1. Eljárás lítium-hidroxid vagy sói előállítására nagy tisztaságú természetes sóoldatokból

A találmány tárgya kémiai technológia lítium vegyületek, különösen, hogy egy eljárás előállítására lítium-hidroxid vagy sói a nagy tisztaságú természetes sóoldatokat. Az eljárás abból áll, tisztítására sós alkálifém, magnézium-és alkáliföldfémek által halad a sós ágyon keresztül szelektív relatív szorbens lítium-ion elúciós szorbeált lítium-klorid vízben, míg annak koncentrációja, az elektrokémiai átalakítás a lítium-klorid-oldatot elektrodialízis berendezésben a kapott lítium-hidroxid-oldat vagy egy sója, a kapott oldat további koncentrációját és a végtermék kristályosodását. 4 tp. Phylum, 4 beteg.

A találmány tárgya kémiai eljárás lítiumvegyületek előállítására, különösen lítium-hidroxid (vagy lítiumsók) természetes sóoldatok előállítására szolgáló eljárásra.

Eljárás lítium-hidroxid-egy nagy tisztaságú sókoncentráció esetén (liquor), tartalmazó halogenidek lítium és más alkálifémek (Na, K), és a magnézium-halogenidekkel és alkáliföldfémek (Ca, Sr) [1] A módszer magában foglalja a koncentráló a sóoldat segítségével napenergia energia 2 tartalom 7% lítium, kristályosítással lúg (Na, K) és alkáliföldfém-lerakódás és magnézium lúgosítással sóoldattal pH 10,5-11,5 felhasználásával mésztej, lítium-hidroxid és karbonát.

A sóoldatot tisztítás után semlegesítjük sósavval és 4,48% Li-tartalommal hígítjuk, és egy kationcserélő membránnal ellátott sejtbe tápláljuk. Az elektrolízist 100 300 A / ft 2 vagy 10 20 A / dm 2 áramlási sűrűség mellett végezzük (I 42.5 A, U 3.2 B). Hat óra elektrolízis után a katolitában a lítiumkoncentráció 2,31% vagy 8%, a LiOH alapján, a szennyezések mennyisége 1,5-szer csökken. A katolit oldat egy részét szén-dioxiddal kezeljük nagy tisztaságú lítium-karbonát előállítására. A lítium-hidroxid vizes oldatának másik részét részleges bepárlásnak vetjük alá nagy tisztaságú hidroxid-monohidrát előállítására. Ez a módszer a legközelebb áll az igényelt műszaki megoldáshoz és az elért eredményhez, és prototípusként választja ki.

A hátrányai a módszer szükségessége teljes koncentrációja a sóoldat térfogata és a gazdaság reagenst tisztítás magnézium és kálcium szennyezők majd felesleggel végzett semlegesítés lúgos reagenssel, ami nagy ára Ca (OH) 2. LiOH, Li2C03. HCI. Továbbá, az eljárás alkalmazható, hogy egy korlátozott típusú sóoldatokban (sóoldatokban is használható csak nátrium-klorid típusú alacsony tartalmát Mg2 + és Ca 2 és helyezzük forró éghajlati zónákban), ami korlátozza a lítium-alapanyag bázis.

A műszaki eredmény a folyamat egyszerűsítésének és a sokoldalúság miatt az illesztési folyamatot nem-kémiai tisztítási és koncentrálási lítium szelektív szorpciója lítium-tartalmú sós folyadékok bármilyen típusú (beleértve a kalcium-klorid).

A műszaki eredmény érhető el, hogy a tisztító a alkáli- és alkáliföldfémek hajtjuk végre, hogy a sós ágyon keresztül szelektív lítium szorbens, lítium-klorid, vízzel eluáljuk, ugyanabban az időben a koncentrációja, és a kapott oldatot vetjük alá konverzió elektrodialízises berendezés különböző üzemi megoldásokat, attól függően, hogy a végtermék .

Az átalakítás a kapott lítium-klorid, a lítium-vegyület használt egyéb electrodialyser váltakozó kation membránok és ioncserélő vagy elektrodialízis bipoláris membránokkal (ábra. 1). Az eszközegységnek három külön kamrája van, ezek közül kettő működési kamrák (sótalanító kamrák) és egy koncentrációs kamra. A LiCl kiindulási oldata és a nátrium-hidroxid-oldat működési oldata cirkulál a sótalanító kamrában, lítium-hidroxid oldatot gyűjtünk össze a koncentrációs kamrában. Elektrolit - nátrium-klorid oldat - az elektródakamrában kering. Na + és Cl - ionok is érkeznek oda. átalakulás eredményeképpen alakultak (1. ábra). Bipoláris membránnal rendelkező elektrodialízis gép használata esetén az elektrolit lehet LiCl oldat.

Lítium-hidroxid előállításához hidroxidionok forrásaként bipoláris membránon készülő nátrium-hidroxidot és elektrodialízis alkálifémeket használnak.

Átalakítása lítium-klorid vagy lítium-hidroxiddal zlektrodializnyh berendezésben megy végbe, hogy a következő reakciók: LiCl + NaOH _ LiOH + NaCl LiCl + NAAN _ lian + NaCl, ahol An Br +. CO 2 3 -. SO 2 4 - és így tovább.

A keletkező eluátumot 8-15 g / l LiCI koncentrációban az elektrodiálizáló edény egy munkahelyén keresztül szivattyúzzuk, majd a második kamrán nátrium-hidroxid oldatot vezetünk át. Bipoláris membránokkal rendelkező elektrolizátor használata esetén a LiCl és a HCl oldatai a munkahelyi kamrákban keringenek (1.

Az eljárást hajtjuk végre áramsűrűség 0,5 2,3 A / dm2 1 és 4 óra közötti koncentráció eléréséhez LiOH november 19 g / l. Növelésével az áramsűrűség, vagy a szerint az eljárás időtartama LiOH koncentrációját növeljük, hogy 23-24 g / l, de csökkenti a jelenlegi hatékonyságot (30%) (ábra. 2). Azáltal, hogy csökkenti a szerint az eljárás időtartama azonos áram karakterisztika LiOH koncentrációját a kapott oldatot csökkentett (ábra. 2, 3. és 10. példában). A szennyeződés kationok koncentrációja a LiOH oldatban 0,3 g / l. Az oldatot ezután koncentráljuk elektrodialízises berendezés váltakozó anion- és kationcserélő membránokat koncentrációig LiOH 80 g / l (23 g / l Li), és ezután a részleges bepárlás kristályosítás LiOH H2 O. A kristályosítási folyamat akkor történik, további tisztítás a szennyeződésektől. A mosott és szárított termék legfeljebb 0,113% -a összes szennyeződést (Na, K, Ca, Mg) tartalmaz.

Így a fő jellemző tulajdonságait a találmány szerinti eljárás szelektív extrakcióval lítium származó sóoldatokat formájában annak kloridját egy szimultán töményítés és tisztítása és felhasználása az eluátum előállítására lítium-hidroxid-elektrodialízises átalakító berendezést. A módszer lehetővé teszi nem csak lítium-hidroxid megszerzését, hanem ugyanabba a berendezésbe vagy 2 3 azonos berendezés kaszkádjába való koncentrálást is.

A javasolt módszer módszerhez képest a technika állása lehetővé teszi, hogy egyszerűsítse a technológiával termelő LiOH H2 O (3.), Hogy csökkentsék a feldolgozási láncban a természetes nyersanyagokból (sóoldat) mostuk, hogy a késztermék, hogy megszüntesse koncentrálva az összes sós térfogatból, hogy azokból kristályos alkálifém-kloridok, hogy kizárják reagens tisztítási magnézium- és alkáliföldfémekkel készült sóoldat, valamint nagy tisztaságú lítiumtermékek széles választékát.

Továbbá, a javasolt eljárás lehetővé teszi, hogy megszerezni bármely lítiumsót annak kloridot, beleértve az alacsony oldhatóság, például Li2 CO3 (ábra. 4). Erre a célra, mint egy munkaoldatot nátrium-hidroxid helyett alkalmazott nátrium- vagy kálium-só oldatot (például nátrium-bromid, Na 2CO 3. Na 2SO 4 és mtsai.), Így a megfelelő lítium-só (LiBr, Li2 CO3. Li2 SO4 és mtsai.). Ezáltal az eljárás univerzális, lehetővé téve lítiumvegyületek előállítását.

A találmány új, mert a összehasonlítva más megoldásokat a szakterületen azt jelzi, hogy a használata a vizes lítium-klorid-kapott közvetlenül a nyersanyag (sóoldattal) nélkül előre-reagenst tisztítása nyersanyagok magnézium és alkáliföldfémek, és után a keletkező LiCI a hidroxid (só ) lítiumot az elektrodialízis módszerével, nem áll rendelkezésre információforrás.

A rajzok és táblázatok ábrázolása.

Ábra. 1. Az elektrodiáiiszeres sejtek oldatáramainak ábrája.

Ábra. 2. Példák lítium-hidroxid előállítására.

Ábra. 3. Az igényelt módszerre és a prototípus módjára vonatkozó összehasonlító adatok.

Ábra. 4. Példák lítiumsók előállítására.

A találmány megvalósításának lehetőségét alátámasztó adatokat a példák tartalmazzák.

1. példa A lítium-klorid előállításához alkalmazott sóoldat összetétele a következő (g / l): LiCl 1,35; NaCI 116,6; NaBr 4.1; KC1 44,0; MgCl2 37,6; CaCl2 16S, 2; SrCl2 4.4.

Az így kapott oldat 15,1 g / l lítium-hidroxid (4,4 g / l Li), a koncentráció szennyező kationok 0,3 g / l. Az oldatot bepároljuk, elektrodialízises berendezés váltakozó anion- és kationcserélő membránokat koncentrációig LiOH 80 g / l (23 g / l Li), és ezután a részleges bepárlás kristályosítás LiOH H2 O. A szennyeződés mennyisége a készítményben a mosott, szárított termék 0,007% vagy 0,004 % a kloridionra vonatkoztatva.

A tiszta lítium-hidroxid előállítására vonatkozó kísérleteket az elektrodialízis különböző körülményei között 8,5 g / l koncentrációjú LiCl és 8,0 g / l NaOH koncentrációjú oldatokkal végeztük. Az 1-10. Kísérletek eredményeit a táblázatban foglaljuk össze (2.

11. példa a lítium-klorid nyert sós, kísérletben leírt módon 1, és a szóda oldatot 20,8 g / l Na 2CO 3 (0,4 H) vezetünk át a munkakamra elektrodialízis sebességgel 3 l / h. Kísérleti körülmények: áramsűrűség 0,94 A / dm 2. időtartam 1 óra.

A lítium-karbonát más elektrokémiai paraméterekkel történő előállítását a 12. és 13. kísérletben végeztük (lásd a 4. ábrát).

14. példa Az 1. kísérletben ismertetett sóoldatból és lítium-bromid (0,2 H) oldatából nyert lítium-klorid oldatát 3 liter / óra sebességgel vezetjük át a munkahelyi kamrákon. Kísérleti körülmények: áramsűrűség 0,47 A / dm 2. időtartam 2 óra A LiBr koncentrációja a kapott oldatban 13,9 g / l. Az áramsűrűség növekedésével a LiBr-koncentráció 22,7 g / l-re emelkedik (op. 15, 4. ábra). További koncentrációt végzünk az elektrodialízis készülékben 100 g / l lítium-bromid-tartalomra.

A javasolt módszer a prototípus-módszerrel összehasonlítva lehetővé teszi: 1. Egyszerűsítse a nyersanyagok nagy tisztaságú lítium-hidroxid előállításának technológiáját.

2. Távolítsuk el a sós lúg reagens tisztítását M 2+ és Ca 2+ szennyeződésektől. valamint az oldat sósavval történő utólagos semlegesítését.

4. Környezetbarát nem reagens technológiák létrehozása.

5. Az elektrodializált berendezések meglévő terveit használja.

6. Az oldatokat ugyanabban a berendezésben koncentráljuk, amelyben az átalakítási folyamatot elvégezzük.

7. fogadása vegyületek kevésbé oldódik vízben (LiOH H2 O, Li2 CO3), lítium-klorid, mint amely csökkenti a villamos energia ára a lépésben a koncentráció.

1. Németország N 2700748 számú szabadalma, kl. C01D 15/02, kiad. 08/09/77 (prototípus).

1. Eljárás egy lítium-hidroxid vagy sói a nagy tisztaságú természetes tartalmazó sóoldatban halogenidek lítium és más alkálifémek, és halogenidek alkáliföldfémek és a magnézium, beleértve a sóoldat tisztítási alkáli fémek és alkáli földfémek magnézium, lítium-klorid-koncentráció, ez a végtermék elektrokémiai konverziója, koncentrációja és kristályosítása, azzal jellemezve, hogy a sóoldatot úgy tisztítjuk, hogy egy szelektív lítiumion-sorb koaguláns, koncentrációja lítium-klorid végezzük, az eluálást vízzel, és az elektrokémiai átalakítás a kapott oldat előállításához elektrodialízises berendezés különböző munkaközegek.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lítium-hidroxid előállítása céljából egy nátrium-hidroxidból készült alkáli oldatot használunk.

3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lítium-hidroxid készítésénél elektrodialízis berendezésben bipoláris membránokkal nyert lúgos oldatot alkalmazunk.

4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy lítium-sók előállítására szolgáló oldatként nátrium- vagy káliumsó vizes oldatait alkalmazzuk.

5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lítium-hidroxid-oldatot vagy sóját ugyanabban a berendezésben vagy kaszkádban koncentráljuk, két vagy három azonos berendezésben.