Lithium-bearing polycomponent deep brines of the hydromineral province of the Siberian platform and their use as a raw material base for the creation of new production in the Irkutsk region
- Authors: Boldyrev V.V.1, Buinov N.M.2, Vakhromeev A.G.3, Kotsupalo N.P.4, Kochnev A.M.2, Menzheres L.T.4, Ryabtsev A.D.4, Titarenko V.I.4, Chertovskikh E.O.2
-
Affiliations:
- V.V. Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS
- OOO “Irkutsk Oil Company”
- Institute of the Earth’s Crust SB RAS
- OOO “Ekostar-Nautekh”
- Issue: No 9 (2025)
- Pages: 16-26
- Section: НАУКА И ОБЩЕСТВО
- URL: https://journal-vniispk.ru/0869-5873/article/view/317111
- DOI: https://doi.org/10.7868/S3034520025090021
- ID: 317111
Cite item
Abstract
About the authors
V. V. Boldyrev
V.V. Voevodsky Institute of Chemical Kinetics and Combustion SB RAS
Email: v.boldyrev1@g.nsu.ru
Novosibirsk, Russia
N. M. Buinov
OOO “Irkutsk Oil Company”
Email: president@irkutskoil.ru
Irkutsk, Russia
A. G. Vakhromeev
Institute of the Earth’s Crust SB RAS
Email: andrey_igp@mail.ru
Irkutsk, Russia
N. P. Kotsupalo
OOO “Ekostar-Nautekh”
Email: nautech@mail.ru
Novosibirsk, Russia
A. M. Kochnev
OOO “Irkutsk Oil Company”
Email: Kochnev_AM@irkutskoil.ru
Irkutsk, Russia
L. T. Menzheres
OOO “Ekostar-Nautekh”
Email: nautech@mail.ru
Novosibirsk, Russia
A. D. Ryabtsev
OOO “Ekostar-Nautekh”
Email: nautech@mail.ru
Novosibirsk, Russia
V. I. Titarenko
OOO “Ekostar-Nautekh”
Email: nautech@mail.ru
Novosibirsk, Russia
E. O. Chertovskikh
OOO “Irkutsk Oil Company”
Email: chertovskih_eo@irkutskoil.ru
Irkutsk, Russia
References
- Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. Закономерности размещения, состав, динамика, формирование и использование. М.: Наука, 1966.
- Pinnecker E.V. Brines of the Angara-Lena artesian basin. Regularities of placement, composition, dynamics, formation and use. Moscow: Nauka, 1966. (In Russ.)
- Алексеев С.В., Вахромеев А.Г., Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Промышленные рассолы Сибирской платформы: гидрогеология, бурение и добыча, переработка и утилизация. Иркутск: Географ, 2014.
- Alekseev S.V., Vakhromeev A.G., Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. Industrial brines of the Siberian platform: hydrogeology, drilling and production, processing and utilization. Irkutsk: Geograf, 2014. (In Russ.)
- Вожов В.И. Подземные воды и гидроминеральное сырьё Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции. Новосибирск: Изд-во СНИИГиМС, 2006.
- Vozhov V.I. Groundwater and hydromineral raw materials of the Lena-Tunguska oil and gas province. Novosibirsk: SNIIGiMS Publishing House, 2006. (In Russ.)
- Алексеев С.В. Криогидрогеологические системы Якутской алмазоносной провинции. Новосибирск: ГЕО, 2009.
- Alekseev S.V. Cryohydrogeological systems of the Yakut diamondiferous province. Novosibirsk: GEO, 2009. (In Russ.)
- Остроушко Ю.И., Дегтярёва Л.В. Гидроминеральное сырьё – неисчерпаемый источник лития. М.: ЦНИИатоминформ, 1999.
- Ostroushko Yu.I., Degtyareva L.V. Hydromineral raw materials – an inexhaustible source of lithium. Moscow: TsNIIatominform, 1999. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Порошина И.А., Бергер А.С. и др. Особенности процесса кристаллизации твёрдых фаз в системе Li2O-Al2O3-H2O при 25–150°С // Журнал неорганической химии. 1978. Т. 23. Вып. 8. С. 2232.
- Kotsupalo N.P., Poroshina I.A., Berger A.S. et al. Features of the process of crystallization of solid phases in the Li2O-Al2O3-H2O system at 25–150°C // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 1978, vol. 23, iss. 8, p. 2232. (In Russ.)
- Белых В.Д., Коцупало Н.П., Бергер А.С. Взаимодействие гидроалюмокарбоната натрия с водными растворами хлорида лития / Сб. VI, Всесоюзная конференция по химии и технологии редких щелочных элементов. Тезисы докладов. М.: Наука, 1983.
- Belykh V.D., Kotsupalo N.P., Berger A.S. Interaction of sodium hydroaluminocarbonate with aqueous solutions of lithium chloride / Proc. VI All-Union Conference on Chemistry and Technology of Rare Alkaline Elements. Abstracts of reports. M.: Nauka, 1983. (In Russ.)
- Немудрый А.П., Исупов В.П., Коцупало Н.П. и др. Взаимодействие кристаллического гидроксида алюминия с водными растворами солей лития. Сообщение I. Исследование продукта взаимодействия гидраргилита с водными растворами хлорида лития // Известия СО АН СССР. Серия хим. Наук. 1984. Вып. 4. С. 28–32.
- Nemudry A.P., Isupov V.P., Kotsupalo N.P. et al. Interaction of crystalline aluminum hydroxide with aqueous solutions of lithium salts. Report I. Study of the product of interaction of hydrargillite with aqueous solutions of lithium chloride // Bulletin of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences. Series of Chemical Sciences. 1984, is. 4, pp. 28–32. (In Russ.)
- Немудрый А.П., Исупов В.П., Коцупало Н.П., Болдырев В.В. Взаимодействие кристаллического гидроксида алюминия с водными растворами солей лития. Сообщение II. К вопросу о механизме взаимодействия гидраргиллита с водными растворами хлорида лития // Известия СО АН СССР. Серия хим. наук. 1984. Вып. 5. 1984. С. 47–51.
- Nemudry A.P., Isupov V.P., Kotsupalo N.P., Boldyrev V.V. Interaction of crystalline aluminum hydroxide with aqueous solutions of lithium salts. Report II. On the mechanism of interaction of hydrargillite with aqueous solutions of lithium chloride // Bulletin of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences. Series of Chemical Sciences. 1984, is. 5, pp. 47–51. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Белых В.Д., Болдырев В.В. Комплексная переработка природных минерализованных и попутных нефтяных вод Дагестанской АССР // VI Всесоюзн. конф. по химии и технологии редких щелочных элементов. М.: Наука, 1983. С. 120–123.
- Kotsupalo N.P., Belykh V.D., Boldyrev V.V. Complex processing of natural mineralized and associated petroleum waters of the Dagestan ASSR // VI All-Union. Conf. on the Chemistry and Technology of Rare Alkaline Elements. M.: Nauka, 1983. Pp. 120–123. (In Russ.)
- US Pat. 4159311A. Recovery of lithium from brine / John V. Lee, William C. Bauman. Request 05.09.1978. Рublished 26.06.1979. Dow Chemical Cо.
- US Pat. 4348297A. Crystalline lithium aluminates / William C. Bauman, John M. Lee. Request 11.11.1979. Рublished 07.09.1982. Dow Chemical Cо.
- Whittingham M.S. Electrical energy storage and intercalation chemistry // Science. 1976, vol. 192(4244), pp. 1126–1127.
- Isupov V.P., Gabuda S.P., Kozlova S.G., Chupakhina L.E. Structural mechanism of selective binding of lithium on a solid matrix of Al(OH)3 from aqueous solutions // J. Struct. Chem. 1998, vol. 39(3), pp. 362–366.
- Tarasov K.A., Isupov V.P., Chupakhina L.E., O’Hare D. A time resolved, in-situ X-ray diffraction study of the de-intercalation of anions and lithium cations from [LiAl2(OH)6]n X· qH2O (X= Cl−, Br−, NO3−, SO42−) // J. Mater. Chem. 2004, vol. 14(9), pp. 1443–1447.
- Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Коцупало Н.П., Болдырев В.В. Влияние размера частиц и нарушения решётки гидроксида алюминия на интеркаляцию в него хлорида лития // ДАН. 1991. Т. 316. № 5. С. 1144–1146.
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Kotsupalo N.P., Boldyrev V.V. Effect of particle size and lattice distortion of aluminum hydroxide on the intercalation of lithium chloride into it / DAN SSSR. 1991, vol. 316, no. 5, pp. 1144–1146. (In Russ.)
- Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Коцупало Н.П. и др. Влияние предварительной механической активации гидроксида алюминия на интеркаляцию в него солей лития // ДАН. 1996. Т. 348. № 5. С. 628–630.
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Kotsupalo N.P. et al. Effect of preliminary mechanical activation of aluminum hydroxide on the intercalation of lithium salts into it // DAN. 1996, vol. 348, no. 5, pp. 628–630. (In Russ.)
- Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Митрофанова Р.П., Тарасов K.A. Синтез, структура, свойства и практическое применение интеркаляционных соединений на основе гидроксида алюминия // Химия устойчивого развития. 2000. Т. 8(1–2). С. 121–127.
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Mitrofanova R.P., Tarasov K.A. Synthesis, structure, properties and practical application of intercalation compounds based on aluminum hydroxide // Chemistry for sustainable development. 2000, vol. 8(1–2), pp. 121–127. (In Russ.)
- Патент № 2659968 Российская Федерация, МПК C01D 15/04 (2006/01), C01D 15/08 (2006/01). Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработка в хлорид или карбонат лития: заявл. 14.04.2017, опубл. 04.07.2018 / Рябцев А.Д., Титаренко В.И., Коцупало Н.П., Менжерес Л.Т. и др. Заявитель ООО “Экостар-Наутех”. 42 с.; 11 ил. (США Патент № 11396452 B2; Канада Патент № 3059899; Чили Патент № 65915; Аргентина Патент AR № 111472 B1; Евразия Патент № 042.618; Боливия Заявка SP-79-2018).
- Patent No. 2659968 Russian Federation, IPC C01D 15/04 (2006/01), C01D 15/08 (2006/01). Method for obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing into lithium chloride or carbonate: declared 14.04.2017, published 04.07.2018 / Ryabtsev A.D., Titarenko V.I., Kotsupalo N.P., Menzheres L.T., et al.; applicant Ecostar-Nautekh LLC. - 42 p.; 11 il (US Patent No. 11396452 B2; Canada Patent No. 3059899; Chile Patent No. 65915; Argentina Patent AR No. 111472 B1; Eurasia Patent No. 042.618; Bolivia Application SP-79-2018). (In Russ.)
- Патент № 2657495 Российская Федерация, МПК B01J 20/30 (2006/01), B01J 20/02 (2006/01), B01J 20/08 (2006/01). Способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих рассолов в условиях производства товарной литиевой продукции: заявл. 25.09.2017, опубл. 14.06.2018 / Рябцев А.Д., Коцупало Н.П., Титаренко В.И., Менжерес Л.Т. и др.; заявитель ООО “Экостар-Наутех”. 23 с.: 6 ил. (США Патент № 11247189 B2; Канада Патент № 3061903; Чили Патент № 61222; Аргентина Патент AR № 112493 B1; Евразия Патент № 040900; Боливия Заявка SP-149-2018).
- Patent No. 2657495 Russian Federation, IPC B01J 20/30 (2006/01), B01J 20/02 (2006/01), B01J 20/08 (2006/01). Method for producing a granulated sorbent for extracting lithium from lithium-containing brines under conditions of commercial lithium product production: claim. 25.09.2017, published 14.06.2018 / Ryabtsev A.D., Kotsupalo N.P., Titarenko V.I., Menzheres L.T., et al.; applicant Ecostar-Nautekh LLC. 23 p.: 6 il. (US Patent No. 11247189 B2; Canada Patent No. 3061903; Chile Patent No. 61222; Argentina Patent AR No. 112493 B1; Eurasia Patent No. 040900; Bolivia Application SP-149-2018). (In Russ.)
- Патент № 2713360 Российская Федерация, МПК C01D 15/02 (2006/01). Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов: заявл. 25.09.2019, опубл. 11.11.2019 / Рябцев А.Д., Немков Н.М., Титаренко В.И., Коцупало Н.П., Кураков А.А., Кочнев А.М.: заявитель ООО “Экостар-Наутех”. 22 с: 1 ил. (США Патент № 11578414 B2; Канада Патент № 3092983; Чили Решение о выдаче патента по заявке 2454-2020; Аргентина Патент AR 118971 B1; Евразия Патент 041441; Боливия Заявка SP-126-2020; Европа Патент 3800163; Япония Патент 7083875; Южная Корея Заявка 10-2479262).
- Patent No. 2713360 Russian Federation, IPC C01D 15/02 (2006/01). Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate from brines: declared 25.09.2019, published 11.11.2019 / Ryabtsev A.D., Nemkov N.M., Titarenko V.I., Kotsupalo N.P., Kurakov A.A., Kochnev A.M.: applicant Ecostar-Nautekh LLC. 22 p: 1 ill. (US Patent No. 11578414 B2; Canada Patent No. 3092983; Chile Decision to grant a patent for application 2454-2020; Argentina Patent AR 118971 B1; Eurasia Patent 041441; Bolivia Application SP-126-2020; Europe Patent 3800163; Japan Patent 7083875; South Korea Application 10-2479262). (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья / Под ред. акад. В.В. Болдырева. Новосибирск: ГЕО, 2008.
- Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. Chemistry and technology of obtaining lithium compounds from lithium-bearing hydromineral raw materials / Ed. by academician V.V. Boldyrev. Novosibirsk: GEO, 2008. (In Russ.)
- Рябцев А.Д., Коцупало Н.П., Титаренко В.И. и др. Комплексная переработка литиеносных рассолов с предварительным их обогащением по литию. Новосибирск: ГЕО, 2014.
- Ryabtsev A.D., Kotsupalo N.P., Titarenko V.I. et al. Complex processing of lithium-bearing brines with their preliminary enrichment in lithium. Novosibirsk: GEO, 2014. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Рябцев А.Д. Интеркаляционные соединения гидроксида алюминия с солями лития и их использование в промышленной практике. Новосибирск: ГЕО, 2016.
- Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D. Intercalation compounds of aluminum hydroxide with lithium salts and their use in industrial practice. Novosibirsk: GEO, 2016. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Литий для технологии XXI века // Наука в России. 2011. № 5. С. 28–31.
- Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D., Boldyrev V.V. Lithium for the technology of the XXI century // Science in Russia. 2011, no. 5, pp. 28–31. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Современное состояние производства лития из природного сырья и перспективы его развития в России // Химическая технология. 2011. Т.12. № 19. С. 577–586.
- Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D., Boldyrev V.V. Current state of lithium production from natural raw materials and prospects for its development in Russia // Chemical technology. 2011, vol. 12, no. 19, pp. 577–586. (In Russ.)
- Коцупало Н.П., Рябцев А.Д., Болдырев В.В. Интеркаляционные процессы в сорбционной технологии извлечения лития из природных рассолов: химико-металлургические процессы глубокой переработки рудного, техногенного и вторичного сырья // Химическая технология. 2011. Т. 12. № 1. С. 36–43.
- Kotsupalo N.P., Ryabtsev A.D., Boldyrev V.V. Intercalation processes in sorption technology of lithium extraction from natural brines: chemical and metallurgical processes of deep processing of ore, technogenic and secondary raw materials // Chemical technology. 2011, vol. 12, no. 1, pp. 36–43. (In Russ.)
- Вахромеев А.Г. Рапогазопроявления и аномально высокое давление литиеносных рассолов на юге Сибирской платформы: флюидогеодинамическая интерпретация геолого-геофизических и геопромысловых данных; прогноз горно-геологических условий, инновационные подходы и решения в бурении и освоении Ковыктинского газоконденсатного месторождения. Т.1, гл. 3, 4. Т. 2, гл. 2, 3. Иркутск: Изд-во ИГИТУ, 2022.
- Vakhromeev A.G. Gas shows and abnormally high pressure of lithium-bearing brines in the south of the Siberian platform: fluid geodynamic interpretation of geological, geophysical and geofield data; forecast of mining and geological conditions, innovative approaches and solutions in drilling and development of the Kovykta gas condensate field. Vol. 1, chapters 3, 4. Vol. 2, chapters 2, 3. Irkutsk: IGITU Publishing House, 2022. (In Russ.)
- Исупов В.П. Интеркаляционные соединения гидроксида алюминия. Дисс. соиск. уч. ст. д.х.н. Новосибирск, 1998.
- Isupov V.P. Intercalation compounds of aluminum hydroxide. Diss. soisk. student. st. doctor of chemical sciences. Novosibirsk, 1998. (In Russ.)
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Mitrofanova R.P. et al. The use of intercalation compounds of aluminium hydroxide for the preparation of nanoscale systems // Solid State Ionics. 1997, vol. 101, pp. 265–270.
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Ozerova M.A. et al. Polymerization of m-NH2C6H4COO anions in the intercalation compounds of aluminium hydroxide [LiAl2(OH)6][m-NH2C6H4COO]·nH2O // Solid State Ionics. 2001, vol. 141, pp. 231–236.
- Isupov V.P., Tarasov K.A., Mitrofanova R.P., Chupakhina L.E. A New Route to the Preparation of Nanophase Composites via Layered Double Hydroxides // MRS Online Proceedings Library (OPL). 1996, vol. 457, pp. 539.
- Tarasov K.A., Isupov V.P., Bokhonov B.B. et al. Formation of nanosized metal particles of cobalt, nickel, and copper in the matrix of layered double hydroxide // J. Mater. Synth. Process. 2000, vol. 8, pp. 21–27.
- Isupov V.P., Tarasov K.A., Chupakhina L.E. et al. Template Synthesis of Superparamagnetic Nickel Particles on Thermal Decomposition of [LiAl2(OH)6]2[Ni(EDTA)]4H2O // Doklady Chemistry. 2003, vol. 391, no. 4, pp. 200–203.
- Tarasov K.A., O’Hare D., Isupov V.P. Solid-state chelation of metal ions by ethylenediaminetetraacetate intercalated in a layered double hydroxide // Inorganic chemistry. 2003, vol. 42(6), pp. 1919–1927.
- Tarasov K.A., Isupov V.P., Yulikov M.M. Magnetic nanoparticles stabilized in layered double hydroxides // Solid State Phenomena. 2003, vol. 90, pp. 527–534.
- Тарасов К.А., Исупов В.П., Бохонов Б.Б., Ермаков А.Е. Синтез монодисперсных наночастиц сплавов кобальта и никеля в темплатной матрице слоистых двойных гидроксидов // Химия в интересах устойчивого развития. 2004. Т. 12(3). С. 373–378.
- Tarasov K.A., Isupov V.P., Bokhonov B.B., Ermakov A.E. Synthesis of monodisperse nanoparticles of cobalt and nickel alloys in a template matrix of layered double hydroxides // Chemistry for Sustainable Development. 2004, vol. 12(3), pp. 373–378. (In Russ.)
- Yulikov M.M., Abornev I.S., Mart’yanov O.N. et al. Ferromagnetic resonance of nickel nanoparticles in an amorphous oxide matrix // Kinetics and catalysis. 2004, vol. 45, pp. 735–738.
- Isupov V.P., Mitrofanova R.P., Chupakhina L.E. et al. Mechanism of formation of cobalt nanoparticles in a nanoreactor based on supramolecular system [LiAl2(OH)6]2[Coedta] nH2O // J. Struct. Chem. 2005, vol. 46, pp. 165–170.
- Tarasov K.A., Isupov V.P., Bokhonov B.B. et al. Control of particle size via chemical composition: Structural and magnetic characterization of Ni–Co alloy nanoparticles encapsulated in lamellar mixed oxides // Microporous and mesoporous materials. 2008, vol. 107(1–2), pp. 202–211.
- Золотовский Б.П. Научные основы механохимической и термохимической активации кристаллических гидроксидов при приготовлении носителей и катализаторов. Дисс. соиск. уч. ст. д.х.н. Новосибирск, 1992.
- Zolotovsky B.P. Scientific bases of mechanochemical and thermochemical activation of crystalline hydroxides in preparation of supports and catalysts. Diss. of Doct. Sci. (Chem.) Novosibirsk, 1992. (In Russ.)
- Замощина Т.А., Саратиков А.С., Исупов В.П., Чупахина Л.Э. Синтез и психотропная активность новых пролонгированных соединений лития // Химико-фармацевтический журнал. 1993. № 3. С. 19–21.
- Zamoshchina T.A., Saratikov A.S., Isupov V.P., Chupakhina L.E. Synthesis and psychotropic activity of new prolonged lithium compounds // Pharmaceutical Chemistry Journal. 1993, no. 3, pp. 19–21. (In Russ.)
- Smith A.J., Kim S.-H., Duggirala N.K. et al. Improving Lithium Therapeutics by Crystal Engineering of Novel Ionic Cocrystals // Molecular Pharmaceutics. 2013, vol. 10, pp. 4728–4738.
- Исупов В.П., Чупахина Л.Э., Тарасов К.В., Шестакова Н.Ю. Синтез высокодисперсной карбонатной формы Li–Al двойного гидроксида из гидроалюмокарбоната натрия // Химия в интересах устойчивого развития. 2007. № 1. С. 63–69.
- Isupov V.P., Chupakhina L.E., Tarasov K.V., Shestakova N.Yu. Synthesis of highly dispersed carbonate form of Li–Al double hydroxide from sodium hydroaluminocarbonate // Chemistry for Sustainable Development. 2007, no. 1, pp. 63–69. (In Russ.)
Supplementary files
