Новозеландская компания Aspiring Materials разработала инновационный процесс извлечения ценных минералов из оливина, открывая новые перспективы для устойчивого производства материалов для литий-ионных батарей. Запущенный в феврале этого года пилотный завод компании, расположенный в пригороде Крайстчерча, использует отходы производства огнеупорного песка – мелкодисперсный порошок оливина, – для получения сразу трёх полезных продуктов.

В основе технологии лежит кислотное выщелачивание оливинового порошка серной кислотой, превращающее его в «элементальный раствор». Последующие этапы, включающие добавление едкого натра и точное регулирование температуры и размера частиц, позволяют выделить три продукта: диоксид кремния (около 50% от общего объёма), который может частично заменить цемент Портленда; магниевый продукт (около 40%), пригодный для секвестрации углерода, очистки сточных вод и производства сплавов; и, наконец, смешанный металлопродукт (около 10%), представляющий собой гидроксид никель-марганец-кобальта (NMC). Последний компонент, востребованный в производстве высокоэффективных литий-ионных батарей, составляет малую долю от общего выхода, но его потенциал для диверсификации цепочки поставок значителен.

Примечательно, что весь процесс происходит в замкнутом цикле. После извлечения полезных компонентов остаётся только солёный раствор, который направляется в электролизер для регенерации кислоты и щёлочи, используемых на предыдущих этапах. Это позволяет минимизировать вредные выбросы и максимально эффективно использовать исходное сырьё. В настоящее время процесс занимает три дня, но компания планирует увеличить производительность, сократив время до одного дня путём добавления параллельных реакционных цепей.

Полученный гидроксид NMC соответствует спецификациям, используемым в современной батарейной промышленности. Это особенно актуально в свете растущей обеспокоенности по поводу монополий на поставку критически важных минералов, таких как никель, марганец и кобальт, добыча и переработка которых сосредоточены в основном в нескольких странах с нестабильной геополитической обстановкой и проблемами в области соблюдения прав человека и экологии.

Однако, несмотря на инновационность технологии, некоторые эксперты, например, профессор Фей Ван из Университета Лаваля, выражают опасения по поводу экономической целесообразности процесса, указывая на более высокое энергопотребление и расход кислоты по сравнению с аналогичными технологиями, использующими серпентин. Тем не менее, Джим Годдин, участник комитета экспертов британского правительства по разработке национальной стратегии по критически важным минералам (2023 год), считает, что устойчивость и экологичность производства могут стать решающими факторами конкурентоспособности, особенно на рынках, ориентированных на экологически чистые решения.