Иркутский национальный исследовательский технический университет, Иркутск, РФ
Зелинская Е. В., профессор, д-р техн. наук, профессор, zelinskaelena@mail.ru

Филатова Е. Г., доцент, канд. техн. наук, доцент, efila@list.ru

Хамаганова А. Ю., aспирант, khamaganova1999@icloud.com

Каненкин Е. И., aспирант, kanenkinEvgeniu@mail.ru

Исследовано влияние на процесс извлечения лития из пластовых рассолов таких факторов, как рН, концентрация, температура, соотношение жидкой и твердой фаз (Ж : T) в циклах сорбция–десорбция. Подщелачивание природного рассола до рН = 6–6,6 приводит к повышению сорбции лития на 60 % до обменной емкости 3,42 мг/г. При увеличении температуры обменная емкость уменьшается, что подтверждает экзотермичность исследуемого процесса. Сокращение объема жидкой фазы при десорбции приводит к увеличению концентрации ионов лития в элюате. Экспериментально подтверждено, что для того, чтобы циклы сорбция–десорбция можно было повторять многократно, степень десорбции должна приближаться к 100 %. Снижение этого показателя приводит к тому, что содержание лития в сорбенте при каждом цикле использования сокращается и, как следствие, такой сорбент не получается использовать на практике многократно. Результаты по условиям извлечения ионов лития из предельно насыщенных пластовых рассолов представляют интерес для специалистов в области переработки гидроминерального сырья.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в рамках Государственного задания ВУЗам (FZZS-2023-0004).

1. Курков А. В., Мамошин М. Ю., Рогожин А. А. Литий: технологии прямого извлечения из растворов (ключевое значение, новое поколение решений, перспективные объекты). М.: ВИМС, 2021. 136 с.
2. Рябцев А. Д., Кишкань Л. Н., Коцупало Н. П., Менжерес Л. Т. Получение хлорида и гидроксида лития из природных рассолов // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. № 9. С. 61–69.
3. Swain B. Recovery and recycling of lithium: a review // Separation and Purification Technology. 2017. Vol. 172. Р. 388–403.
4. Боярко Г. Ю., Хатьков В. Ю., Ткачева Е. В. Сырьевой потенциал лития России // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333, № 12. С. 7–16.
5. Коцупало Н. П. Перспективы получения соединений лития из природных рассолов // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. № 9. С. 243–253.
6. Мохунов В. Ю., Гулый Н. И. Анализ тенденций современных технологий извлечения лития из гидроминерального сырья // Недропользование XXI век. 2022. № 4. С. 38–50.
7. Wisniewska M., Fijalkowska G., Ostolska I., Franus W., Nosal-Wiercinska A., Tomaszewska B., Goscianska J., Wojcik G. Investigations of the possibility of lithium acquisition from geothermal water using natural and synthetic zeolites applying poly (acrylic acid) // Journal of Cleaner Production. 2018. Vol. 195. Р. 821–830.
8. Luo X., Guo B., Luo J., Deng F. Recovery of lithium from wastewater using development of Li ion-imprinted polymers // ACS Sustainable Сhemistry & Еngineering. 2015. Vol. 3, No. 3. Р. 460–467.
9. Nishihama S., Onishi K., Yoshizuka K. Selective recovery process of lithium from seawater using integrated ion exchange methods // Solvent Extraction and Ion Exchange. 2011. Vol. 29, Iss. 3. P. 421–431.

10. Chaban M. O., Rozhdestvenska L. M., Palchyk O. V., Dzyazko Y. S., Dzyazko O. G. Structural characteristics and sorption properties of lithium-selective composite materials based on TiO₂ and MnO₂ // Applied Nanoscience. 2019. Vol. 9. P. 1037–1045.
11. Navarrete-Casas R., Navarrete-Guijosa A., Valenzuela-Calahorro C., Lopez-Gonzalez J. D., Garcia-Rodriguez A. Study of lithium ion exchange by two synthetic zeolites: kinetics and equilibrium // Journal of Colloid and Interface Science. 2007. Vol. 306. P. 345–353.
12. Менжерес Л. Т., Рябцев А. Д., Мамылова Е. В. Селективный сорбент для извлечения лития из хлоридных высокоминерализованных рассолов // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307, № 7. С. 76–80.
13. Попов Г. В. Сорбция лития промышленными катионитами из теплоносителя Паратунского месторождения Камчатского края // Использование и охрана природных ресурсов в России. 2019. № 1. С. 3–7.
14. Попов Г. В. Изучение сорбции ионов лития из геотермальных растворов ионообменными смолами // Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия. 2019. № 1. С. 199–206.
15. Wang Q., Li M., Zhao B., Meng B., Chen W., Jiang Z., He X., Li B., Li X., Lin L. Electricity facilitates the lithium sorption from salt-lake brine by H3LiTi5O12 nanoparticles: Kinetics, selectivity and mechanism // Chemical Engineering Journal. 2023. Vol. 471. DOI: 10.1016/j.cej.2023.144532
16. Reich R., Danisi R. M., Kluge T., Eiche E., Kolb J. Structural and compositional variation of zeolite 13X in lithium sorption experiments using synthetic solutions and geothermal brine // Microporous and Mesoporous Materials. 2023. Vol. 359. DOI: 10.1016/j.micromeso.2023.112623.
17. Mak Yu. T., Reis Meira A. C., Kreutz J. C., Luciane Effting L., Mello Giona R., Gervasoni R., Amado de Moura A., Bezerra F. M., Bail A. Exploring the surface reactivity of the magnetic layered double hydroxide lithium-aluminum: An alternative material for sorption and catalytic purposes // Applied Surface Science. 2019. Vol. 467–468. Р. 1195–1203.
18. Васильев В. П. Аналитическая химия. В 2 т. Т. 2. Физико-химические методы анализа. М.: Дрофа, 2009. 382 с.
19. Васильев В. П. Аналитическая химия. В 2 т. Т. 1. Титриметрические и гравиметрические методы анализа. М.: Дрофа, 2009. 366 с.
20. Патент RU 2089500 Российская Федерация. МПК6 C 01 D 15/00, C 01 F 7/04. Способ получения кристаллического алюмината лития / Менжерес Л. Т., Коцупало Н. П. № 94045510/25, заявл. 28.12.1994; опубл. 10.09.1997, Бюл. № 25.
21. Патент RU 2113405 Российская Федерация. МПК B 01 J 020/02, C 01 D 015/00. Способ получения алюмината лития / Коцупало Н. П., Менжерес Л. Т., Титаренко В. И., Рябцев А. Д. № 2001131632/15, заявл. 09.07.1997; опубл. 20.06.1998, Бюл. № 17.
22. Патент RU 2720420 Российская Федерация. МПК C 01 D 15/04, C 02 F 1/28, B 01 D 15/04, B 01 D 24/16. Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов / Сахабутдинов Р. З., Губайдулин Ф. Р., Кудряшова Л. В., Звездин Е. Ю., Буслаев Е. С. № 2019113881, заявл. 06.05.2019; опубл. 29.04.2020, Бюл. № 13.
23. Щукин Е. Д., Перцов А. В., Амелина Е. А. Коллоидная химия. М.: Юрайт, 2013. 444 с.