Durch eine Kombination aus mechanischer Aktivierung in einer Hochenergie-Kugelmühle und chemischer Extraktion kann Lithium aus den Erzen gewonnen werden, wodurch eine Kalzinierung bei hoher Temperatur vermieden wird.

Begleitend zu den mechanochemischen Extraktionsexperimenten werden elektronen-mikroskopische Untersuchungen (REM und TEM) durchgeführt, um die Prozesse zu verstehen, die eine verbesserte Li-Extraktion ermöglichen, wie zum Beispiel indizierte Phasenumwandlungen und/oder eine allmähliche Amorphisierung des Probenmaterials.

Abb. 1: a) TEM-BF Abbildungen von Spodumen (LiAlSi2O6) bevor und b) nach der mechanischen Aktivierung in einer Hochenergiemühle. Das Beugungsbild-Inset in b) zeigt, dass der Spodumen nach einer Mahlzeit von 60 min in nanokristalliner Form vorliegt.
Abb. 1: a) TEM-BF Abbildungen von Spodumen (LiAlSi2O6) bevor und b) nach der mechanischen Aktivierung in einer Hochenergiemühle. Das Beugungsbild-Inset in b) zeigt, dass der Spodumen nach einer Mahlzeit von 60 min in nanokristalliner Form vorliegt.
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