DE102021006152A1

DE102021006152A1 - Ein neues Verfahren zur vereinfachten Abtrennung von Nebenprodukten aus Solen für die Gewinnung von Lithiumsalzen

Info

Publication number: DE102021006152A1
Application number: DE102021006152.7A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-12-14
Filing date: 2021-12-14
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist ein neues Verfahren zur vereinfachten Abtrennung der in den Lithiumhaltigen Solen von Salaren enthaltenen Nebenprodukte Magnesium, Calcium, Sulfat und Borat durch eine Behandlung von zwei Solen von Salaren mit gegensätzlichem Verhältnis von Magnesium und Sulfat, deren Mischverhältnis so gewählt ist , daß ideale Liming Bedingungen gegeben sind. Ideal heißt, dass nach Zugabe einer Valmenge von festem Calciumoxid, die der Valsumme von Magnesium und Borsäure in der Solemischung entspricht und zur Ausfällung von Magnesiumhydroxid, zur Neutralisation der Borsäure und Ausfällung eines Großteils des enthaltenen Bors als Calciumborat führt, die Valmengen von restlichem Calcium und Sulfat gleich sind, sodass Calciumsulfat ausgefällt wird, somit mit einem Behandlungsschritt praktisch quantitativ Magnesium, Calcium und Sulfat und ein Hauptteil des enthaltenen Bors entfernt wird .Dazu wird diese Liming Behandlung in einer speziellen Reaktoranlage mit festem Calciumoxid durchgeführt, wobei ein gut absetzbarer und filtrierbarer Niederschlag von Magnesiumhydroxid, Calciumsulfat und - borat erzeugt wird. Die so erhaltene Lithiumchlorid Lösung kann nach weiterer Konzentrierung direkt oder nach einer lonenaustausch Behandlung zur Entfernung von kleinsten Restmengen von Calcium und Magnesium zu Herstellung von Lithiumcarbonat eingesetzt werden. Salare mit solch gegensätzlichem Verhältnis von Magnesium zu Sulfat und räumlicher Nähe gibt es vor allem in den Anden von Argentinien.

Description

Gegenstand der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur vereinfachten Abtrennung der in den Lithium haltigen Solen von Salaren enthaltenen Nebenprodukte Magnesium, Calcium, Sulfat und Borat. Durch Mischen von Solen von Salaren mit gegensätzlichem Magnesium zu Sulfat Verhältnis wird eine Solemischung erzeugt, deren Zusammensetzung ideale Bedingungen für eine Liming Behandlung ergibt. Ideal meint, daß mit einem chemischen Behandlungsschritt Magnesium, Calcium und Sulfat praktisch quantitativ und Borat zum Großteil entfernt werden. Die Sole Behandlung durch Zugabe von festem Calciumoxid wird in einer speziellen Reaktoranlage durchgeführt, wobei eine gut filtrierbare Mischung bestehend aus Magnesiumhydroxid, Calciumsulfat und -borat anfällt. Die so erhaltene Lithiumchlorid Lösung kann nach weiterer Konzentrierung direkt oder nach einer lonenaustausch Behandlung zur Entfernung von kleinsten Restmengen von Calcium und Magnesium zu Herstellung von Lithiumcarbonat eingesetzt werden.
Einleitung
Die Herstellung von Lithiumcarbonat aus der Sole von Salzseen erfolgt durch Fällung desselben mittels Natriumcarbonat aus einer von störenden Nebenbestandteilen befreiten, konzentrierten Lithiumchlorid Lösung. Störende Nebenbestandteile sind vor allem die Kationen Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium, die vorwiegend als Chloride vorliegen und Sulfat und Borat als Anionen. Borat liegt abhängig von pH Wert der Sole als Borsäure oder Borat oder einer Mischung aus beiden vor.
Die klassische Soleaufbereitung erfolgt durch das Eindunsten der Sole in großen Verdampfungsbecken. Die Hauptmenge der gelösten Salze der Salare sind Natrium- und Kaliumchlorid. Sie kristallisieren beim Konzentrieren der Sole aus Kaliumchlorid wird aus den hauptsächlich Kaliumchlorid enthaltenden Fraktionen zur Verwendung als Düngemittel gewonnen. Magnesium kann mittels Natriumcarbonat als schwerlösliches Magnesiumcarbonat ausgefällt werden, was hohe Kosten verursacht ( , $ / t Magnesium). In in der Anlage sind die Chemikalienkosten bei der stöchiometrischen Abtrennung von störenden Nebenkomponenten mit verschiedenen Fällungsmitteln berechnet. Bevorzugt wird für die Abtrennung von Magnesium die sogenanntes Liming Methode, dem welcher eine in der Regel vorkonzentrierte Lithiumchlorid Lösung im Eindampfbecken mit einer Löschkalk Suspension (Calciumoxid Suspension in Wasser) versetzt wird, wobei das schwerlösliche Magnesiumhydroxid ausgefällt wird. Die Kosten hierfür sind wesentlich geringer (siehe , $ / t Magnesium) MgCl2 + Ca(OH)2 = Mg(OH)2 + CaCl2
Die in der Sole vorhandenen und mit der Kalkmilch neu hinzugeführten Calciumionen reagieren mit den in der Sole vorhandenen Sulfat Anionen unter Bildung von schwerlöslichem Gips, der als Dihydrat ausfällt. CaCl2 + Na2/Li2SO4+2 H2O = CaSO4 × 2H2O + 2 LiCl / NaCl
Borsäure wird durch die Zugabe von Kalkmilch neutralisiert und Borat kann mit Calcium, aber auch Magnesium Kationen das schwerlösliche Calciumborat (CaB4O7) oder ein entsprechendes Magnesiumborat bilden. Aus der Literatur ist bekannt, dass Calcium, bzw. auch Magnesiumborate nicht quantitativ, sondern nur zu 70-85 % ausgefällt werden. Borsäure + Ca(OH)2 = Borsäure Neutralisation Li2/Na2B4O7 + CaCI2 = CaB4O7 + 2 NaCl / LiCl
Die Salare habe unterschiedliche Zusammensetzungen. In in der Anlage sind die Zusammensetzungen wichtiger Salare in Argentinien, Bolivien und Chile gezeigt. Dabei haben die ersten drei argentinischen Salare (Nr. 2-4) jeweils einen Unterschuss von Sulfat im Verhältnis zu Magnesium oder Magnesium und Bor, die Salare Nr.5-8 dagegen einen Überschuss an Sulfat.
Dies bedeutet, dass bei Salaren mit einem Überschuss an Sulfat nach dem Liming noch Sulfat vorhanden ist, welches durch eine Zugabe eines Calciumsalzes, z.B von Calciumchlorid als Gips entfernt werden muss. Die Kosten betragen hierfür 185 $ / t Restsulfat ( ). Im Gegensatz dazu ist bei den Salaren mit Sulfat Unterschuss nach dem Liming noch Calcium enthalten , welches ebenfalls entfernt werden muss . Dafür wird entweder Natriumsulfat oder Natriumcarbonat verwendet, wobei schwerlöslicher Gips oder Kalk abgeschieden werden . CaCl2 + Na2SO4 = CaSO4×2H2O + 2NaCl2 CaCl2 + Na2CO3 = CaCO3 + 2 NaCl
Die Kosten für diese zwei Entfernungsoptionen betragen 568 $ / t im Falle von Natriumsulfat und 848 $/ t im Falle der Verwendung des teureren Natriumcarbonat ( ).
In beiden Fällen sind also zusätzliche Fällungsbehandlungen erforderlich, wodurch hohe zusätzliche Fertigungs-und Chemikalienkosten anfallen.
Borat / Borsäure werden meist durch eine Flüssig/ Flüssig Extraktion entfernt, bei der Borsäure mittels einem in Kerosin gelösten langkettigen Fettalkohol (meist Octanol) bei einem pH von ca. 3 extrahiert wird und aus der organischen Phase durch verdünnte Natronlauge wieder reextrahiert wird, um diese Phase erneut zur Extraktion zu verwenden. Diese Bor Entfernung ist der aufwendig und bedeutet zusätzliche Kosten von mindestens 470 $ / t Bor ( , wenn der Borat Anteil höher als wie hier angenommen 10 % beträgt, muss mehr Borat in die extrahierbare Borsäure verwandelt werden, wobei weitere Kosten für den Mehrverbrauch an Säure anfallen).
Eine Fällung von Borat als Calcium- oder Magnesiumborat wird selten angewandt.
Argentinien hat mit die größten Lithiumressourcen der Welt und es sind viele Projekte zur Gewinnung von Lithiumcarbonat in Planung und Pilotierung. Im Vergleich zum Hauptproduktionsort von Lithiumcarbonat heute, dem Salar Atacama (größte Produzenten der Welt heute sind dort Albemarle und SQM) ist die Lithiumkonzentration geringer und daher sind die Kosten zur Entfernung der Nebenprodukte höher, insbesondere, wenn eine hohe Lithiumausbeute angestrebt wird. So betragen die Chemikalien Kosten für die Abtrennung der Nebenprodukte zwischen 600 und 1200 $ / t Lithiumcarbonat, also etwa zwischen 16 und 34% der Gesamtherstellkosten von durchschnittlich 3600 $/ t Lithiumcarbonat.
Die Erfinder haben sich daher zum Ziel gesetzt, die Kosten für die Abtrennung der Nebenprodukte deutlich zu senken. Dabei beschreiten sie einen neuen Weg, die Solen zweier Salare mit gegensätzlichem Magnesium zu Sulfat Verhältnis so zu mischen, daß ideale Liming Bedingungen erhalten werden. Ideale Bedingungen heißt konkret, dass nach der Ausfällung von Magnesium als Hydroxid und der Neutralisation von Borsäure durch die Zugabe einer berechneten äquivalenten Valmenge von Calciumoxid die Val Menge an Sulfat genau so groß ist wie die Valmenge an Calcium, die nach Ausfällung von Magnesiumhydroxid und Ausfällung des Großteils von Borat als Calciumborat noch in der Mischung vorhanden ist und beide Ionen als Calciumsulfat ausgefällt werden.
Salare mit gegensätzlichem Mg/ SO4 Verhältnis liegen in Argentinien (wie in keinem anderen Land der Erde) räumlich relativ dicht beieinander (Entfernungen oft von nur 60 bis 100 km) und so kann Sole oder vorkonzentrierte Sole eines Salars mit vergleichsweise geringem Aufwand (per pipeline, die für die Lebenszeit eines Lithiumcarbonat Projekts einmal gebaut wird) zu einem anderen Salar Standort gepumpt werden. Dann können die Solen oder vorkonzentrierten Solen der zwei Salare mit gegensätzlichem Magnesium zu Sulfat Verhältnis an einem Salar Standort in einem Verhältnis gemischt werden, um die oben definierten ideale Bedingungen für die Liming Reaktion zu erhalten.
Das bedeutet, dass bis auf einen kleinen Rest von nicht gefälltem Borat die Nebenkomponenten Magnesium Calcium und Sulfat praktisch mit einer einzigen Solebehandlung entfernt werden (bis zur Restlöslichkeit) und die resultierende Sole nach weiterer Eindampfung und einer Entfernung von Restmengen von Magnesium und Calcium in einer Ionenaustauscher Anlage direkt zur Ausfällung von Lithiumcarbonat eingesetzt werden kann ( , linker Prozessstrang). Die verbliebene restliche Borat Menge kann in der Lösung verbleiben , sie wird wie die Restmengen von Natrium- und Kaliumchlorid bei der Lithiumcarbonat Fällung mit der - beim Abzentrifugieren und Waschen des Lithiumcarbonats-anfallenden Mutter- und Waschlauge ausgeschleust, bzw. zum Liming zurückgeführt.
Die Liming Methode ist also unter den genannten idealen Bedingungen hocheffzient und kostengünstig: mit 1 kg Calciumoxid (CaO, als 100%ig gerechnet) als Fällungsmittel werden 1,7 kg Sulfat, 0,4 kg Magnesium, 0,3 kg B (bei angenommen 75 % Fällungsausbeute von Calcium- oder Magnesiumborat) sowie das gesamte Calcium ausgefällt.
Das Liming wird heute in den von den Projektbetreibern beschriebenen aktuellen Projekten in Argentinien in den Sole Eindampfungsbecken bei Umgebungstemperatur (-10 °C bis +20 °C in den Anden bei 3600 m Höhe) durch Zugabe einer verdünnten Calciumhydroxid Suspension durchgeführt. Unter diesen Fällungsbedingungen ist der gebildete Magnesiumhydroxid Niederschlag recht voluminös und gelartig und setzt sich nur schlecht ab, was höhere Lithium Ausbeuteverluste durch eingeschlossenes Lithium zur Folge hat. Zudem ist die Ausfällung von Borat als Calciumborat unter diesen Bedingungen gering.
Die Erfinder benützen eine andere Durchführung des Liming, die bisher so nicht in der Literatur beschrieben ist ( in der Anlage), bei der das vorkonzentrierte Solegemisch in einem schnelllaufenden Rührreaktor mit fein gemahlenem Branntkalk (CaO) anstelle von Kalkmilch (Löschkalk) versetzt wird, die Dispergierung ggf. durch einen Umlaufstrom über eine Kugelmühle verbessert wird und die entstehende Suspension in einem weiteren Rührreaktor bei erhöhter Temperatur gerührt wird. Es entsteht dann eine vergleichsweise gut absetzbare und filtrierbare Magnesiumhydroxid Modifikation und es wird Borat zu einem Großteil (75-85 % des enthaltenen Borats) als Calciumborat und Sulfat als Calciumsulfat-Dihydrat ausgefällt. Das ausgefällte Magnesiumhydroxid, Gips und Calciumborat wird auf Filterpressen abgetrennt und deponiert. Die nach Feststoffabtrennung anfallende Lithiumchlorid Lösung wird mit einer Lithiumausbeute von > 95 % erhalten. Dieses spezielle Liming Verfahren haben die Erfinder auch bereits in der deutschen, nicht veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2021 004 174.7 beschrieben.
Bei dem so durchgeführten Liming wird ein deutlich besser filtrierbares Magnesiumhydroxid erhalten, was sich auch am Absetzverhalten der ausgefällten Mischung von Magnesiumhydroxid, Gips und Calciumborat erkennen lässt. In sind zwei Praxisbeispiele, eine Fällung mit Brandkalk Pulver (erfindungsgemäß) und eine Fällung mit Löschkalksuspension (Stand der Technik) unter gleichen Bedingungen gezeigt, die diese Aussage belegen. Mit Brandkalk wird eine besser filtrierbare Modifikation von Magnesiumydroxid erzeugt.
Wenn eine Herstellung von Lithiumhydroxid Monohydrat aus dem gewonnenen Lithiumcarbonat erfolgen soll ( , rechter Prozessstrang), wie sie in der deutschen, nicht veröffentlichten Anmeldung mit dem Aktenzeichen 10 2021004 174.7 beschrieben ist, kann die Solelösung nach weiterer Konzentrierung ohne Ionenaustauscher Behandlung direkt zu einem rohen Lithiumcarbonat verarbeitet werden, welches dann noch kleine Anteile an Calciumcarbonat enthält, welches im weiteren Aufarbeitungsprozess abgetrennt wird und wo Calcium, Magnesium und Borat Reste aus der Lithiumhydroxid Lösung, die durch Umsetzung des „rohen“ und wasserfeuchten Lithiumcarbonats mit Kalkmilch hergestellt wird, mittels lonenaustausch für zweiwertige Kationen und lonenaustausch für Borat Anionen entfernt werden.
Das vereinfachte Verfahren mit den optionalen Wegen zu Lithiumcarbonat BG und Lithiumhydroxid BG und wahlweise Lithiumcarbonat BG wird im Prozessschema in in der Anlage gezeigt.
Beschreibung des neuen erfindungsgemäßen Verfahrens
Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist ein neues Verfahren zur vereinfachten Abtrennung der in den Solen der Salare enthaltenen Nebenprodukte Magnesium, Calcium, Sulfat und Borat, bei welchem durch eine einzige Solebehandlung eine weitgehend von Magnesium, Calcium, Sulfat und einem Großteil des enthaltenen Bor befreite Lithiumchlorid Lösung gewonnen wird, die zur Gewinnung von Lithiumcarbonat, bzw. hieraus Lithiumhydroxid eingesetzt werden kann, bei welchem auf 0,2-1,5 Gew.%, bevorzugt 0,5-1 Gew.% vorkonzentrierte Solen zweier Salare mit gegensätzlichem Magnesium zu Sulfat Verhältnis so gemischt und einer sogenannten Liming Reaktion unterzogen werden, dass nach Zugabe einer Valmenge von festem Calciumoxid zu der Solemischung , die der Summe der Valmengen von Magnesium und Borsäure entspricht (Val CaO = Val Mg + Val H3BO3) die nach Ausfällung von Magnesiumhydroxid und Calciumborat verbleibende Valmenge Calcium der Valmenge von Sulfat entspricht (Val Calcium = Val Sulfat) und beide als Calciumsulfat ausgefällt werden, dergestalt, daß die Mischung beider Solen in einer speziellen "Liming„ genannten, Reaktoranlage bei Temperaturen von 0 bis 30 °C im ersten schnellgerührten Reaktor mit feinpulvrigem Calciumoxid versetzt wird, die entstandene Suspension in einen zweiten gerührten Reaktor gepumpt wird, ggf. mit Direktdampf auf 20 bis 60 °C, bevorzugt 20-40°C erwärmt wird und die Suspension 0,5 bis 4, bevorzugt 0,5-2 Stunden gerührt wird, womit Magnesiumhydroxid, Calciumsulfat (Gips) und Calciumborat (etwa 75-85 % der enthaltenen Borat Menge) aus der Lithiumchlorid Lösung entfernt werden, die Suspension dann in einem langsam gerührten Absetzbehälter in eine weitgehend feststofffreie Oberphase und eine feststoffhaltige Unterphase aufgetrennt wird, die Oberphase nach Klärfiltration der weiteren Soleaufarbeitung zugeführt wird, die Unterphase auf Filterpressen vom Feststoff abgetrennt wird, der Feststoff im Pressfilter mit Wasser gewaschen wird, die hier anfallenden Mutterlaugen- und Waschfiltrate zur Oberphase zurückgeführt werden, die angefallene Oberphase in weiteren Eindampfbecken auf 1,5 bis 4 Gew. %, bevorzugt auf 2 bis 3 % Lithium konzentriert wird, wobei weitere Reste von Natrium- und Kaliumchlorid sowie Gips auskristallisieren und aus dieser Lithiumchlorid Lösung entweder direkt durch Zugabe von Soda Lösung Lithiumcarbonat gewonnen wird oder die Lösung vor der Carbonatfällung noch durch lonenaustausch von Resten zweifach geladener Kationen, also insbesondere von Calcium und Magnesium befreit wird.
Beispiel 1
Das in gezeigte rechnerische Beispiel zeigt die Zusammensetzung von zwei Solen, wie sie in zwei, ca. 80 km Luftlinien voneinander entfernten Salaren (Salar Pozuelos und Salar Hombre Muerto vorkommen. Im erfindungsgemäßen Prozess wird jeweils eine vorkonzentrierte Sole verwendet, in denen Natrium und Kalium bereits abreichert sind, die Konzentrationen von Lithium, Magnesium, Calcium, Sulfat und Bor zwar höher, aber die Verhältnisse untereinander etwa gleich sind.
Natürlich kann auch die Originalsole eines Salar zur Aufarbeitung an einen komplementären Salar gepumpt werden und dort in Eindampfbecken gemeinsam konzentriert werden, dies ist aber mit größeren Pumpvolumen verbunden und dadurch weniger wirtschaftlich.
Im Beispiel wird davon ausgegangen, dass Bor zu 50 % als Borat vorliegt und zu weiteren 50 % als Borsäure vorliegt, welche mit Calciumoxid neutralisiert wird. Weiter ist angenommen, dass 75 % des Borats als Calciumborat ausfallen.
Werden 1,06 t der Sole 1 in einem Liming mit CaO behandelt, bleibt in der Restlösung eine Menge von 103 kVal Sulfat übrig, die separat entfernt werden müsste. Werden 1 t der Sole 2 in einem Liming mit CaO behandelt, bleibt in der Restlösung eine Menge von 103 kVal Calcium übrig, die separat entfernt werden müsste. Erfolgt ein Liming an der Mischung von beiden Solen, also 2,06 t Sole, sind Magnesium, Calcium und Sulfat praktisch fast vollständig entfernt (bis auf Restlöslichkeiten) und von der Bormenge sind 75 % entfernt. Diese Restmenge von Bor (als Borat) kann in der Sole verbleiben und wird mit der Mutterlauge der späteren Carbonatfällung ausgeschleust.
Mit einem einzigen Sole Behandlungsschritt sind damit die störenden Nebenkomponenten entfernt worden und es ist keine zusätzliche Behandlung erforderlich. Erforderlich ist allerdings, daß ein Solekonzentrat zum anderen Salar transportiert wird. Das Transportvolumen ist hoch, daher ist der Transport via Pipeline die wirtschaftlichste Lösung.
De wirtschaftliche Betrachtung ergibt eine Einsparung der Herstellkosten von etwa 657 $ / t Li2CO3, davon stammen 457 $ / t Li2CO3 aus Materialkosteneinsparungen und 200 $ / t Li2CO2 aus der Reduzierung sonstiger Fertigungskosten, was für eine 20 ktpa Anlage ein Mehrergebnis von ca. 13 Mio $/a ergibt (in der Realität der Projekte sind die Einsparungen an Chemikalien noch höher).
Für die Investitionskosten einer 20 ktpa Anlage, die ca. 400 Mio $ beträgt (mittlerer Wert Literatur 20.000 $ / t Li2CO3) ergeben sich keine Änderungen. Die Einsparungen bei Anlagen zur Nebenproduktabtrennung (Fällungsanlagen für zusätzliche Entfernung von Sulfat und Calcium in den Einzelsolen und Entfall der Borsäure Extraktion, sowie den Aufbau der kompletten Infrastruktur an nur einem Standort) und die Investitionskosten für eine ca.120 km lange Pipeline zum Soletransport kompensieren sich etwa.
Beispiel 2
Das in gezeigte rechnerische Beispiel zeigt den Einfluss des Parameters Borsäure / Borat Verhältnis, welches vom pH der jeweiligen Sole abhängt. Es wird unterstellt, dass Bor zu 80 % als Borsäure vorliegt. in diesem Fall mit der gleichen Solemischung wie in Beispiel 1 sind bei einem Verhältnis von 1,35 t Sole 1 und 1 t Sole 2 ideale Liming Verhältnisse gegeben. Es sind dann nach Zugabe der berechneten Calciumoxid Menge jeweils 116 kVal Calcium und Sulfat vorhanden.
Beispiel 3
Das in gezeigte rechnerische Beispiel zeigt die Zusammensetzung von zwei Solen, wie sie in zwei, ca. 100 km Luftlinien voneinander entfernten Salaren (Salar Pastos Grandes und Salar Cauchari Olaroz vorkommen. Im erfindungsgemäßen Prozess wird jeweils eine vorkonzentrierte Sole verwendet, in denen Natrium und Kalium bereits abreichert sind , die Konzentrationen von Lithium, Magnesium, Calcium, Sulfat und Bor zwar höher, aber die Verhältnisse untereinander etwa gleich sind.
Im Beispiel wird davon ausgegangen, dass Bor zu 20 % als Borat vorliegt und zu weiteren 80 % als Borsäure vorliegt, welche mit Calciumoxid beziehungsweise Calciumhydroxid, neutralisiert wird. Weiter ist angenommen, dass 75 % des Borats als Calciumborat ausfallen.

In diesem Fall sind bei einem Verhältnis von 0,37 t Sole 1 und 1 t Sole 2 ideale Liming Verhältnisse gegeben. Es sind dann nach Zugabe der berechneten Calciumoxid Menge jeweils 70 kVal Calcium und Sulfat vorhanden.

Bezugsliste Patentanmeldung
Abbildung Nr.	Inhalt	Bezug auf Seite im Patenttext
1	Zusammensetzung der wichtigsteb Salare	1
2	spezielle Liming Anlage	3
3	Kosten der Nebenprodukt Entfernung	2
4	Mengenschemata Beispiele Solemischung für ideale Liming Bedungungen	5,6
4a	Mischung Solen Salar Pozuelos und Hombre Muerto , 50 % Bor als Borsäure	5
4b	wie 4a , aber 80 % Bor als Borsäure	6
4c	Mischung Solen Salar Pastös Grandes und Cauchari Olaroz , 80 % Bor als Borsäure	6
5	Absetzverhalten bei Zugabe Brandkalk versus einer Löschkalk Suspension	4
6	Prozessschemata des vereinfachten Verfahrensmit zwei Verarbeitungsoptionen der erhaltenen Lithiumchlorid Lösung	4

Claims

Gegenstand der vorliegenden Patentanmeldung ist ein neues Verfahren zur vereinfachten Abtrennung der in den Lithium haltigen Solen der Salare enthaltenen Nebenprodukte Magnesium, Calcium, Sulfat und Borat, bei welchem durch eine einzige Solebehandlung eine weitgehend von Magnesium, Calcium, Sulfat und partiell von Bor befreite Lithiumchlorid Lösung gewonnen wird, die zur Gewinnung von Lithiumcarbonat, bzw. hieraus Lithiumhydroxid eingesetzt werden kann, bei welchem auf 0,2- 1,5 Gew.%, bevorzugt 0,5-1 Gew.% vorkonzentrierte Solen zweier Salare mit gegensätzlichem Magnesium zu Sulfat Verhältnis so gemischt und einer sogenannten Liming Reaktion unterzogen werden , dass nach Zugabe einer Valmenge von Calciumoxid zu der Solemischung , die der Summe der Valmengen von Magnesium und Borsäure entspricht (Val CaO = Val Mg + Val H3BO3) die nach Ausfällung von Magnesiumhydroxid und Calciumborat verbleibende Valmenge Calcium der Valmenge von Sulfat entspricht (Val Calcium = Val Sulfat) und beide als Calciumsulfat ausgefällt werden, dergestalt, daß die Mischung beider Solen in einer speziellen „Liming“ genannten, Reaktoranlage bei Temperaturen von 0 bis 30 °C im ersten schnellgerührten Reaktor mit feinpulvrigem Calciumoxid versetzt wird, die entstandene Suspension in einen zweiten gerührten Reaktor gepumpt wird, ggf. mit Direktdampf auf 20 bis 60 °C, bevorzugt 20-40°C erwärmt wird und die Suspension 0,5 bis 4, bevorzugt 0,5-2 Stunden gerührt wird, womit Magnesiumhydroxid, Calciumsulfat (Gips) und Calciumborat (etwa 75-85 % der enthaltenen Borat Menge) aus der Lithiumchlorid Lösung entfernt werden, die Suspension dann in einem langsam gerührten Absetzbehälter in eine weitgehend feststofffreie Oberphase und eine feststoffhaltige Unterphase aufgetrennt wird, die Oberphase nach Klärfiltration der weiteren Soleaufarbeitung zugeführt wird, die Unterphase auf Filterpressen vom Feststoff abgetrennt wird, der Feststoff im Pressfilter mit Wasser gewaschen wird, die hier anfallenden Mutterlaugen- und Waschfiltrate zur Oberphase zurückgeführt werden, die angefallene Oberphase in weiteren Eindampfbecken auf 1,5 bis 4 Gew. %, bevorzugt auf 2 bis 3 % Lithium konzentriert wird, wobei weitere Reste von Natrium- und Kaliumchlorid sowie Gips auskristallisieren und aus dieser Lithiumchlorid Lösung entweder direkt durch Zugabe von Soda Lösung Lithiumcarbonat gewonnen wird oder die Lösung vor der Carbonatfällung noch durch lonenaustausch von Resten zweifach geladener Kationen, also insbesondere von Calcium und Magnesium befreit wird.