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Verfahren zur Abtrennung von Lithiumanteilen aus natürlich vorkommenden
Salzsolen, die Lithium und Erdalkalien enthalten Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Abtrennung von Lithiumanteilen aus natürlich vorkommenden Salzsolen,
die Lithium und Erdalkalien enthalten, durch Ausfällen eines Lithiumaluminatkomplexes,
indem die Sole mit einer Aluminiumverbindung vermischt wird.
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Lithium und seine Verbindungen, die bisher nur in begrenztem Ausmaß
verwendet wurden, benutzt man jetzt weitgehend zur Herstellung von Lithiumstearat
enthaltenden Schmiermitteln, Oxydreinigungsmitteln und in der Metallurgie, als Flußmittel
beim Schweißen und für keramische Erzeugnisse. Lithium wurde hauptsächlich aus Spodumen,
Lepidolith und anderen natürlich vorkommenden Mineralien gewonnen; inf olge verhältnismäßig
geringen Gehaltes an zumeist fest gebundenem Lithium war die Aufarbeitung der Rohmaterialien
sehr kostspielig. Es war bisher unmöglich, aus den in natürlichen Chlorid- und anderen
Lösungen nur geringfügig enthaltenen Lithiumverbindungen das Lithium in Gegenwart
hoher Konzentration an anderen löslichen Verbindungen wirtschaftlich zu gewinnen.
Manche dieser Lösungen werden auf Brom oder andere Chemikalien weiterverarbeitet
und dann ohne Gewinnung des Lithiums verworfen. Die Möglichkeit, Lithiumverbindungen
aus diesen Lösungen wirtschaftlich auszuscheiden, würde die Produktion dieser Anteile
entsprechend zunehmender Nachfrage erhöhen.
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Es ist bekannt, auf verschiedenem Wege lediglich fürUntersuchungenderchemischenStrukturunlösliches
Lithiumaluminat herzustellen. Nur auf Lösungen mit Gehalt an Alkali und die reagierenden
Salze war diese Arbeitsweise anwendbar, die aber für eine Gewinnung von Lithium
aus Lösungen, wie z. B. Salzsolen mit einem Gehalt an Erdalkalisalzen oder mit hoher
Konzentration an anderen löslichenVerunreinigungen, nicht zum Erfolg führte; es
werden dabei bevorzugt Niederschläge von anderen Metallen, die nicht Lithium sind,
gebildet.
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Bekannt ist auch, Lithium aus Lösungen, die noch Aluminium sowie aus
dem verarbeiteten Erz stammende Bestandteile enthalten, etwa bei Zimmertemperatur
als Hydroxyd auszufällen. Es wurde aber nicht die Abscheidung geringer Lithiumanteile
als Lithiumaluminatkomplex bekannt, sondern nur die Verarbeitung von Lösungen mit
verhältnismäßig hohen Anteilen an Lithium und Aluminium, nämlich bevorzugt 13 bzw.
16 g/1.
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Auch finden sich keine Anregungen dafür, wie geringe Mengen Lithium
aus Lösungen mit hohem Gehalt an Calcium- und/oder anderen Erdalkalisalzen vorzugsweise
durch Fällung abgetrennt werden können. Nach einem weiter bekannten Verfahren wurde
Lithiumaluminat dadurch ausgefällt, daß man die Lösung mit einer Aluminiumverbindung
versetzt und sie dann gegebenenfalls, doch nicht notwendigerweise auf einen pH-Bereich
von 7,5 bis 10,5 bringt; es wurde dort nicht erkannt, daß man ein Lithiumaluminat
aus Lösungen ausfällen kann, die außer Reaktionsteilnehmern noch andere Salze enthalten,
oder gar, daß es möglich ist, das Lithiumaluminat in Gegenwart anderer Salze vorzugsweise
unter Berücksichtigung eines maßgebenden, d. h. kritischen Bereiches aus nur geringe
Lithiummengen aufweisenden gesättigten Lösungen, wie Salzsolen, zu gewinnen.
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Erfindungsgemäß wird aber unter anderem besonderer Wert auf Regelung
der Temperatur und der Alkalität innerhalb sehr enger Grenzen gelegt.
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Das neue Verfahren zur Abtrennung von Lithiumanteilen aus natürlich
vorkommenden Salzsolen, die Lithium und Erdalkalien enthalten, durch Ausfällung
eines Lithiumaluminatkomplexes, indem die Sole mit einer Aluminiumverbindung vermischt
wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Fällung bei einem pH-Wert von 6,0 bis
8,1 und bei einer Temperatur von 20 bis 100°C durchgeführt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet eine wirtschaftliche
Gewinnung von Lithium aus Lösungen, wie Salzsolen, mit hoher Konzentration an unlöslichen
Verunreinigungen und mit geringem Gehalt an Lithium. Für die Herstellung des Lithiumaluminatkomplexes
aus Lithiumanteilen ist es erforderlich, einen Überschuß an Aluminiumverbindungen
anzuwenden, der der
zur Umsetzung mit der in der Lösung befindlichen
Lithiummenge berechneten stöchiometrischen Menge entspricht. Die Lösung wird also
alkalisch gemacht (pH 6,0 bis 7,0 bei Anwesenheit oder pH 7,0 bis 8,1 bei Abwesenheit
von Magnesiumsalzen) und die Temperatur im Bereich von 20 bis 100°C gehalten.
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F i g. 1 ist eine graphische Darstellung der Lithiumausbeute in Prozent
aus einer verhältnismäßig konzentrierten Chloridlösung, die Magnesiumverbindungen
und andere Chloride enthält, als Funktion der Temperatur der Lösung; F i g. 2 stellt
eine graphische Darstellung der Lithiumausbeute in Prozent aus einer verhältnismäßig
konzentrierten Chloridlösung, die Magnesiumverbindungen und andere Chloride enthält,
als Funktion der löslichen Alkalität der Lösung dar, und F i g. .3 zeigt eine ;
graphische Darstellung der Lithiumausbeute in Prozent aus einer verhältnismäßig
konzentrierten Chlörid-lösung, aus der die Magnesiumverbindungen entfernt worden
sind, als Funktion der löslichen Alkalität der Lösung.
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Es wurde gefunden, daß die genannten und weitere Ziele erreicht werden
können, indem man eine Aluminiumverbindung, entweder frisch ausgefälltes Aluminiumhydroxyd
in Form des Bayerits oder ein lösliches Aluminiumsalz, mit einer wäßrigen Lithium
und Erdalkalimetalle enthaltenden Lösung, wie einer Salzsole, vermischt und einen
größeren Teil des Lithiums als Lithiumaluminatkomplex ohne gleichzeitiges Niederschlagen
wesentlicher Mengen von Erdalkalimetallen ausfällt, wobei die Temperatur und Allcalität
der Lösung in bestimmten Grenzen gehalten werden. Über 900/" des Lithiums einer
Lösung, mit nur 0,01 Gewichtsprozent an Lithiumsalz und mehr als 35 Gewichtsprozent
an anderen löslichen Verbindungen können erfindungsgemäß gewonnen werden. Dies ermöglicht
auch eine wirtschaftliche Abscheidung aus Solen mit hohem Gehalt an anderen löslichen
Verunreinigungen, wie z. B. an Calcium-, Magnesium-, Natrium-, Kalium-, Strontium-
und anderen Salzen.
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Die wahre Zusammensetzung des Niederschlages ist nicht bekannt, wahrscheinlich
ist er ein hydratisierter Lithiumaluminatkomplex und enthält Lithium und Aluminium
im Atomverhältnis 1 Li : 2 bis 3,5 Al. Die Röntgenstrukturanalyse ergibt eine unbekannte
Struktur und eine kleine Menge Aluminiumhydroxyd als Bayerit. Beim Ausfällen aus
einer Chloridlösung zeigt die Analyse die Anwesenheit von Chloridionen in dem Komplex.
Es ist also nicht bekannt, ob ein Lithiumchloraluminatkomplex ausfällt oder ob die
Anwesenheit des Chlors auf den Einschluß von Chloridsalzen durch den Komplex oder
auf beide Ursachen zurückzuführen ist.
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Der Lithiumaluminatkomplex kann erhalten werden, indem frisch ausgefälltes
Aluminiumhydroxyd als Bayerit oder ein lösliches Aluminiumsalz zu der Lithium enthaltenden
Lösung gegeben und das Aluminiumhydroxyd dort selbst gebildet wird. Durch Regelung
von Alkalität und Temperatur vereinigt sich das Lithium mit dem Aluminiumhydroxyd
zu dem Komplex. Bevorzugt wird das Aluminiumhydroxyd in der Lösung ausgefällt und
nicht bereits als solches zugesetzt, weil unter den erforderlichen Bedingungen der
Komplex gebildet werden kann, sobald das Aluminiumhydroxyd ausgefallen ist. Die
erforderliche Temperatur und Alkalität sind die gleichen bei Zusatz des Aluminiumhydroxyds
wie bei Bildung desselben in der Lösung. Zur Ausfällung wird die Aluminiumverbindung
der Salzsole in einer Menge zugesetzt, die größer ist als die stöchiometrisch zur
Umsetzung mit dem vorhandenen Lithium erforderliche Menge. Bevorzugt wird ein Überschuß
von etwa 100 bis 300 °/o gegenüber der stöchiometrischen Menge angewendet. Eine
vollständigere Gewinnung des Lithiums wird mit einem Liberschuß an der Aluminiumverbindung
erzielt, insbesondere bei Solen mit hoher Konzentration an anderen löslichen Salzen.
Zweckmäßig reguliert man die Temperatur der Lösung und hält ferner die lösliche
Alkalität innerhalb eines Bereiches von gewöhnlich weniger als 0,25 einer scheinbaren
pH-Einheit. Beim Zusetzen des Aluminiumsalzes muß die Alkalität unterhalb des angegebenen
Bereiches liegen und dann durch Annäherung von der sauren Seite her erreicht werden.
Hierfür kann eine vorherbestimmte Menge eines stark alkalischen löslichen Aluminats,
wie Natriumaluminat, oder ein stark alkalisches lösliches Hydroxyd, z. B. Natriumhydroxyd,
Kaliumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd, der Aluminium enthaltenden Lösung zugesetzt
werden. Calciumhydroxyd ist auch verwendbar. Bevorzugt wird eine verhältnismäßig
verdünnte Lösung des jeweiligen Hydroxyds oder Aluminats verwendet und der Lösung
unter starkem Rühren zugesetzt, um gründliche Vermischung zu gewährleisten und örtliche
starke Alkalität zu vermeiden. Liegt die scheinbare Alkalität der Lösung oberhalb
des gewünschten Bereiches, dann verdrängen Magnesium und andere Erdalkalien das
Lithium aus dem Aluminatkomplex, und das Magnesium fällt ferner als Magnesiumhydroxyd
aus. Wenn diese Niederschläge einmal gebildet sind, kann das Lithium diese Metalle
nicht mehr aus dem Aluminatkomplex verdrängen, und es löst sich das Magnesiumhydroxyd
nicht rasch wieder auf, wenn die Alkalität der Sole korrigiert wird. Gewöhnlich
kann nach der Ausfällung des Komplexes die Ausbeute dadurch erhöht werden, daß das
Gemisch vor Abtrennung des Komplexes 1 bis 8 Stunden stehengelassen wird.
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Die Aluminiumverbindungen, die - außer frisch ausgefälltem Bayerit
- eingesetzt werden können, sind lösliche Aluminiumsalze. Bevorzugt werden von diesen
solche, die bei der Temperatur und dem scheinbaren pH-Wert, bei dem der Lithiumaluminatkomplex
ausgefällt wird, kein Niederschlagen von Erdallcalien bewirken. Sie sind lösliche
Salze mit Säuren, wie Aluminiumchlorid, Aluminiumnitrat, Aluminiumacetat usw., oder
Salze mit Alkalien, wie Natriumaluminat usw. Beim Arbeiten mit Aluminiumhydroxyd
oder Alkalialuminaten muß die Lithium enthaltende Sole ausreichend sauer sein, so
daß die lösliche Alkalität des entstehenden Gemisches nicht die zur Ausfällung des
Komplexes erforderliche Alkalität überschreitet. Aluminiumsalze von Anionen, die
die Erdalkalien ausfällen, z. B. Aluminiumsulfat usw., können bei wäßrigen Lithiumlösungen
verwendet werden, die verhältnismäßig kleine Mengen Lithium enthalten. Dabei wird
jedoch der durch Zusatz derselben gebildete Erdalkaliniederschlag gewöhnlich vor
Ausfällen des Lithiumaluminatkomplexes ausgefällt und die Abtrennung des letzteren
in der beschriebenen Weise ausgeführt.
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Viele der kleine Mengen Lithium aufweisenden Solen können große Mengen
an Magnesiumverbindungen enthalten, die gegebenenfalls vor der Ausfällung des Lithiums
abgetrennt werden. Ist dies geschehen, dann brauchen die Temperatur und die Alkalität
der
Lösung - die immer noch wichtig sind - nicht mehr so genau eingehalten
zu werden. Die Magnesiumverbindungen können durch Zusetzen eines stark alkalischen
Hydroxyds, wie Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd und Calciumhydroxyd, ausgefällt werden.
Gewöhnlich beträgt die angewendete Menge an Hydroxyd etwas mehr als die stöchiometrisch
zur Umsetzung mit den vorhandenen Magnesiumverbindungen erforderliche Menge. Das
ausgefällte Magnesiumhydroxyd wird von dem Rest der Lösung in bekannter Weise, z.
B. durch Filtrieren, Zentrifugieren usw., abgetrennt. Danach kann ein lösliches
Aluminiumsalz oder frisch ausgefälltes Aluminiumhydroxyd in der Bayeritform zu der
nun praktisch magnesiumfreien Sole gegeben und das Lithium in der oben beschriebenen
Weise ausgefällt werden. Die Alkalität der Lösung für Gewinnung des Lithiumaluminatkomplexes
unterscheidet sich von derjenigen, die erforderlich ist, wenn die Magnesiumverbindungen
nicht abgetrennt worden sind. Gewöhnlich genügt die Einhaltung eines pH-Wert-Bereiches
von etwa 0,5 Einheiten. Die Alkalität des Gemisches der Sole und der Aluminiumverbindung
kann etwas größer sein als die zur Ausfällung des Komplexes erforderliche Alkalität,
und durch Zusatz einer Säure, wie Salzsäure oder Salpetersäure, oder eines löslichen
sauren Aluminiumsalzes korrigiert werden, ohne daß die gewonnene Lithiummenge wesentlich
beeinflußt wird.
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Die Alkalität von verhältnismäßig konzentrierten Salzsolen ist schwierig
zu bestimmen bzw. genau auszudrücken. Der mit einem pH-Meßgerät bestimmte pH-Wert
der Lösung gibt nur einen scheinbaren und nicht unbedingt den wahren pH-Wert an,
weil er durch den »Salzfehler« der Elektrode beeinflußt wird. Auch können keine
reproduzierbaren Werte für die Alkalität erhalten werden, wenn diese durch Titration
einer bestimmten Menge der Lösung bestimmt wird. Da die Alkalität sehr leicht mit
einer pH-Meßvorrichtung feststellbar ist, wird hier die Alkalität sowohl durch den
scheinbaren pH-Wert als auch durch die Anzahl der Kubikzentimeter an eingestellter
0,1 n-HCl angegeben, die bei der Titration von 100 ccm der Mutterlauge, die mit
Wasser auf 200 ccm verdünnt worden sind, gegen Methylrot verbraucht werden. Bei
der Bestimmung der Alkalität des Ausfällungsgemisches wird der Niederschlag von
dem Gemisch abgetrennt und die Alkalität der Mutterlauge nach Verdünnen mit dem
gleichen Volumen Wasser bestimmt und hier als die »lösliche Alkalität« bezeichnet.
Zur Bestimmung des scheinbaren pH-Wertes wird eine gesättigte Kalomel-Glaselektrode
verwendet. Die Beziehung zwischen dem scheinbaren pH-Wert und den titrierten Werten
ist aus den Beispielen zu ersehen.
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Die für die Ausfällung des Lithiumaluminatkomplexes erforderliche
Alkalität hängt von der jeweiligen Scl.- und der Konzentration der außer Lithiumsalzen
vorliegenden Salze ab. Gewöhnlich ist bei konzentrierteren Salzsolen eine geringere
Alkalität erforderlich. So gilt für alle kein bestimmter pH-Wert, doch läßt sich
die erforderliche Alkalität jeweils leicht bestimmen. Für verhältnismäßig konzentrierte
Chloridlösungen, aus denen die Magnesiumverbindungen nicht abgetrennt worden sind,
wird ein scheinbarer pH-Wert im Bereich von 6,6 bis 7,0 verwendet, bei dem 1,76
bis 3,08 ccm 0,1 n-HCl zur Neutralisation der löslichen Alkalität von 100 ccm erforderlich
sind. Ein pH-Wert im Bereich von 6,7 bis 6,9 wird bevorzugt. Wenn die Magnesiumverbindungen
vor der Ausfällung des Lithiumaluminatkomplexes praktisch entfernt worden sind,
ist ein scheinbarer pH-Wert im Bereich von 7,0 bis 8,1 wichtig, bevorzugt im Bereich
von 7,3 bis 7,6. Bei Nitratlösungen ist er gewöhnlich kleiner. Ein scheinbarer pH-Wert
von 6,0 bis 7,0, bevorzugt im Bereich von 6,4 bis 6,6, gilt für verhältnismäßig
konzentrierte Solen.
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Die angewendete Temperatur hängt ebenso von der Salzsole und ihrer
Konzentration ab. Durch die Temperatur wird nicht nur die ausgefallene Menge an
Lithium bestimmt, sondern auch diejenige an anderen Verbindungen, die ausgefällt
werden. Beim Arbeiten mit gleichen Solen und unter sonst gleichen Bedingungen bei
verschiedenen Temperaturen schwankt die Alkalität der erhaltenen Mutterlauge wegen
Umsetzung und Ausfällung von einigen der löslichen Verunreinigungen, insbesondere
von Magnesium. Bei verdünnten Chloridlösungen können nahe bei Raumtemperatur liegende
Temperaturen angewendet werden, die mit zunehmender Konzentration gewöhnlich höher
sein müssen. Bei Abwesenheit von Magnesium kann der Komplex aus verhältnismäßig
konzentrierten Chloridlösungen bei einer Temperatur zwischen 20 und 100°C, bevorzugt
zwischen 20 und 50°C, ausgefällt werden. Ist Magnesium zugegen, dann ist jedoch
eine Temperatur von 55 bis 100°C, bevorzugt zwischen 80 und 90°C, zu berücksichtigen.
Bei Nitratlösungen beeinflußt die Magnesiumkonzentration die erforderliche Temperatur
nicht wesentlich; sie kann 20 bis 100°C, bevorzugt 20 bis 50°C, für alle Solen sein.
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Den Einfluß der Alkalität und der Temperatur auf die Lithiumausbeute
aus einer verhältnismäßig konzentrierten, Magnesiumverbindungen enthaltenden Chloridlösung
zeigen F i g. 1 und 2.
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F i g. 1 zeigt die Wirkung der Temperatur der Lösung und F i g. 2
den Einfluß des scheinbaren pH-Wertes. Einzelheiten und Werte, auf denen diese Figuren
beruhen, sind den Beispielen I und II zu entnehmen.
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In F i g. 1 gibt die Abszisse die Temperatur der Lösung und die Ordinate
die als Niederschlag gewonnene Lithiummenge in Prozent an. Man sieht, daß die Temperatur
genau innerhalb eines engen Bereiches für eine gute Ausbeute an Lithium eingehalten
werden muß.
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In F i g. 2 gibt die Abszisse den scheinbaren pH-Wert der Lösung und
die Ordinate die als Lithiumaluminatkomplex abgetrennte Menge Lithium in Prozent
an. Danach sind etwa 92 °/o des Lithiums bei dem scheinbaren pH-Wert 6,8 gewinnbar,
und wie ersichtlich fällt die prozentuale Ausbeute zu beiden Seiten von diesem Wert
rasch ab.
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F i g. 3 erläutert die Wirkung des scheinbaren pH-Wertes der Lösung
auf die Ausbeute an Lithium nach Abtrennung der Magnesiumverbindungen. Man sieht,
daß zur Erzielung einer guten Ausbeute an Lithium der scheinbare pH-Wert im Bereich
von 7,0 bis 8,1, bevorzugt im Bereich von 7,3 bis 7,6, liegen muß. Einzelheiten
und Werte, auf denen F i g. 3 beruht, sind im Beispiel III angegeben.
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Die endgültige Gewinnung des Lithiums aus dem Lithiumaluminatkomplex
kann nach verschiedenen bekannten Verfahren erfolgen, z. B. durch hydrothermale
Zersetzung des Lithiumaluminatkomplexes und Konzentrieren der verdünnten Lösungen
mittels Ionenaustauschharzen oder durch direkte Behandlung mit Ionenaustauschharzen.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel
I Um die Wirkung der Temperatur auf die Gewinnung von Lithium aus einer natürlichen
Chloridlauge zu zeigen, wurde eine Reihe von Versuchen unter gleichen Bedingungen
angestellt, wobei nur der Lithiumaluminatkomplex bei verschiedenen Temperaturen
ausgefällt wurde. Die verwendete Lauge hatte die Dichte 1,252 bei 25°C und enthielt
die folgenden Chloride in Gewichtsprozent, wobei der Rest Wasser war
| CaC12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 22,0 |
| M9C12............................ 3,63 |
| NaCl............................. 5,70 |
| KCl.............................. 1,65 |
| SrC12 .............. . .............. 0,48 |
| LiCl ............................. 0,034 |
175 ccm der Lauge wurden nach Zugabe von 1,53 g Aluminiumchlorid-Hexahydrat auf
die gewünschte Temperatur erwärmt und mit 9,0 ccm 2 n-NaOH mit einer Geschwindigkeit
von 2 ccm je Minute versetzt, um den Lithiumaluminatkomplex auszufällen. Das Gemisch
wurde während des Zusatzes der Lauge kräftig gerührt. Nach dem Zusatz der alkalischen
Lösung wurde das Gemisch kurze Zeit bei der Temperatur gehalten, auf Raumtemperatur
(20 bis 25°C) abkühlen gelassen und dann zentrifugiert.
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Die Alkalität der Mutterlauge wurde durch Verdünnen von 100 ccm derselben
mit 100 ccm Wasser und Titrieren der entstandenen Lösung mit 0,1 n-HCl gegen Methylrot
und der scheinbare pH-Wert der verdünnten Mutterlauge wurde außerdem mittels eines
pH-Meßgerätes bestimmt.
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Die Analyse der Mutterlauge und des Niederschlages erfolgte durch
Flammenspektröphotometrie, die Ausbeute an Lithiumchlorid aus der Lösung wurde berechnet.
Die Ergebnisse, die in F i g. 1 aufgetragen sind, und die entsprechenden Werte zeigt
die folgende Tabelle
| Versuch Nr. |
| 1 ; 2 3 4 |
| Lösung, ccm ................................... 175 175 175
175 |
| AIC13 - 6 H20, g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 1,53 1,53 1,53 1,53 |
| Temperatur, °C ............................... » 70
80 90 100 |
| 2 n-NaOH, ccm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 9,0 9,0 9,0 9,0 |
| Scheinbarer pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 6,7 6,6 6,4 6,4 |
| Verbrauch an 0,1 n-HCl für 100 ccm Probe, ccm .... 3,65
2,71 1,96 2,04 |
| Ausbeute an Lithium, °/o . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 48,3 76,3 82,0 67,7 |
Beispiel II Um die Wirkung der Alkalität auf die Lithiumausbeute zu zeigen, wurde
die gleiche Ausgangslösung wie im BeispielI verwendet, nur betrug die Dichte derselben
1,259 bei 25°C, und sie enthielt 0,029 Gewichtsprozent Lithiumchlorid statt 0;034
Gewichtsprozent. Eine Reihe von Versuchen wurde unter den gleichen Bedingungen angestellt,
nur wurde die Menge an 2 n-NaOH bei jedem Versuch geändert.
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Das Verfahren und die Untersuchung wurden wie im Beispiel I ausgeführt.
Die Ausfälltemperatur betrug 85'C. Die Ergebnisse zeigt F i g. 2 und die entsprechenden
Daten die folgenden Tabelle:
| Versuch Nr. |
| 1 2 3 4 5 |
| Lösung, ccm .............................. 175 175 175 175
175 |
| AIC13 - 6 H20., g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 1,53 1,53 1,53 1,53 1,53 |
| 2 n-NaOH, ccm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 10,5 11,0 11,5 12,5 13,0 |
| Scheinbarer pH-Wert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 6,6 6,7 6,8 6,9 7,0 |
| Verbrauch an 0,1 n-HCl für 100 ccm Probe, ccm 1,76 2,04 2,20
2,50 3,08 |
| Ausbeute an Lithium, °/o . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 24,6 67,4 92,5 I 85,0 63,9 |
Beispiel III Um die Wirkung der Alkalität auf die Lithiumausbeute zu zeigen, wenn
die Magnesiumverbindungen praktisch abgetrennt worden sind, wurde eine Reihe von
Versuchen mit der gleichen Ausgangsslösung wie im Beispiel II angestellt.
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Zu 500 ccm der Ausgangslösung wurden 18,3 g Kalk gegeben, um das Magnesium
als Magnesiumhydroxyd auszufällen. Nach Abfiltern des Magnesiumhydroxydes wurde
das Filtrat mit Wasser auf 500 ccm aufgefüllt. Bei den Versuchen wurden 0,36 g AIC13
6 H20 und verschiedene Mengen an 1 n-NaOH zu je 40 ccm der obigen filtrierten Lösung
gegeben. Die Ausfällung erfolgte bei Raumtemperatur.
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Der Lithiumaluminatkomplex wurde von der Mutterlauge durch Zentrifugieren
abgetrennt und wie in den anderen Beispielen untersucht.
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Die Ergebnisse und die entsprechenden Daten gibt die folgende Tabelle
an; sie sind ferner in F i g. 3 aufgetragen.
| Versuch Nr. |
| 1 2 3 4 5 6 |
| Filtrat, ccm . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 40 40 40
40 40 40 |
| AICl3 - 6 H20, g . . . . . . . ... . . . . . . . 0,36 0,36
0,36 0,36 0,36 0,36 |
| 1 n-NaOH, ccin . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,94 4,12
4,55 4,71 5,47 6,02 |
| Scheinbarer pH-Wert . . . . . . , . . . . . 6,5 7,0 7,3 7,6
8,0 8,40 |
| Ausbeute an Lithium, °/o . . . . . . . . . 39 59 97 96 68 25 |
Beispiel IV Lithium wurde aus einer Lauge mit hohem Calciumchloridgehalt
gewonnen, die praktisch die folgende Zusammensetzung hatte, wobei der Rest aus Wasser
bestand:
| CaC12 ............................ 40,0 |
| Mgcl2 ........................... 0,1 |
| NaCI............................. 0,28 |
| KCl.............................. 0,92 |
| SrC12 ............................. 0,70 |
| LiCI ............................. 0,05 |
Zu 20 ccm (28,2 g) der Lauge wurden 0,32 g Aluminiumchlorid-Hexahydrat und 0,095
g Calciumhydroxyd gegeben. Die Ausfällung des Lithiumaluminatkomplexes erfolgte
bei Raumtemperatur und einem scheinbaren pH-Wert von 7,1.
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Die Mutterlauge und der Niederschlag wurden wie in den anderen Beispielen
untersucht, und es wurde eine Ausbeute von 83 % des Lithiums ermittelt. Beispiel
V Lithium wurde aus einer synthetischen Nitratlauge gewonnen. Eine Lösung wurde
durch Auflösen von 169 g Calciumnitrat, 35,8 g Magnesiumnitrat und 0,416 g Lithiumnitrat
in Wasser bis zu einem Volumen von 500 ccm hergestellt. Bei einer Reihe von Versuchen
wurden 1,09 g Aluminiumnitrat-Hydrat und verschiedene Mengen 1 n-NaOH zu je 80 ccm
der Lösung gegeben. Die Ausfällung erfolgte bei Raumtemperatur.
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Das gleiche Verfahren wie in den vorhergehenden Beispiele
n wur
de
ange
wende
t; u
nd die Ergebnisse sind:
| Versuch Nr. |
| 1 2 3 |
| Lösung, ccm . . . . . . . . . . . . 80 80 80 |
| Al(N03)a - 9 H,O,g........ 1,09 1,09 1,09 |
| 1 n-NaOH, ccm . . . . . . . . . . 7,96 8,7 10,0 |
| Scheinbarer pH-Wert ..... 6,0 6,5 7,0 |
| Ausbeute an Lithium, °/o .. 74,7 96,3 90,9 |