A lítium, rubídium és cézium vegyületek kémiai és technikai kémiai katalógusa 57
A lítium, a rubídium és a céziumvegyületek kémiai és technológiája
tea, ha ez a termelés biztosítja a fém lítium (elektrolitikus) vagy annak származékainak felszabadulását; a lítium-hidroxid alkalmazása nagy mennyiségben közvetlenül alkalmazható; kapcsolatos eljárások így a lítium-szulfát az oldatban, akkor hasznosak, ha a későbbiekben úgy alakítjuk lítium-karbonát, amelyből lehetséges bármely más sók, és a Ca (OH) -, és a lítium-hidroxid. [3]
A lítium-ásványi anyagok koncentrátumainak hidrometallurgiai feldolgozásának második technológiai szakasza rendszerint a lítium primer izolálása a technikailag nem oldódó vegyületek formájában. Ha a kezdeti megoldás a lítium-szulfát és más alkálifémek műszaki megoldása (és ez a legtöbb modern technológiai rendszer esetében), akkor
a kevéssé oldódó lítiumsók a leggyakrabban közvetlenül kicsapódnak a különböző típusú oldat * átállítása nélkül.
Mivel a legtöbb gyengén oldható lítium-sót izoláltuk L12CO3, kevesebb LiF, és még ritkább L13PO4 (az utóbbi általában az extraháláshoz használt lítium a híg oldatok vagy doizvleche-TION azt az anyalúgokból, után fennmaradó csapadék L12CO3 **). Az L12CO3 kicsapása mindig előnyös, de a közvetlen ciklusban nem teljes; LIF és még kevésbé oldható L13PO4 elegendő teljessége szétválasztása, hanem további műveletek, hogy átadják más vegyületeket gyakran alkalmazott (lásd. Ch. I.).
Az L12CO3, LiF és L13PO4 kicsapódásakor az alkálifémek karbonátjait, fluoridjait és foszfátjait alkalmazzuk. Ezen vegyületek alkalmazásával állíthatjuk elő lítiumsók szükséges, beleértve Pharmacopeia, tisztaság, egyidejűleg eltávolítjuk az oldatból ezen elemek, karbonátok, fluoridok és foszfátok, amelyek oldhatók nehezebb, mint a megfelelő electr./solar lítium.
Amint látni fogjuk, létrehozását eredményező Folyamatábrákkal zárt hurok, amely magában foglalja a keringő folyadékok és elsősorban L12CO3 anyalúgok leválasztása után, lehetőség van arra, hogy jelentősen növeljék hozam ebben a lítium-vegyület és egy gyártási termék. Ez a körülmény nagyon fontos, mivel az IJ2CO3 jelenleg széles körben használatos. Így, lítium-karbonát használható például a kiindulási anyag előállítására a lítium-hidroxid, halogenid, szulfát és lítium-nitrát (via-hidroxid), fém (via-klorid),-hidrid (fém), az amid (via-hidrid), és a hasonlók. D. [2].
Savas feldolgozási módszerek
A lítium nyersanyagok feldolgozásának savas módszerei a bomlási folyamatok, beleértve a különböző savak ásványi anyagokra és koncentrátumokra gyakorolt közvetlen hatását, valamint a savas sók fúziós folyamatokban végzett kezelését ***.
* Az irodalomban olyan ajánlások vannak, amelyek jelzik az ilyen átmenet célszerűségét. Különösen [4], ha a LiaSCu-t LiCl-é konvertálja, a lítium könnyebben elkülöníthető a káliumtól, és teljes mértékben kicsapódik L12CO3-ként. Ezt úgy érjük el, hogy az L12SO4 oldatot KC1 koncentrált oldattal kezeljük; a viszonylag kevéssé oldódó K2SO4 felszabadul az alsó fázisba.
** A lítium kicsapódása az enyhén oldódó borát, oxalát, sztearát [5], aluminát [6] és szilikát [7] formájában is lehetséges.
*** A lítium ásványi anyagok (amblygonit, lepidolite és spodumén) bomlásához csak savas és kálium-hidrogén-szulfátokat javasolnak [8-12]. Ezek a reagensek lehetővé teszik az ömledék bomlását, és ezért a H2S04-höz képest nagyobb hőmérsékleten történő szulfatálásra tervezték. De nincs alapvető különbség a MeNOCH és a H2SO4 hatásában.
A fúziós, például Spodumene a KHSO4, majd extrakcióval oldható sók használunk háború előtti Németországban [1, 9, 10], de ez nem ad semmilyen előnyt jelent, tekintettel eyhodz vagy érték. folyamat
Mivel a szilikátok és alumínium-szilikátok lítium történő lebontásához szükséges elegendően magas hőmérsékletre silnoletuchie savak nem lehet használni, bár sporadikus javaslatok bomlás lepidolit sósavval [13, 141, trifilin - sósav és aqua regia [13], és 1903-ban g . üzem Maywood (. NY, USA) használunk előötvözött bomlás folyasztószerek Spodumene elegyet NaHS04 + NaCl [15]; A hatóanyag itt hidrogén-klorid *.
A kémiai technológiákban általában használt erős savak közül a szilikátok és más ércek bomlására a legalkalmasabb a kénsav és a hidrogén-fluorid. Az utóbbi alkalmazása azonban nagy technikai, főleg instrumentális, nehézségekkel jár. Ezenkívül a hidrogén-fluoridnak az olyan gyenge nyersanyagokkal való gazdaságos kezelése, mint a lítium, nem tekinthető célszerűnek. Ezért a természetes vágy volt, hogy a fluorozott savat olcsóbb reagenssel helyettesítsék. Módszert javasolt a lítium szilikát ásványi anyagok, különösen a lepidolite bomlása CaF2 + H2S04 [17-19] keverékével. Azonban nem talált gyakorlati alkalmazást. Kérdéses, és viszonylag ígéretes új ellátási [20] a lebontható ásványi lítium H2SiFe hydrofluorosilicic savval, majd az átvitelt a kapott így Li2SiFe LiOH ** reakciója:
Li2SiFe + 6NaOH = 6NaF + 2LiOH + Si02 + 2H20
A lítium nyersanyagok bomlásának legfontosabb szerepe a kénsav megszerzése, amelyet eddig a lepidolit feldolgozásának technológiájánál alkalmaztak, és amelyet jelenleg a spodumén lítiumvegyületek előállítása során sikerrel alkalmaznak. Lehetővé teszi az ásványok bomlását viszonylag magas hőmérsékleten, amikor a leghatékonyabb.
Egy korai szakaszában lítium ipar, mint a fő nyersanyag előállítására különböző vegyületek lítiumot lepidolit, annak elbontjuk REC melegítjük H2SO4 így L12SO4 oldható szulfátok és más alkálifémek
ez periodikus volt, és egyszeri lítiumsók előállítására használták. A lítium-ásványi anyagok kálium-hidrogén-szulfáttal való bomlási módja, amelyet sokkal később az USA-ban fejlesztettek ki [3], szintén nem sikeres, mivel sok szennyeződés olvad össze az oldható formában. Jelenleg a KHSO4 csak akkor alkalmazható, ha lítiumot extrahálnak az afrikai lepidolitból [12].
* Később [16] a porított lepidolit reakcióját közvetlenül gázhalmazállapotú sósavval reagáltattuk egy hőmérsékleten
935 ° C, közel az ásvány olvadásához. Kimutattuk, hogy az így nyert LiCl desztillálódik, és tiszta szilárd termék formájában kondenzálódik.
** A legtöbb LiOH-t ezután vizes oldat formájában kaphatjuk meg, és a csapadéktól a LijCOj kicsapatásáig,
valamint nagy mennyiségű alumínium-szulfát [21-29]. A tiszta lítiumvegyületek előállításához komplex oldószeres tisztítást kellett végezni, amely számos folyamatveszteség forrását eredményezte.
Az alábbiakban a lepidolit feldolgozásának három módját ismertetjük, amelyek a múltban ipari jelentőségűek voltak.
1. módszer F. Filzingera [26], alkalmazunk az egyik német növények berlini és ismert, mint a Schering Filzingera- módszerrel [13, 15, 30, 31], lepidolit finoman keverve forró tömény kénsavban, így pépes állapotban, majd fűtöttek, hogy egy tüzes kemencébe szerelt kőfürdőben cukrozódjanak. A kalcinálás után a darabokat, hogy eltávolítsuk a felesleges kénsav és képződött az ásványi hidrogén-fluoridot kapunk vízzel kezeljük a szinter ólmozott reaktorok. Az oldhatatlan maradékot (S1O2 és bomlatlan lepidolit) elválasztás után szűréssel, az oldatot nátrium-karbonáttal kezeljük, így egy vízüveg (melléktermék), és az oldatot (alumínium-szulfát és alkálifém) elpárologtatjuk az izolálás előtt abból szilícium-dioxid. Az oldathoz adunk Kalmiusz szulfátot olyan mennyiségben kialakulásához szükségesek, timsó, amelyek elpárologtatása után kristályosítjuk az oldat a réz kazánok reflux hőmérsékleten. A kálium-alumínium finom kristályos csapadékát centrifugáltuk (amelyben a rubídiumot és a céziumot koncentráltuk).
Továbbá annak érdekében, hogy az alumíniumot teljesen eltávolítsák a szulfát-oldatokból, az oldatokhoz forrni mésztejeket adnak; kicsapjuk hidroxiddal szűrjük alumínium-oxid és a szűrletet kezeljük bárium-klorid eltávolítására SO”, szárazra pároljuk, és a keveréket száraz kloridok kezeljük abszolút etanolban, így a nátrium-klorid és a KC1 az üledékben maradt, LiCl a SaS1g oldatba megy. az alkohol eltávolítása után csapadékot vízben oldjuk, majd az oldathoz ammónium-karbonát kalcium-lerakódás formájában CaC03 és ammónium-szulfid, hogy kicsapjuk a nehézfém-szennyeződésektől. a leszűrt oldatot tisztítjuk és kicsapjuk ammónium-karbonáttal tiszta ka Bonate lítium.
2. G. Peterson módszer [27], alkalmazzuk a növényeken Szászországban [13, 15, 30], lepidolit lebegett a szén a tűztérbe egy homogén üvegszerű tömeg, amelyet át granuláljuk, marás hideg vízben (szén így elválasztott). Őrlés után a tömege granulátumok kezelt azonos tömegű kénsavat (p = 1,7 g / cm3), és lassú ütemben, több napig, bepároljuk ólmozott kádak keverés közben. Ismételt kezelés után, a száraz maradékot vízzel visszafolyató hűtő alatt forraljuk, után dekantálással és szűréssel, az egyesített szűrleteket bepároljuk, sűrűsége 1,38 g / cm3, amelyet majd kristályosítással kálium timsó (rubídium és cézium); a szűrletben
(anyalúg) maradt a kálium, lítium és alumínium-szulfát. Az alumíniummaradványok alumínium eltávolítása céljából az anyalúghoz káliumot adtak. Az alumínium kiválasztása után az oldatot leszűrjük, és 1,32 g / cm3 sűrűségig bepároljuk, aminek következtében gyakorlatilag az összes kálium kálium-szulfát kristályosodik.
A tisztított oldatból így száraz szóda kicsapott lítium-karbonát, lítium-és a maradékot Az anyalúgok kálium-doizvle keresztül Na2HP04 a ammónia-oldat lítium-foszfát, amely kalcinált kalcium-oxiddá. A keletkező szemcséket vízzel kezeljük, majd a szűrt oldatból szokásos módon lítium-karbonátot adunk. Az első csapadékot követően lítium-karbonátot tisztítunk