EA040900B1 - METHOD FOR OBTAINING GRANULATED SORBENT FOR EXTRACTION OF LITHIUM FROM LITHIUM-CONTAINING BRINES UNDER CONDITIONS OF MANUFACTURING COMMERCIAL LITHIUM PRODUCTS - Google Patents

METHOD FOR OBTAINING GRANULATED SORBENT FOR EXTRACTION OF LITHIUM FROM LITHIUM-CONTAINING BRINES UNDER CONDITIONS OF MANUFACTURING COMMERCIAL LITHIUM PRODUCTS Download PDF

Info

Publication number
EA040900B1
EA040900B1 EA201992446 EA040900B1 EA 040900 B1 EA040900 B1 EA 040900B1 EA 201992446 EA201992446 EA 201992446 EA 040900 B1 EA040900 B1 EA 040900B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lithium
licl
organochlorine
dhal
stage
Prior art date
Application number
EA201992446
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Рябцев
Валерий Иванович Титаренко
Наталья Павловна Коцупало
Лариса Тимофеевна Менжерес
Елена Викторовна Мамылова
Александр Алексадрович Кураков
Аркадий Валентинович Тен
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех"
Publication of EA040900B1 publication Critical patent/EA040900B1/en

Links

Description

В предлагаемом способе для получения сорбента в виде порошка Г1СГ2А1(ОН)3-тН2О (ДГАЛ-С1) используется литийсодержащий раствор хлорида алюминия. Для его получения шестиводный хлорид алюминия растворяют в водных растворах, содержащих как товарные соединения лития: LiCl, LiOIIIГО. Ei2CO3, так и содержащие их растворы, поступающие с различных переделов литиевого производства. Синтез ДГАЛ-С1 проводят при атомном отношении Al:Li в реакционной смеси, равном 2.0:2.3. Одновременно в реакционную смесь вводят раствор гидроксида натрия до pH 7. Образовавшийся при этом ДГАЛ-С1 отделяют центрифугированием, распульповывают в воде, удаляя избыток LiCl, и подвергают двухступенчатой сушке сначала в режиме кипящего слоя при t=10-15°C, затем вакуумной сушке при t=60-65°C. Из высушенного и измельченного порошка готовят пасту, смешивая ДГАЛ-С1 с предварительно подготовленным раствором поливинилхлорида в хлорорганическом растворителе. В качестве растворителя используют как метиленхлорид, так и трихлорэтилен или тетрахлорэтилен или их смеси. Полученную пасту экструдируют через фильеры диаметром 5 мм при противоточной подаче нагретого воздуха, освобождая экструдат от испаряющегося в воздушный поток органического растворителя. После стадии воздушной дегазации экструдат поступает на стадию вакуумной дегазации. Далее экструдат подвергают дроблению и классификации с возвратом мелкой фракции на приготовление пасты. Гранулы размером 1-2 мм поступают на барабанное обкатывание, придавая им округлую форму, отсев направляют на приготовление пасты. Охлаждённый после дегазации экструдата воздух, насыщенный парами хлорорганического растворителя и воды направляют на компримирование под давлением 6 ат, охлаждая при этом воздушный поток до -3°С. Образовавшуюся при конденсации жидкую фазу паров хлорорганических растворителей или их смеси и воды отделяют. Газовый поток, освобождённый от конденсированной фазы, подвергают глубокому охлаждению до -15°С для глубокой конденсации паров хлорорганического растворителя или смеси растворителей и паров воды. Твердую фазу льда отделяют, а жидкую фазу хлорорганического растворителя или смеси растворителей подвергают декомпрессии, нагревая до 0°С. При более глубоком осаждении до -70°С процесс конденсации жидких фаз из воздушного потока можно проводить в одну стадию. Жидкую фазу с операции декомпримирования и глубокого охлаждения используют на операции приготовления пасты. Очищенный и осушенный воздушный поток нагревают до 120-140°С и используют на операции дегазации экструдата.In the proposed method, a lithium-containing solution of aluminum chloride is used to obtain a sorbent in the form of G1SG2A1(OH) 3 -tH2O (DGAL-C1) powder. To obtain it, aluminum chloride hexahydrate is dissolved in aqueous solutions containing commercial lithium compounds: LiCl, LiOIIIGO. Ei 2 CO 3 , and solutions containing them coming from various stages of lithium production. The synthesis of DHAL-C1 is carried out at an atomic ratio of Al:Li in the reaction mixture equal to 2.0:2.3. At the same time, a solution of sodium hydroxide is introduced into the reaction mixture to pH 7. The resulting DHAL-C1 is separated by centrifugation, pulped in water, removing excess LiCl, and subjected to two-stage drying, first in a fluidized bed mode at t=10-15°C, then vacuum drying at t=60-65°C. A paste is prepared from the dried and crushed powder by mixing DHAL-C1 with a pre-prepared solution of polyvinyl chloride in an organochlorine solvent. As a solvent, both methylene chloride and trichlorethylene or tetrachlorethylene or mixtures thereof are used. The resulting paste is extruded through dies with a diameter of 5 mm with countercurrent supply of heated air, freeing the extrudate from the organic solvent evaporating into the air stream. After the air degassing stage, the extrudate enters the vacuum degassing stage. Next, the extrudate is subjected to crushing and classification with the return of the fine fraction to the preparation of the paste. Granules with a size of 1-2 mm enter the drum rolling, giving them a rounded shape, screenings are sent to the preparation of pasta. The air cooled after degassing of the extrudate, saturated with vapors of an organochlorine solvent and water, is sent for compression at a pressure of 6 atm, while cooling the air flow to -3°C. The liquid phase of vapors of organochlorine solvents or mixtures thereof and water formed during condensation is separated. The gas stream, freed from the condensed phase, is subjected to deep cooling to -15°C for deep condensation of vapors of an organochlorine solvent or a mixture of solvents and water vapor. The solid phase of ice is separated, and the liquid phase of the organochlorine solvent or solvent mixture is decompressed by heating to 0°C. With deeper deposition down to -70°C, the process of condensation of liquid phases from the air stream can be carried out in one stage. The liquid phase from the decompression and deep cooling operation is used in the pasta preparation operation. The cleaned and dried air flow is heated to 120-140°C and used in the extrudate degassing operation.

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к химическому материаловедению, в частности к способам получения неорганических сорбентов на основе гидроксида алюминия, селективно извлекающих литий из природных рассолов и техногенных хлоридных солевых растворов, содержащих литий.The invention relates to chemical materials science, in particular to methods for producing inorganic sorbents based on aluminum hydroxide, which selectively extract lithium from natural brines and technogenic chloride salt solutions containing lithium.

Уровень техникиState of the art

В мировой практике для селективного извлечения лития предложен неорганический сорбент на основе гидратированного композиционного материала состава LiCl/Al(OH)3, способный селективно извлекать литий из рассолов [1]. Получение такого сорбента осуществляют взаимодействием товарного кристаллического Al(OH)3 (размер кристалла не менее +140 мкм) в форме гиббсита, байерита или нордстрандита с гидроксидом лития в присутствии воды при Ж:Т=0,69, производя таким образом композит LiOH/Al(OH)3. Полученный композит далее обрабатывают 20%-ным раствором соляной кислоты для перевода его в сорбционную форму LiCl/Al(OH)3. После отделения твердой фазы сорбента от маточного раствора его приводят в контакт с водой для удаления из структуры необходимого количества LiCl.In world practice, for the selective extraction of lithium, an inorganic sorbent based on a hydrated composite material of the composition LiCl/Al(OH) 3 is proposed, which is capable of selectively extracting lithium from brines [1]. The preparation of such a sorbent is carried out by the interaction of commercial crystalline Al (OH) 3 (crystal size not less than +140 μm) in the form of gibbsite, bayerite or nordstrandite with lithium hydroxide in the presence of water at W: T = 0.69, thus producing a LiOH / Al composite (OH) 3 . The resulting composite is further treated with a 20% hydrochloric acid solution to convert it into the sorption form LiCl/Al(OH) 3 . After separating the solid phase of the sorbent from the mother liquor, it is brought into contact with water to remove the required amount of LiCl from the structure.

При последующем контакте такого сорбента с литийсодержащим хлоридным рассолом удаленное количество LiCl восстанавливается в его структуре. Далее сорбированный из рассола литий десорбируют водой. При этом сорбцию и десорбцию лития проводят при температуре 80°C. Недостатками способа являются двухстадийность и длительность процесса синтеза сорбента, необходимость использования крепкого раствора соляной кислоты и высокая рабочая температура (80°C) процессов сорбции и десорбции хлорида лития. Однако самым большим недостатком этого сорбента является механическое разрушение его кристаллов в процессе эксплуатации, что делает невозможным его практическое применение.Upon subsequent contact of such a sorbent with a lithium-containing chloride brine, the removed amount of LiCl is restored in its structure. Next, the lithium adsorbed from the brine is desorbed with water. When this sorption and desorption of lithium is carried out at a temperature of 80°C. The disadvantages of this method are the two-stage and duration of the process of synthesis of the sorbent, the need to use a strong solution of hydrochloric acid and high operating temperature (80°C) processes of sorption and desorption of lithium chloride. However, the biggest drawback of this sorbent is the mechanical destruction of its crystals during operation, which makes its practical application impossible.

Известен способ синтеза микрокристаллического гидратированного селективного сорбента, отвечающего формуле LiCl-2Al(OH)3, суспензированного непосредственно в макропорах анионообменной смолы [2]. Способ включает в себя:A known method for the synthesis of microcrystalline hydrated selective sorbent, corresponding to the formula LiCl-2Al(OH) 3 , suspended directly in the macropores of the anion-exchange resin [2]. The method includes:

а) введение в поры смолы свежеосажденного Al(OH)3, для чего смолу замачивают в насыщенном растворе AlCl3 с последующей обработкой водным раствором аммиака;a) introducing freshly precipitated Al(OH)3 into the pores of the resin, for which the resin is soaked in a saturated solution of AlCl 3 followed by treatment with an aqueous solution of ammonia;

б) промывку смолы для удаления излишков реагентов;b) washing the resin to remove excess reagents;

в) обработку смолы, содержащей Al(OH)3, раствором LiOH для получения промежуточного соединения LiOH-2Al(OH)3;c) treating the resin containing Al(OH)3 with a solution of LiOH to obtain an intermediate LiOH-2Al(OH) 3 ;

г) обработку смолы с промежуточным соединением раствором соляной кислоты или раствором хлорида лития для перевода промежуточного соединения в соединение LiCl-2Al(OH)3.d) treating the resin with the intermediate with a solution of hydrochloric acid or a solution of lithium chloride to convert the intermediate to LiCl-2Al(OH) 3 .

Недостатками указанного способа являются, во-первых, сложность и многостадийность процесса синтеза, во-вторых, быстрое вымывание соединения LiCl-2Al(OH)3 (в течение 7-10 дней с начала эксплуатации сорбента) из макропор смолы в процессе циклов сорбция - десорбция.The disadvantages of this method are, firstly, the complexity and multi-stage synthesis process, and secondly, the rapid leaching of the LiCl-2Al (OH) 3 compound (within 7-10 days from the start of the sorbent operation) from the resin macropores during sorption - desorption cycles .

Известен способ получения гранулированного селективного сорбента для извлечения лития из рассолов путем электрохимического растворения металлического алюминия в концентрированном растворе хлорида лития с образованием соединения состава LiCl-2Al(OH)3-mH2O, отделения фазы сорбента от фазы раствора, сушки и гранулирования сухого порошка сорбента со связующим (порошок фторопласта), растворенным в ацетоне [3]. Недостатками данного способа синтеза сорбента являются: высокая энергоемкость процесса электрохимического синтеза порошка LiCb2Al(OH)3-mH2O при одновременно низкой производительности и высокой взрывопожароопасности процесса гранулирования, вследствие применения ацетона в качестве растворителя.A known method for producing a granular selective sorbent for the extraction of lithium from brines by electrochemical dissolution of metallic aluminum in a concentrated solution of lithium chloride with the formation of a compound of the composition LiCl-2Al(OH) 3 -mH2O, separating the sorbent phase from the solution phase, drying and granulating the dry powder of the sorbent with a binder (fluoroplast powder) dissolved in acetone [3]. The disadvantages of this method of synthesis of the sorbent are: the high energy intensity of the process of electrochemical synthesis of powder LiCb2Al(OH) 3 -mH 2 O at the same time low productivity and high explosion and fire hazard of the granulation process, due to the use of acetone as a solvent.

Разработан способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из рассолов и установка для его осуществления [4], включающий получение порошка LiCl-2Al(OH)3-nH2O путем смешивания в скоростном смесителе для сыпучих материалов с мешалкой гидроксида алюминия с хлоридом лития в присутствии расчетного количества воды с последующей обработкой полученной смеси в центробежной мельнице - активаторе до получения порошка, отвечающего формуле LiCl-2Al(OH)3-nH2O с размером частиц не более 0,16 мм.A method for obtaining a granular sorbent for the extraction of lithium from brines and a plant for its implementation [4] have been developed, including the preparation of LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O powder by mixing aluminum hydroxide with lithium chloride in a high-speed mixer for bulk materials with a stirrer in the presence of a calculated amount water, followed by processing the resulting mixture in a centrifugal mill - activator to obtain a powder corresponding to the formula LiCl-2Al (OH) 3 -nH2O with a particle size of not more than 0.16 mm.

Гранулирование произведенного порошка осуществляют путем экструдирования пасты, получаемой смешением порошка сорбента с растворенной в хлористом метилене смолой поливинилхлорида (связующее). Экструдат после отгонки паров метиленхлорида дробят и классифицируют до получения продукта размером гранул 1,0-1,5 мм. Пары выделяющегося при гранулировании метиленхлорида абсорбируют потоком фреонового масла (марка ХФ-22с-16) из потока газа - носителя (воздух), получая 20%ный раствор метиленхлорида в масле, который направляют на термодесорбцию метиленхлорида с последующей конденсацией его паров и возвратом конденсированной фазы метиленхлорида в производство сорбента. Недостатком данного способа являются высокая энергоемкость технологической операции синтеза порошка соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O, низкая стабильность химического состава получаемого соединения и отсутствие надежного механоактивационного оборудования. Перечисленные недостатки не позволяют реализовать способ в промышленном масштабе.Granulation of the produced powder is carried out by extruding a paste obtained by mixing the sorbent powder with a polyvinyl chloride resin (binder) dissolved in methylene chloride. The extrudate after distillation of methylene chloride vapor is crushed and classified to obtain a product with a granule size of 1.0-1.5 mm. Vapors of methylene chloride released during granulation are absorbed by a stream of freon oil (type KhF-22s-16) from a carrier gas stream (air), obtaining a 20% solution of methylene chloride in oil, which is directed to thermal desorption of methylene chloride, followed by condensation of its vapors and return of the condensed phase of methylene chloride in the production of sorbents. The disadvantage of this method is the high energy consumption of the technological operation of the synthesis of the powder compound LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O, the low stability of the chemical composition of the resulting compound and the lack of reliable mechanical activation equipment. These disadvantages do not allow to implement the method on an industrial scale.

Предложен способ получения сорбента для извлечения лития из рассолов [5], устраняющий недостатки предыдущего способа [4]. Технический результат достигается тем, что получение LiCl-2Al(OH)3-mH2O осуществляют непосредственным взаимодействием смеси кристаллических хлоридаA method for obtaining a sorbent for the extraction of lithium from brines [5] was proposed, which eliminates the disadvantages of the previous method [4]. The technical result is achieved by the fact that the production of LiCl-2Al(OH) 3 -mH2O is carried out by direct interaction of a mixture of crystalline chloride

- 1 040900 алюминия и гидроксида лития в присутствии небольшого количества воды либо их концентрированных растворов. При этом взаимодействие протекает по реакции:- 1 040900 aluminum and lithium hydroxide in the presence of a small amount of water or their concentrated solutions. In this case, the interaction proceeds according to the reaction:

2А1С1з + 6LiOH + nH2O LiCl 2А1(ОН)з nH2O + 5LiCl (1).2A1C13 + 6LiOH + nH 2 O LiCl 2A1(OH)3 nH 2 O + 5LiCl (1).

Несмотря на высокое качество получаемого продукта и высокую стабильность и воспроизводимость существенным недостатком этого способа является высокий расход самого дорогостоящего товарного литиевого продукта - гидроксида лития. На 1 моль получаемого соединения требуется 6 молей LiOH. Кроме того, способ характеризуется наличием большого количества литийсодержащих отходов в виде раствора LiCl, что требует дополнительных затрат на утилизацию лития.Despite the high quality of the resulting product and high stability and reproducibility, a significant disadvantage of this method is the high consumption of the most expensive commercial lithium product - lithium hydroxide. For 1 mole of the resulting compound, 6 moles of LiOH are required. In addition, the method is characterized by the presence of a large amount of lithium-containing waste in the form of a solution of LiCl, which requires additional costs for the disposal of lithium.

Позднее этими же авторами был предложен способ получения сорбента для извлечения лития из рассолов, в основе которого лежит замена при синтезе LiCl-2Al(OH)3-nH2O LiOH на более дешевый и менее дефицитный Li2CO3 [6]. Образование твердой фазы продукта осуществляется по реакции:Later, the same authors proposed a method for obtaining a sorbent for extracting lithium from brines, which is based on the replacement of LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O LiOH with cheaper and less scarce Li 2 CO 3 in the synthesis of LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O [6]. The formation of the solid phase of the product is carried out according to the reaction:

2А1С1з + ЗЩСОз + (3 + n)H2O LiCl 2А1(ОН)з nH2O + 5LiCl + ЗСО2(2)2A1C13 + 3CHCO3 + (3 + n)H 2 O LiCl 2A1(OH)3 nH 2 O + 5LiCl + 3CO 2 (2)

При этом образующийся отход синтеза легко превращают в карбонат лития осаждением из раствора содой по реакции:In this case, the resulting synthesis waste is easily converted into lithium carbonate by precipitation from a solution with soda according to the reaction:

2LiCl + Na2CO3 -+ Li2CO3; + 2NaCl (3)2LiCl + Na 2 CO 3 -+ Li 2 CO 3 ; + 2NaCl (3)

Утилизируемый карбонат лития возвращают на производство сорбента. Таким образом, на получение 1 моля соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O расходуется в конечном итоге 0,5 моля Li2CO3. Однако, не смотря на очевидные достоинства, и этот метод имеет существенные недостатки. К недостаткам данного способа следует отнести низкую скорость взаимодействия по реакции (2) и связанную с этим длительность синтеза сорбента этим способом, занимающую несколько часов. Кроме того в процессе синтеза зачастую образуется гелеобразная фаза LiCl-2Al(OH)3-nH2O, что затрудняет отделение ее от маточного раствора. В способе также не предусматривается гранулирование порошка сорбента.Recycled lithium carbonate is returned to the production of the sorbent. Thus, in order to obtain 1 mol of the LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O compound, 0.5 mol of Li 2 CO 3 is ultimately consumed. However, despite the obvious advantages, this method also has significant drawbacks. The disadvantages of this method include the low rate of interaction according to reaction (2) and the associated duration of the synthesis of the sorbent by this method, which takes several hours. In addition, during the synthesis, a gel-like phase LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O is often formed, which makes it difficult to separate it from the mother liquor. The method also does not provide for granulation of the sorbent powder.

Разработанный способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих растворов [7] существенным образом устраняет недостатки вышеописанного способа. Способ включает получение хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития (LiCl-2Al(OH)3-nH2O) из раствора хлорида алюминия, предварительно смешанного с гидроксидом или карбонатом лития при атомном соотношении Al:Li, равном 2,0-2,3 при добавлении в смешанный раствор NaOH до рН, равного 6-7. Полученный осадок LiCl-2Al(OH)3-nH2O отделяют от раствора, сушат, измельчают до размера частиц и гранулируют при добавлении поливинилхлорида и метиленхлорида в качестве растворителя с рекуперацией испаряющегося в процессе гранулирования метиленхлорида и возвратом в производство.The developed method for obtaining a granular sorbent for the extraction of lithium from lithium-containing solutions [7] significantly eliminates the disadvantages of the above method. The method includes obtaining a chlorine-containing variety of aluminum and lithium double hydroxide (LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O) from an aluminum chloride solution preliminarily mixed with lithium hydroxide or carbonate at an Al:Li atomic ratio of 2.0-2.3 when adding in a mixed NaOH solution to a pH of 6-7. The resulting precipitate LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O is separated from the solution, dried, crushed to particle size and granulated with the addition of polyvinyl chloride and methylene chloride as a solvent with the recovery of methylene chloride evaporating during the granulation process and return to production.

По своей технической сущности и достигаемому результату этот способ является наиболее близким к заявляемому и выбран нами в качестве прототипа. Однако наряду с несомненными достоинствами данный способ имеет недостатки. Недостатками способа являются:In terms of its technical essence and the achieved result, this method is the closest to the claimed one and was chosen by us as a prototype. However, along with the undoubted advantages, this method has disadvantages. The disadvantages of the method are:

использование фильтрации для отделения синтезированного ДГАЛ-Cl от маточного раствора приводит к образованию очень плотного кека, который необходимо измельчать перед переходом на следующую технологическую операцию;the use of filtration to separate the synthesized DHAL-Cl from the mother liquor leads to the formation of a very dense cake, which must be crushed before moving on to the next technological operation;

избыточное содержание хлорида лития в готовом продукте, приводящее к необоснованному повышенному расходу дорогостоящих литиевых реагентов при производстве сорбента ДГАЛ-Cl;excessive content of lithium chloride in the finished product, leading to unreasonable increased consumption of expensive lithium reagents in the production of the DGAL-Cl sorbent;

необоснованно высокая продолжительность одноступенчатого процесса сушки порошка ДГАЛ-Cl;unreasonably long duration of the one-stage drying process of the DHAL-Cl powder;

высокое остаточное содержание органического растворителя в экструдате, что приводит к повышенному расходу растворителя, с одной стороны, и ухудшение санитарно-гигиенических условий на производстве, с другой стороны;high residual content of organic solvent in the extrudate, which leads to increased consumption of the solvent, on the one hand, and the deterioration of sanitary and hygienic conditions in the workplace, on the other hand;

необоснованно заниженный показатель механической прочности исходных гранул ДГАЛ-Cl, полученных дроблением дегазированного экструдата, вследствие их неправильной формы;unreasonably low index of mechanical strength of the initial granules of DHAL-Cl, obtained by crushing degassed extrudate, due to their irregular shape;

система рекуперации метиленхлорида, основанная на масляной абсорбции - десорбции его паров с последующей конденсацией в жидкую фазу не только громоздка и сложна в эксплуатации, но и пожароопасна вследствие единовременного использования большого объема горючего материала в виде вакуумного масла;methylene chloride recovery system based on oil absorption - desorption of its vapors with subsequent condensation into the liquid phase is not only cumbersome and difficult to operate, but also fire hazardous due to the simultaneous use of a large volume of combustible material in the form of vacuum oil;

высокая упругость паров метиленхлорида вследствие его низкой температуры кипения (40°C), приводящая к большим потерям данного хлорорганического растворителя при экструзии;high vapor pressure of methylene chloride due to its low boiling point (40°C), leading to large losses of this organochlorine solvent during extrusion;

использование для получения водного раствора AlCl3, содержащего литий только дорогостоящих товарных литиевых продуктов в виде Li2CO3 и LiOH-H2O, в то время как в условиях действующего литиевого производства имеется целый ряд литийсодержащих полупродуктов и отходов производства, которые могут успешно быть применены для приготовления алюминийлитиевого раствора.the use of only expensive commercial lithium products in the form of Li 2 CO 3 and LiOH-H2O to obtain an aqueous solution of AlCl 3 containing lithium, while in the conditions of the existing lithium production there are a number of lithium-containing intermediate products and production waste that can be successfully used for preparation of aluminum-lithium solution.

Предлагаемый способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих рассолов в условиях производства товарной литиевой продукции сохраняет все преимущества прототипа и устраняет вышеперечисленные недостатки.The proposed method for obtaining a granular sorbent for the extraction of lithium from lithium-containing brines in the production of commercial lithium products retains all the advantages of the prototype and eliminates the above disadvantages.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Технический результат, обеспечивающий устранение указанных недостатков достигается использованием следующих приёмов и операций.The technical result, which ensures the elimination of these shortcomings, is achieved using the following methods and operations.

- 2 040900- 2 040900

Дисперсную фазу (порошок) двойного гидроксида алюминия и лития (ДГАЛ-Cl) получают из раствора хлорида алюминия с уровнем концентрации AlCl3 45-220 кг/м3, содержащего литий, при добавлении гидроксида натрия до достижения рН от 6,5 до 7, при этом атомное отношение Al:Li в растворе хлорида алюминия, содержащем литий, составляет от 2,0 до 2,3. Раствор хлорида алюминия, содержащий литий, готовят растворением кристаллогидрата шестиводного хлорида алюминия в водных растворах, содержащих расчетное количество лития, как в форме индивидуальных (товарных) соединений лития LiCl, Li2CO3, LiOH-H2O, так и в форме смесей этих соединений и/или в форме литийсодержащих растворов и смесей литийсодержащих растворов или в форме смесей литийсодержащих растворов с индивидуальными соединениями лития, поступающих с соответствующих переделов производства товарных литиевых продуктов LiCl, Li2CO3, LiOH-H2O, получаемых из природных литийсодержащих рассолов. Отделение дисперсной фазы ДГАЛ-Cl от маточного раствора (водный раствор NaCl) осуществляют центрифугированием с дальнейшим использованием фугата для производства обеззараживающего раствора гипохлорита натрия. Дисперсную фазу ДГАЛ-Cl после отделения от фугата распульповывают в расчетном объеме воды, удаляя из ДГАЛ-Cl избыток LiCl путем десорбции в жидкую фазу при перемешивании пульпы в течение 20-30 мин. Пульпу центрифугируют, направляя фугат (водный раствор LiCl) на операцию приготовления раствора хлорида алюминия, содержащего литий, а дисперсную фазу ДГАЛ-Cl направляют на двухступенчатую сушку, осуществляемую на первой ступени нагретым воздухом в режиме кипящего слоя с поддержанием температуры в зоне сушки 70-75°C до остаточной влажности ДГАЛ-Cl 9,0-9,5 мас.%, на второй ступени в режиме вакуумной сушки с ворошением и поддержанием температуры в зоне сушки 60-65°C до остаточной влажности ДГАЛ-Cl 1,5-2,0 мас.%.The dispersed phase (powder) of aluminum and lithium double hydroxide (DHAL-Cl) is obtained from an aluminum chloride solution with a concentration level of AlCl 3 45-220 kg / m 3 containing lithium, with the addition of sodium hydroxide until a pH of 6.5 to 7 is reached, while the atomic ratio of Al:Li in a solution of aluminum chloride containing lithium is from 2.0 to 2.3. An aluminum chloride solution containing lithium is prepared by dissolving crystalline aluminum chloride hexahydrate in aqueous solutions containing the calculated amount of lithium, both in the form of individual (commercial) lithium compounds LiCl, Li 2 CO 3 , LiOH-H 2 O, and in the form of mixtures of these compounds and / or in the form of lithium-containing solutions and mixtures of lithium-containing solutions or in the form of mixtures of lithium-containing solutions with individual lithium compounds coming from the corresponding stages of production of commercial lithium products LiCl, Li 2 CO 3 , LiOH-H 2 O obtained from natural lithium-containing brines. The separation of the dispersed phase of DHAL-Cl from the mother liquor (aqueous solution of NaCl) is carried out by centrifugation with further use of centrifuge for the production of a disinfecting solution of sodium hypochlorite. The dispersed phase of DHAL-Cl after separation from the centrate is pulped in the calculated volume of water, removing excess LiCl from DHAL-Cl by desorption into the liquid phase with stirring of the pulp for 20-30 min. The pulp is centrifuged by directing the centrifuge (an aqueous solution of LiCl) to the operation of preparing a solution of aluminum chloride containing lithium, and the dispersed phase of DHAL-Cl is sent to a two-stage drying, carried out at the first stage with heated air in a fluidized bed mode with maintaining a temperature in the drying zone of 70-75 °C to a residual moisture content of DGAL-Cl 9.0-9.5 wt.%, at the second stage in the vacuum drying mode with agitation and maintaining a temperature in the drying zone of 60-65°C to a residual moisture content of DGAL-Cl 1.5-2 .0 wt.%.

Из высушенного и измельченного порошка ДГАЛ-Cl готовят пасту, смешивая его с предварительно приготовленным раствором хлорированного поливинилхлорида (смола ХПВХ) с хлорорганическим растворителем, в качестве которого наряду с метиленхлоридом используют трихлорэтилен или тетрахлорэтилен или их смеси. Приготовленную пасту экструдируют через фильеры диаметром 5 мм. Экструдат приводят в противоточный контакт с нагретым до 120-130°C воздушным потоком, освобождая экструдат от испаряющегося в воздушный поток хлорсодержащего растворителя. Экструдат, прошедший стадию воздушной дегазации направляют на стадию вакуумной дегазации под разрежением 0,4-0,6 ат. Экструдат после дегазации подвергают дроблению и классификации с возвратом ретура (мелкая фракция гранулированного ДГАЛ-Cl) на операцию приготовления пасты. Гранулы ДГАЛ-Cl с размером не менее 1,0 мм и не более 2,0 мм подвергают окатыванию, придавая гранулированному сорбенту округлую форму гранул, повышая тем самым их механическую прочность и возвращая отсев на операцию приготовления пасты.A paste is prepared from the dried and crushed DGAL-Cl powder by mixing it with a pre-prepared solution of chlorinated polyvinyl chloride (CPVC resin) with an organochlorine solvent, which, along with methylene chloride, uses trichlorethylene or tetrachlorethylene or mixtures thereof. The prepared paste is extruded through dies with a diameter of 5 mm. The extrudate is brought into countercurrent contact with an air stream heated to 120-130°C, releasing the extrudate from the chlorine-containing solvent evaporating into the air stream. The extrudate that has passed the stage of air degassing is sent to the stage of vacuum degassing under a vacuum of 0.4-0.6 at. The extrudate after degassing is subjected to crushing and classification with the return of the retur (fine fraction of granulated DHAL-Cl) to the paste preparation operation. Granules of DGAL-Cl with a size of not less than 1.0 mm and not more than 2.0 mm are subjected to pelletizing, giving the granular sorbent a rounded shape of the granules, thereby increasing their mechanical strength and returning screenings to the paste preparation operation.

Охлажденный при дегазации экструдата воздушный поток, насыщенный парами хлорорганического растворителя или смесью их паров, направляют на компримирование под давлением 6 ат, охлаждая при этом паровоздушный поток до -3°C с конденсацией в жидкую фазу паров хлорорганического растворителя или смеси паров хлорорганических растворителей и воды. Отделение конденсированной фазы от газовой осуществляют туманоулавливанием с отстаиванием и разделением фаз хлорорганического растворителя или смеси хлорорганических растворителей от воды.The air stream cooled during degassing of the extrudate, saturated with vapors of an organochlorine solvent or a mixture of their vapors, is directed to compression under a pressure of 6 atm, while cooling the vapor-air stream to -3°C with condensation of vapors of an organochlorine solvent or a mixture of vapors of organochlorine solvents and water into the liquid phase. The separation of the condensed phase from the gaseous phase is carried out by fogging with settling and separation of the phases of the organochlorine solvent or mixture of organochlorine solvents from water.

Глубокое охлаждение освобожденного от конденсированной фазы компримированного паровоздушного потока проводят до -15°C с глубокой конденсацией паров хлорорганического растворителя или смеси их паров в жидкую фазу и паров воды в кристаллы льда с последующим отделением конденсированных фаз от воздушного потока и разделением конденсированных фаз на твердую (лед) и жидкую (хлорорганический растворитель или смесь хлорорганических растворителей). Декомпрессию освобожденного от конденсированных фаз воздушного потока осуществляют путём нагревания до 0°C. После чего осуществляют нагрев очищенного и осушенного воздушного потока до 120-130°C с возвратом на операцию дегазации экструдата.Deep cooling of the compressed vapor-air flow released from the condensed phase is carried out to -15°C with deep condensation of vapors of an organochlorine solvent or a mixture of their vapors into a liquid phase and water vapor into ice crystals, followed by separation of the condensed phases from the air stream and separation of the condensed phases into solid (ice ) and liquid (organochlorine solvent or mixture of organochlorine solvents). The decompression of the air flow released from the condensed phases is carried out by heating to 0°C. After that, the purified and dried air flow is heated up to 120-130°C with return to the extrudate degassing operation.

После объединения жидких конденсированных фаз хлорорганического растворителя или смеси хлорорганических растворителей, выделенных на операциях компримирования и глубокого охлаждения паровоздушного потока, жидкий растворитель возвращают на операцию растворения хлорированного поливинилхлорида. Объединенную фазу кристаллов льда с жидкой конденсированной фазой операции компримирования паровоздушного потока подают на операцию приготовления раствора AlCl3, содержащего литий.After combining the liquid condensed phases of an organochlorine solvent or a mixture of organochlorine solvents isolated in the operations of compression and deep cooling of the vapor-air flow, the liquid solvent is returned to the operation of dissolving chlorinated polyvinyl chloride. The combined phase of ice crystals with the liquid condensed phase of the operation of compressing the steam-air flow is fed to the operation of preparing an AlCl3 solution containing lithium.

В результате осуществления способа согласно настоящему изобретению получают гранулированный сорбент на основе соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O, имеющий механическую прочность от 98,9±0,2% до 99,2±0,2% и статическую обменную емкость по LiCl, мг Li/г сорбента, от 5,9±0,1 мг до 6,2±0,1 мг.As a result of the method according to the present invention, a granular sorbent based on the LiCl-2Al(OH) 3 -nH 2 O compound is obtained, having a mechanical strength of 98.9±0.2% to 99.2±0.2% and a static exchange capacity for LiCl, mg Li/g sorbent, from 5.9±0.1 mg to 6.2±0.1 mg.

Преимущества предлагаемых решений по сравнению с прототипом состоят:The advantages of the proposed solutions compared to the prototype are:

1) в снижении себестоимости производства гранулированного селективного к литию сорбента ДГАЛ-Cl за счет снижения расхода литийсодержащего реагента при синтезе дисперсной фазы ДГАЛ-Cl, замены дорогих товарных литиевых продуктов на литийсодержащие полупродукты и отходы производства товарной литиевой продукции, например, из литиеносных природных рассолов, извлечения и возврата в производство содержащегося в синтезированном ДГАЛ-Cl избытка LiCl, упрощения системы1) in reducing the cost of production of granular lithium-selective sorbent DGAL-Cl by reducing the consumption of lithium-containing reagent in the synthesis of the dispersed phase of DGAL-Cl, replacing expensive commercial lithium products with lithium-containing intermediates and waste products from the production of commercial lithium products, for example, from lithium-bearing natural brines, extraction and return to production of the excess LiCl contained in the synthesized DHAL-Cl, simplification of the system

- 3 040900 рекуперации хлорорганического растворителя;- 3 040900 recovery of organochlorine solvent;

2) в повышении механической прочности гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl;2) in increasing the mechanical strength of the granular sorbent DGAL-Cl;

3) в снижении пожароопасности производства;3) in reducing the fire hazard of production;

4) в снижении выброса паров хлорорганического растворителя в воздух рабочей зоны и окружающую среду.4) in reducing the emission of organochlorine solvent vapors into the air of the working area and the environment.

Реальность достижения технического результата подтверждается описанием технологической схемы процесса производства гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl.The reality of achieving the technical result is confirmed by the description of the technological scheme of the production process of the granular sorbent DGAL-Cl.

Перечень чертежей и таблицList of drawings and tables

Фиг. 1. Технологическая схема получения гранулированного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих рассолов в условиях производства товарной литиевой продукции.Fig. 1. Technological scheme for obtaining a granular sorbent for the extraction of lithium from lithium-containing brines in the conditions of production of commercial lithium products.

Фиг. 2. Таблица показателей свойств органических растворителей, используемых при гранулировании порошка ДГАЛ-Cl.Fig. 2. Table of indicators of the properties of organic solvents used in the granulation of DHAL-Cl powder.

Фиг. 3. Графики зависимости упругости паров трихлорэтилена (ТХЭ) от температуры.Fig. 3. Graphs of the dependence of the vapor pressure of trichlorethylene (TCE) on temperature.

Фиг. 4. Таблица результатов тестирования образцов гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl, произведенных с использованием смешанных литийалюминийсодержащих водных растворов, полученных из различных литийсодержащих источников.Fig. 4. Table of test results for samples of granular sorbent DGAL-Cl produced using mixed lithium-aluminum-containing aqueous solutions obtained from various lithium-containing sources.

Фиг. 5. Сравнительные химические составы образцов гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl с предварительным удалением свободного хлорида лития из синтезированной дисперсной фазы ДГАЛ-Cl и без предварительного удаления.Fig. Fig. 5. Comparative chemical compositions of samples of granular sorbent DHAL-Cl with and without preliminary removal of free lithium chloride from the synthesized dispersed phase of DHAL-Cl.

Фиг. 6. Результаты тестирования образца гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl, прошедшего операцию удаления свободного (избыточного) хлорида лития до сушки дисперсной фазы ДГАЛ-Cl, измельчения и гранулирования в сравнении с образцом, прошедшим стадию удаления свободного хлорида лития после гранулирования и остывания.Fig. Fig. 6. Results of testing a sample of the granular sorbent DGAL-Cl that underwent the operation of removing free (excess) lithium chloride before drying the dispersed phase of DHAL-Cl, grinding and granulating in comparison with the sample that underwent the stage of removing free lithium chloride after granulating and cooling.

В соответствии с технологической схемой (фиг. 1) основными технологическими переделами в промышленном производстве литиевых продуктов, например, в производстве литиевых продуктов из литиеносного гидроминерального сырья являются: сорбционное обогащение рассола по литию хлориду с последующим удалением остатка рассола и получением первичного литиевого концентрата, содержащего, как правило, не более 10 кг/м3 LiCl, концентрирование первичного литиевого концентрата до продуктивного, содержащего LiCl от 60 до 480 кг/м3 в зависимости от необходимости получения того или иного литиевого продукта, получение из продуктивного литиевого концентрат товарных литиевых продуктов в виде карбоната лития технического, карбоната лития батарейного качества, гидроксида лития моногидрата марок ЛГО-3, ЛГО-2. ЛГО-1, хлорида лития технического. Каждый из производимых товарных продуктов может быть использован в качестве исходного реагента для приготовления водного литийалюминиевого хлоридного раствора, применяемого в синтезе дисперсной фазы хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития (LiCl·2Al(ОН)2nH2O).In accordance with the technological scheme (Fig. 1), the main technological stages in the industrial production of lithium products, for example, in the production of lithium products from lithium-bearing hydro-mineral raw materials, are: sorption enrichment of brine for lithium chloride, followed by removal of the remaining brine and obtaining a primary lithium concentrate containing as a rule, not more than 10 kg/m 3 LiCl, concentration of the primary lithium concentrate to a productive one containing LiCl from 60 to 480 kg/m 3 depending on the need to obtain one or another lithium product, obtaining commercial lithium products from the productive lithium concentrate in the form technical lithium carbonate, battery grade lithium carbonate, lithium hydroxide monohydrate grades LGO-3, LGO-2. LGO-1, technical lithium chloride. Each of the manufactured commercial products can be used as a starting reagent for the preparation of an aqueous lithium aluminum chloride solution used in the synthesis of the dispersed phase of the chlorine-containing variety of aluminum and lithium double hydroxide (LiCl 2Al(OH) 2 nH 2 O).

Процесс получения водного литийалюминиевого хлоридного раствора из товарных литиевых продуктов описывается следующими уравнениями химических реакций:The process of obtaining an aqueous lithium aluminum chloride solution from commercial lithium products is described by the following equations of chemical reactions:

Н2О + А1С1з + П2СОз А1С1(ОН)2 + 2LiCl + СО2$(1)H 2 O + A1C1z + P 2 COz A1C1 (OH) 2 + 2LiCl + CO 2 $ (1)

Н2О + А1С1з + LiCl А1С12(ОН) + LiCl + НС1(2)H 2 O + A1C1z + LiCl A1C1 2 (OH) + LiCl + HC1 (2)

LiOH Н2О + А1С1з AlCh(OH) + LiCl + Н2О(3)LiOH H 2 O + A1C13 AlCh(OH) + LiCl + H 2 O(3)

Поскольку жестких требований по содержанию примесей в смешанном литийалюминиевом хлоридном растворе не существует, для его приготовления могут использоваться не только товарные литиевые продукты, но и техногенные литийсодержащие материалы и отходы производства в виде и смесей растворов. Так для приготовления смешанного литийалюминиевого водного раствора могут успешно применяться первичный литиевый концентрат (раствор LiCl 10 кг/м3 с примесью NaCl и KCl), продуктивный литиевый концентрат (концентрированный раствор LiCl с примесью NaCl и KCl), которые берутся с соответствующих технологических переделов в расчетных количествах. Кроме того, эффективным реагентом для получения смешанного литийалюминиевого хлоридного раствора может быть раствор бикарбоната лития, являющийся техногенным полупродуктом при производстве карбоната лития батарейного качества. В этом случае химическое описание процесса следующее:Since there are no strict requirements for the content of impurities in a mixed lithium-aluminum chloride solution, not only commercial lithium products, but also technogenic lithium-containing materials and production waste in the form and mixtures of solutions can be used for its preparation. So, for the preparation of a mixed lithium-aluminum aqueous solution, primary lithium concentrate (LiCl solution 10 kg / m 3 with NaCl and KCl admixture), productive lithium concentrate (concentrated LiCl solution with NaCl and KCl admixture), which are taken from the corresponding technological stages in the calculated quantities. In addition, an effective reagent for obtaining a mixed lithium aluminum chloride solution can be a solution of lithium bicarbonate, which is a technogenic intermediate in the production of lithium carbonate of battery quality. In this case, the chemical description of the process is as follows:

L1HCO3 + А1С1з А1С12(ОН) + LiCl + СО2$ (4)L1HCO3 + A1C13 A1C1 2 (OH) + LiCl + CO 2 $ (4)

Исходными реагентами для получения смешанного литийалюминиевого водного хлоридного раствора могут служить: отход производства батарейного карбоната лития - литиевый карбонатнощелочной раствор, содержащий NaCl и KCl в качестве основной примеси; отход производства LiOH-H2O - раствор LiOH, содержащий NaOH и KOH в качестве примесей.The starting reagents for obtaining a mixed lithium-aluminum aqueous chloride solution can be: waste from the production of battery lithium carbonate - lithium carbonate-alkaline solution containing NaCl and KCl as the main impurity; waste production of LiOH-H 2 O - LiOH solution containing NaOH and KOH as impurities.

Оптимальный диапазон концентраций алюминия в смешанном литийалюминий содержащим водным хлоридном растворе составляет 45-220 г/дм3 в пересчете на AlCl3, поскольку при содержании AlCl3 ниже 45 г/дм3 образующийся осадок ДГАЛ-Cl начинает интенсивно обводняться и плохо отделяется от маточного раствора, а при содержании AlCl3 выше 220 г/дм3 маточный раствор пересыщается по NaCl и осадок ДГАЛ-Cl заряжается кристаллами поваренной соли.The optimal range of aluminum concentrations in a mixed lithium-aluminum containing aqueous chloride solution is 45-220 g/dm 3 in terms of AlCl3, since when the AlCl3 content is below 45 g/dm 3 , the resulting DHAL-Cl precipitate begins to intensively water and is poorly separated from the mother liquor, and when the content of AlCl3 is higher than 220 g/ dm3 , the mother liquor becomes supersaturated with NaCl and the DHAL-Cl precipitate is charged with common salt crystals.

- 4 040900- 4 040900

Смешанный литийалюминиевый водный хлоридный раствор приводят в контакт при перемешивании с 1,0-2,5N раствором NaOH добавляемый порциями до установления показателя рН образующейся пульпы 6,5-7,0. Полученную пульпу центрифугируют, отделяя жидкую фазу (водный раствор NaCl) от твердой фазы синтезированного соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O. Жидкую фазу (фугат) используют либо в качестве продуктивного раствора для получения кристаллической поваренной соли упариванием и сушкой, либо в качестве подпиточного раствора для получения обеззараживающего раствора гипохлорита натрия, производимого из NaOH и Cl2, получаемых мембранным электролизом водного раствора NaCl.The mixed lithium-aluminum aqueous chloride solution is brought into contact with stirring with a 1.0-2.5N NaOH solution added in portions until the pH of the resulting pulp is set to 6.5-7.0. The resulting pulp is centrifuged, separating the liquid phase (aqueous solution of NaCl) from the solid phase of the synthesized compound LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O. The liquid phase (fugate) is used either as a productive solution to obtain crystalline common salt by evaporation and drying, or as a make-up solution to obtain a disinfecting sodium hypochlorite solution produced from NaOH and Cl 2 obtained by membrane electrolysis of an aqueous solution of NaCl.

Синтезированную твердую фазу соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O (ДГАЛ-Cl) механически выгружают из центрифуги шнеком (измельчение твердой фазы не требуется) и рас-пульповывают в заданном объеме пресной воды и перемешивают в течение 20-30 мин для удаления избытка LiCl из фазы ДГАЛ-Cl в жидкую фазу. Полученный водный раствор LiCl отделяют от ДГАЛ-Cl центрифугированием пульпы. Водный раствор LiCl (фугат) используют для приготовления смешанного литийалюмиевого водного хлоридного раствора.The synthesized solid phase of the compound LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O (DHAL-Cl) is mechanically unloaded from the centrifuge by a screw (grinding of the solid phase is not required) and pulped in a given volume of fresh water and stirred for 20-30 min to remove excess LiCl from the DHAL-Cl phase to the liquid phase. The resulting aqueous solution of LiCl is separated from DHAL-Cl by pulp centrifugation. An aqueous solution of LiCl (centrate) is used to prepare a mixed lithium aluminum chloride aqueous solution.

Отфугованный ДГАЛ-Cl сушат. Поскольку сушка ДГАЛ-Cl должна протекать при температуре в зоне сушке, исключающей получение высококристаллизованного материала, для достижения максимальной производительности ДГАЛ-Cl сушат в две ступени: на первой ступени при температуре 70-75°C в кипящем слое, создаваемом потоком воздуха, до остаточного влагосодержания 9,0-9,5 мас.%; на второй ступени при 60-65°C в режиме вакуумной сушки с ворошением до остаточного влагосодержания 1,5-2,0 мас.%. Сухой порошок ДГАЛ-Cl измельчают до размера частиц < 0,1 мм.The stripped DHAL-Cl is dried. Since the drying of DHAL-Cl should proceed at a temperature in the drying zone, which excludes the production of highly crystalline material, to achieve maximum productivity, DHAL-Cl is dried in two stages: at the first stage at a temperature of 70-75 ° C in a fluidized bed created by an air flow, to a residual moisture content 9.0-9.5 wt.%; in the second stage at 60-65°C in vacuum drying mode with agitation to a residual moisture content of 1.5-2.0 wt.%. The dry powder of DHAL-Cl is ground to a particle size of <0.1 mm.

Измельченный порошок смешивают до образования однородной пасты с порошком хлорированного поливинилхлорида (ХПВХ - пластификатор) и органическим растворителем (Р) в качестве которого используют либо метиленхлорид, либо трихлорэтилен, либо тетрахлорэтилен (перхлорэтилен), либо их смеси. Пасту подвергают экструзии через фильеры диаметром 5 мм. Размер диаметра фильер 5 мм является оптимальным, так как при этом обеспечивают наиболее высокий выход продукта заданного размера при достаточно высокой степени дегазации экструдата. Экструдат дегазируют в противоточном движении потоком воздуха. Как следует из содержимого таблицы и графических зависимостей упругости пара растворителей от температуры, представленных на фиг. 2 использование тетрахлорэтилена предпочтительнее вследствие минимизации его потерь при получении пасты и экструзии вследствие значительно меньшей упругости его паров, минимальной растворимости в нем воды, минимальной теплоты испарения, что обеспечивает в конечном итоге минимальные его потери при рекуперации и максимальный возврат в производство при высоком качестве возвращаемого реагента.The crushed powder is mixed until a homogeneous paste is formed with chlorinated polyvinyl chloride powder (CPVC - plasticizer) and an organic solvent (P), which is either methylene chloride, or trichlorethylene, or tetrachlorethylene (perchlorethylene), or mixtures thereof. The paste is extruded through dies with a diameter of 5 mm. The size of the die diameter of 5 mm is optimal, since it provides the highest yield of the product of a given size with a sufficiently high degree of degassing of the extrudate. The extrudate is degassed in a countercurrent flow of air. As follows from the contents of the table and the graphic dependences of the vapor pressure of solvents on temperature, presented in Fig. 2 the use of tetrachlorethylene is preferable due to the minimization of its losses during the production of paste and extrusion due to the significantly lower elasticity of its vapors, the minimum solubility of water in it, the minimum heat of evaporation, which ultimately ensures its minimum losses during recovery and maximum return to production with a high quality of the returned reagent .

Для более полного удаления растворителя экструдат прошедший стадию воздушной дегазации подвергают вакуумной дегазации под разрежением 0,4-0,6 ат. Дегазированный экструдат дробят и классифицируют. Мелкую фракцию направляют на операцию смешения (получения пасты), а гранулы ДГАЛCl размером в диапазоне > 1,0 мм и < 2,0 мм окатывают для придания гранулам округлой формы, мелкую фракцию отсеивают и также направляют на операцию смешения. Товарный гранулированный ДГАЛ-Cl затаривают в барабаны.For a more complete removal of the solvent, the extrudate that has passed the stage of air degassing is subjected to vacuum degassing under a vacuum of 0.4-0.6 at. The degassed extrudate is crushed and classified. The fine fraction is sent to the mixing operation (obtaining a paste), and the DHALCl granules with sizes in the range > 1.0 mm and < 2.0 mm are rolled to give the granules a rounded shape, the fine fraction is screened out and also sent to the mixing operation. Commodity granulated DGAL-Cl is packed into drums.

Воздушный поток, насыщенный парами растворителя (Р) направляют на компримирование (давление 6 ат., температура -3°C) частично конденсируя в жидкую фазу пары растворителя и водяные пары и отделяя их от паровоздушной смеси туманоулавливанием. Конденсат отстаивают, отделяя фазу воды от фазы растворителя. Компримированную паровоздушную смесь, прошедшую стадию туманоулавливания, охлаждают до температуры -15°C, конденсируя пары растворителя в жидкую фазу, а пары воды в кристаллы и отделяя от воздушного потока также туманоулавливанием. Конденсированную жидкую фазу растворителя отделяют от кристаллов льда, смешивают с растворителем, сконденсированным на операции компримирования и направляют на операцию получения пасты смешения. Кристаллы льда смешивают с жидкой фазой воды, сконденсированной на операции компримирования и используют на операции получения смешанного литийалюминиевого водного хлоридного раствора. Данный технологический процесс позволяет довести степень рекуперации: в случае использования низкокипящих растворителей до 97-99%.The air stream saturated with solvent vapors (P) is directed to compression (pressure 6 at., temperature -3°C), partially condensing solvent vapors and water vapors into the liquid phase and separating them from the vapor-air mixture by fogging. The condensate is settled by separating the water phase from the solvent phase. The compressed vapor-air mixture that has passed the misting stage is cooled to a temperature of -15°C, condensing the solvent vapor into a liquid phase, and the water vapor into crystals and separating it from the air flow also by misting. The condensed liquid phase of the solvent is separated from the ice crystals, mixed with the solvent condensed in the compression operation and sent to the mixing paste production operation. The ice crystals are mixed with the liquid phase of water condensed in the compression step and used in the mixed lithium aluminum chloride aqueous solution step. This technological process allows to bring the degree of recovery: in the case of using low-boiling solvents up to 97-99%.

Очищенный и осушенный воздушный поток нагревают до температуры 120-130°C и направляют на операцию воздушной дегазации экструдата.The cleaned and dried air flow is heated to a temperature of 120-130°C and sent to the operation of air degassing of the extrudate.

Возможна реализация процесса рекуперации растворителя в одну стадию вымораживанием. В этом случае для обеспечения степени рекуперации метиленхлорида 94-95% необходимо охлаждение паровоздушного потока до -70°C. В случае использования в качестве растворителей трихлорэтилена или тетрахлорэтилена для достижения степени рекуперации 97% и выше достаточно охлаждать паровоздушный поток до -15°C. Выбор того или иного варианта рекуперации растворителя осуществляют на основании результатов технико-экономических расчетов, выполняемых на стадии обоснования инвестиций для практической реализации разработки.It is possible to implement the solvent recovery process in one stage by freezing. In this case, to ensure the degree of recovery of methylene chloride 94-95%, it is necessary to cool the steam stream to -70°C. In the case of using trichlorethylene or tetrachlorethylene as solvents, in order to achieve a degree of recovery of 97% or more, it is sufficient to cool the steam-air flow to -15°C. The choice of one or another variant of solvent recovery is carried out on the basis of the results of technical and economic calculations performed at the stage of investment justification for the practical implementation of the development.

Пример 1. В лабораторных условиях проводили сравнительные испытания сорбционнодесорбционных свойств партий гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl, произведенных из различных литийсодержащих материалов в соответствии с технологической схемой, представленной на фиг. 1.Example 1. Comparative testing of the sorption-desorption properties of batches of granular DGAL-Cl sorbent produced from various lithium-containing materials was carried out in laboratory conditions in accordance with the technological scheme shown in Fig. 1.

- 5 040900- 5 040900

Образец № 1 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного путем растворения 385,1 г AlCl3-6H2O в 3,03 л карбонатно-щелочного водного раствора состава (г/дм3): литий в пересчете на Li2CO3 - 10,9000; SO4 - 0,0531; Ni - 0,0016; Pb 0,0075; Cu - 0,0060; Na - 0,5056; Са - 0,0209; Mg - 0,0138; Fe - 0,0006; В - 0,0938; Cl - 0,7502; pH 9,7, являющегося реальным отходом производства карбоната лития батарейного качества, из технического карбоната лития.Sample No. 1 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by dissolving 385.1 g of AlCl 3 -6H2O in 3.03 l of an alkaline carbonate aqueous solution of composition (g / dm 3 ): lithium in terms of Li2CO 3 - 10, 9000; SO 4 - 0.0531; Ni - 0.0016; Pb 0.0075; Cu - 0.0060; Na - 0.5056; Ca - 0.0209; Mg - 0.0138; Fe - 0.0006; B - 0.0938; Cl - 0.7502; pH 9.7, which is a real waste from the production of battery-grade lithium carbonate from technical grade lithium carbonate.

Образец № 2 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора получаемого путем разбавления водой с доводкой суммарного объема до 1 л смеси 403,5 г AlCl3-6H2O с 0,17 л отработанного католита состава (г/дм3): LiOH - 120; NaOH - 3,5, являющегося отходом производства LiOH-H2O из карбоната лития или хлорида лития.Sample No. 2 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by diluting with water to bring the total volume to 1 l of a mixture of 403.5 g AlCl 3 -6H 2 O with 0.17 l of spent catholyte composition (g / dm 3 ): LiOH - 120; NaOH - 3.5, which is a waste product of LiOH-H2O production from lithium carbonate or lithium chloride.

Образец № 3 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного путем растворения 403,4 г AlCl3-6H2O в 1,0 л раствора бикарбоната лития (содержание LiHCO3 - 63,5 г/дм3).Sample No. 3 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by dissolving 403.4 g of AlCl 3 -6H 2 O in 1.0 L of lithium bicarbonate solution (LiHCO 3 content - 63.5 g/dm 3 ).

Образец № 4 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного путем растворения 403,2 г AlCl3-6H2O в 3,82 л первичного хлоридного литиевого концентрата состава (г/дм3): LiCl - 10,40; NaCl - 0,20; KCl - 0,1; MgCl2 - 0,02; CaCl2 - 0,04; В 0,005; SO4 - 0,03, являющегося полупродуктом производства технического карбоната лития из природного литиеносного рассола.Sample No. 4 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by dissolving 403.2 g of AlCl 3 -6H 2 O in 3.82 l of primary lithium chloride concentrate of the composition (g/dm 3 ): LiCl - 10.40; NaCl - 0.20; KCl - 0.1; MgCl 2 - 0.02; CaCl 2 - 0.04; At 0.005; SO 4 - 0.03, which is a semi-product of the production of technical lithium carbonate from natural lithium-bearing brine.

Образец № 5 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного смешиванием 0,39 л водного раствора бикарбоната лития, 1,50 л первичного литиевого концентрата, 1,25 л литийсодержащего карбонатно-щелочного раствора и 403,2 г А1С1з-6Н2О.Sample No. 5 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by mixing 0.39 L of an aqueous solution of lithium bicarbonate, 1.50 L of primary lithium concentrate, 1.25 L of a lithium-containing carbonate-alkaline solution, and 403.2 g of AlCl3-6H2O.

Образец № 6 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного смешиванием 403,1 г AlCl3 с 0,097 л продуктивного литиевого концентрата состава (г/дм3): LiCl - 481, KCl + LiCl < 4,0 г/дм3 с последующей добавкой воды с целью доведения общего объема раствора до 1 л.Sample No. 6 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by mixing 403.1 g of AlCl 3 with 0.097 l of a productive lithium concentrate of the composition (g/dm 3 ): LiCl - 481, KCl + LiCl < 4.0 g/dm 3 s subsequent addition of water in order to bring the total volume of the solution to 1 liter.

Образец № 7 произведен с использованием смешанного литийалюминийсодержащего водного хлоридного раствора, полученного путем смешивания 403,3 г AlCl3-6H2O с 40,7 г технического Li2CO3, произведенного из литиеносного природного рассола, с добавкой воды с целью доведения общего объема раствора до 1 л.Sample No. 7 was produced using a mixed lithium-aluminum-containing aqueous chloride solution obtained by mixing 403.3 g of AlCl 3 -6H 2 O with 40.7 g of technical Li 2 CO 3 produced from a lithium-bearing natural brine, with the addition of water to adjust the total volume solution up to 1 liter.

В качестве щелочного реагента при получении всех образцов использовали 1,0N раствор NaOH. В качестве растворителя при гранулировании использовали трихлорэтилен. Полученные образцы гранулированных сорбентов ДГАЛ-Cl тестировали на показатели: статическая обменная емкость по LiCl, механическая прочность, насыпной вес, набухаемость по методикам указанным в ТУ2133-23599583-2002 Сорбент для селективного извлечения лития. Для тестирования использовали литиеносный природный рассол Знаменского месторождения Иркутской области состава (г/дм3): LiCl - 2,2; NaCl - 6,1; KCl - 8,2; MgCl2 - 115; CaCl2 - 330; Br - 8,3; SO4 - 0,6; В - 0,3; SrCl2 - 3,6 pH - 5,1 и дистиллированная вода. Как следует из полученных результатов, представленных в таблице на фиг. 3 все семь образцов, имеют практически идентичные характеристики по обменной емкости и механической прочности, что подтверждает возможность использования для синтеза гранулированного сорбента в качестве литиеносных исходных реагентов широкий спектр, содержащих литий в виде хлорида, карбоната, гидроксида, включая отходы производства товарных литиевых продуктов.A 1.0 N NaOH solution was used as an alkaline reagent in the preparation of all samples. Trichlorethylene was used as a solvent for granulation. The obtained samples of granular DGAL-Cl sorbents were tested for indicators: static exchange capacity for LiCl, mechanical strength, bulk density, swelling according to the methods specified in TU2133-23599583-2002 Sorbent for selective extraction of lithium. For testing, lithium-bearing natural brine of the Znamensky deposit of the Irkutsk region was used with the composition (g/dm 3 ): LiCl - 2.2; NaCl - 6.1; KCl - 8.2; MgCl 2 - 115; CaCl 2 - 330; Br - 8.3; SO 4 - 0.6; B - 0.3; SrCl 2 - 3.6 pH - 5.1 and distilled water. As follows from the results obtained, presented in the table in Fig. 3, all seven samples have almost identical characteristics in terms of exchange capacity and mechanical strength, which confirms the possibility of using a wide range of lithium-containing starting reagents for the synthesis of granular sorbent containing lithium in the form of chloride, carbonate, hydroxide, including waste products from the production of commercial lithium products.

При этом содержащиеся в литиеносных отходах примеси не оказывают отрицательного влияния на характеристики синтезируемого гранулированного сорбента.At the same time, impurities contained in lithium-bearing waste do not adversely affect the characteristics of the synthesized granular sorbent.

Пример 2. Используя в качестве исходных реагентов AlCl3-6H2O, Li2CO3 технический, воду дистиллированную, смолу ПВХ, метиленхлорид в качестве органического растворителя получали два образца гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl.Example 2. Using as initial reagents AlCl 3 -6H 2 O, Li 2 CO 3 technical, distilled water, PVC resin, methylene chloride as an organic solvent, two samples of the granular sorbent DGAL-Cl were obtained.

Образец № 8 был изготовлен строго по технологическому регламенту, предусматриваемому схемой на фиг. 1. Образец № 9 отличался от образца № 8 тем, что из технологического регламента была исключена операция удаления избытка LiCl из синтезированной дисперсной фазы ДГАЛ-Cl. От каждого из образцов были отобраны пробы по 0,2 кг, которые были протестированы по методикам, представленным в примере 1. Перед тестированием образцы сорбентов были проанализированы с целью определения их исходного количественного вещественного состава. При этом образец № 9 перед тестированием был приведен в контакт с 0,5 дм3 дистиллированной воды для удаления избыточного хлорида лития и высушен до постоянного веса в вакуумной сушилке. Результаты химического анализа количественного вещественного состава исходных образцов представлены в таблице на фиг. 5. Результаты тестирования в таблице на фиг. 6. Из полученных результатов следует, что тестовые показатели сравниваемых образцов идентичны. Однако удаление избыточного лития на стадии синтеза дисперсной фазы ДГАЛ-Cl позволяет, во-первых, возвращать в производство сорбент на стадии синтеза 22,5% дорогостоящего хлорида лития от используемого его количества, во-вторых, исключить необходимость операции подготовки гранулированного сорбента для использования по прямому назначению.Sample No. 8 was manufactured strictly according to the technological schedule provided for by the scheme in Fig. 1. Sample no. 9 differed from sample no. 8 in that the procedure for removing excess LiCl from the synthesized dispersed phase of DHAL-Cl was excluded from the technological schedule. Samples of 0.2 kg were taken from each of the samples, which were tested according to the methods presented in example 1. Before testing, the sorbent samples were analyzed to determine their initial quantitative material composition. In this case, sample No. 9 before testing was brought into contact with 0.5 dm 3 of distilled water to remove excess lithium chloride and dried to constant weight in a vacuum dryer. The results of the chemical analysis of the quantitative material composition of the initial samples are presented in the table in Fig. 5. Test results in the table in FIG. 6. It follows from the obtained results that the test parameters of the compared samples are identical. However, the removal of excess lithium at the stage of synthesis of the dispersed phase of DHAL-Cl makes it possible, firstly, to return 22.5% of the expensive lithium chloride from its used amount to the production of the sorbent at the stage of synthesis, and secondly, to eliminate the need for the operation of preparing a granular sorbent for use in direct purpose.

- 6 040900- 6 040900

Пример 3. Используя в качестве исходных реагентов AlCl3-6H2O, Li2CO3 технический, воду дистиллированную, смолу ПВХ и различные органические растворители (метиленхлорид, трихлорэтилен и тетерахлорэтилен) получали три образца гранулированного сорбента по технологическому регламенту соответствующему технологической схеме (фиг. 1). Образец № 10 - растворитель метиленхлорид, образец № 11 - растворитель трихлорэтилен, образец № 12 - растворитель - тетрахлорэтилен. Полученные образцы тестировали на механическую прочность. Показатели механической прочности тестируемых образцов оказались следующими (%): образец № 10 - 99,1 ±0,1; образец № 11 - 99,0±0,1; образец № 12 99,1±0,1. Разница в механической прочности тестируемых образцов ДГАЛ-Cl гранулированного, полученного с использованием различных растворителей находится в пределах погрешности определения.Example 3. Using AlCl 3 -6H2O, Li2CO 3 technical, distilled water, PVC resin and various organic solvents (methylene chloride, trichlorethylene and tetrachlorethylene) as initial reagents, three samples of granular sorbent were obtained according to the technological schedule corresponding to the technological scheme (Fig. 1). Sample No. 10 - solvent methylene chloride, sample No. 11 - solvent trichlorethylene, sample No. 12 - solvent - tetrachlorethylene. The obtained samples were tested for mechanical strength. The mechanical strength indicators of the tested samples were as follows (%): sample No. 10 - 99.1 ± 0.1; sample No. 11 - 99.0±0.1; sample No. 12 99.1±0.1. The difference in the mechanical strength of the tested samples of granular DHAL-Cl obtained using various solvents is within the error of determination.

Пример 4. Из реагентов, описанных в примерах 2 и 3 получали образец дисперсной фазы ДГАЛ-Cl, который после удаления свободного LiCl делили на две равные порции. Порции сушили каждую отдельно до остаточного влагосодержания 2 мас.%. Образец №13 сушили в одну стадию на вакуумной сушилке. Образец № 14 сушили в две стадии: в режиме кипящего слоя на первой стадии до остаточной влажности 9 мас.%; в режиме вакуумирования (разрежение 0,6 ат) при ворошении. Для сушки образца № 13 потребовалось 12 ч 40 мин. Общее время сушки образца № 14 составило 3 ч 37 мин. Перевод технологического процесса на двух стадийную сушку позволяет почти в три раза сократить время сушки.Example 4. From the reagents described in examples 2 and 3, a sample of the dispersed phase of DHAL-Cl was obtained, which, after removing free LiCl, was divided into two equal portions. Portions were dried each separately to a residual moisture content of 2 wt.%. Sample #13 was dried in one stage on a vacuum dryer. Sample No. 14 was dried in two stages: in the fluidized bed mode at the first stage to a residual moisture content of 9 wt.%; in the vacuum mode (vacuum 0.6 atm) during tedding. Sample no. 13 took 12 hours and 40 minutes to dry. The total drying time for sample no. 14 was 3 hours 37 minutes. The transfer of the technological process to two-stage drying makes it possible to reduce the drying time by almost three times.

Пример 5. Партию гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl получали по технологии представленной на фиг. 1. После завершения технологического передела дробления и классификации, дегазированного экструдата полученную партию ДГАЛ-Cl заданного размера гранул, делили на две равные части. Один образец (образец № 15) тестировали на механическую прочность без окатывания. Второй образец (образец № 16) окатывали во вращающемся барабане в течение 75 мин и после отсева мелкой фракции также тестировали на механическую прочность. Образец № 15 показал механическую прочность на уровне 97,7±0,2%. Образец № 16 показал механическую прочность на уровне 99,0±0,2%. Испытания показали, что окатывание частиц дробленного ДГАЛ-Cl более чем на 1% повышает его механическую прочность.Example 5. A batch of granular sorbent DGAL-Cl was obtained according to the technology presented in Fig. 1. After the completion of the technological stage of crushing and classifying the degassed extrudate, the resulting batch of DHAL-Cl of a given granule size was divided into two equal parts. One sample (sample no. 15) was tested for mechanical strength without rounding. The second sample (sample no. 16) was rolled in a rotating drum for 75 min, and after screening out the fine fraction, it was also tested for mechanical strength. Sample No. 15 showed a mechanical strength of 97.7±0.2%. Sample No. 16 showed mechanical strength at the level of 99.0±0.2%. Tests have shown that pelletizing particles of crushed DHAL-Cl by more than 1% increases its mechanical strength.

Пример 6. По технологическому регламенту (фиг. 1) произвели два образца гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl. Один образец (образец № 17) с использованием в качестве органического растворителя товарного тетрахлорэтилена. Другой образец (образец № 18) с использованием рекуперированнного тетрахлорэтилена, который был получен вымораживаем (-15°C) из насыщенного парами циркулирующего воздушного потока при получении укрупненной партии гранулированного ДГАЛ-Cl. Образец № 17 показал механическую прочность 99,1%, образец № 18 - 99,0%. Разница оказалась в пределах погрешности, что подтверждает пригодность рекуперированного органического растворителя для гранулирования порошка ДГАЛ-Cl.Example 6. According to the technological regulations (Fig. 1) produced two samples of granular sorbent DGAL-Cl. One sample (sample No. 17) using commercial tetrachlorethylene as the organic solvent. Another sample (sample no. 18) using recovered tetrachlorethylene, which was obtained by freeze-drying (-15°C) from a vapor-saturated circulating air stream in the preparation of a bulk batch of granular DHAL-Cl. Sample No. 17 showed a mechanical strength of 99.1%, sample No. 18 - 99.0%. The difference turned out to be within the error, which confirms the suitability of the recovered organic solvent for granulating the DHAL-Cl powder.

Используемые источники информацииInformation sources used

1. Патент US 6280693, CO1D 15/00 / William С. Bauman John L. Burba, Composition for the recovery of lithium values from brine and process of making/using said composition. Заявл. 20.09.1996, опубл. 28.08.2001.1. Patent US 6280693, CO1D 15/00 / William C. Bauman John L. Burba, Composition for the recovery of lithium values from brine and process of making/using said composition. Appl. 09/20/1996, publ. 08/28/2001.

2. Патент US 4347327, CO8D 5/20, В0и 20/00 / J.M. Lee, W.C. Bauman, Recovery of lithium from brines. заявл. 19.11.79, опубл. 31.08.82.2. Patent US 4347327, CO8D 5/20, B0i 20/00 / J.M. Lee, W.C. Bauman, Recovery of lithium from brines. dec. 11/19/79, publ. 08/31/82.

3. Патент РФ 2028385, В0и 20/00, С25В 1/00 / Н.П Коцупало, Л.Л. Ситникова, Л.Т. Менжерес, заявл. 25.05.1992, опубл. 09.02.1995. Бюл. № 4.3. Patent RF 2028385, V0i 20/00, S25V 1/00 / N.P. Kotsupalo, L.L. Sitnikova, L.T. Mengeres, App. 05/25/1992, publ. 02/09/1995. Bull. No. 4.

4. PCT/DE 2001/004062, Method for producing granulated sorbents and installation for carrying out the method. Заявл. 25.10.2001, опубл. 29.12.2004.4. PCT/DE 2001/004062, Method for producing granulated sorbents and installation for carrying out the method. Appl. October 25, 2001, publ. 12/29/2004.

5. Патент РФ 2223142, ВОЛ 20/02, CO1D 15/00 / Л.Т. Менжерес, А.Д. Рябцев, Е.В. Мамылова и др. Способ получения сорбента для извлечения лития из рассола. Опубл. 10.02.2004. Бюл. №23.5. RF patent 2223142, VOL 20/02, CO1D 15/00 / L.T. Menzheres, A.D. Ryabtsev, E.V. Mamylova et al. Method for obtaining a sorbent for extracting lithium from brine. Published 02/10/2004. Bull. No. 23.

6. Патент РФ 2234367, B01J 20/02, C01D 15/00 / Л.Т. Менжерес, А.Д. Рябцев, Е.В. Мамылова, Н.П. Коцупало. Способ получения сорбента для извлечения лития из рассолов. Заявл. 15.12.2002, опубл. 20.08.2004. Бюл. № 23.6. RF patent 2234367, B01J 20/02, C01D 15/00 / L.T. Menzheres, A.D. Ryabtsev, E.V. Mamylova, N.P. Kotsupalo. Method for obtaining a sorbent for the extraction of lithium from brines. Appl. 12/15/2002, publ. 08/20/2004. Bull. No. 23.

7. Патент РФ 2455063, Способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из рассола / А.Д. Рябцев, В.И. Титаренко, Н.П. Коцупало и др. Заявл. 13.10.2010, опубл. 10.07.2012. Бюл. № 19 (прототип).7. RF patent 2455063, Method for obtaining a granular sorbent for extracting lithium from brine / A.D. Ryabtsev, V.I. Titarenko, N.P. Kotsupalo et al. Appl. 10/13/2010, publ. 07/10/2012. Bull. No. 19 (prototype).

Claims (11)

1. Способ получения гранулированного сорбента на основе LiCl-2Al(OH)3-nH2O для извлечения лития из литийсодержащих рассолов и гранулированный сорбент в условиях производства товарной литиевой продукции, включающий получение осадка LiCl-2Al(OH)3-nH2O (ДГАЛ-Cl) из раствора хлорида алюминия, содержащего литий, с добавлением щелочного реагента;1. A method for obtaining a granular sorbent based on LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O for the extraction of lithium from lithium-containing brines and a granular sorbent under the conditions for the production of commercial lithium products, including obtaining a precipitate of LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O (DHAL-Cl) from a solution of aluminum chloride containing lithium, with the addition of an alkaline reagent; отделение осадка ДГАЛ-Cl от полученного раствора путем центрифугирования с последующим удалением избытка LiCl;separating the DHAL-Cl precipitate from the resulting solution by centrifugation, followed by removal of excess LiCl; двухступенчатую сушку осадка ДГАЛ-Cl, осуществляемую на первой ступени нагретым воздухом в режиме кипящего слоя с поддержанием температуры в зоне сушки 70-75°C до остаточной влажности ДГАЛ-Cl 9,0-9,5 мас.%, на второй ступени в режиме вакуумной сушки с ворошением и поддержаниемtwo-stage drying of the DGAL-Cl precipitate, carried out at the first stage with heated air in the fluidized bed mode while maintaining the temperature in the drying zone 70-75°C to a residual moisture content of DHAL-Cl 9.0-9.5 wt.%, at the second stage in the mode vacuum drying with tedding and holding - 7 040900 температуры в зоне сушки 60-65°C до остаточной влажности ДГАЛ-Cl 1,5-2,0 мас.%;- 7 040900 temperature in the drying zone 60-65°C to a residual moisture content of DGAL-Cl 1.5-2.0 wt.%; приготовление пасты смешиванием полученного из высушенного осадка ДГАЛ-Cl порошка с раствором хлорированного поливинилхлорида и хлорорганического растворителя, выбранного из группы, включающей метиленхлорид, трихлорэтилен, тетрахлорэтилен или их смеси;preparing a paste by mixing the powder obtained from the dried DHAL-Cl precipitate with a solution of chlorinated polyvinyl chloride and an organochlorine solvent selected from the group consisting of methylene chloride, trichlorethylene, tetrachlorethylene, or mixtures thereof; экструдирование полученной пасты через фильеры диаметром 5 мм с последующим приведением экструдата в противоточный контакт с нагретым воздушным потоком с отделением таким образом экструдата от хлорорганического растворителя, направление экструдата на стадию вакуумной дегазации с последующим дроблением и классификацией полученных гранул;extruding the resulting paste through a die with a diameter of 5 mm, followed by bringing the extrudate into countercurrent contact with a heated air stream, thus separating the extrudate from the organochlorine solvent, directing the extrudate to the vacuum degassing stage, followed by crushing and classifying the resulting granules; окатывание гранул ДГАЛ-Cl с размером не менее 1,0 мм и не более 2,0 мм; с получением гранулированного сорбента на основе LiCl-2Al(OH)3-nH2O, где раствор хлорида алюминия получают растворением кристаллогидрата шестиводного хлорида алюминия в водном растворе, содержащем литий в форме LiCl, Li2CO3 или LiOH-H2O, или их смесей; и концентрация хлорида алюминия в растворе составляет от 45 до 220 кг/м3.pelleting of DHAL-Cl granules with a size of not less than 1.0 mm and not more than 2.0 mm; to obtain a granular sorbent based on LiCl-2Al(OH) 3 -nH2O, where an aluminum chloride solution is obtained by dissolving crystalline aluminum chloride hexahydrate in an aqueous solution containing lithium in the form of LiCl, Li 2 CO 3 or LiOH-H 2 O, or mixtures thereof ; and the concentration of aluminum chloride in the solution is from 45 to 220 kg/m 3 . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что щелочной реагент представляет собой гидроксид натрия и гидроксид натрия добавляют до достижения рН от 6,5 до 7.2. The method according to claim 1, characterized in that the alkaline reagent is sodium hydroxide and sodium hydroxide is added until a pH of 6.5 to 7 is reached. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаление избытка LiCl осуществляют путем образования пульпы порошка ДГАЛ-Cl в воде с дополнительным центрифугированием и выделением осадка ДГАЛCl.3. The method according to claim 1, characterized in that the removal of excess LiCl is carried out by forming a pulp of DHAL-Cl powder in water with additional centrifugation and separation of the DHALCl precipitate. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыток LiCl, отделенный от осадка ДГАЛ-Cl, направляют на стадию получения раствора хлорида алюминия, содержащего литий.4. The method according to claim 1, characterized in that the excess LiCl, separated from the DHAL-Cl precipitate, is sent to the stage of obtaining an aluminum chloride solution containing lithium. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что атомное отношение Al:Li в растворе хлорида алюминия, содержащем литий, составляет от 2,0 до 2,3.5. The method according to claim 1, characterized in that the Al:Li atomic ratio in the aluminum chloride solution containing lithium is from 2.0 to 2.3. 6. Способ по п.1, дополнительно включающий измельчение высушенного осадка ДГАЛ-Cl перед приготовлением пасты.6. The method of claim 1 further comprising grinding the dried DHAL-Cl precipitate prior to making a paste. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что измельчение осуществляют до размера частиц <0,10 мм.7. The method according to claim 6, characterized in that the grinding is carried out to a particle size of <0.10 mm. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздушный поток, насыщенный парами хлорорганического растворителя или смесью паров хлорорганического растворителя, направляют на стадию компримирования с выделением хлорорганического растворителя или смеси хлорорганических растворителей, которые возвращают на стадию приготовления пасты.8. The method according to claim 1, characterized in that the air stream saturated with vapors of an organochlorine solvent or a mixture of vapors of an organochlorine solvent is sent to the compression stage with the release of an organochlorine solvent or a mixture of organochlorine solvents, which are returned to the paste preparation stage. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что стадия компримирования включает конденсацию воздушного потока, насыщенного парами хлорорганического растворителя или смесью паров хлорорганического растворителя, под давлением 6 ат с охлаждением до -3°C с получением жидкой фазы паров хлорорганического растворителя или смеси паров хлорорганических растворителей и воды, с последующим отделением конденсированной фазы от газовой туманоулавливанием с отстаиванием и разделением фаз хлорорганического растворителя или смеси хлорорганических растворителей от воды;9. The method according to claim 8, characterized in that the stage of compression includes the condensation of an air stream saturated with vapors of an organochlorine solvent or a mixture of vapors of an organochlorine solvent, under a pressure of 6 atm with cooling to -3°C to obtain a liquid phase of a vapor of an organochlorine solvent or a mixture of vapors organochlorine solvents and water, followed by separation of the condensed phase from the gas phase by misting with sedimentation and phase separation of the organochlorine solvent or mixture of organochlorine solvents from water; охлаждение до -15°C компримированного паровоздушного потока с конденсацией паров хлорорганического растворителя или смеси их паров в жидкую фазу и паров воды в кристаллы льда с последующим отделением конденсированных фаз от воздушного потока и разделением конденсированных фаз на твердую фазу льда и жидкую в виде хлорорганического растворителя, декомпрессию освобождённого от конденсированных фаз воздушного потока с нагревом до 0°C; нагрев воздушного потока до 120-130°C с возвратом на операцию обработки экструдата нагретым воздушным потоком; выделение жидких конденсированных фаз хлорорганического растворителя или смеси хлорорганических растворителей.cooling down to -15°C a compressed steam-air flow with condensation of vapors of an organochlorine solvent or a mixture of their vapors into a liquid phase and water vapor into ice crystals, followed by separation of the condensed phases from the air stream and separation of the condensed phases into a solid phase of ice and a liquid phase in the form of an organochlorine solvent, decompression of the air stream released from condensed phases with heating up to 0°C; heating the air flow to 120-130°C with a return to the operation of processing the extrudate with a heated air flow; isolation of liquid condensed phases of an organochlorine solvent or a mixture of organochlorine solvents. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что после объединения кристаллов льда с жидкой конденсированной фазой воды водную фазу подают на стадию получения раствора хлорида алюминия, содержащего литий.10. The method according to claim 9, characterized in that after combining the ice crystals with the liquid condensed phase of water, the aqueous phase is fed to the stage of obtaining a solution of aluminum chloride containing lithium. 11. Гранулированный сорбент на основе соединения LiCl-2Al(OH)3-nH2O, полученный способом по любому из пп.1-10, имеющий механическую прочность от 98,9±0,2% до 99,2±0,2% и статическую обменную емкость по LiCl, мг Li/г сорбента, от 5,9±0,1 мг до 6,2±0,1 мг.11. Granular sorbent based on the compound LiCl-2Al(OH) 3 -nH 2 O, obtained by the method according to any one of claims 1-10, having a mechanical strength of 98.9±0.2% to 99.2±0.2 % and static exchange capacity for LiCl, mg Li/g sorbent, from 5.9±0.1 mg to 6.2±0.1 mg.
EA201992446 2017-09-25 2018-07-03 METHOD FOR OBTAINING GRANULATED SORBENT FOR EXTRACTION OF LITHIUM FROM LITHIUM-CONTAINING BRINES UNDER CONDITIONS OF MANUFACTURING COMMERCIAL LITHIUM PRODUCTS EA040900B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123383 2017-09-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040900B1 true EA040900B1 (en) 2022-08-12

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2657495C1 (en) Method for obtaining a granular sorbent for lithium recovery from lithium-containing brines under conditions of production of commercial lithium products
RU2659968C1 (en) Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
US11040352B2 (en) System for melting aluminum and recycling black dross
US3933977A (en) Process for producing sodium carbonate
KR20170078617A (en) Sorbents for recovery of lithium values from brines
AU2019250157A1 (en) A method for the preparation of alumina
RU2455063C2 (en) Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
CN102264644A (en) Process for joint production of sodium carbonate and sodium bicarbonate
CN100389892C (en) Recovering treatment of hydrated hydrazine by-product saline-alkali by urea method
RU2519692C1 (en) Extraction of rare-earth elements from hard materials containing rare-earth metals
EA040900B1 (en) METHOD FOR OBTAINING GRANULATED SORBENT FOR EXTRACTION OF LITHIUM FROM LITHIUM-CONTAINING BRINES UNDER CONDITIONS OF MANUFACTURING COMMERCIAL LITHIUM PRODUCTS
JPH05508613A (en) Desilica method for Bayer process solution
CN108455636B (en) Method for producing sodium chloride and magnesium sulfate monohydrate by using high-salt high-sulfur brine
CN106673055B (en) The recovery method of useless mercury catalyst in a kind of generated by polyvinyl chloride by calcium carbide production
EP0025237B1 (en) Method for producing strontium nitrate
RU2804183C1 (en) Method for obtaining granular sorbent for extraction of lithium from lithium-containing brines
RU2801465C1 (en) METHOD FOR PRODUCING DGAL-Сl GRANULATED SORBENT
CN112723404A (en) Method for separating calcium, magnesium and phosphorus in chemical beneficiation by-product
WO2024144425A1 (en) Method for producing granulated ldh sorbent
RU2609478C1 (en) Method of processing spent lining of aluminium electrolytic cell
NL8001653A (en) METHOD FOR PREPARING MAGNESIUM CHLORIDE.
RU2283283C1 (en) Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines
RU2744191C1 (en) Complex for ash wastes processing
US3882177A (en) Process for the preparation of DL-threo-1-(p-nitro-phenyl)-2-acetamino-1,3-propanediol
RU2169117C1 (en) Carbonate solution processing method