DD294287A5 - METHOD FOR FINE CLEANING WAITRING LITHIUM SALT SOLUTIONS OF ERDALCALIIONS BY ION EXCHANGERS WITH COMPLEX ANODISING GROUPS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feinreinigung von Lithiumsalzloesungen. Dabei werden stoerende Verunreinigungen insbesondere Erdalkaliionen mit Hilfe von Ionenaustauscherharzen, die komplexbildende Ankergruppen wie CH2N(CH2COOH)2 bzw. CH2N CH2P(OH)2 2 enthalten, bei geringem zeitlichen Aufwand und einem effektiven Aufwand-Nutzen-Verhaeltnis entfernt und hochreine Lithiumsalze erhalten. Zweckmaeszig ist es, den Austauscher in der Lithium-Form einzusetzen und bei erhoehter Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 30-50C zu arbeiten. Die Regenerierung der Austauscher erfolgt durch Elution mit verduennter Salzsaeure und anschlieszende Beladung mit Lithiumhydroxidloesung.{Ionenaustauscher mit komplexbildenden Ankergruppen; Feinreinigung von Lithiumsalzloesung; Erdalkaliionenabtrennung; nutzbare Volumenkapazitaet; Regenerierung; erhoehte Betriebstemperatur; Iminodiessigsaeuregruppe; Aminophosphorsaeuregruppe}The invention relates to a process for the fine purification of lithium salt solutions. In this case, interfering impurities, in particular alkaline earth ions, are removed with the aid of ion exchange resins containing complex-forming anchor groups such as CH.sub.2N (CH.sub.2COOH) .sub.2 or CH.sub.2N CH.sub.2P (OH) .sub.2, with little expenditure of time and with an effective cost-benefit ratio, and very pure lithium salts are obtained. It is expedient to use the exchanger in the lithium form and to operate at elevated temperature, preferably in the range of 30-50 ° C. The regeneration of the exchangers is carried out by elution with dilute hydrochloric acid and subsequent loading with Lithiumhydroxidloesung {ion exchanger with complex-forming anchor groups; Fine cleaning of lithium salt solution; Erdalkaliionenabtrennung; usable volume capacity; regeneration; increased operating temperature; iminodiacetic; aminophosphoric}
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Chemie und der Hydrometallurgie. Sie betrifft ein Verfahren zur Feinreinigung wäßriger Lithiumsalzlösungen von Erdalkaliionen. Besonders zweckmäßig ist ihre Anwendung im Rahmen der Aufarbeitung lithiumhaltiger mineralisierter Bohr- bzw. Begleitwässer wie sie beispielsweise bei der Erdgasförderung auftreten.The invention relates to the field of chemistry and hydrometallurgy. It relates to a process for the fine purification of aqueous lithium salt solutions of alkaline earth metal ions. Particularly useful is their use in the context of the workup of lithium-containing mineralized drilling or associated waters as they occur, for example, in natural gas production.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Zur Abtrennung der Erdalkaliverbindungen aus Lithiumsalzlösungen ist eine Reihe unterschiedlicher Verfahren bekannt. So wird nach BRC-PS 2157684 über mehrere Fällungs- und Eindampfstufen ein reines Produkt erhalten. Nachteilig ist in diesem Fall einerseits der Einsatz arbeitszeit- und arbeitskräfteaufwendiger Filtrationsoperationen. Zum anderen ist dieser Prozeß durch das Eindampfen sehr energieaufwendig. Auch das in SU-PS 93 5478 vorgeschlagene Verfahren der Reinigung mittels selektiver Carbonatfällung hat neben den bereits oben erwähnten Nachteilen noch einen weiteren. Er besteht darin, daß noch ein zusätzlicher Reaktionsschritt, dio Auflösung des abgetrennten Lithiumcarbonates in Säure, erforderlich ist.For the separation of alkaline earth compounds from lithium salt solutions, a number of different methods is known. Thus, a pure product is obtained according to BRC-PS 2157684 over several precipitation and evaporation stages. The disadvantage in this case, on the one hand, is the use of labor-time and labor-intensive filtration operations. On the other hand, this process is very energy-consuming by the evaporation. Also proposed in SU-PS 93 5478 method of purification by selective carbonate precipitation has next to the disadvantages mentioned above yet another. It consists in the fact that an additional reaction step, the dissolution of the separated lithium carbonate in acid, is required.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist es, hochreine Lithiumsalzlösungen mit geringem Aufwand an Arbeitszeit und Energie zu gewinnen und damit den Feinreinigungsprozeß wirtschaftlicher zu gestalten.The aim of the invention is to obtain high-purity lithium salt solutions with little effort on working time and energy and thus to make the fine cleaning process more economical.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Feinreinigung von Lithiumsalzlösungen anzugeben, das kostengünstig arbeitet und die Abtrennung von Erdalkaliionen unterhalb der Nachweisgrenze technologisch und ökonomisch günstig gestattet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die erdalkalihaltigen Lithiumsalzlösungen über Ionenaustauscher mit komplexbildenden Ankergruppen geführt werden. Besonders geeignet sind als Ankergruppen für die Abtrennung der Erdalkaliionen Iminodiessigsäure- und Aminophosphonsäuregruppen.The invention has for its object to provide a method for fine cleaning of lithium salt solutions, which operates inexpensively and the separation of alkaline earth ions below the detection limit technologically and economically low permits. According to the invention the object is achieved in that the alkaline earth-containing lithium salt solutions are passed through ion exchangers with complex-forming anchor groups. Particularly suitable anchor groups for the separation of the alkaline earth metal ions are iminodiacetic acid and amino phosphonic acid groups.
Bei entsprechender Füllung dieser Ionenaustauscherharze in Säulrn ist auf das Verhältnis von Säulendurchmesser zur Schütthöhe besonders zu achten und dazu die optimale Durchflußgeschwindigkeit der zu reinigenden Lithiumsalzlösung einzustellen.With appropriate filling of these ion exchange resins in columns, special attention must be paid to the ratio of column diameter to bed height and, for this purpose, to set the optimum flow rate of the lithium salt solution to be purified.
Eine günstige nutzbare Volumenkapazität kann erreicht werden, wenn man den komplexbildenden Ionenaustauscher in die Lr-Form überführt. Zweckmäßig ist dabei eine Betriebstemperatur des Ionenaustauschers zwischen 30-500C. Im Vergleich zu Kationenaustauschharzen, die wie in der Literatur beschrieben (J. prakt. Chem.29[1965] 65; Anal. Chim. Acta 34 [1966] 71) zu analytischen Zwecken zur Trennung von Alkali- und Erdalkaliionen eingesetzt wurden, zeichnen sich die komplexbildenden Ionenaustauscher durch bedeutend höhere nutzbare Volumenkapazitäten aus.A convenient usable volume capacity can be achieved by converting the complexing ion exchanger to the Lr form. An operating temperature of the ion exchanger between 30-50 0 C. In comparison with cation exchange resins as described in the literature is appropriate here (J. prakt Chem.29 [1965] 65;... Anal Chim Acta 34 [1966] 71) to were used for analytical purposes for the separation of alkali and alkaline earth metal ions, the complex-forming ion exchangers are characterized by significantly higher usable volume capacities.
Eine Regenerierung der Austauscher nach Erschöpfung ist mit 0,1 bzw. 1 M HCI durchführbar.A regeneration of the exchangers after exhaustion can be carried out with 0.1 or 1 M HCl.
AusführungsboispiolAusführungsboispiol
Eine wäßrige Salzlösung (Li+ 7g/l; Ca2* 880mg/l, MgJ+ 43mg/l) wird bei 30°C Betriebstemperatur über den Ionenaustauscher MC 50 in der Lr-Form gegeben. Die nutzbare Volumenkapazität ergibt sich zu 52g/l.An aqueous salt solution (Li + 7 g / l, Ca 2 * 880 mg / l, Mg J + 43 mg / l) is added at 30 ° C operating temperature through the ion exchanger MC 50 in the Lr form. The usable volume capacity is 52g / l.
Nach Ei schöpfüng erfolgte die Regenerierung mit 1M HCI. Anschließend wird der Ionenaustauscher mit LiOH-Lösung wieder in die Li^-Form überführt und ist erneut einsatzfähig.After egg schöpfüng regeneration with 1M HCI. Subsequently, the ion exchanger with LiOH solution is converted back into the Li + form and is again operational.
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1990
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