DE961707C

DE961707C - Verfahren zur Herstellung von Lithiumchlorid aus Lithiumcarbonat

Info

Publication number: DE961707C
Application number: DEM28803A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Joppen
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1955-11-16
Filing date: 1955-11-16
Publication date: 1957-04-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Lithiumchlorid aus Lithiumcarbonat Lithiumchlorid wird allgemein aus Lithiumcarbonat und "konzentrierter Salzsäure in wäßriger Lösung mit anschließendem Eindampfen der Lösung gewonnen. Besonders die Entfernung der letzten Prozente Wasser bereitet jedoch Schwieriglreiten. Um hierbei die Bildung basischer Chloride zu verhindern, wurde die Lösung im Salzsäurestrom zur Trockne eingedampft oder der Lösung vor dem Eindampfen Ammoniumchlo,ri.d zugesetzt, das später beim Glühen wieder ausgetrieben wurde. Ammoniumahlörid ist bei dem bekannten Verfahren ein die Ausbeute im Entwässerungsprozeß begünstigender Stoff.
Es wurde nun gefunden, daß die Herstellung des Lithiumchlorids trocken durchgeführt werden kann, so daß. die Schwierigkeiten einer nachträglichen Entwässerung entfallen. Erhitzt man Lithiumcarbonat mit Ammoniumchlorid einige Zeit bei Temperaturen, die vorzugsweise in der Nähe des Sublimationspunktes desAmmon.iumchlorids (335°) liegen, so setzt sich das Gemisch nach folgender Gleichung um: 2 N H4 Cl + Lit C 03 = 2 Li Cl +H20+aNH3+C02 Diese Reaktion führt sowohl bei Verwendung des stöchiometrischen Verhältnisses als 'auch bei Verwendung eines geringen Überschusses an Ammoniumchlorid, der vorzugsweise angewandt wird, zu einem Lithiumchlorid, dessen Reinheit der des Ausgangslithiumcarbonats entspricht. Da der Sublimationspunkt des Ammoniumchlorids wesentlich unter dem Schmelzpunkt des Lithiumchlorids liegt, kann man die Temperatur so wählen, daß keine Schmelze, sondern ein trockenes, gegebenenfalls leicht gesintertes Lithiumchldrildpulver anfällt.
Ein solches Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahren den Vorteil, daß als Endprodukt Lithiumchlorid als alleiniger Rückstand verbleibt, das nur gegebenenfalls die geringen Verunreinigungen des Ausgangsmaterials enthält. Will man daher zu besonders reinem Lithiumchlorid gelangen, so empfiehlt es sich, von einem reinen Lithiumcarbonat auszugehen. Alle übrigen Reaktionsprodukte werden bei der Umsetzung über die Gasphase entfernt.
Die Umsetzungsreaktion kann dadurch beschleunigt werden, daß man sie bei Temperaturen über dem Sublimationspunkt des Ammoniumchlorids durchführt. Andererseits hat das Arbeiten bei Temperaturen um den Sublimationspunkt des Ammoniumchlorids den Vorteil, daß die Wahl des Gefäßmaterials wesentlich einfacher ist als bei Temperaturen, bei denen stark gesintertes oder gar geschmolzenes Lithiumchlorid anfällt.
Man kann ein Gemisch aus Lithiumcarbonat und Ammoniumchlorid zur Reaktion bringen. Es ist jedoch auch möglich, Lithiumchlorid dadurch zu erhalten, daß man Lithiumcarbonat auf Ammoniumchlorid schichtet und das Ganze erhitzt. Das sublimierende Ammoniumchlorid durchdringt dann die Lithiumcarbonatschicht und reagiert mit ihr. Es genügt auch, sublimierendes Ammoniumchlorid über oder durch Lithiumcarbonat oder ein Gemisch von Lithiumcarbonat und Ammoniumchlorid zu leiten.
Es ist möglich, das bei der Reaktion gebildete Ammoniak im Kreislauf zu führen, um es zur Gewinnung des für die Umsetzung erforderlichen Ammoniumchlorids wieder zu gewinnen. Die Darstellung des Ammoniumchlorids kann dabei in bekannter Weise durch Einleiten von Ammoniak in Salzsäure und Auskristallisieren des gebildeten Ammoniumchlorids erfolgen. Besonders .vorteilhaft ist es jedoch, das Ammoniak mit Chlor zur Reaktion zu bringen, was vorteilhafterweise durch Einleiten der beiden Gase in Ammoniumchloridlösung erfolgt. Auf diese Weise wird das Auskristallisieren des Ammoniumchlorids wesentlich erleichtert, da ein Eindampfen, das bei der Gewinnung aus Ammoniak und Salzsäure .unumgänglich ist, bei der Reaktion zwischen Ammoniak und Chlor in wäßriger Lösung nicht erforderlich ist. Ausführungsbeispiele r . 15 g Lit C 03 wurden mit 26 g N H4 Cl gut gemischt, in einem schmalen hohen Tiegel gegeben und in einem Muffelofen auf q.20° erhitzt. Es war sofort ein starker Ammoniakgeruch wahrnehmbar. Nach etwa 2 Stunden hatte sich das Lithiumcarbonat restlos in das Chlorid umgewandelt.
2. 15 g Lithiumcarbonat wurden in einem Tiegel über etwa 30 g Ammoniumchlorid geschichtet und bei 35o° im Muffelofen erhitzt. Nach etwa 2 Stunden war das erste Auftreten von sublimierendem Ammoniumchlorid zu bemerken. Nach q. Stunden war -das gebildete Lithiumchlorid ammoniumchloridfrei.
3. Eine Mischung von Li Cl mit 3"/@ überschuß N H4 Cl, die auf so viel Ammoniumchlorid geschichtet wurde, als einem weiteren 5°/oigen überschuß entspricht. Das Ganze wurde 3 Stunden bei 330° gehalten. Alle Reaktionspartner hatten eine Korngröße unter o,2 mm. Es erfolgte ein vollständiger Umsatz zu Lithiumchlorid.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: r. Verfahren zur Herstellung von Lithiumchlorid aus Lithiumcarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß Lithiumcarbonat mit mindestens der stöchiometrischen Menge Ammoniumchlorid bei Temperaturen von etwa 335° oder darüber erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Lithiumcarbonat und Ammoniumchlorid erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sublimierendes Ammoniumchlorid über bzw. durch Lithiumcarbonat oder ein Gemisch von Lithiurncarbonat und Ammoniumchlorid geleitet wird.