DE569784C

DE569784C - Verfahren zur Gewinnung von Lithiumsalzen und metallischem Lithium aus lithiumhaltigen Ausgangsstoffen

Info

Publication number: DE569784C
Application number: DEH128570D
Authority: DE
Inventors: Dr Oskar Roder; Dr Hans Siegens
Original assignee: HANS HEINRICH HUETTE GmbH
Current assignee: HANS HEINRICH HUETTE GmbH
Priority date: 1931-09-16
Filing date: 1931-09-16
Publication date: 1933-02-08

Description

Verfahren zur Gewinnung von Lithiumsalzen und metallischem Lithium aus lithiumhaltigen Ausgangsstoffen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Lithiumsalzen und metallischem Lithium aus lithiumhaltigen Ausgangsstoffen, insbesondere lithiumhaltigen Mineralien.
Nach den bisher bekannten Verfahren werden Lithiumsalze aus Lithiumrnineralien dadurch gewonnen, daß man diese mit Säuren, vorzugsweise Schwefelsäure, oder mit Salzen, vorzugsweise sauren oder neutralen Sulfaten, in der Hitze aufschließt und das Aufschluß: produkt mit Wasser auslaugt. Man gewinnt dabei eine Lithiumsalzlösung, die neben anderen Alkalien, besonders bei den sauren Verfahren, mehr oder weniger stark mit Schwermetallen verunreinigt ist. Nach einer meist sehr umständlichen und mit größeren Lithiumverlusten bedingten Reinigung der erhaltenen Lauge wird das Lithium schließlich als Fluorid, Carbonat oder Phosphat gefällt. Zur weiteren Gewinnung von metallischem Lithium werden diese Salze in das Chlorid übergeführt, das man im Schmelzfluß elektrolysiert. Die geschilderten Verfahren sind meist sehr teuer wegen der erforderlichen umfangreichen und kostspieligen Anlagen und des hohen Energieverbrauchs.
Nach der Erfindung erfolgt die Gewinnung des Lithiuminhaltes lithiumhaltiger Stoffe in überraschend einfacher Weise durch eine Behandlung derselben mit Chlor oder einem anderen Halogen, z. B. in der Weise, daß der Ausgangsstoff, z. B. ein Lithiummineral, in Wasser oder einer wässerigen Lösung, vorzugsweise in fein verteiltem Zustande, suspendiert der Einwirkung von Chlor oder. einem sonstigen Halogen ausgesetzt wird. Bei Verwendung von gasförmigem Chlor kann dieses in der verschiedensten Weise auf die wässerige Suspension zur Einwirkung gebracht werden, so z. B. durch Einleiten des Chlorgases vorzugsweise in fein verteilter Form in die Flüssigkeit, durch Anwendung von Rieseltürmen u. dgl. Man erhält hierbei das Lithium in Form einer Lösung seines Chlorids, was von besonderem Vorteil insofern ist, als das daraus durch einfaches Eindampfen erhältliche wasserfreie Salz ohne weiteres für die elektrolytische Herstellung von metallischem Lithium Verwendung finden kann.
Als besonders geeignet hat sich das neue Verfahren für den Aufschluß von eisenhaltigen Lithiumphosphaten, wie z. B. von Triphylin (FeLiP04) erwiesen. Behandelt man z. B. eine Suspension eines solchen vorzugsweise fein verteilten Minerals in Wasser mit Chlorgas oder einem sonstigen Halogen, so wird das in zweiwertiger Form vorliegende Eisen zu Ferriphosphat oxydiert, während das Lithium als Chlorid in Lösung. geht.
Die dabei gewonnene Lösung ist besonders bei Triphylinverarbeitung so rein, daß sie z. B. nach einfacher Abfiltration vom ungelösten Rückstand ohne besondere Reinigung eingedampft und z. B. das dabei gewonnene Chlorid nach Entwässerung durch Niederschmelzen zur Gewinnung von metallischem Lithium durch Elektrolyse verwendet werden kann.
Das bei der Elektrolyse entstehende Chlor kann zum Aufschluß einer neuen Menge von Mineral verwendet werden, besonders vorteilhaft z. B. derart, daß man das Chlor aus dem Anodenraum der elektrolytischen Zelle mit Hilfe eines 'v#Tasserstrahlgebläses absaugt und das erhaltene chlorhaltige Wasser zum Aufschluß verwendet. Zum Betrieb des Wasserstrahlgebläses kann auch direkt die wässerige Suspension des feinverteilten Minirals verwendet werden.
Die beschriebene Behandlung der lithiumhaltigen Ausgangsstoffe kann auch bei erhöhter Temperatur sowie auch bei-erhöhtem Druck, z. B. bei einer oberhalb des Siedepunktes des verwendeten Wassers oder der wässerigen Lösung gelegenen Temperatur und entsprechend erhöhtem Druck, durchgeführt werden.
Auch ist das beschriebene Verfahren nicht beschränkt auf die Einwirkung des Halogens im wässerigen Medium. Es kann z. B.. gasförmiges Chlor auch auf das lithiumhaltige Ausgangsmaterial unmittelbar oder in einem nichtwässerigen flüssigen Medium zur Einwirkung gebracht werden.

Beispiel

Zoo kg Triphylin mit

2,85% Li

41,9 % P-05

3475% Fe 0

io,2 % MnO

1,2 % Al. 03

0,9 % mg0

3,3 % Si0-

werden so fein gemahlen, daß sie ein Sieb mit 490o bis i o ooo Maschen pro Quadratzentimeter passieren. Das feine graugrüne Pulver wird in einem mit gutem Rührwerk versehenen Gefäß in 6oo 1 Wasser aufgeschlämmt. In die erhaltene Suspension wird langsam mit Hilfe einer guten Gasverteilungsvorrichtung Chlor eingeleitet. Die Stärke des Chlorstroms wird dabei so eingestellt, daß die in der Flüssigkeit hochsteigenden Blasen absorbiert sind, ehe sie zur Oberfläche der Flüssigkeit gelangen. Die Suspension färbt sich mit fortschreitender Reaktion gelblich und ist am Ende des Prozesses rotbraun. Man filtriert, wäscht den Rückstand mit Wasser gut nach und erhält so ein Filtrat von etwa 6oo 1 mit 8,04g Li, 26g Cl und o,4 g P O-1 im Liter sowie Spuren Fe und Mn. Man fällt Eisen und Mangan in bekannter Weise und verdampft die so gereinigte Lösung zur Trockne. Durch Einschmelzen des Rückstandes erhält man schließlich 30 kg wasserfreies Lithiumchlorid entsprechend einer Lithiumausbeute von 84,6% des Lithiuminhaltes des Triphylins.

Claims

YATEINTANSPRÜC11R: i. Verfahren zur Gewinnung des Lithiuminhaltes von lithiumhaltigen Stoffen, wie z. B. lithiumhaltigen Mineralien, vorzugsweise eisenhaltigen Lithiumphosphaten, wie Triphylin, dadurch gekennzeichnet, daß man als Aufschlußmittel ein Halogen, wie z. B. Chlor, verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man auf den vorzugsweise im Zustande feiner Verteilung in Wasser oder einer wässerigen Lösung suspendierten lithiumhaltigen Ausgangsstoff Chlor oder ein sonstiges Halogen einwirken läßt.
3. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nach den vorgenannten Ansprüchen erhaltene Lösung von Lithiumhalogenid, z. B. Lithiumchlorid, z. B. durch Eindampfen in wasserfreies Salz überführt, dieses im Schmelzfluß elektrolysiert und das dabei entwickelte Halogen zum Aufschluß von neuem lithiumhaltigem Ausgangsstoff verwendet.
4. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man eine nach den vorgenannten Ansprüchen erhaltene Lösung von Lithiumhalogenid z. B. durch Eindampfen in wasserfreies Salz überführt, dieses im Schmelzfluß elektrolysiert, das dabei entwickelte Halogen vermittels eines Wasserstrahlgebläses absaugt und die dabei erhaltene halogenhaltige wässerige Flüssigkeit zum Aufschluß von neuem lithiumhaltigem Ausgangsstoff verwendet.
5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Betriebe des Wasserstrahl-_ gebläses eine wässerige Suspension des lithiumhaltigen Ausgangsstoffes verwendet.