EA042618B1 - METHOD FOR PRODUCING LITHIUM CONCENTRATE FROM LITHIEN-BEARING NATURAL BRINES AND ITS PROCESSING INTO LITHIUM CHLORIDE OR LITHIUM CARBONATE - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING LITHIUM CONCENTRATE FROM LITHIEN-BEARING NATURAL BRINES AND ITS PROCESSING INTO LITHIUM CHLORIDE OR LITHIUM CARBONATE Download PDF

Info

Publication number
EA042618B1
EA042618B1 EA201992445 EA042618B1 EA 042618 B1 EA042618 B1 EA 042618B1 EA 201992445 EA201992445 EA 201992445 EA 042618 B1 EA042618 B1 EA 042618B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lithium
brine
chloride
concentrate
solution
Prior art date
Application number
EA201992445
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Дмитриевич Рябцев
Валерий Иванович Титаренко
Наталья Павловна Коцупало
Лариса Тимофеевна Менжерес
Елена Викторовна Мамылова
Александр Алексадрович Кураков
Николай Михайлович Немков
Андрей Александрович Кураков
Сергей Александрович Антонов
Елизавета Петровна Гущина
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 EA042618B1 publication Critical patent/EA042618B1/en

Links

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к гидрометаллургии лития и может быть использовано для получения литиевых концентратов путем обогащения природных литиевых рассолов и производства из этих концентратов товарных литиевых продуктов.The present invention relates to lithium hydrometallurgy and can be used to obtain lithium concentrates by enriching natural lithium brines and producing commercial lithium products from these concentrates.

Уровень техникиState of the art

В мировой практике литиевые продукты получают как из твердо-минеральных (сподумен, лепидолит, петалит), так и из гидроминеральных литиеносных сырьевых источников (озерные рассолы, рассолы саларов, глубинные подземные рассолы, минерализованные воды).In world practice, lithium products are obtained from both solid mineral (spodumene, lepidolite, petalite) and hydromineral lithium-bearing raw materials (lake brines, salar brines, deep underground brines, mineralized waters).

При этом если в прошлом столетии производители литиевой продукции использовали преимущественно твердо-минеральные сырьевые источники, то в XXI в. предпочтение отдается литиеносному гидроминеральному сырью, поскольку использование сырьевых источников данного вида позволяет не только строить литиевые предприятия с более высокими экономическими и экологическими показателями, но и создавать производственные комплексы глубокой переработки сырья данного типа, ввиду его поликомпонентности и доступности выделения других ценных компонентов (Остроушко Ю.И., Дегтярева Т.В. Гидроминеральное сырье-неисчерпаемый источник лития. Аналитический обзор. ЦНИИАТОМИНФОРМ, 1999 г, 64 с.) [1].At the same time, if in the last century, manufacturers of lithium products used mainly solid-mineral raw materials, then in the 21st century. preference is given to lithium-bearing hydromineral raw materials, since the use of raw materials of this type allows not only to build lithium enterprises with higher economic and environmental performance, but also to create production complexes for the deep processing of raw materials of this type, due to its multicomponent nature and the availability of other valuable components (Ostroushko Yu. I., Degtyareva T.V. Hydromineral raw materials - an inexhaustible source of lithium Analytical review TsNIIATOMINFORM, 1999, 64 pp.) [1].

Все современные технологии получения солей лития из литиеносного гидроминерального сырья основаны на его обогащении по литию. Обогащение по литию традиционного литиеносного гидроминерального сырья (природные рассолы хлоридного натриевого типа с низким содержанием магния и кальция), как правило, осуществляют последовательным высаливанием макрокомпонентов при упаривании (NaCl, KCl, KCl-MgCl2-6H2O, MgCl2-6H2O) и одновременным концентрированием исходного рассола по литию до содержаний, позволяющих производить из полученных литиевых концентратов хлорид и (или) карбонат лития чистотой 98-99% (пат. США 4243392, пат. США 274834) [2, 3]. Очистку от примесей (SO4 2-, Ca2+, Mg2+) производимых таким образом литиевых концентратов производят с переводом примесей в труднорастворимые соли CaSO4, CaCO3, Mg(OH)2 с использованием в качестве реагентов CaCl2, CaO, Na2CO3 (пат. США 4271131) [4]. После реагентной очистки перед получением литиевых продуктов из литиевых концентратов, как правило, извлекают бор в виде борной кислоты экстракцией высокомолекулярными спиртами (патент США 5219550) [5].All modern technologies for obtaining lithium salts from lithium-bearing hydromineral raw materials are based on its enrichment in lithium. The lithium enrichment of traditional lithium-bearing hydromineral raw materials (natural sodium chloride-type brines with a low content of magnesium and calcium), as a rule, is carried out by successive salting out of macrocomponents during evaporation (NaCl, KCl, KCl-MgCl 2 -6H 2 O, MgCl 2 -6H 2 O ) and simultaneous concentration of the initial lithium brine to the content allowing to produce lithium chloride and (or) carbonate of 98-99% purity from the obtained lithium concentrates (U.S. Pat. 4243392, U.S. Pat. 274834) [2, 3]. Purification of impurities (SO 4 2- , Ca 2+ , Mg 2+ ) of lithium concentrates produced in this way is carried out with the transfer of impurities into sparingly soluble salts CaSO 4 , CaCO 3 , Mg(OH) 2 using CaCl 2 , CaO, Na 2 CO 3 (US Pat. US 4271131) [4]. After reagent purification before obtaining lithium products from lithium concentrates, as a rule, boron is extracted in the form of boric acid by extraction with high molecular weight alcohols (US patent 5219550) [5].

Для получения литиевых продуктов более высокой квалификации производимые из литиевых концентратов соли лития LiCl и Li2CO3 перерабатываются в более чистые соли либо с использованием изопропилового спирта, в котором в отличие от нерастворимых NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2 хлорид лития хорошо растворим (патент США 4271131) [4], либо карбонизируя карбонат лития до его полного перевода в растворимый и свободный от основных примесей бикарбонат лития с последующей декарбонизацией и осаждением более чистого карбоната лития (патент США 6207126) [6].To obtain lithium products of higher qualification, lithium salts LiCl and Li 2 CO 3 produced from lithium concentrates are processed into more pure salts either using isopropyl alcohol, in which, unlike insoluble NaCl, KCl, CaCl 2 , MgCl 2, lithium chloride is highly soluble ( US patent 4271131) [4], or by carbonizing lithium carbonate until it is completely converted into soluble and free from major impurities lithium bicarbonate, followed by decarbonization and precipitation of purer lithium carbonate (US patent 6207126) [6].

Таким образом, при получении из традиционного литиеносного гидроминерального сырья литиевого концентрата его глубокая очистка от примесей не предусматривается, так как она весьма затруднительна. Повышение чистоты производимых из такого концентрата литиевых продуктов осуществляют путем переочистки полученных продуктов.Thus, when receiving a lithium concentrate from traditional lithium-bearing hydromineral raw materials, its deep purification from impurities is not provided, since it is very difficult. The increase in the purity of lithium products produced from such a concentrate is carried out by repurifying the obtained products.

Из нетрадиционного литиеносного гидроминерального сырья (природные рассолы хлоридного магниевого, хлоридного кальциевого и смешанных типов) получить литиевые концентраты с высокой концентрацией лития традиционными галлургическими методами невозможно, так как при его упаривании неизбежно образование и высаливание двойных солей типа LiCl-MgCl2-6H2O и LiCl-CaCl2-5H2O совместно с высаливаемыми кристаллогидратами CaCl2-6H2O и MgCl2-6H2O. Поэтому получение литиевых концентратов из нетрадиционного литиеносного гидроминерального сырья возможно только путем селективного извлечения лития с последующим концентрированием до содержания лития, позволяющего производить карбонат или хлорид лития. Появились патенты США, описывающие использование для селективного выделения лития из литиеносных рассолов сорбентов, представляющих собой микрокристаллические алюминаты лития, синтезированные в порах ионообменной смолы (патенты США 4159311, 4221767, 4347327, 4477367, 5389349) [7-11]. Однако в реальных условиях эксплуатации таких сорбентов выяснилось, что, во-первых, макропоры смолы забиваются содержащимися в рассолах механическими примесями, затрудняя доступ лития к кристаллам селективного сорбента, во-вторых, кристаллы селективного сорбента очень быстро вымываются из носителя.From non-traditional lithium-bearing hydromineral raw materials (natural brines of magnesium chloride, calcium chloride and mixed types) it is impossible to obtain lithium concentrates with a high concentration of lithium by traditional gallurgical methods, since the formation and salting out of double salts of the type LiCl-MgCl 2 -6H 2 O and LiCl-CaCl 2 -5H 2 O together with salted-out crystalline hydrates CaCl 2 -6H 2 O and MgCl 2 -6H 2 O. Therefore, obtaining lithium concentrates from non-traditional lithium-bearing hydro-mineral raw materials is possible only by selective extraction of lithium with subsequent concentration to a lithium content that makes it possible to produce lithium carbonate or chloride. US patents have appeared describing the use of sorbents for the selective isolation of lithium from lithium-bearing brines, which are microcrystalline lithium aluminates synthesized in the pores of an ion-exchange resin (US patents 4159311, 4221767, 4347327, 4477367, 5389349) [7–11]. However, under real operating conditions of such sorbents, it turned out that, firstly, the resin macropores are clogged with mechanical impurities contained in brines, hindering the access of lithium to the selective sorbent crystals, and secondly, the selective sorbent crystals are very quickly washed out of the carrier.

Позднее был предложен способ извлечения лития из литиеносных рассолов с помощью сорбента на основе крупнокристаллической разновидности соединения LiX/Al(OH)3, где X-OH-, Cl-, NO3-, SO42-, способного внедрять литий без нарушения структуры (патент США 5599516) [12].Later, a method was proposed for extracting lithium from lithium-bearing brines using a sorbent based on a coarse-grained variety of the LiX / Al (OH) 3 compound, where X-OH-, Cl - , NO3 - , SO4 2- , capable of introducing lithium without breaking the structure (US patent 5599516) [12].

Однако основными недостатками данного способа явились большие потери сорбента вследствие разрушения (растрескивания) его кристаллов вследствие неизбежных локальных перенапряжений в синтезируемых кристаллах и необходимости при извлечении лития из насыщенного сорбента нагревать десорбирующую жидкость до 90°C.However, the main disadvantages of this method were large losses of the sorbent due to the destruction (cracking) of its crystals due to the inevitable local overvoltages in the synthesized crystals and the need to heat the desorbing liquid to 90°C when extracting lithium from a saturated sorbent.

Разработан процесс получения литиевого концентрата обогащением природных литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте, основой которого является композит-аморфная разновидность со- 1 042618 единения состава LiCl-2Al(OH)3-mH2O1 (1 В дальнейшем ДГАЛ-Cl хлорсодержащая разновидность двойного гидроксида алюминия, лития) с дефицитом LiCl, где m=3-5, с дефектом в его структуре, что позволяет при соответствующей подготовке сорбента (водной обработке) создавать дефицит лития в его составе и осуществлять обратимый процесс интеркаляции хлорида лития в среде рассола и его деинтеркаляции в среде пресной воды (Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья) [13].A process has been developed for obtaining lithium concentrate by enrichment of natural lithium-bearing brines on a granular sorbent, the basis of which is a composite-amorphous variety of the compound LiCl-2Al(OH) 3 -mH2O 1 ) with a deficiency of LiCl, where m=3-5, with a defect in its structure, which allows, with appropriate preparation of the sorbent (water treatment), to create a deficiency of lithium in its composition and carry out a reversible process of intercalation of lithium chloride in a brine medium and its deintercalation in a fresh water medium water (Chemistry and technology for obtaining lithium compounds from lithium-bearing hydromineral raw materials) [13].

Способ получения гранулированного сорбента селективного к литию описан в следующих источниках: заявка PCT/ДЕ. 01.04062, Германия [14], патенты РФ 2223142, 2455063 [15, 16]. На основе данного сорбента разработан способ селективного извлечения хлорида лития из литиеносных природных рассолов с выделением первичного литиевого концентрата, способного к дальнейшему концентрированию по литию любым из известных способов, включая упаривание. Использование гранулированного сорбента на основе аморфной разновидности соединения LiCl-2Al(OH)3-mH2O вместо кристаллических гранул из гидратированного соединения LiCl/Al(OH)3 позволяет вести все технологические операции процесса обогащения при комнатной температуре, получая при этом первичный литиевый концентрат, содержащий в зависимости от концентрации лития в рассоле 4,0 -6,0 г/л хлорида лития с остаточным содержанием макроосновы рассола не более 6,0 г/л. Для минимизации массы единовременной загрузки гранулированного сорбента в данной разработке использовали сорбционно-десорбционный обогатительный модуль с движущимся слоем сорбента. Основанный на использовании гранулированного селективного сорбента способ получения хлорида лития из литиеносных рассолов и установка для его осуществления описаны (заявка PCT/ДЕ 01/04061, Германия) [17].The method of obtaining a granular sorbent selective to lithium is described in the following sources: application PCT/DE. 01.04062, Germany [14], RF patents 2223142, 2455063 [15, 16]. Based on this sorbent, a method was developed for the selective extraction of lithium chloride from lithium-bearing natural brines with the release of a primary lithium concentrate capable of further concentration for lithium by any of the known methods, including evaporation. The use of a granular sorbent based on an amorphous variety of the LiCl-2Al(OH) 3 -mH 2 O compound instead of crystalline granules from a hydrated LiCl/Al(OH)3 compound makes it possible to carry out all technological operations of the enrichment process at room temperature, while obtaining a primary lithium concentrate, containing, depending on the concentration of lithium in the brine, 4.0 -6.0 g / l of lithium chloride with a residual content of the brine macrobase of not more than 6.0 g / l. To minimize the mass of a single load of granular sorbent in this development, a sorption-desorption enrichment module with a moving sorbent bed was used. Based on the use of a granular selective sorbent, a method for producing lithium chloride from lithium-bearing brines and an installation for its implementation are described (application PCT/DE 01/04061, Germany) [17].

Однако, наряду с несомненными вышеописанными достоинствами, данный способ имеет недостатки, одним из которых является высокая степень истирания сорбента (выше 37% в год) в процессе его движения в оборудовании. Хлорид лития, получаемый по данному способу, имеет чистоту не выше 98%. Получение наиболее востребованного соединения лития - карбоната лития - данный способ не предусматривает. Кроме того, реализация способа в варианте движущегося слоя сорбента требует разработки сложного нестандартизированного оборудования, что увеличивает затраты при практической реализации данного способа.However, along with the undoubted advantages described above, this method has disadvantages, one of which is a high degree of sorbent attrition (above 37% per year) during its movement in the equipment. Lithium chloride obtained by this method has a purity of not more than 98%. Obtaining the most popular lithium compound - lithium carbonate - this method does not provide. In addition, the implementation of the method in the variant of the moving bed of the sorbent requires the development of complex non-standardized equipment, which increases the cost of the practical implementation of this method.

С целью устранения недостатков этого технологического процесса предложен способ получения литиевого концентрата из природных рассолов и его переработки в литиевые продукты (патент РФ 2516538) [18].In order to eliminate the shortcomings of this technological process, a method was proposed for obtaining lithium concentrate from natural brines and processing it into lithium products (RF patent 2516538) [18].

Устранение вышеуказанных недостатков достигается тем, что в предлагаемом способе получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов процесс обогащения рассола по литию осуществляют в сорбционно-десорбционном модуле, состоящем из двух колонн, заполненных гранулированным селективным сорбентом. Одна из колонн постоянно находится в режиме насыщения (интеркаляции) лития, в то время как другая колонна находится в режиме удаления рассола и извлечения (деинтеркаляции) лития из насыщенного гранулированного сорбента. Режим движения рассола через колонну на стадии насыщения может быть либо проточным, либо порционным (порции рассола заданного объема с различным содержанием LiCl, возрастающим в порядке использования порций). При порционном режиме движения рассола первая порция рассола, прошедшая операцию контакта с гранулированным сорбентом, считается отработанной по содержанию лития. Удаление рассола из насыщенного гранулированного сорбента осуществляют ступенчатым вытеснением порциями раствора хлорида натрия либо порциями литиевого концентрата. Десорбцию хлорида лития из освобожденного от рассола гранулированного сорбента также осуществляют ступенчато порциями воды с различным содержанием LiCl до полного удаления интеркалированного хлорида лития из гранулированного сорбента. Получаемый первичный литиевый концентрат-водный раствор LiCl концентрацией 5,0-5,5 кг/м3, содержащий CaCl2, MgCl2, NaCl, KCl, сульфатионы в виде примесей, очищают от кальция и магния методом ионного обмена на катионите КУ-2 в Liформе либо переводом в нерастворимые соединения CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-3H2O путем контактирования первичного литиевого концентрата с твердой фазой карбоната лития при температуре 60-90°C. Далее первичный литиевый концентрат подвергают концентрированию в испарительных бассейнах до содержания LiCl 220-350 кг/м3 или обратноосмотическим методом с последующим упариванием до содержания LiCl 350-400 кг/м3, высаливая при этом NaCl и KCl, разбавляют деминерализованной водой до содержания 190-210 кг/м3, подвергают реагентной очистке от кальция и магния и используют в качестве продуктивного литиевого концентрата для получения литиевых соединений: карбоната лития, моногидрата гидроксида лития, хлорида лития и др. Предложенный способ позволяет снизить степень истирания сорбента до 7-10% и довести чистоту производимого данным способом карбоната лития до 99,5%.Elimination of the above disadvantages is achieved by the fact that in the proposed method for producing lithium concentrate from lithium-bearing brines, the process of enrichment of the brine for lithium is carried out in a sorption-desorption module consisting of two columns filled with a granular selective sorbent. One of the columns is constantly in the lithium saturation (intercalation) mode, while the other column is in the brine removal and lithium extraction (deintercalation) mode from the saturated granular sorbent. The mode of movement of the brine through the column at the stage of saturation can be either flow-through or portioned (portions of brine of a given volume with different content of LiCl, increasing in the order of use of the portions). In the batch mode of movement of the brine, the first portion of the brine that has passed the operation of contact with the granular sorbent is considered to be spent according to the lithium content. Removal of brine from a saturated granular sorbent is carried out by stepwise displacement of portions of sodium chloride solution or portions of lithium concentrate. The desorption of lithium chloride from the granular sorbent freed from brine is also carried out stepwise by portions of water with different LiCl content until the intercalated lithium chloride is completely removed from the granular sorbent. The resulting primary lithium concentrate-aqueous solution of LiCl with a concentration of 5.0-5.5 kg/m 3 containing CaCl 2 , MgCl 2 , NaCl, KCl, sulfation in the form of impurities, purified from calcium and magnesium by ion exchange on the KU-2 cation exchanger in Li form or by transferring into insoluble compounds CaCO 3 and Mg(OH) 2 -3MgCO 3 -3H 2 O by contacting the primary lithium concentrate with a solid phase of lithium carbonate at a temperature of 60-90°C. Next, the primary lithium concentrate is subjected to concentration in evaporation pools to a LiCl content of 220-350 kg / m 3 or by reverse osmosis, followed by evaporation to a LiCl content of 350-400 kg / m 3 , while salting out NaCl and KCl, diluted with demineralized water to a content of 190- 210 kg/m 3 , subjected to reagent purification from calcium and magnesium and used as a productive lithium concentrate to obtain lithium compounds: lithium carbonate, lithium hydroxide monohydrate, lithium chloride, etc. The proposed method allows to reduce the degree of sorbent attrition to 7-10% and to bring the purity of lithium carbonate produced by this method to 99.5%.

По своей технической сущности и достигаемому результату этот способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки по технической сущности и достигаемому результату является наиболее близким к заявляемому способу и выбран нами в качестве прототипа. Наряду с вышеописанными достоинствами способу прототипу свойственны следующие недостатки.In terms of its technical essence and the achieved result, this method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing in terms of technical essence and the achieved result is the closest to the claimed method and was chosen by us as a prototype. Along with the advantages described above, the prototype method has the following disadvantages.

Одним из недостатков является невозможность достижения высокой степени извлечения лития из рассолов в условиях достижения высокой степени насыщения гранулированного сорбента. Для доведеOne of the disadvantages is the impossibility of achieving a high degree of lithium extraction from brines under conditions of achieving a high degree of saturation of the granular sorbent. To bring

- 2 042618 ния динамической емкости по хлориду лития до значения, близкого к прогнозируемому значению в условиях, обеспечивающих максимальную движущую силу процесса интеркаляции лития, то есть при фильтрации исходного рассола через слой сорбента на проток, степень извлечения хлорида лития из рассола составляет 50-55%. При ступенчатом режиме контакта рассола с сорбентом степень извлечения хлорида лития можно повысить до 75-80%, но при этом общий объем фильтруемого через сорбент рассола за один и тот же промежуток времени возрастает в несколько раз. Особенно это негативно сказывается при переработке рассола с низким содержанием LiCl (ниже 1 кг/м3), общий объемный расход фильтруемого через сорбент рассола оказывается за пределами реальной пропускной способности оборудования.- 2 042618 dynamic capacity for lithium chloride to a value close to the predicted value under conditions that provide the maximum driving force for the lithium intercalation process, that is, when filtering the initial brine through a layer of sorbent to the flow, the degree of extraction of lithium chloride from the brine is 50-55% . With a stepwise mode of contact of the brine with the sorbent, the degree of extraction of lithium chloride can be increased to 75-80%, but the total volume of the brine filtered through the sorbent for the same period of time increases several times. This has a particularly negative effect when processing brine with a low content of LiCl (below 1 kg/m 3 ), the total volumetric flow rate of the brine filtered through the sorbent is beyond the real throughput of the equipment.

Вторым существенным недостатком данного способа является организация процесса вытеснения рассола из слоя сорбента вытесняющей жидкости в направлении сверху-вниз и использование в качестве вытесняющей жидкости раствора хлорида натрия или первичного литиевого концентрата. Движение вытесняющей жидкости в направлении сверху-вниз приводит к существенному уплотнению слоя сорбента и повышению гидравлического сопротивления. Ввиду высокого содержания в рассоле CaCl2 и MgCl2 в процессе контакта рассола с раствором хлорида натрия при вытеснении происходит высаливание хлорида натрия из раствора и отложение его твердой фазы в слое сорбента. Использование первичного литиевого концентрата в качестве высаливающей жидкости приводит к снижению выхода товарного первичного литиевого концентрата.The second significant disadvantage of this method is the organization of the process of displacing brine from the sorbent layer of the displacing liquid in the top-down direction and using a sodium chloride solution or primary lithium concentrate as a displacing liquid. The movement of the displacing fluid in the top-down direction leads to a significant compaction of the sorbent layer and an increase in hydraulic resistance. Due to the high content of CaCl 2 and MgCl 2 in the brine, during the contact of the brine with the sodium chloride solution, during displacement, sodium chloride is salted out from the solution and its solid phase is deposited in the sorbent layer. The use of primary lithium concentrate as a salting out liquid leads to a decrease in the yield of commercial primary lithium concentrate.

Кроме того, очистка первичного литиевого концентрата в способе прототипе сопряжена либо с высокими капитальными затратами в случае использования варианта ионообменной очистки на катионите КУ-2 в Li-форме, либо с низкой производительностью процесса очистки в случае варианта удаления кальция и магния в виде труднорастворимых соединений при контакте нагретого первичного литиевого концентрата с твердой фазой карбоната лития, что является существенным недостатком данного способа. К недостаткам способа-прототипа также следует отнести: отсутствие технологических решений по очистке природного литиеносного рассола от механических примесей, отсутствие мероприятий по утилизации твердого отхода производства в виде хлорида натрия при упаривании маточного раствора операции содового осаждения карбоната лития; невозможность получения карбоната лития батарейного качества (квалификация 99,9%) ввиду повышенного содержания примесей в виде щелочных металлов, кальция и магния. Кроме всего прочего способ не предусматривает получения из вторичного литиевого концентрата безводного хлорида лития, являющегося наряду с карбонатом лития, востребованным товарным литиевым продуктом.In addition, the purification of the primary lithium concentrate in the prototype method is associated either with high capital costs in the case of using the ion-exchange purification option on the KU-2 cation exchanger in Li-form, or with the low productivity of the purification process in the case of the option of removing calcium and magnesium in the form of sparingly soluble compounds when contact of the heated primary lithium concentrate with the solid phase of lithium carbonate, which is a significant disadvantage of this method. The disadvantages of the prototype method should also include: the lack of technological solutions for the purification of natural lithium-bearing brine from mechanical impurities, the lack of measures for the disposal of solid production waste in the form of sodium chloride when evaporating the mother liquor of the soda precipitation of lithium carbonate; the impossibility of obtaining battery-quality lithium carbonate (qualification 99.9%) due to the increased content of impurities in the form of alkali metals, calcium and magnesium. Among other things, the method does not provide for the production of anhydrous lithium chloride from a secondary lithium concentrate, which, along with lithium carbonate, is a popular commercial lithium product.

Предлагаемый способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки в хлорид лития и (или) карбонат лития сохраняет все преимущества прототипа и устраняет его основные недостатки.The proposed method for producing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing it into lithium chloride and (or) lithium carbonate retains all the advantages of the prototype and eliminates its main disadvantages.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Технический результат, позволяющий устранить указанные недостатки, достигается тем, что в предлагаемом способе природный рассол предварительно освобождается от взвешенных частиц путем осадительного центрифугирования рассола с выводом образовавшегося осадка и последующей фильтрацией фугата на фильтрах тонкой очистки, если содержание взвешенных частиц в исходном природном литиеносном рассоле составляет 1,0 кг/м3 и выше или путем фильтрации исходного природного литиеносного рассола на фильтрах тонкой очистки, если содержание взвешенных частиц в исходном природном рассоле ниже 1,0 кг/м3;The technical result, which makes it possible to eliminate these disadvantages, is achieved by the fact that in the proposed method, the natural brine is previously freed from suspended particles by sedimentation centrifugation of the brine with the removal of the resulting precipitate and subsequent filtering of the centrate on fine filters, if the content of suspended particles in the original natural lithium-bearing brine is 1 .0 kg/m 3 and above, or by filtering the original natural lithium-bearing brine on fine filters, if the content of suspended particles in the original natural brine is below 1.0 kg/m 3 ;

регенерацию отработанных фильтров тонкой очистки осуществляют обратной промывкой потоком отфильтрованного рассола с последующей подачей потока отработанного регенерирующего рассола на операцию осадительного центрифугирования совместно с исходным литиеносным природным рассолом.the regeneration of spent fine filters is carried out by backwashing with a filtered brine stream, followed by the flow of the spent regenerating brine to the precipitation centrifugation operation together with the original lithium-bearing natural brine.

Технический результат достигается тем, что получение первичного литиевого концентрата осуществляется путем его сорбционного обогащения по литию с использованием гранулированного сорбента на основе соединения: LiCL2Al(OH)3-mH2O с дефицитом LiCl, где m=3-5; первичный литиевый концентрат производят в сорбционно-десорбционных модулях, состоящих из четырех заполненных гранулированным сорбентом колонн каждая, две из которых пребывают в стадии сорбции хлорида лития из рассола, одна из колонн пребывает в стадии отмывки насыщенного хлоридом лития сорбента от рассола и одна колонна пребывает в стадии десорбции хлорида лития из сорбента, отмытого от рассола, поток очищенного от взвешенных частиц рассола всегда пропускают вначале через колонну с частично насыщенным хлоридом лития сорбентом (первая ступень сорбции), затем через колонну с сорбентом, прошедшую стадию десорбции хлорида лития из сорбента (вторая ступень сорбции), при этом после полного насыщения хлоридом лития сорбента в первой по ходу потока рассола колонне ее переводят в стадию отмывки сорбента от рассола, колонну, находившуюся в стадии отмывки сорбента от рассола, переводят в стадию десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, колонну, пребывавшую в стадии десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, переводят в стадию сорбции в качестве колонны второй ступени, используя в качестве первой ступени сорбции колонну с частично насыщенным сорбентом, которую на предыдущей стадии сорбции использовали в качестве колонны второй ступени, далее цикл повторяют по экспериментально обоснованной циклограмме; линейную скорость жидких фаз в колоннах на всехThe technical result is achieved by the fact that the primary lithium concentrate is obtained by its sorption enrichment for lithium using a granular sorbent based on the compound: LiCL2Al(OH) 3 -mH 2 O with a deficiency of LiCl, where m=3-5; primary lithium concentrate is produced in sorption-desorption modules, consisting of four columns filled with granular sorbent each, two of which are in the stage of sorption of lithium chloride from brine, one of the columns is in the stage of washing the sorbent saturated with lithium chloride from brine and one column is in the stage desorption of lithium chloride from a sorbent washed from brine, the flow of brine purified from suspended particles is always passed first through a column with a sorbent partially saturated with lithium chloride (the first stage of sorption), then through a column with a sorbent that has passed the stage of desorption of lithium chloride from the sorbent (the second stage of sorption ), while after complete saturation of the sorbent with lithium chloride in the first column along the brine flow, it is transferred to the stage of washing the sorbent from the brine, the column, which was in the stage of washing the sorbent from the brine, is transferred to the stage of desorption of lithium chloride from the saturated sorbent, the column that was in stages of desorption of lithium chloride from a saturated sorbent are transferred to the stage of sorption as a column of the second stage, using as the first stage of sorption a column with a partially saturated sorbent, which was used as a column of the second stage at the previous stage of sorption, then the cycle is repeated according to an experimentally substantiated cyclogram; linear velocity of liquid phases in columns at all

- 3 042618 стадиях производства первичного литиевого концентрата поддерживают на уровне 5-7 м/ч, при этом отмывку сорбента от рассола осуществляют предварительным сливом рассола из колонны, затем ступенчатой промывкой сорбента последовательно пятью порциями промывной жидкости в направлении снизу вверх объемом, составляющим 1/3 от объема сорбента в колоне каждая, четыре порции из пяти представляют собой промывные жидкости с различным содержанием компонентов рассола в порядке снижения их содержания по ступеням промывки, а пятая порция представляет собой объем пресной воды, причем первой порцией промывной жидкости заполняют колонну и вытесняют ее из колонны второй порцией промывной жидкости, направляя вытесненный объем на смешение с очищенным от взвешенных частиц природным литиеносным рассолом, вторую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны третьей порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле отмывки как первую порцию промывной жидкости, третью порцию промывной жидкости вытесняют из колонны четвертой порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле как вторую порцию промывной жидкости, четвертую порцию промывной жидкости вытесняют пятой порцией промывной жидкости (пресной водой) и используют в следующем цикле как третью порцию промывной жидкости, пятую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны соответствующей порцией десорбирующей жидкости и используют в следующем цикле как четвертую порцию промывной жидкости, в качестве пятой порции промывной жидкости в следующем цикле используют свежую порцию пресной воды, десорбцию хлорида лития из отмытого от рассола сорбента осуществляют последовательной ступенчатой фильтрацией заданных объемов десорбирующих жидкостей, исходя из того, что первый объем десорбирующей жидкости, представляющий собой разбавленный водный раствор хлорида лития с примесью остатка компонентов рассола (десорбирующая жидкость первой ступени), после контакта с сорбентом выводят из процесса в качестве первичного литиевого концентрата, второй объем десорбирующей жидкости, представляющий собой пресную воду (десорбирующая жидкость второй ступени), после контакта с сорбентом используют в качестве десорбирующей жидкости первой ступени стадии десорбции в следующем цикле совместно с объемом десорбирующей жидкости, вытесненной из колонны соответствующим объемом литиеносного рассола на стадии сорбции следующего цикла;- 3 042618 stages of production of primary lithium concentrate are maintained at a level of 5-7 m/h, while washing the sorbent from the brine is carried out by preliminary draining the brine from the column, then stepwise washing of the sorbent sequentially with five portions of the washing liquid in the direction from bottom to top with a volume of 1/3 of the volume of the sorbent in the column each, four out of five portions are washing liquids with different contents of brine components in order of decreasing their content in the washing steps, and the fifth portion is the volume of fresh water, with the first portion of the washing liquid filling the column and displacing it from the column the second portion of the washing liquid, directing the displaced volume for mixing with the natural lithium-bearing brine purified from suspended particles, the second portion of the washing liquid is displaced from the column by the third portion of the washing liquid and used in the next washing cycle as the first portion of the washing liquid, the third portion of the washing liquid is displaced from the column of the fourth portion of the washing liquid and used in the next cycle as the second portion of the washing liquid, the fourth portion of the washing liquid is displaced by the fifth portion of the washing liquid (fresh water) and used in the next cycle as the third portion of the washing liquid, the fifth portion of the washing liquid is forced out of the column by the corresponding portion of the stripping liquid and is used in the next cycle as the fourth portion of the washing liquid, a fresh portion of fresh water is used as the fifth portion of the washing liquid in the next cycle, the desorption of lithium chloride from the sorbent washed from the brine is carried out by successive stepwise filtration of the given volumes of desorbing liquid, which is a dilute aqueous solution of lithium chloride with an admixture of the remainder of the brine components (desorbing liquid of the first stage), after contact with the sorbent, is removed from the process as a primary lithium concentrate, the second volume of the desorbing liquid, which is fresh water (desorbing liquid of the second stage), after contact with the sorbent, it is used as the stripping liquid of the first stage of the desorption stage in the next cycle, together with the volume of stripping liquid displaced from the column by the corresponding volume of lithium-bearing brine in the sorption stage of the next cycle;

Технический результат достигается тем, что полученный из литиеносного природного рассола первичный литиевый концентрат превращают во вторичный литиевый концентрат одним из вариантов:The technical result is achieved by the fact that the primary lithium concentrate obtained from the lithium-bearing natural brine is converted into a secondary lithium concentrate by one of the options:

по первому варианту первичный литиевый концентрат подвергают гелиоконцентрированию по хлориду лития в испарительном бассейне с одновременной очисткой от кальция и магния путем предварительного деления первичного литиевого концентрата на два потока, в одном из которых распульповывают заданное весовое количество карбоната лития, пульпу карбонизируют углекислым газом или газовой смесью, содержащей CO2, в режиме циркуляции пульпы до полного растворения карбоната лития, далее этот поток смешивают с другим потоком первичного литиевого концентрата, смешанный раствор направляют в испарительный бассейн для концентрирования жидкой фазы по LiCl до 220 кг/м3, декарбонизации и постепенного перевода растворимых хлоридов кальция и магния в труднорастворимые соединения CaCO3 и Mg(OH)2-3Mg(OH)2-3H2O, которые отделяют от содержащего NaCl и KCl в качестве основных примесей концентрированного раствора хлорида лития, доводя полученный вторичный литиевый концентрат до содержания LiCl 190-200 кг/м3, используемого в дальнейшем для получения хлорида лития или карбоната лития;According to the first option, the primary lithium concentrate is subjected to helioconcentration with respect to lithium chloride in the evaporation pool with simultaneous purification from calcium and magnesium by preliminary division of the primary lithium concentrate into two streams, in one of which a given weight amount of lithium carbonate is pulped, the pulp is carbonized with carbon dioxide or a gas mixture, containing CO2, in the slurry circulation mode until lithium carbonate is completely dissolved, then this stream is mixed with another stream of primary lithium concentrate, the mixed solution is sent to the evaporation pool for concentrating the liquid phase in terms of LiCl up to 220 kg / m 3 , decarbonization and gradual transfer of soluble calcium chlorides and magnesium into sparingly soluble compounds CaCO 3 and Mg (OH) 2 -3Mg (OH) 2 -3H 2 O, which are separated from the concentrated solution of lithium chloride containing NaCl and KCl as the main impurities, bringing the resulting secondary lithium concentrate to the content of LiCl 190- 200 kg/m 3 used later to produce lithium chloride or lithium carbonate;

по второму варианту заданное весовое количество Li2CO3 распульповывают в потоке произведенного обратноосмотическим концентрированием-опреснением первичного литиевого концентрата, пульпу карбонизируют углекислым газом или газовой смесью, содержащей CO2, в режиме циркуляции пульпы до полного растворения карбоната лития, раствор нагревают до температуры 80-85°C при вакууммировании до 0,5 ат, декарбонизируют, направляя выделяющийся углекислый газ на операцию карбонизации пульпы, приготовленной из карбоната лития и обратноосмотического литиевого концентрата, и одновременно переводя CaCl2 и MgCl2 в нерастворимые осадки CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-3H2O, которые отделяют от жидкой фазы, жидкую фазу, представляющую собой водный раствор LiCl с примесью NaCl и KCl, концентрируют по хлориду лития электродиализным или термическим путем, или их комбинацией, после чего раствор LiCl доводят до концентрации 190-200 кг/м3 (вторичный литиевый концентрат), используемый в дальнейшем для получения хлорида лития или карбоната лития.according to the second option, a given weight amount of Li 2 CO 3 is pulped in a stream of primary lithium concentrate produced by reverse osmosis concentration-desalination, the pulp is carbonized with carbon dioxide or a gas mixture containing CO 2 in the pulp circulation mode until lithium carbonate is completely dissolved, the solution is heated to a temperature of 80- 85°C with a vacuum to 0.5 atm, decarbonize, directing the released carbon dioxide to the carbonization operation of the pulp prepared from lithium carbonate and reverse osmosis lithium concentrate, and simultaneously converting CaCl 2 and MgCl 2 into insoluble precipitates CaCO 3 and Mg(OH) 2 -3MgCO3-3H 2 O, which are separated from the liquid phase, the liquid phase, which is an aqueous solution of LiCl with an admixture of NaCl and KCl, is concentrated by lithium chloride by electrodialysis or thermal means, or a combination of them, after which the LiCl solution is adjusted to a concentration of 190-200 kg / m 3 (secondary lithium concentrate), used later to produce lithium chloride or lithium carbonate.

Технический результат достигается тем, что получение хлорида лития из вторичного литиевого концентрата осуществляют разделением его на два потока, один из которых подвергают вначале реагентной очистке от магния, кальция, сульфат и борат-ионов с использованием в качестве реагентов гидроксид или оксид бария и углекислый газ, затем глубокой ионообменной очистке на полиамфолите Lewatit 208-TP в Li-форме или его аналогах, концентрированию упариванием до содержания LiCl 485-490 кг/м3 (хлоридный литиевый рассол), высаливая при этом кристаллы NaCl и KCl, полученный хлоридный литиевый рассол охлаждают до комнатной температуры, выпавшие кристаллы NaCl и KCl с примесью кристаллов LiCl-H2O отделяют от жидкой фазы, кристаллы промывают ступенчато в режиме репульпации и отжима тремя порциями промывного хлоридного рассола объемом, равным двум объемам порции промываемых кристаллов каждая, две порции из которых представляют собой смешанные хлоридныеThe technical result is achieved by the fact that the production of lithium chloride from a secondary lithium concentrate is carried out by dividing it into two streams, one of which is first subjected to reagent purification from magnesium, calcium, sulfate and borate ions using hydroxide or barium oxide and carbon dioxide as reagents, then deep ion-exchange purification on polyampholyte Lewatit 208-TP in Li-form or its analogues, concentration by evaporation to the content of LiCl 485-490 kg / m 3 (lithium chloride brine), while salting out NaCl and KCl crystals, the resulting lithium chloride brine is cooled to room temperature, the precipitated NaCl and KCl crystals with an admixture of LiCl-H 2 O crystals are separated from the liquid phase, the crystals are washed stepwise in the repulping and squeezing mode with three portions of the washing chloride brine with a volume equal to two portion volumes of the washed crystals each, two portions of which are mixed chloride

- 4 042618 растворы NaCl+KCl+LiCl в порядке снижения содержания в них LiCl, а третья порция представляет собой смешанный раствор хлоридов щелочных металлов, не содержащих LiCl, первую порцию промывного хлоридного раствора после контакта с кристаллами (отработанную промывную жидкость) направляют на операцию упаривания, предварительно смешивая с очищенным от примесей вторичным литиевым концентратом, две другие порции промывного хлоридного раствора используют для последовательной ступенчатой промывки следующей порции кристаллов, свежую (третью) порцию хлоридного промывного раствора готовят растворением в деминерализованной воде хлорида натрия или хлорида натрия с примесью хлорида калия, при этом охлажденный и освобожденный от кристаллов выпавших солей хлоридный литиевый рассол с остаточным содержанием NaCl+KCl не более 2 кг/м3 упаривают до перехода LiCl в твердую фазу хлорида лития моногидрата, остаток маточного раствора операции упаривания хлоридного литиевого рассола и кристаллизации LiCl-H2O отделяют от кристаллов хлорида лития моногидрата и смешивают с поступающим на упаривание очищенным вторичным литиевым концентратом, кристаллы хлорида лития моногидрата отмывают от остатка маточного раствора промывной жидкостью состава (мас.%): LiCl - (98,5-99,0), LiOH - (1,0-1,5), отработанную жидкость подкисляют соляной кислотой до pH 6-7 и смешивают с поступающим на упаривание очищенным вторичным литиевым концентратом, промытые кристаллы LiCl-H2O освобождают от остаточной щелочности контактом с расчетным количеством соляной кислоты и сушат до получения безводного хлорида лития путем двухступенчатой сушки в потоке воздуха, поддерживая температуру в зоне сушки на первой ступени 85-90°C, на второй ступени 108-110°C при влагосодержании воздушного потока на выходе из зон сушки 75-80%, другой поток вторичного литиевого концентрата используют для осаждения из него карбоната лития при контакте с раствором карбоната натрия или раствором карбоната натрия, содержащим карбонат калия, осажденный карбонат лития отделяют от маточного раствора операции осаждения Li2CO3 центрифугированием и направляют на распульповку с частью потока первичного литиевого концентрата или с потоком обратноосмотического литиевого концентрата для последующей карбонизации, маточный раствор операции осаждения карбоната лития подкисляют соляной кислотой до pH 6,0-6,5, упаривают до достижения концентрации LiCl в жидкой фазе 485-490 кг/м3, жидкую фазу отделяют от высаленных кристаллов NaCl с примесью кристаллов KCl и смешивают с потоком вторичного литиевого концентрата, используемого для получения хлорида лития, кристаллы NaCl с примесью кристаллов KCl отмывают от остатка маточного раствора, смешивают с отмытыми кристаллами NaCl и KCl, высаленными в процессе упаривания потока вторичного литиевого концентрата при производстве LiCl, растворяют в расчетном объеме деминерализованной воды, получая хлоридный раствор щелочных металлов с концентрацией NaCl 250-260 кг/м3, полученный раствор подвергают мембранному электролизу, производя раствор NaOH и водород на катоде и хлор на аноде, производимый водород смешивают с потоком природного газа, смесь газов сжигают, используя тепловую энергию для получения греющего водяного пара, который, в свою очередь, применяют в качестве теплоносителя при упаривании литиевых концентратов и маточного хлоридного раствора операции осаждения Li2CO3, содержащим CO2 топочным газом карбонизируют раствор NaOH, превращая его в раствор Na2CO3 (карбонатный раствор) и используя в качестве осадительного реагента на операции осаждения карбоната лития, анодный хлор эжектируют потоком водного раствора карбамида, производя таким образом раствор соляной кислоты, используемой для подкисления карбонатсодержащих растворов перед их упариванием и для регенерации отработанного полиамфолита Lewatit 208-TP;- 4 042618 solutions of NaCl + KCl + LiCl in order of decreasing content of LiCl in them, and the third portion is a mixed solution of alkali metal chlorides that do not contain LiCl, the first portion of the washing chloride solution after contact with the crystals (waste washing liquid) is sent to the evaporation operation , pre-mixing with a secondary lithium concentrate purified from impurities, two other portions of the washing chloride solution are used for successive stepwise washing of the next portion of the crystals, a fresh (third) portion of the chloride washing solution is prepared by dissolving sodium chloride or sodium chloride with an admixture of potassium chloride in demineralized water, with At the same time, the lithium chloride brine cooled and freed from crystals of precipitated salts with a residual NaCl + KCl content of not more than 2 kg / m 3 is evaporated until LiCl passes into the solid phase of lithium chloride monohydrate, the remainder of the mother liquor of the operation of evaporation of the lithium chloride brine and crystallization of LiCl-H 2 O separated from the crystals of lithium chloride monohydrate and mixed with the purified secondary lithium concentrate supplied for evaporation, the crystals of lithium chloride monohydrate are washed from the remainder of the mother liquor with a washing liquid of the composition (wt.%): LiCl - (98.5-99.0), LiOH - ( 1.0-1.5), the waste liquid is acidified with hydrochloric acid to pH 6-7 and mixed with the purified secondary lithium concentrate supplied for evaporation, the washed LiCl-H 2 O crystals are freed from residual alkalinity by contact with the calculated amount of hydrochloric acid and dried to obtaining anhydrous lithium chloride by two-stage drying in an air stream, maintaining the temperature in the drying zone at the first stage 85-90°C, at the second stage 108-110°C with a moisture content of the air stream at the exit from the drying zones of 75-80%, another secondary stream lithium concentrate is used to precipitate lithium carbonate from it upon contact with a solution of sodium carbonate or a solution of sodium carbonate containing potassium carbonate, the precipitated lithium carbonate is separated from the mother liquor of the Li 2 CO 3 precipitation operation by centrifugation and sent for pulping with a part of the flow of the primary lithium concentrate or with flow of reverse osmosis lithium concentrate for subsequent carbonization, the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation is acidified with hydrochloric acid to pH 6.0-6.5, evaporated until the LiCl concentration in the liquid phase reaches 485-490 kg/m 3 , the liquid phase is separated from the salted-out NaCl crystals with an admixture of KCl crystals and mixed with a stream of secondary lithium concentrate used to produce lithium chloride, NaCl crystals with an admixture of KCl crystals are washed from the remainder of the mother liquor, mixed with washed NaCl and KCl crystals salted out during the evaporation process of a stream of secondary lithium concentrate in the production of LiCl, dissolved in the calculated volume of demineralized water, obtaining an alkali metal chloride solution with a NaCl concentration of 250-260 kg/m 3 , the resulting solution is subjected to membrane electrolysis, producing a NaOH solution and hydrogen at the cathode and chlorine at the anode, the hydrogen produced is mixed with a natural gas stream, the mixture gases are burned using thermal energy to produce heating water vapor, which, in turn, is used as a heat carrier during the evaporation of lithium concentrates and the mother chloride solution of the Li2CO3 precipitation operation, the CO2-containing flue gas carbonizes the NaOH solution, turning it into a Na2CO3 solution (carbonate solution ) and using as a precipitating agent in the lithium carbonate precipitation operation, anodic chlorine is ejected with a stream of an aqueous solution of urea, thus producing a solution of hydrochloric acid used to acidify carbonate-containing solutions before their evaporation and to regenerate spent polyampholyte Lewatit 208-TP;

Технический результат достигается тем, что получение технического карбоната лития из вторичного литиевого концентрата, прошедшего реагентную очистку от кальция, магния, сульфат и борат-ионов, осуществляют осаждением карбоната лития из всего потока вторичного литиевого концентрата путем контакта при перемешивании и температуре 90-95°C с раствором карбоната натрия, содержащим карбонат калия, при этом после отделения от маточного раствора одну часть карбоната лития используют для получения раствора бикарбоната лития и далее для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, другую (продуктивную) часть карбоната лития промывают ступенчато в режиме распульпации и центрифугирования тремя порциями промывного раствора объемом, равным трем объемам порции промываемого карбоната лития при температуре 90-95°C, вначале двумя порциями насыщенного раствора карбоната лития в порядке снижения в них содержания натрия и хлорид-иона и затем порцией деминерализованной воды, при этом первую порцию промывного раствора после контакта с карбонатом лития направляют на операцию получения пульпы Li2CO3, используемой для карбонизации, перевода твердой фазы Li2CO3 в раствор LiHCO3 и использованием для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, две другие порции промывного раствора используют для последовательной ступенчатой промывки следующей порции карбоната лития, отмытые кристаллы карбоната лития подвергают СВЧ сушке до остаточного содержания влаги 0,4 мас.%The technical result is achieved by the fact that the production of technical lithium carbonate from a secondary lithium concentrate that has undergone reagent purification from calcium, magnesium, sulfate and borate ions is carried out by precipitation of lithium carbonate from the entire stream of secondary lithium concentrate by contact with stirring and at a temperature of 90-95 ° C with a solution of sodium carbonate containing potassium carbonate, while after separation from the mother liquor, one part of lithium carbonate is used to obtain a solution of lithium bicarbonate and then to purify the primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, the other (productive) part of lithium carbonate is washed stepwise in the mode of pulping and centrifugation with three portions of the wash solution with a volume equal to three volumes of a portion of the washed lithium carbonate at a temperature of 90-95 ° C, first with two portions of a saturated solution of lithium carbonate in order of decreasing sodium and chloride ion content in them and then with a portion of demineralized water , while the first portion of the washing solution after contact with lithium carbonate is sent to the operation of obtaining a pulp of Li 2 CO 3 used for carbonization, transferring the solid phase of Li 2 CO 3 to a solution of LiHCO 3 and using for purification of primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, two other portions of the washing solution are used for successive stepwise washing of the next portion of lithium carbonate, the washed lithium carbonate crystals are subjected to microwave drying to a residual moisture content of 0.4 wt.%

Технический результат достигается тем, что получение карбоната лития батарейного качества из вторичного литиевого концентрата, прошедшего реагентную очистку от кальция, магния, сульфат и борат-ионов и глубокую ионообменную очистку от кальция и магния на полиамфолите Lewatit 208-TP в Liформе, осуществляют осаждением насыщенным водным раствором карбоната аммония при комнатнойThe technical result is achieved by the fact that the production of battery-quality lithium carbonate from a secondary lithium concentrate that has undergone reagent purification from calcium, magnesium, sulfate and borate ions and deep ion-exchange purification from calcium and magnesium on Lewatit 208-TP polyampholyte in Liform is carried out by precipitation with saturated water ammonium carbonate solution at room temperature

- 5 042618 температуре, осадок карбоната лития отделяют от маточного раствора хлорида аммония, одну часть осадка карбоната лития используют для получения раствора бикарбоната лития, далее применяемого для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, другую (продуктивную) часть осадка карбоната лития промывают ступенчато в режиме репульпации и центрифугирования тремя порциями промывного раствора объемом, равным трем объемам порции промываемого карбоната лития каждая, при температуре 90-95°C, причем вначале двумя порциями насыщенного раствора карбоната лития в порядке снижения в них содержания аммония и хлорид-ионов и затем порцией деминерализованной воды, первую порцию промывного раствора после контакта с карбонатом лития направляют на операцию получения пульпы Li2CO3, используемой для карбонизации, перевода твердой фазы Li2CO3 в раствор LiHCO3 и применения для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, две другие порции промывного раствора используют для последовательной промывки следующей порции карбоната лития, отмытые кристаллы карбоната лития подвергают СВЧ сушке до остаточного содержания влаги 0,2 мас.%, из маточного раствора операции осаждения карбоната лития высаливают хлорид аммония упариванием, после отделения от маточного раствора упаривания отмывают от остатка маточного раствора, отработанный промывной раствор направляют на упаривание, смешивая с маточным раствором операции осаждения карбоната лития, в свою очередь маточный раствор операции упаривания и высаливания кристаллов хлорида аммония, представляющий собой раствор LiCl 480-490 кг/м3 с примесью NH4Cl, смешивают с вторичным литиевым концентратом перед его ионообменной очисткой на полиамфолите Lewatit 208-TP в Li-форме, отмытый от маточного раствора хлорид аммония разлагают, обрабатывая водной пульпой, содержащей в виде твердой фазы CaO или CaO с примесью MgO, SiO2 и Fe2O3, удаляя выделяющийся аммиак, смешивая его с углекислым газом в соотношении 2:1 и абсорбируя смесь газов водой при охлаждении в ступенчато противоточном режиме контакта жидкой и газовой фаз с выводом отработанного абсорбента в виде насыщенного раствора карбоната аммония, используемого для осаждения карбоната лития, образующуюся после удаления аммиака пульпу разделяют фильтрацией или центрифугированием, жидкую фазу, представляющую собой раствор хлористого кальция с примесью NaCl и KCl выводят из процесса и используют в коммунальном хозяйстве в качестве реагента для укрепления грунтовых дорог (летний период) и в качестве противогололедного реагента (зимний период), твердую фазу, представляющую собой MgO с примесью SiO2 и Fe2O3, используют для производства магниевых продуктов, оксид кальция и углекислый газ, необходимые для разложения хлорида аммония и производства раствора (NH4)2CO3, получают путем термического разложения осадка солей CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-H2O, образующихся на операции очистки первичного литиевого концентрата от кальция и магния, в смеси с измельченным природным известняком или доломитом.- 5 042618 temperature, the lithium carbonate precipitate is separated from the mother solution of ammonium chloride, one part of the lithium carbonate precipitate is used to obtain a lithium bicarbonate solution, further used to purify the primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, the other (productive) part of the carbonate precipitate lithium is washed stepwise in the mode of repulpation and centrifugation with three portions of the washing solution with a volume equal to three portions of a portion of the washed lithium carbonate each, at a temperature of 90-95 ° C, and first with two portions of a saturated solution of lithium carbonate in order of decreasing the content of ammonium and chloride ions in them and then with a portion of demineralized water, the first portion of the washing solution after contact with lithium carbonate is sent to the operation of obtaining a pulp of Li 2 CO 3 used for carbonization, transferring the solid phase of Li 2 CO 3 to a solution of LiHCO 3 and using for purification of primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, two other portions of the washing solution are used for sequential washing of the next portion of lithium carbonate, the washed crystals of lithium carbonate are subjected to microwave drying to a residual moisture content of 0.2 wt.%, ammonium chloride is salted out from the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation by evaporation, after separation from the mother liquor of evaporation, it is washed from the remainder of the mother liquor, the spent washing solution is sent for evaporation, mixing with the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation, in turn, the mother liquor of the operation of evaporation and salting out of ammonium chloride crystals, which is a solution of LiCl 480-490 kg / m 3 with an admixture of NH 4 Cl, mixed with a secondary lithium concentrate before its ion-exchange purification on Lewatit 208-TP polyampholyte in Li-form, ammonium chloride washed from the mother liquor is decomposed by treating with an aqueous pulp containing CaO or CaO with an admixture in the form of a solid phase MgO, SiO 2 and Fe 2 O 3 , removing the released ammonia, mixing it with carbon dioxide in a ratio of 2:1 and absorbing the mixture of gases with water while cooling in a stepwise countercurrent mode of contact of the liquid and gas phases with the withdrawal of the spent absorbent in the form of a saturated solution of ammonium carbonate , used to precipitate lithium carbonate, the pulp formed after removal of ammonia is separated by filtration or centrifugation, the liquid phase, which is a solution of calcium chloride with an admixture of NaCl and KCl, is removed from the process and used in public utilities as a reagent for strengthening dirt roads (summer period) and as an anti-icing reagent (winter period), the solid phase, which is MgO with an admixture of SiO 2 and Fe 2 O 3 , is used to produce magnesium products, calcium oxide and carbon dioxide, necessary for the decomposition of ammonium chloride and the production of a solution (NH 4 ) 2 CO 3 is obtained by thermal decomposition of the precipitate of CaCO 3 and Mg(OH) 2 -3MgCO 3 -H 2 O salts, formed during the purification of the primary lithium concentrate from calcium and magnesium, mixed with crushed natural limestone or dolomite.

Преимущества предлагаемых решений по сравнению со способом прототипа состоят из следующего.The advantages of the proposed solutions in comparison with the prototype method consist of the following.

1. В расширении диапазона литиеносных гидроминеральных сырьевых источников, пригодных для производства соединений лития за счет использования литиеносных природных рассолов, содержащих в своем составе взвешенные частицы.1. In expanding the range of lithium-bearing hydro-mineral raw materials suitable for the production of lithium compounds through the use of lithium-bearing natural brines containing suspended particles in their composition.

2. В повышении степени селективного извлечения хлорида лития при сорбционном обогащении литиеносных природных рассолов по хлориду лития на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl с получением первичного литиевого концентрата.2. In increasing the degree of selective extraction of lithium chloride during the sorption enrichment of lithium-bearing natural brines for lithium chloride on a granular sorbent DGAL-Cl to obtain a primary lithium concentrate.

3. В снижении потерь хлорида лития и сокращении энергозатрат при производстве литиевого концентрата за счет разработки рациональной схемы удаления рассола из колонн сорбционнодесорбционных модулей перед операцией десорбции.3. In reducing the losses of lithium chloride and reducing energy costs in the production of lithium concentrate by developing a rational scheme for removing brine from the columns of sorption-desorption modules before the desorption operation.

4. В более экономичном способе очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния.4. In a more economical way to purify primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium.

5. В получении безводного хлорида лития квалификацией, соответствующей ТУ 95.1926-89 и пригодного для получения металлического лития батарейного качества.5. In the production of anhydrous lithium chloride with a qualification corresponding to TU 95.1926-89 and suitable for the production of battery-quality lithium metal.

6. В исключении при производстве технического Li2CO3 использования привозной соды путем замены на содовый раствор, производимый из маточного раствора операции осаждения Li2CO3 и отходящего топочного газа.6. In the exclusion of the use of imported soda in the production of technical Li2CO3 by replacing it with a soda solution produced from the mother liquor of the Li2CO3 precipitation operation and the exhaust flue gas.

7. В возможности производства из первичного литиевого концентрата карбоната лития батарейного качества с заменой привозного дорогостоящего реагента соды на более дешевый местный известняк или доломит.7. In the possibility of production from primary lithium concentrate of lithium carbonate of battery quality with the replacement of imported expensive soda reagent with cheaper local limestone or dolomite.

Сведения, подтверждающие возможность реализации предлагаемого изобретения, представлены на фиг. 1-4 и в примерах.Information confirming the possibility of implementing the proposed invention is presented in Fig. 1-4 and in the examples.

Перечень чертежейList of drawings

Фиг. 1 (листы 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) - технологическая схема получения из литиеносных природных рассолов первичного литиевого концентрата и переработки его в безводный хлорид литияFig. 1 (sheets 1.1, 1.2, 1.3, 1.4) - a technological scheme for obtaining primary lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing it into anhydrous lithium chloride

Фиг. 2 - схема работы сорбционно-десорбционного модуля из четырех колонн с гранулированным селективным сорбентом ДГАЛ-Cl.Fig. 2 - scheme of operation of the sorption-desorption module of four columns with granular selective sorbent DGAL-Cl.

Фиг. 3 (листы 3.1, 3.2, 3.3) - технологическая схема получения первичного литиевого концентратаFig. 3 (sheets 3.1, 3.2, 3.3) - technological scheme for obtaining primary lithium concentrate

- 6 042618 из литиеносных природных рассолов и переработки его в технический карбонат лития по содовой схеме.- 6 042618 from lithium-bearing natural brines and processing it into technical lithium carbonate according to the soda scheme.

Фиг. 4 (листы 4.1, 4.2, 4.3) - технологическая схема получения первичного литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и переработка его в карбонат лития батарейного качества по известковой схеме.Fig. 4 (sheets 4.1, 4.2, 4.3) - a technological scheme for obtaining primary lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing it into lithium carbonate of battery quality according to a lime scheme.

Примечание: в схемах 1, 3, 4 приняты сокращения: ДГАЛ-Cl-гранулированный сорбент на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия, лития; ПЖ-промывная жидкость.Note: in schemes 1, 3, 4 abbreviations are accepted: DHAL-Cl-granular sorbent based on a chlorine-containing variety of double aluminum hydroxide, lithium; PZh-flushing fluid.

Ниже приводится описание реализации предлагаемого способа.The following is a description of the implementation of the proposed method.

В соответствии с технологической схемой (фиг. 1) получения первичного литиевого концентрата из литиеносного природного рассола и его переработку в безводный хлорид лития осуществляют следующим образом. Исходный природный рассол проходит стадию очистки от механических примесей. При содержании механических примесей 1,0 кг/м3 и выше рассол подвергают вначале осадительному центрифугированию, затем тонкой фильтрации. Регенерацию отработанных фильтрующих элементов осуществляют потоком отфильтрованного рассола, подаваемого противоточно направлению рассола при фильтрационной очистке. Отработанный рассол операции регенерации фильтрующих элементов смешивают с исходным природным рассолом, поступающим на центрифугирование.In accordance with the technological scheme (Fig. 1) obtaining primary lithium concentrate from lithium-bearing natural brine and its processing into anhydrous lithium chloride is carried out as follows. The original natural brine goes through the stage of purification from mechanical impurities. When the content of mechanical impurities is 1.0 kg/m 3 and above, the brine is subjected first to precipitation centrifugation, then fine filtration. Regeneration of spent filter elements is carried out by a flow of filtered brine supplied countercurrently to the direction of the brine during filtration cleaning. The spent brine from the operation of regeneration of the filter elements is mixed with the original natural brine supplied for centrifugation.

Очищенный от механических примесей рассол направляют вначале на рекуперационный подогрев потоком отработанного по литию рассола, прошедшего передел сорбционного обогащения, затем на подогрев за счет утилизации технологического тепла, выделяемого на операциях упаривания и охлаждения, где природный рассол используют в качестве хладагента.The brine purified from mechanical impurities is first sent to recuperative heating with a stream of lithium-used brine that has passed the sorption enrichment stage, then to heating by utilizing the process heat generated during evaporation and cooling operations, where natural brine is used as a refrigerant.

Подогретый рассол поступает в сорбционно-десорбционный комплекс на селективную двухступенчатую сорбцию хлорида лития гранулированным сорбентом ДГАЛ-Cl. На первой ступени сорбции поток рассола контактирует с частично насыщенным сорбентом, обеспечивая тем самым полное насыщение последнего за временной период, отводимый на операцию сорбции. В то же время на второй ступени сорбции поток рассола, освобожденный от хлорида лития на 45-55%, контактирует с исходным (свежим) сорбентом, где освобождается от хлорида лития еще на 45-55%, частично насыщая сорбент. Рассол, прошедший стадию сорбции (маточный рассол), подвергают фильтрации с целью улавливания выносимой из колонн мелкой фракции сорбента. Сорбент первой ступени, насыщенный хлоридом лития, освобождают от рассола вначале путем его слива из колонны и возврата слитого объема на сорбцию, затем ступенчатой последовательной промывкой пятью объемами промывной жидкости, четыре из которых содержат промывную жидкость с различным содержанием компонентов рассола в порядке снижения содержания с ростом ступеней промывки, а пятая порция представляет собой пресную воду. Первой порцией промывной жидкости (ПЖ-1) заполняют освобожденную от рассола колонну и вытесняют ее из колонны второй порцией промывной жидкости (ПЖ-2). Направляя вытесненный объем на смешение с очищенным от взвешенных частиц и подогретым природным литиеносным рассолом, вторую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны третьей порцией промывной жидкости (ПЖ-3) и используют в следующем цикле как ПЖ-1, третью порцию промывной жидкости вытесняют из колонны четвертой промывной жидкостью (ПЖ-4) и используют в следующем цикле как ПЖ-2, четвертую порцию промывной жидкости вытесняют пятой порцией промывной жидкости (пресная вода) и используют в следующем цикле как ПЖ-3, пятую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны соответствующей порцией десорбирующей жидкости (водный раствор LiCl) и используют в следующем цикле как ПЖ-4. В качестве пятой порции промывной жидкости в следующем цикле используют свежую порцию пресной воды, такая организация удаления рассола из колонны является оптимальной, поскольку обеспечивает достаточно глубокую степень удаления рассола (выше 98%) при минимальном количестве ступеней отмывки, равном пяти. Из отмытого от рассола, насыщенного хлоридом лития сорбента десорбируют заданное количество хлорида лития фильтрацией через слой сорбента порций заданных объемов десорбирующих жидкостей, исходя из того, что первая порция десорбирующей жидкости, представляющая собой разбавленный водный раствор хлорида лития с примесью остатка компонентов рассолов, после контакта с сорбентом выводят из процесса в качестве первичного литиевого концентрата. Вторая порция десорбирующей жидкости, представляющая собой пресную воду, после контакта с сорбентом используется в качестве десорбирующей жидкости первой ступени в следующем цикле совместно с объемом десорбирующей жидкости, вытесненной из сорбента соответствующим объемом литиеносного рассола на стадии сорбции следующего цикла. Более подробно схема цикла работы сорбционно-десорбционного модуля из четырех колонн представлена на фиг. 2. Полученный первичный литиевый концентрат фильтруют с целью улавливания мелкой фракции сорбента, выносимого из сорбционно-десорбционных колонн в процессе десорбции.The heated brine enters the sorption-desorption complex for the selective two-stage sorption of lithium chloride by the granular sorbent DGAL-Cl. At the first stage of sorption, the brine flow contacts with a partially saturated sorbent, thereby ensuring the complete saturation of the latter during the time period allotted for the sorption operation. At the same time, at the second stage of sorption, the brine flow, freed from lithium chloride by 45–55%, contacts the initial (fresh) sorbent, where it is freed from lithium chloride by another 45–55%, partially saturating the sorbent. The brine that has passed the sorption stage (mother brine) is subjected to filtration in order to capture the fine fraction of the sorbent carried out of the columns. The sorbent of the first stage, saturated with lithium chloride, is first released from the brine by draining it from the column and returning the drained volume to sorption, then by stepwise successive washing with five volumes of washing liquid, four of which contain washing liquid with different contents of brine components in order of decreasing content with increasing washing steps, and the fifth portion is fresh water. The column freed from brine is filled with the first portion of the washing liquid (PJ-1) and it is displaced from the column with the second portion of the washing liquid (PJ-2). Directing the displaced volume for mixing with the suspended solids-free and heated natural lithium-bearing brine, the second portion of the washing liquid is displaced from the column by the third portion of the washing liquid (PZh-3) and used in the next cycle as PZh-1, the third portion of the washing liquid is displaced from the column of the fourth washing liquid (PZh-4) and used in the next cycle as PZh-2, the fourth portion of the washing liquid is displaced by the fifth portion of the washing liquid (fresh water) and used in the next cycle as PZh-3, the fifth portion of the washing liquid is displaced from the column by the corresponding portion of the desorbing liquid (aqueous solution of LiCl) and used in the next cycle as PJ-4. As the fifth portion of the washing liquid in the next cycle, a fresh portion of fresh water is used; this organization of brine removal from the column is optimal, since it provides a sufficiently deep degree of brine removal (above 98%) with a minimum number of washing steps equal to five. A predetermined amount of lithium chloride is desorbed from the sorbent washed from the brine and saturated with lithium chloride by filtration through the sorbent layer of portions of predetermined volumes of desorbing liquids, based on the fact that the first portion of the desorbing liquid, which is a dilute aqueous solution of lithium chloride with an admixture of the remainder of the brine components, after contact with sorbent is removed from the process as a primary lithium concentrate. The second portion of the stripping liquid, which is fresh water, after contact with the sorbent, is used as the stripping liquid of the first stage in the next cycle, together with the volume of the stripping liquid displaced from the sorbent by the corresponding volume of lithium-bearing brine at the sorption stage of the next cycle. A more detailed diagram of the cycle of operation of the sorption-desorption module of four columns is shown in Fig. 2. The resulting primary lithium concentrate is filtered to capture the fine fraction of the sorbent removed from the sorption-desorption columns during the desorption process.

После фильтрации первичный литиевый концентрат подвергают обратноосмотическому концентрированию-опреснению, производя обратноосмотический литиевый концентра общей минерализацией до 60 кг/м3, с одной стороны, и пермеат (деминерализованную воду с общей минерализацией не более 30 г/м3), используемый в технологии в качестве промывной, вытесняющей и десорбирующей жидкостей, снижая таким образом расход пресной воды. В свою очередь, в обратноосмотическом литиевом концентрате, смешиваемым предварительно с отработанным регенератом ионообменной очистки вторичного литиевого концентрата и промывным карбонатным раствором операции осаждения карбоната лития,After filtration, the primary lithium concentrate is subjected to reverse osmosis concentration-desalination, producing reverse osmosis lithium concentrate with a total mineralization of up to 60 kg/m 3 , on the one hand, and permeate (demineralized water with a total mineralization of not more than 30 g/ m flushing, displacing and desorbing fluids, thus reducing fresh water consumption. In turn, in the reverse osmosis lithium concentrate, pre-mixed with the spent regenerate of the ion-exchange purification of the secondary lithium concentrate and the washing carbonate solution of the lithium carbonate precipitation operation,

- 7 042618 распульповывают расчетное количество карбоната лития, пульпу карбонизируют углекислым газом до полного растворения карбоната лития и перехода его в раствор бикарбоната лития по реакции:- 7 042618 the calculated amount of lithium carbonate is pulped, the pulp is carbonized with carbon dioxide until the lithium carbonate is completely dissolved and it passes into the lithium bicarbonate solution according to the reaction:

L12CO3 + СО2 + Н2О 2L1HCO3 (1).L12CO3 + CO 2 + H 2 O 2L1HCO3 (1).

Полученный бикарбонатно-хлоридный литийсодержащий раствор концентрируют до содержания LiCl 190-200 кг/м3 упариванием с одновременной очисткой от кальция и магния, производя вторичный литиевый концентрат. При этом в случае использования для упаривания раствора природного гелиоконцентрирования в бассейнах, процесс естественного упаривания сопровождается постепенным разложением бикарбоната лития и переводом ионов кальция и магния в нерастворимые соединения анионами CO32- и OH-, образующимися при разложении LiHCO3.The resulting bicarbonate-chloride lithium-containing solution is concentrated to a LiCl content of 190-200 kg/m 3 by evaporation with simultaneous purification from calcium and magnesium, producing a secondary lithium concentrate. At the same time, in the case of using a natural helioconcentration solution in pools for evaporation, the process of natural evaporation is accompanied by a gradual decomposition of lithium bicarbonate and the transfer of calcium and magnesium ions into insoluble compounds by CO3 2- and OH - anions formed during the decomposition of LiHCO3.

Процесс может быть описан следующими химическими реакциями:The process can be described by the following chemical reactions:

2LiHCO3 Li2CO3 + Н2О + СО2Т(2),2LiHCO 3 Li 2 CO 3 + H 2 O + CO2T (2),

Li2CO3 + Н2О L1HCO3 + LiOH(3),Li 2 CO 3 + H 2 O L1HCO3 + LiOH (3),

Са2+ + СОз2' СаСОзТ(4),Ca 2+ + CO3 2 ' CaCO3T (4),

4Mg2+ + ЗСОз2' + 2ОН- + ЗН2О Mg(OH)2 3MgCO3 ЗН2О|(5).4Mg 2+ + 3CO3 2 ' + 2OH- + 3H 2 O Mg(OH) 2 3MgCO 3 3H 2 O|(5).

В случае отсутствия возможности использования природного гелиоконцентрирования хлориднобикарбонатный литийсодержащий раствор вначале нагревают при интенсивном перемешивании и разрежении 0,5 ат до температуры 85°C, проводя декарбонизацию и осаждая кальций и магний в нерастворимые соединения CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-3H2O. Процесс полной декарбонизации протекает в течение 45-60 мин. После завершения процесса декарбонизации и осаждения примесей раствор после подкисления упаривают с получением вторичного литиевого концентрата и конденсата сокового пара.In the absence of the possibility of using natural helioconcentration, the lithium-containing chloride-bicarbonate solution is first heated with vigorous stirring and a rarefaction of 0.5 atm to a temperature of 85 ° C, decarbonizing and precipitating calcium and magnesium into insoluble compounds CaCO 3 and Mg (OH) 2 -3MgCO 3 -3H 2 O. The process of complete decarbonization takes 45-60 minutes. After completion of the decarbonization process and sedimentation of impurities, the solution after acidification is evaporated to obtain a secondary lithium concentrate and juice vapor condensate.

Полученный вторичный литиевый концентрат после смешивания с концентрированным раствором LiCl, полученным при переработке маточного раствора операции осаждения карбоната лития, направляют на реагентную очистку от кальция, магния и сульфат-ионов вследствие повышения содержания примесей в результате упаривания вторичного литиевого концентрата. Реагентную очистку проводят, исходя из двух возможных вариантов. По первому варианту в качестве реагента для осаждения бария используют BaCl2, а в качестве реагента для очистки от кальция и магния расчетное количество Na2CO3.The resulting secondary lithium concentrate after mixing with a concentrated solution of LiCl obtained during the processing of the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation is sent for reagent purification from calcium, magnesium and sulfate ions due to an increase in the content of impurities as a result of evaporation of the secondary lithium concentrate. Reagent purification is carried out on the basis of two possible options. According to the first option, BaCl 2 is used as a reagent for barium precipitation, and the calculated amount of Na 2 CO 3 is used as a reagent for removing calcium and magnesium.

Процесс очистки может быть описан следующими уравнениями химических реакций:The purification process can be described by the following equations of chemical reactions:

Ва2+ + SO?’ BaSO4|(6),Wa 2+ + SO?' BaSO4 |(6),

CaCh + Na2CO3 СаСОз | + 2NaCl(7),CaCh + Na 2 CO 3 CaCO3 | + 2NaCl(7),

Na2CO3 + Н2О -► NaOH + NaHCO3(8),Na 2 CO 3 + H 2 O -► NaOH + NaHCO 3 (8),

4MgCl2 + 3Na2CO3 + 2NaOH + 3H2O Mg(OH)2 3MgCO3 3H2O + 8NaCl (9).4MgCl 2 + 3Na 2 CO 3 + 2NaOH + 3H 2 O Mg(OH) 2 3MgCO 3 3H 2 O + 8NaCl (9).

По второму варианту в качестве реагента для очистки вторичного литиевого концентрата от сульфат-ионов используют Ba(OH)2, а в качестве реагента для очистки от кальция и магния раствор LiHCO3, получаемый путем карбонизации углекислым газом пульпы, приготовленной из расчетных количеств карбоната лития и промывного карбонатного раствора. Процесс очистки по этому варианту может быть описан следующими химическими реакциями:According to the second option, Ba(OH) 2 is used as a reagent for purification of secondary lithium concentrate from sulfate ions, and LiHCO 3 solution obtained by carbonization of pulp prepared from calculated amounts of lithium carbonate and washing carbonate solution. The purification process according to this option can be described by the following chemical reactions:

Ва(ОН)2 Ва2+ + 2ОН'(10),Ba(OH) 2 Ba 2+ + 2OH'(10),

Ва2+ + SO42^BaSO4|(11),Ba 2+ + SO4 2 ^BaSO4|(11),

НСО3' + ОН' АОс + Н2О(12),HCO 3 ' + OH' Aoc + H 2 O (12),

Са2+ + СОз2' ^СаСОз!(13),Ca 2+ + CO3 2 '^CaCO3! (13),

4Mg2+ + ЗСОз2' + 2ОН- + ЗН2О Mg(OH)2 3MgCO3 ЗН2О^(14).4Mg 2+ + 3CO3 2 ' + 2OH- + 3H 2 O Mg(OH) 2 3MgCO 3 3H 2 O^(14).

Целесообразность применения того или иного варианта очистки определяют на стадии проектирования производства.The feasibility of using one or another treatment option is determined at the production design stage.

После фильтрации и отделения от твердой фазы осадков реагентно очищенный вторичный литиевый концентрат, представляющий собой раствор хлорида лития, делят на два заданных потока, один из которых направляют на осаждение Li2CO3 путем контакта с насыщенным раствором Na2CO3. Полученный Li2CO3 используют для очистки первичного литиевого концентрата или очистки обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния. Другой поток раствора хлорида лития направляют на глубокую ионообменную очистку от остаточного количества кальция и магния на амфолите Lewatit 208TP в Li-форме или его аналогах.After filtration and separation from the solid phase of precipitation, the reagent-purified secondary lithium concentrate, which is a solution of lithium chloride, is divided into two given streams, one of which is directed to the precipitation of Li 2 CO 3 by contact with a saturated solution of Na 2 CO 3 . The resulting Li 2 CO 3 is used to purify the primary lithium concentrate or purify the reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium. Another stream of lithium chloride solution is directed to deep ion-exchange purification from the residual amount of calcium and magnesium on Lewatit 208TP ampholyte in Li-form or its analogues.

Процесс ионообменной очистки описывается следующими уравнениями.The process of ion-exchange purification is described by the following equations.

1) Сорбция и1) Sorption and

Са2++ [L] — |L|=Ca + 2Li' (15),Ca 2+ + [L] - |L|=Ca + 2Li' (15),

LiLi

LiLi

Mg2+ + [L] ' [L]=Mg + 2Li+ (16).Mg 2+ + [L] ' [L]=Mg + 2Li + (16).

LiLi

2) Регенерация2) Regeneration

- 8 042618 /н [L]=Ca + [L]=Mg + 4HC1 ^2[L] + CaCl2 + MgCl2(17).- 8 042618 / n [L]=Ca + [L]=Mg + 4HC1 ^2[L] + CaCl 2 + MgCl 2 (17).

\ H\H

3) Перевод в Li-форму3) Transfer to Li-form

HLiHLi

2[L] +4LiOH^2[L] + 4H2O(18).2[L] + 4LiOH^2[L] + 4H 2 O(18).

HLiHLi

Перевод смолы в Li-форму может быть осуществлен и раствором LiHCO3, используемым вместо раствора LiOH по реакции:The transfer of the resin to the Li-form can also be carried out with a LiHCO 3 solution used instead of a LiOH solution according to the reaction:

НH

[L] ч + 2L1HCO3 ^[L] χ+ 2Н20+2С02(19).[L] h + 2L1HCO3 ^ [L] χ + 2Н 2 0+2С0 2 (19).

НLiHLi

Отработанный регенерационный раствор направляют на смешение с обратноосмотическим литиевым концентратом для приготовления пульпы Li2CO3 карбонизацией и использования для очистки обратноосмотического литиевого концентрата или первичного литиевого концентрата от кальция и магния.The spent regeneration solution is sent for mixing with reverse osmosis lithium concentrate to prepare Li 2 CO 3 slurry by carbonization and use for purification of reverse osmosis lithium concentrate or primary lithium concentrate from calcium and magnesium.

Прошедший глубокую очистку от кальция и магния поток вторичного литиевого концентрата упаривают до содержания LiCl 485-490 кг/м3, охлаждают до комнатной температуры, высаливая при этом NaCl и KCl из раствора до их остаточной суммарной концентрации, не превышающей 4 кг/м3.The stream of secondary lithium concentrate, which has undergone deep purification from calcium and magnesium, is evaporated to a LiCl content of 485-490 kg/m 3 , cooled to room temperature, salting out NaCl and KCl from the solution to their residual total concentration not exceeding 4 kg/m 3 .

После отделения кристаллов NaCl и KCl от раствора LiCl последний упаривают, кристаллизуя моногидрат лития хлорида (LiCl-H2O), образовавшиеся кристаллы отделяют от остатка жидкой фазы центрифугированием. Фугат возвращают на упаривание, кристаллы LiCl-H2O отмывают от остатка маточного раствора хлоридно-щелочным раствором (1,0-1,5 мас.% LiOH в насыщенном растворе LiCl). Добавка LiOH в раствор LICl обеспечивает перевод содержащихся в твердой фазе кристаллогидрата LiCl-H2O остаточных примесей натрия и калия в промывной раствор. Содержащий натрий и калий отработанный промывной раствор после подкисления направляют на смешивание с глубоко очищенным от кальция и магния вторичным литиевым концентратом и упаривание. Отмытые от маточного раствора кристаллы LiCl-H2O направляют на двухстадийную сушку. Сушку ведут в токе воздуха. На первой стадии кристаллы хлорида лития моногидрата сушат до остаточного содержания влаги 10-12 мас.% при температуре в зоне сушки 90°C. На второй стадии температуру в зоне сушки повышают до 110°C, получая безводный LiCl с остаточным влагосодержанием < 4 мас.%, соответствующий требованиям ТУ 95.1926-89. Во избежание конденсации водяных паров относительную влажность воздуха на выходе из зон сушки на обеих стадиях поддерживают в пределах 75-80%. Высоленные в процессе упаривания очищенного от примесей вторичного литиевого концентрата кристаллы NaCl и KCl, содержащие кристаллы LiCl-H2O в качестве примеси, промывают насыщенным хлоридным раствором, приготовленным из смеси кристаллов NaCl и KCl. Отмытые кристаллы NaCl и KCl используют в качестве сырья для получения щелочного раствора (NaOH и KOH), который в свою очередь используют для получения карбонатного раствора (Na2CO3 и K2CO3). Литийсодержащий отработанный промывной раствор, образующийся в результате отмывки кристаллов NaCl и KCl, направляют на смешение с очищенным вторичным литиевым концентратом и упаривание. В свою очередь, маточный раствор операции осаждения карбоната лития, представляющий собой раствор NaCl концентрацией 220-230 кг/м3 с примесью KCl (содержание 2 кг/м3) и Li2CO3 (содержание 11-12 кг/м3), подкисляют, декарбонизируют и упаривают, высаливая кристаллы NaCl и KCl, до достижения концентрации LiCl в упаренном растворе 485-490 кг/м3.After separating the crystals of NaCl and KCl from the LiCl solution, the latter is evaporated, crystallizing lithium chloride monohydrate (LiCl-H 2 O), the resulting crystals are separated from the remainder of the liquid phase by centrifugation. The centrate is returned to evaporation, the LiCl-H 2 O crystals are washed from the remainder of the mother liquor with an alkaline chloride solution (1.0-1.5 wt.% LiOH in a saturated LiCl solution). The addition of LiOH to the LICl solution ensures that the residual sodium and potassium impurities contained in the solid phase of the LiCl-H 2 O crystalline hydrate are transferred to the wash solution. The spent washing solution containing sodium and potassium after acidification is sent for mixing with secondary lithium concentrate deeply purified from calcium and magnesium and evaporation. The LiCl-H 2 O crystals washed from the mother liquor are sent to a two-stage drying process. Drying is carried out in a stream of air. In the first stage, the crystals of lithium chloride monohydrate are dried to a residual moisture content of 10-12 wt.% at a temperature in the drying zone of 90°C. In the second stage, the temperature in the drying zone is raised to 110°C, obtaining anhydrous LiCl with a residual moisture content of <4 wt.%, corresponding to the requirements of THE 95.1926-89. To avoid condensation of water vapor, the relative humidity of the air at the outlet of the drying zones in both stages is maintained within 75-80%. The crystals of NaCl and KCl, which contain crystals of LiCl-H2O as an impurity, which have been dried out during the evaporation process of the secondary lithium concentrate purified from impurities, are washed with a saturated chloride solution prepared from a mixture of NaCl and KCl crystals. The washed crystals of NaCl and KCl are used as raw materials to obtain an alkaline solution (NaOH and KOH), which in turn is used to obtain a carbonate solution (Na 2 CO 3 and K 2 CO 3 ). Lithium-containing waste washing solution, formed as a result of washing the NaCl and KCl crystals, is sent for mixing with a purified secondary lithium concentrate and evaporation. In turn, the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation, which is a NaCl solution with a concentration of 220-230 kg / m 3 with an admixture of KCl (content 2 kg / m 3 ) and Li 2 CO 3 (content 11-12 kg / m 3 ), acidified, decarbonized and evaporated, salting out crystals of NaCl and KCl, until the concentration of LiCl in stripped off solution of 485-490 kg/m 3 .

После отделения литийсодержащей жидкой фазы от кристаллов NaCl и KCl ее направляют на смешение с вторичным литиевым концентратом, поступающим на реагентную очистку от примесей. Кристаллы NaCl и KCl отмывают от маточного раствора конденсатом сокового пара, смешивают с кристаллами NaCl и KCl, выделенными в результате упаривания потока, глубоко очищенного от кальция и магния вторичного литиевого концентрата, направляемого для получения товарного хлорида лития, смесь кристаллов растворяют в конденсате сокового пара, производя водный раствор NaCl с примесью KCl с показателем общего солесодержания 260-270 кг/м3. Раствор глубоко чистят от примеси кальция и магния ионообменным способом на смоле Lewatit 208-TP в Na- форме и направляют на мембранный электролиз для получения раствора NaOH (католит) и анодного хлор-газа. Католит карбонизируют отходящим топочным газом, производя насыщенный раствор Na2CO3 в соответствии с реакцией:After separating the lithium-containing liquid phase from the NaCl and KCl crystals, it is sent for mixing with the secondary lithium concentrate supplied to the reagent purification from impurities. NaCl and KCl crystals are washed from the mother liquor with juice vapor condensate, mixed with NaCl and KCl crystals separated as a result of evaporation of the flow, secondary lithium concentrate deeply purified from calcium and magnesium, sent to obtain commercial lithium chloride, the mixture of crystals is dissolved in juice vapor condensate, producing an aqueous solution of NaCl with an admixture of KCl with a total salt content of 260-270 kg/m 3 . The solution is deeply purified from impurities of calcium and magnesium by ion-exchange on Lewatit 208-TP resin in the Na form and sent to membrane electrolysis to obtain a NaOH solution (catholyte) and anode chlorine gas. The catholyte is carbonized with flue gas, producing a saturated solution of Na 2 CO 3 according to the reaction:

СО2 + 2NaOH Na2CO3 + Н2О (20).CO 2 + 2NaOH Na 2 CO 3 + H 2 O (20).

Содовый раствор используют в качестве осадительного реагента для получения заданного количества Li2CO3. Топочный газ является отходом процесса производства греющего пара в котле-утилизаторе при сжигании газовой смеси, состоящей из природного газа и водорода. Газовую смесь получают путем эжектирования потоком исходного природного газа катодного водорода из газоотделителя католитного контура мембранного электролизного агрегата. Анодный хлор превращают в 3,0N-3,5N раствор соляной кислоты путем эжектирования потоком водного раствора карбамида анодного хлора из газоотделителя анолитного контура мембранного электролизного агрегата с последующей абсорбцией, сопровождаемой следующей химической реакцией:Soda solution is used as a precipitation agent to obtain a given amount of Li 2 CO 3 . Flue gas is a waste product of the process of production of heating steam in a waste heat boiler by burning a gas mixture consisting of natural gas and hydrogen. The gas mixture is obtained by ejection of cathode hydrogen from the gas separator of the catholytic circuit of the membrane electrolysis unit with the flow of the initial natural gas. Anode chlorine is converted into a 3.0N-3.5N hydrochloric acid solution by ejection of anode chlorine with a stream of an aqueous solution of carbamide from the gas separator of the anolyte circuit of the membrane electrolysis unit, followed by absorption, accompanied by the following chemical reaction:

3Cl2 + (NH2)2CO + Н2О 6НС1 + N4 + СОД (21).3Cl 2 + (NH 2 ) 2 CO + H 2 O 6HC1 + N4 + SOD (21).

- 9 042618- 9 042618

Раствор соляной кислоты используют для регенерации ионообменной смолы, подкисления и декарбонизации растворов перед упариванием и для других целей производства.Hydrochloric acid solution is used for regeneration of ion exchange resin, acidification and decarbonization of solutions before evaporation and for other production purposes.

Технология получения первичного литиевого концентрата и его переработки в технический карбонат лития (фиг. 3) отличается от технологии получения первичного литиевого концентрата и его переработки в безводный хлорид лития только тем, что весь поток произведенного и очищенного от примесей кальция и магния вторичного литиевого концентрата перерабатывают в Li2CO3 по той же самой схеме.The technology for obtaining primary lithium concentrate and its processing into technical lithium carbonate (Fig. 3) differs from the technology for obtaining primary lithium concentrate and its processing into anhydrous lithium chloride only in that the entire flow of secondary lithium concentrate produced and purified from impurities of calcium and magnesium is processed into Li 2 CO 3 in the same way.

Технология получения первичного литиевого концентрата и его переработку в карбонат лития батарейного качества представлена на фиг. 4. Главные отличия данной технологии от технологии получения технического карбоната лития (фиг. 3) заключается в том, что поток реагентноочищенного от примесей кальция и магния вторичного литиевого концентрата подвергают глубокой ионообменной очистке на амфолите Lewatit 208- TP в Li-форме или его аналогах, а осаждение карбоната лития из глубоко очищенного от примесей вторичного литиевого концентрата ведут карбонатом аммония по реакции:The technology for obtaining primary lithium concentrate and its processing into battery-quality lithium carbonate is shown in Fig. 4. The main differences between this technology and the technology for producing technical lithium carbonate (Fig. 3) is that the flow of reagent-purified secondary lithium concentrate from impurities of calcium and magnesium is subjected to deep ion-exchange purification on Lewatit 208-TP ampholyte in Li-form or its analogues, and the precipitation of lithium carbonate from a secondary lithium concentrate deeply purified from impurities is carried out with ammonium carbonate according to the reaction:

2LiCl + (NH4)2CO3 -+ Li2CO3 + 2NH4C1 (22).2LiCl + (NH 4 ) 2 CO 3 -+ Li 2 CO 3 + 2NH 4 C1 (22).

При этом маточный раствор операции осаждения, представляющий собой водный раствор NH4Cl с небольшой примесью NaCl и KCl после подкисления, упаривают, высаливая NH4Cl, до уровня содержания LiCl 485-490 кг/м3. Жидкую фазу после отделения кристаллов направляют на смешение с вторичным литиевым концентратом перед его ионообменной очисткой, а кристаллы NH4Cl с примесями приводят во взаимодействие с пульпой CaO или CaO с примесью MgO, производимых путем разложения осадка CaCO3 с примесью 3MgCO3-Mg(OH)2-3H2O или известняка и доломита по реакции:At the same time, the mother liquor of the precipitation operation, which is an aqueous solution of NH 4 Cl with a small admixture of NaCl and KCl after acidification, is evaporated by salting out NH 4 Cl, to a LiCl content of 485-490 kg/m 3 . The liquid phase after the separation of the crystals is sent for mixing with a secondary lithium concentrate before its ion-exchange purification, and the NH 4 Cl crystals with impurities are brought into interaction with the CaO or CaO slurry with an admixture of MgO, produced by decomposition of the CaCO 3 precipitate with an admixture of 3MgCO 3 -Mg (OH ) 2 -3H 2 O or limestone and dolomite according to the reaction:

t=850°Ct=850°C

СаСОз СаО + СО2((23), t=850°CCaCO3 CaO + CO 2 ((23), t=850°C

СаСОз + MgCO3 CaO + MgO + 2СО2?(24).CaCO3 + MgCO 3 CaO + MgO + 2CO 2 ?(24).

Взаимодействие NH4Cl с CaO в присутствии воды протекает с выделением тепла (Q) и сопровождается интенсивной отгонкой аммиака в соответствии с экзотермической реакцией:The interaction of NH 4 Cl with CaO in the presence of water proceeds with the release of heat (Q) and is accompanied by intensive distillation of ammonia in accordance with the exothermic reaction:

2NH4C1 + CaO 2NH Д + СаС12 + Н2О + Q(25).2NH 4 C1 + CaO 2NH D + CaC1 2 + H 2 O + Q(25).

В свою очередь газовую смесь аммиака с углекислым газом, образующимся при получении CaO, абсорбируют водой при охлаждении в противоточном режиме, получая концентрированный раствор (NH4)2CO3 по реакции:In turn, the gaseous mixture of ammonia with carbon dioxide formed during the production of CaO is absorbed by water while cooling in countercurrent mode, obtaining a concentrated solution of (NH 4 ) 2 CO 3 according to the reaction:

2NH3 + СО2 + Н2О (NH4)2CO3(26).2NH3 + CO 2 + H 2 O (NH 4 ) 2 CO3 (26).

Производимый таким образом раствор (NH4)2CO3 используют для осаждения Li2CO3 из глубоко очищенного от примесей вторичного литиевого концентрата (реакция 22).The (NH 4 ) 2 CO 3 solution produced in this way is used to precipitate Li 2 CO 3 from the highly purified secondary lithium concentrate (reaction 22).

Маточную суспензию, образующуюся на операции известкового разложения NH4Cl и отгонки NH3, центрифугируют, отделяя твердую фазу MgO с примесью SiO2 и Fe2O3 от жидкой фазы. Жидкая фаза, представляющая собой раствор CaCl2 250-270 кг/м3 с небольшой примесью NaCl и KCl 2-4 кг/м3, используют либо в коммунальном хозяйстве как противопылящее и антигололедное средство, либо в качестве реагента для снижения содержания сульфат-ионов в исходном природном рассоле, в случае если рассол характеризуется повышенным содержанием сульфат-ионов.The mother slurry formed at the operation of lime decomposition of NH 4 Cl and distillation of NH 3 is centrifuged, separating the solid phase of MgO with an admixture of SiO 2 and Fe 2 O 3 from the liquid phase. The liquid phase, which is a solution of CaCl 2 250-270 kg / m 3 with a small admixture of NaCl and KCl 2-4 kg / m 3 , is used either in public utilities as an anti-dust and anti-icing agent, or as a reagent to reduce the content of sulfate ions in the original natural brine, if the brine is characterized by a high content of sulfate ions.

Поскольку содержание хлоридов натрия и калия в глубоко очищенном от кальция и магния вторичном литиевом концентрате находится в пределах 2-4 кг/м3, после отмывки осажденного карбоната лития от маточного раствора, суммарная концентрация натрия и калия в готовом продукте составляет менее 0,002 мас.% Основной примесью в отмытом Li2CO3 является NH4Cl. Однако в процессе сушки влажного карбоната лития NH4Cl гидролизуется, образуя в конечном итоге летучие продукты NH3 и HCl в соответствии с уравнением химической реакции:Since the content of sodium and potassium chlorides in the secondary lithium concentrate deeply purified from calcium and magnesium is in the range of 2-4 kg / m 3 , after washing the precipitated lithium carbonate from the mother liquor, the total concentration of sodium and potassium in the finished product is less than 0.002 wt.% The main impurity in the washed Li 2 CO 3 is NH 4 Cl. However, during the drying process of wet lithium carbonate, NH 4 Cl is hydrolyzed, eventually forming volatile products NH 3 and HCl in accordance with the chemical reaction equation:

t=80-90°Ct=80-90°C

NH4C1 + Н2О NH4OH + НСЦ (27).NH 4 C1 + H 2 O NH 4 OH + NSC (27).

t<20°Ct<20°C

NH4OH -+ N НД + Н2О (28).NH 4 OH - + N ND + H 2 O (28).

Таким образом, предлагаемый технологический процесс (фиг. 4) позволяет при наличии месторождения известняка или доломита производить из поликомпонентных литиеносных природных рассолов карбонат лития батарейного качества, снизив при этом себестоимость производства за счет замены дорогостоящей соды на более дешевые реагенты известняк или доломит.Thus, the proposed technological process (Fig. 4) makes it possible, in the presence of a limestone or dolomite deposit, to produce lithium carbonate of battery quality from polycomponent lithium-bearing natural brines, while reducing the cost of production by replacing expensive soda with cheaper reagents limestone or dolomite.

В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами.In the following, the invention is illustrated by specific examples.

Пример 1.Example 1

Природный дренажный литиеносный рассол плотностью 1215 г/дм3, pH 6,2, вещественный состав (г/дм3): LiCl - 1,16; NaCl - 53,5; KCl - 21,3; CaCl2 - 182,3; MgCl2 - 47,2; Br- - 4,0; Feобщ - 0,01; взвешенные частицы - 4,3; общее солесодержание 305,4 г/дм3 подвергали центрифугированию на осадительной лабораторной центрифуге, фугат отделяли от осадка твердой фазы. Фугат анализировали на остаточное содержание взвешенных частиц и фильтровали на тканевом фильтре тонкой очистки. Фильтрат анализировали на содержание взвешенных частиц. Уловленные на фильтре взвешенные частицы смывали противоточным потоком смеси фильтрата с воздухом (регенератом). Отработанный регенерат анализировали наNatural drainage lithium-bearing brine with a density of 1215 g / dm 3 , pH 6.2, material composition (g / dm 3 ): LiCl - 1.16; NaCl - 53.5; KCl - 21.3; CaCl 2 - 182.3; MgCl 2 - 47.2; Br-- 4.0; Fe total - 0.01; suspended particles - 4.3; the total salt content of 305.4 g/DM 3 was subjected to centrifugation on a precipitation laboratory centrifuge, the centrifuge was separated from the precipitate of the solid phase. The centrifuge was analyzed for the residual content of suspended particles and filtered on a fine fabric filter. The filtrate was analyzed for the content of suspended particles. The suspended particles caught on the filter were washed off with a countercurrent flow of a mixture of the filtrate with air (regenerate). The spent regenerate was analyzed for

- 10 042618 содержание взвешенных частиц. Полученные результаты представлены в табл. 1.- 10 042618 content of suspended particles. The results obtained are presented in table. 1.

Из содержимого таблицы следует, что комбинированная очистка природного рассола от взвешенных частиц (центрифугирование + фильтрация) обеспечивает степень очистки на уровне 99,9%. При этом на регенерацию фильтра требуется не более 5% объема отфильтрованного рассола, обеспечивая концентрацию взвешенных частиц в потоке отработанного регенерата, близкую к содержанию взвешенных частиц в исходном рассоле.From the contents of the table it follows that the combined purification of natural brine from suspended particles (centrifugation + filtration) provides a degree of purification at the level of 99.9%. At the same time, the regeneration of the filter requires no more than 5% of the volume of the filtered brine, providing the concentration of suspended particles in the flow of the spent regenerate, close to the content of suspended particles in the original brine.

Таблица 1Table 1

Содержание взвешенных частиц в исходном рассоле, г/дм3 The content of suspended particles in the original brine, g / dm 3 Объем исходного центрифугированного рассола, дм3 The volume of the original centrifuged brine, dm 3 Остаточное содержание взвешенных частиц в фугате, г/дм3 Residual content of suspended particles in centrate, g/dm 3 Остаточное содержание взве-шенных частиц в фильтрате фугата, г/дм3 Residual content of suspended particles in centrifuge filtrate, g/dm 3 Объем фильтрата, израсходованного на регенерацию фильтра, дм3 Volume of filtrate used for filter regeneration, dm 3 Концентра- ция взве- шенных ча- стиц в отработанном регенерате, г/дм3 Concentration of suspended particles in spent regenerate, g/dm 3 4,36 4.36 2,17 2.17 0,24 0.24 Менее 0,005 Less than 0.005 0,13 0.13 3,95 3.95

Пример 2.Example 2

На лабораторном стенде, представляющем сорбционно-десорбционные модули из двух колонн (прототип) и четырех колонн (предлагаемый модуль, фиг. 4), проведены сравнительные испытания с использованием очищенного от взвешенных частиц и железа природного пластового литиеносного рассола Знаменского месторождения Иркутской области. Состав рассола (г/дм3): LiCl - 2,5; NaCl - 6,1; KCl - 8,2; CaCl2 - 330; MgCl2 - 115; Br- - 10,1; общее солесодержание 472 г/дм3, показатель pH 4,2. Через каждый из модулей было пропущено по 28,2 дм3 исходного рассола: в прототипе через одну колонну с сорбентом, прошедшем стадию регенерации, в предлагаемом модуле через две колонны последовательно (первая колонна по ходу потока рассола с частично насыщенным сорбентом, вторая колонна с сорбентом, прошедшем стадию регенерации). Результаты сравнительных испытаний представлены в табл. 2.On a laboratory bench representing sorption-desorption modules of two columns (prototype) and four columns (proposed module, Fig. 4), comparative tests were carried out using natural formation lithium-bearing brine of the Znamenskoye deposit, Irkutsk region, purified from suspended particles and iron. The composition of the brine (g/DM 3 ): LiCl - 2.5; NaCl - 6.1; KCl - 8.2; CaCl 2 - 330; MgCl 2 - 115; Br - - 10.1; total salt content 472 g/dm 3 , pH 4.2. 28.2 dm 3 of the initial brine were passed through each of the modules: in the prototype, through one column with a sorbent that passed the regeneration stage, in the proposed module, through two columns in series (the first column along the brine flow with a partially saturated sorbent, the second column with a sorbent passed through the regeneration stage). The results of comparative tests are presented in table. 2.

Из содержимого табл. 2 однозначно следует, что степень извлечения в предлагаемом сорбционнодесорбционном модуле более чем в 1,6 выше, чем в модуле по прототипу. Кроме того, степень насыщения хлоридом лития сорбента в лобовой колонне (колонне, переходящей в стадии удаления рассола и регенерации) в предлагаемом модуле на 10% выше, чем в прототипе.From the contents of Table 2 it clearly follows that the degree of extraction in the proposed sorption-desorption module is more than 1.6 higher than in the prototype module. In addition, the degree of saturation of lithium chloride sorbent in the frontal column (column, passing in the stage of removal of brine and regeneration) in the proposed module is 10% higher than in the prototype.

Таблица 2table 2

Конструкция сорбционнодесорбционного модуля Design of the sorption-desorption module Объем пропущенного рассола, дм3 The volume of the missed brine, dm 3 Объем сорбента в колонне, ДМ3 The volume of the sorbent in the column, DM 3 Степень извлечения LiCl из рассола, % The degree of extraction of LiCl from brine, % Среднее содержание LiCl в сорбенте лобовой колонны, г/дм3 The average content of LiCl in the sorbent of the frontal column, g / dm 3 Прототип Prototype 28,2 28.2 3,7 3.7 56,1 56.1 1,76 1.76 Предлагаемый Proposed 28,2 28.2 3,7 3.7 93,0 93.0 1,95 1.95

Пример 3.Example 3

На пилотной установке, состоящей из двух одинаковых сорбционно-десорбционных колонн, подготовленных к стадии удаления рассола с загрузкой гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl объемом 3,7 дм3 каждая, проведены сравнительные испытания по следующей методике.On a pilot plant, consisting of two identical sorption-desorption columns prepared for the stage of brine removal with loading of 3.7 dm 3 granular sorbent DGAL-Cl each, comparative tests were carried out according to the following procedure.

В колонну № 1 подавали насосом вытесняющую жидкость (водный раствор LiCl концентрацией 6 г/дм3) объемом 10 дм3 в направлении движения потока вытесняющей жидкости через сечение колонны сверху вниз. В колонну № 2 вытесняющую жидкость тем же объемом подавали аналогичным насосом в направлении снизу вверх. Начальный расход вытесняющей жидкости через обе колонны устанавливали на уровне 0,2 дм3/мин. К концу эксперимента расход жидкости через колонну № 1 снизился до 0,08 дм3/мин, в то время как расход через колонну № 2 был неизменным на протяжении всего эксперимента. При этом 10 дм3 вытесняющей жидкости через колонну № 1 было пропущено в течение 77 мин, в то время как через колонну № 2 такой же объем вытесняющей жидкости был пропущен в течение 50 мин. Полученные результаты однозначно показывают, что вытеснение рассола из слоя сорбента в направлении сверху вниз приводит к уплотнению зернистого слоя и существенному росту его сопротивления вытесняющему потоку, что в конечном итоге приводит к повышению давления в колонне при сохранении постоянства расхода промывной жидкости. Далее сравнительные испытания были продолжены в направлении установления влияния направления движения вытесняющей жидкости на глубину отмывки от рассола. С этой целью была проведена десорбция LiCl из сорбента, освобожденного от рассола в колоннах № 1 и № 2. В результате проведения десорбции были получены следующие первичные литиевые концентраты. Концентрат из колонны № 1 (состав, г/дм3): LiCl - 5,3; остаточный рассол - 6,4. Концентрат из колонны № 2 (состав, г/дм3): LiCl - 5,1; остаточный рассол - 6,2. Эксперимент показал, что глубина отмывки сорбента от рассола практически не зависит от направления движения вытесняющей жидкости через слой сорбента. Таким образом, по совокупности двух факторов вытеснение рассола в направленииIn column No. 1, a displacing fluid (an aqueous solution of LiCl with a concentration of 6 g/dm 3 ) with a volume of 10 dm 3 was pumped in the direction of the flow of the displacing fluid through the section of the column from top to bottom. In column No. 2, the displacing liquid was supplied with the same volume by a similar pump in the direction from bottom to top. The initial displacement fluid flow through both columns was set at 0.2 dm 3 /min. By the end of the experiment, the liquid flow through column No. 1 decreased to 0.08 dm 3 /min, while the flow through column No. 2 was unchanged throughout the experiment. At the same time, 10 dm 3 of the displacing liquid was passed through column No. 1 for 77 minutes, while the same volume of displacing liquid was passed through column No. 2 for 50 minutes. The results obtained unambiguously show that the displacement of brine from the sorbent bed in the downward direction leads to compaction of the granular layer and a significant increase in its resistance to the displacement flow, which ultimately leads to an increase in pressure in the column while maintaining a constant flow rate of the washing liquid. Further, comparative tests were continued in the direction of establishing the influence of the direction of movement of the displacing fluid on the depth of washing from the brine. For this purpose, LiCl was desorbed from the sorbent freed from brine in columns No. 1 and No. 2. As a result of desorption, the following primary lithium concentrates were obtained. Concentrate from column No. 1 (composition, g/dm 3 ): LiCl - 5.3; residual brine - 6.4. Concentrate from column No. 2 (composition, g/dm 3 ): LiCl - 5.1; residual brine - 6.2. The experiment showed that the depth of washing the sorbent from the brine practically does not depend on the direction of movement of the displacing liquid through the sorbent layer. Thus, by the combination of two factors, the displacement of the brine in the direction

- 11 042618 снизу вверх предпочтительнее.- 11 042618 from bottom to top is preferred.

Пример 4.Example 4

На пилотном стенде, включающем сорбционно-десорбционный модуль из четырех колонн, исследовали влияние числа ступеней отмывки сорбента от рассола в колонне, прошедшей стадию сорбции на остаточное содержание рассола в получаемом первичном литиевом концентрате. Исследование проводили в установившемся режиме, строго соблюдая последовательность технологических операций, представленных на фиг. 1. В качестве литиеносного рассола использовали природный рассол Знаменского месторождения Иркутской области (состав в примере 2). Объем загрузки гранулированного сорбента в колоннах сорбционно-десорбционного модуля составлял 3,7 дм3. Объем промывной жидкости на каждой из ступеней отмывки составлял 1,1 дм3. Полученные результаты представлены в табл. 3.On a pilot stand, including a sorption-desorption module of four columns, we studied the effect of the number of stages of washing the sorbent from brine in the column that passed the sorption stage on the residual brine content in the resulting primary lithium concentrate. The study was carried out in a steady state, strictly following the sequence of technological operations presented in Fig. 1. As a lithium-bearing brine, the natural brine of the Znamensky deposit of the Irkutsk region was used (composition in example 2). The loading volume of the granulated sorbent in the columns of the sorption-desorption module was 3.7 DM 3 . The volume of washing liquid at each of the washing steps was 1.1 DM 3 . The results obtained are presented in table. 3.

Исследования показали, что оптимальным количеством ступеней при ступенчато-противоточной отмывке сорбента от рассола является пять ступеней отмывки, так как дальнейшее увеличение числа промывок не приводит к существенному повышению чистоты получаемого первичного литиевого концентрата, в то время как эксплуатационные расходы, связанные с увеличением числа промывок увеличиваются существенно. В то же время сокращение числа ступеней промывок приводит к повышению содержания компонентов рассола в первичном литиевом концентрате более чем в три раза.Studies have shown that the optimal number of steps in the stepwise countercurrent washing of the sorbent from brine is five washing steps, since a further increase in the number of washings does not lead to a significant increase in the purity of the resulting primary lithium concentrate, while operating costs associated with an increase in the number of washings increase. essential. At the same time, a reduction in the number of washing stages leads to an increase in the content of brine components in the primary lithium concentrate by more than three times.

Таблица 3Table 3

Число ступеней отмывки Number of wash steps Объем за- грузки сорбента в Volume for- loads of sorbent Объем промывной жидкости Wash liquid volume Состав исходного рассола, г/дм3 The composition of the original brine, g / dm 3 Состав произведенного первичного литиевого концентрата Composition of produced primary lithium concentrate колонны СДК, дм3 columns SDK, dm 3 на каждой ступени, ДМ3 at each step, DM 3 LiCl LiCl остальные компоненты рассола в сумме the remaining components of the brine in total LiCl LiCl остальные компоненты рассола в сумме the remaining components of the brine in total 3 3 3,7 3.7 1,1 1.1 2,5 2.5 469,5 469.5 6,0 6.0 77,2 77.2 4 4 3,7 3.7 1,1 1.1 2,5 2.5 469,5 469.5 5,9 5.9 23,7 23.7 5 5 3,7 3.7 1,1 1.1 2,5 2.5 469,5 469.5 6,1 6.1 6,9 6.9 6 6 3,7 3.7 1,1 1.1 2,5 2.5 469,5 469.5 6,0 6.0 6,4 6.4

Пример 5.Example 5

На экспериментальном стенде было переработано 200 дм3 природного литиеносного рассола Знаменского месторождения Иркутской области (состав в примере 2). Переработку вели по технологическим схемам, представленным на фиг. 1 и 2, производя безводный хлорид лития. При этом использовали вариант обратноосмотического концентрирования первичного литиевого концентрата с очисткой от кальция и магния обратноосмотического литиевого концентрата путем термического разложения бикарбоната лития, производимого в составе обратноосмотического литиевого концентрата карбонизацией углекислым газом твердой фазы карбоната лития, предварительно введенного в состав обратноосмотического литиевого концентрата. Для получения карбоната лития, необходимого для очистки обратноосмотического литиевого концентрата, в данном эксперименте использовали раствор соды, концентрацией 300 г/дм3, полученный растворением в деминерализованной воде товарного Na2CO3. В результате было получено 464,8 г безводного хлорида лития, химический состав которого представлен в табл. 4.On the experimental stand was processed 200 dm 3 natural lithium-bearing brine Znamenskoye deposits of the Irkutsk region (composition in example 2). Processing was carried out according to the technological schemes shown in Fig. 1 and 2, producing anhydrous lithium chloride. In this case, a variant of reverse osmosis preconcentration of the primary lithium concentrate was used with purification of the reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium by thermal decomposition of lithium bicarbonate produced as part of the reverse osmosis lithium concentrate by carbonization of the solid phase of lithium carbonate with carbon dioxide, previously introduced into the composition of the reverse osmosis lithium concentrate. To obtain lithium carbonate, necessary for the purification of reverse osmosis lithium concentrate, in this experiment, a soda solution with a concentration of 300 g/dm 3 obtained by dissolving commercial Na 2 CO 3 in demineralized water was used. As a result, 464.8 g of anhydrous lithium chloride were obtained, the chemical composition of which is presented in table. 4.

Таблица 4Table 4

Вещество (элемент, ион) Substance (element, ion) Содержание, % мае. Content, % May. LiCl LiCl 99,52 99.52 (Na + К) (Na + K) 0,03 0.03 Са Sa Менее 0,005 Less than 0.005

- 12 042618- 12 042618

Кроме того, в процессе получения LiCl из первичного литиевого концентрата было произведено в качестве побочных продуктов: NaCl - 644,9 г (641,1 г из маточного раствора операции осаждения карбоната лития, 3,8 г из глубоко очищенного от кальция и магния вторичного литиевого концентрата); KCl 10,6 г, содержащих LiCl в качестве примеси в количестве 0,02 мас.%, то есть 0,13 г.In addition, in the process of obtaining LiCl from the primary lithium concentrate, the following products were produced as by-products: NaCl - 644.9 g (641.1 g from the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation, 3.8 g from the secondary lithium concentrate); KCl 10.6 g, containing LiCl as an impurity in the amount of 0.02 wt.%, i.e. 0.13 g.

Пример 6.Example 6

Кристаллы NaCl + KCl с примесью LiCl растворяли в деминерализованной воде, доводя общее солесодержание в растворе до 262 г/дм3 (объем раствора 11 дм3). Раствор подвергали мембранному электролизу на лабораторной электролизной установке (мембрана CTIEM-1, плотность тока 2 кА/м2) в циркуляционно-отборном режиме движения католита и циркуляционно-подпиточном режиме движения анолита (хлоридный раствор щелочных металлов). В результате переработки было получено 2,73 дм3 щелочного раствора, содержащего (г/дм3): NaOH - 160,57; KOH - 2,92; LiOH - 0,03. Раствор приводили в контакт с отходящими топочными газами газовой горелки, в которой сжигалась пропан-бутановая смесь. Карбонизацию прекращали по переходу щелочного показателя карбонизируемого раствора в показатель pH 10. После карбонизации объем раствора уменьшился до 1,98 дм3. Содержание карбонатов щелочных металлов было следующее (г/дм3): Na2CO3 - 293,23; K2CO3 - 4,93; Li2CO3 - 0,05. Полученный раствор, имеющий температуру 75,4°C, приводили в контакт с раствором LiCl концентрацией 196 г/дм3 и объемом 2,41 дм3. Выход Li2CO3 в твердую фазу составил 365,3 г при содержании Li2CO3 в маточном растворе 11,2 г/дм3. Из полученных результатов однозначно следует, что хлоридные кристаллы, выделенные из маточного хлоридного раствора, образующегося после осаждения Li2CO3 из вторичного литиевого концентрата, могут быть переработаны в карбонатный раствор Na2CO3, содержащий K2CO3 и Li2CO3, который также является эффективным осадителем Li2CO3 из раствора LiCl.NaCl + KCl crystals with an admixture of LiCl were dissolved in demineralized water, bringing the total salt content in the solution to 262 g/dm 3 (solution volume 11 dm 3 ). The solution was subjected to membrane electrolysis on a laboratory electrolysis unit (membrane CTIEM-1, current density 2 kA/m 2 ) in the circulation-selective mode of the catholyte and the circulation-feed mode of the anolyte (alkali metal chloride solution). As a result of processing, 2.73 dm 3 of an alkaline solution was obtained containing (g/dm 3 ): NaOH - 160.57; KOH - 2.92; LiOH - 0.03. The solution was brought into contact with the exhaust flue gases of a gas burner in which a propane-butane mixture was burned. The carbonization was stopped by the transition of the alkaline indicator of the carbonized solution to pH 10. After carbonization, the volume of the solution decreased to 1.98 DM 3 . The content of alkali metal carbonates was as follows (g/dm 3 ): Na2CO3 - 293.23; K2CO3 - 4.93; Li2CO3 - 0.05. The resulting solution, having a temperature of 75.4°C, was brought into contact with a LiCl solution with a concentration of 196 g/DM 3 and a volume of 2.41 DM 3 . The output of Li2CO 3 in the solid phase was 365.3 g with the content of Li 2 CO 3 in the mother liquor 11.2 g/DM 3 . It clearly follows from the obtained results that the chloride crystals isolated from the mother chloride solution formed after the precipitation of Li 2 CO 3 from the secondary lithium concentrate can be processed into a Na2CO3 carbonate solution containing K2CO3 and Li2CO3, which is also an effective precipitator of Li 2 CO 3 from LiCl solution.

Пример 7.Example 7

На экспериментальном стенде было переработано 700 дм3 природного литиеносного рассола хлоридного магниевого типа провинции Цинхай (г. Гэрму, Китай) состава, г/дм3: LiCl - 2,75; NaCl - 23,1; KCl - 19,1; MgCl2 - 349,2; B4O7 - 1,2; SO4 - 2,3; Fe - 0,003; плотность - 1280 г/дм3, показатель pH 6; общее солесодержание 401 г/дм3 строго по технологической схеме, представленной на фиг. 3.700 dm 3 of natural lithium-bearing brine of magnesium chloride type of Qinghai province (Germu, China) were processed on the experimental stand, composition, g/dm 3 : LiCl - 2.75; NaCl - 23.1; KCl - 19.1; MgCl 2 - 349.2; B 4 O 7 - 1.2; SO 4 - 2.3; Fe - 0.003; density - 1280 g/dm 3 , pH 6; the total salt content is 401 g/dm 3 strictly according to the technological scheme shown in Fig. 3.

Рассол перерабатывали порциями по 50 дм3 каждая. Средняя степень извлечения лития из рассола составила 90%. Было получено 14 образцов карбоната лития в суммарном количестве 1507,9 г. Химический анализ образцов показал стабильность состава получаемого продукта. Результаты анализа представлены в табл. 6.The brine was processed in portions of 50 dm 3 each. The average degree of lithium extraction from brine was 90%. 14 samples of lithium carbonate were obtained in a total amount of 1507.9 g. The chemical analysis of the samples showed the stability of the composition of the resulting product. The results of the analysis are presented in table. 6.

Таблица 6Table 6

Анализируемый ингредиент Analyzed Ingredient Содержание ингредиента, % мае. Ingredient content, % wt. типичный продукт typical product лучший продукт best product L12CO3 L12CO3 99,6 99.6 99,7 99.7 Na Na 0,0250 0.0250 0,0230 0.0230 Cl Cl 0,0080 0.0080 0,0040 0.0040 Са Sa 0,0290 0.0290 0,0040 0.0040 Mg mg 0,0040 0.0040 0,0024 0.0024 SO4 SO4 0,0100 0.0100 0,007 0.007 К TO 0,0030 0.0030 0,0021 0.0021 ППП (200°С) PPP (200°C) 0,0960 0.0960 0,0622 0.0622 н.о. (НС1) But. (HC1) 0,1550 0.1550 0,0950 0.0950 Fe Fe 0,0004 0.0004 0,0003 0.0003

- 13 042618- 13 042618

Из полученных результатов следует, что чистота получаемого из природного литиеносного рассола карбоната лития по предлагаемой технологии (схема на фиг. 3) существенно выше 99%, а производимый продукт соответствует требованиям мирового рынка на Li2CO3 квалификации технический.It follows from the obtained results that the purity of lithium carbonate obtained from natural lithium-bearing brine according to the proposed technology (scheme in Fig. 3) is significantly higher than 99%, and the manufactured product meets the requirements of the world market for Li 2 CO 3 technical qualification.

Пример 8.Example 8

На экспериментальном стенде было переработано 600 дм3 природного литиеносного рассола Знаменского месторождения Иркутской области (состав в примере 2) по технологической схеме, представленной на фиг. 4. Рассол перерабатывали порциями по 50 дм3 каждая. Средний показатель степени извлечения LiCl из рассола составил 93%. Для разложения соли NH4Cl использовали гашеную известь производства ПАО Красноярский химико-металлургический завод. Для получения абсорбируемой смеси NH3:Cl2 = 2:1 использовали баллонный углекислый газ. Средний показатель степени возврата аммонийной соли составил 99,2%. Разложение известняка не проводили ввиду того, что практическая реализация данного процесса очевидна. Было получено 12 образцов карбоната лития. Из каждого образца брали четвертую часть массы и тщательно перемешивали. Из полученной смеси отбирали представительные пробы и анализировали на содержание основного вещества и примесей, содержание которых ограничивают требования на карбонат лития батарейного качества. Полученные результаты представлены в табл. 7.On the experimental stand, 600 dm 3 of natural lithium-bearing brine of the Znamenskoye deposit in the Irkutsk region were processed (composition in example 2) according to the flow diagram shown in Fig. 4. The brine was processed in portions of 50 dm 3 each. The average recovery of LiCl from brine was 93%. To decompose the NH4Cl salt, we used slaked lime produced by PJSC Krasnoyarsk Chemical and Metallurgical Plant. Bottled carbon dioxide was used to obtain an absorbable mixture of NH 3 :Cl 2 = 2:1. The average return rate of the ammonium salt was 99.2%. The decomposition of limestone was not carried out due to the fact that the practical implementation of this process is obvious. 12 samples of lithium carbonate were obtained. A quarter of the mass was taken from each sample and thoroughly mixed. Representative samples were taken from the resulting mixture and analyzed for the content of the main substance and impurities, the content of which is limited by the requirements for lithium carbonate of battery quality. The results obtained are presented in table. 7.

Таблица 7Table 7

Содер- Soder- Содержание примесей, % мае. The content of impurities, % May. жанис janis Ы2СОз, % мае.S 2 COz, % May. Na Na Mg mg Са Sa К TO Fe Fe Zn Zn Си Xi РЬ Pb Si Si А1 A1 Мп MP Ni Ni SO 2- SO 2- ci- ci- более more ме me ме me ме me ме me ме- me- ме- me- ме- me- ме me ме- me- ме me ме me 0,00 0.00 ме me 0,0 0.0 99,8 99.8 нее her нее her нее her нее her нее her нее her нее her нее her нее her нее her нее her 05 05 нее her 01 01 0,0 0.0 0,0 0.0 0,0 0.0 0,0 0.0 0,00 0.00 0,00 0.00 0,00 0.00 0,0 0.0 0,00 0.00 0,0 0.0 0,0 0.0 0,0 0.0 01 01 02 02 02 02 01 01 05 05 03 03 03 03 01 01 03 03 01 01 01 01 1 1

Из содержимого таблицы следует, что чистота получаемого из природного литиеносного рассола карбоната лития по предлагаемой технологии (схема на фиг. 4) выше 99,8%, а производимый продукт соответствует требованиям мирового рынка на Li2CO3 батарейного качества.It follows from the contents of the table that the purity of lithium carbonate obtained from natural lithium-bearing brine according to the proposed technology (scheme in Fig. 4) is above 99.8%, and the manufactured product meets the requirements of the world market for Li 2 CO 3 battery quality.

Используемые источники информации.Sources of information used.

1. Ю.И. Остроушко, Т.В. Дегтярева Гидроминеральное сырье - неисчерпаемый источник лития. Аналитический обзор. Москва Изд. ЦНИИАТОМИНФОРМ, 1999, 64 с.1. Yu.I. Ostroushko, T.V. Degtyareva Hydromineral raw materials are an inexhaustible source of lithium. Analytical review. Moscow Ed. TsNIIATOMINFORM, 1999, 64 p.

2. Pat. 4243392 US Process for solar concentration of lithium chloride brines/ P.M. Brown, et al. Заявл. 23.07.81.2.Pat. 4243392 US Process for solar concentration of lithium chloride brines/ P.M. Brown, et al. Appl. 07/23/81.

3. Pat. 4274834 US Process for purification of lithium chloride/ P.M. Brown, et al. Заявл. 23.07.84.3.Pat. 4274834 US Process for purification of lithium chloride/ P.M. Brown, et al. Appl. 07/23/84.

4. Пат.4271131 US Получение высокочистого хлорида лития/ P.M. Brown, et al. Заявл. 02.06.81.4. US Pat. 4271131 Obtaining high-purity lithium chloride / P.M. Brown, et al. Appl. 06/02/81.

5. Pat. 5219550 US Production of low boron lithium carbonate from lithium containing brine/ P.M. Brown, D.A. Boryta. Опубл. 1993.5.Pat. 5219550 US Production of low boron lithium carbonate from lithium containing brine/ P.M. Brown, D.A. Boryta. Published 1993.

6. Pat. 6207126 US Получение соединений лития из рассола/ D.A. Boryta, T.F. Kullberg, A.M. Nhurston. Заявл. 2001.6.Pat. US 6207126 Preparation of lithium compounds from brine / D.A. Boryta, T.F. Kullberg, A.M. Nurston. Appl. 2001.

7. Pat. 4159311 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Заявл. 26.06.79.7.Pat. 4159311 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Appl. 06/26/79.

8. Pat. 4221767 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Заявл. 09.09.80.8.Pat. 4221767 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Appl. 09.09.80.

9. Pat. 4347327 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Заявл. 19.11.79. Опубл. 31.08.82.9.Pat. 4347327 US Recovery of lithium from brines/ J.M. Lee, W.C. Bauman. Appl. 11/19/79. Published 08/31/82.

10. Pat. 4477367 US Recovery of lithium from brines/ J.L. Burba. Oct. 1984.10. Pat. 4477367 US Recovery of lithium from brines/ J.L. Burba. Oct. 1984.

11. Pat. 5389349 US Recovery of lithium values from brines/ W.C. Bauman, J.L. Burba. Заявл. 24.05.90. Опубл. 14.02.95.11. Pat. 5389349 US Recovery of lithium values from brines/ W.C. Bauman, J.L. Burba. Appl. 05/24/90. Published 14.02.95.

12. Pat. 5599516 US Recovery of lithium values from brines/ W.C. Bauman, J.L. Burba. Заявл. 13.02.95. Опубл. 04.02.97.12. Pat. 5599516 US Recovery of lithium values from brines/ W.C. Bauman, J.L. Burba. Appl. 02/13/95. Published 04.02.97.

13. Н.П. Коцупало, А.Д. Рябцев Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья. Изд. Гео, г. Новосибирск, 2008, 291 с.13. N.P. Kotsupalo, A.D. Ryabtsev Chemistry and technology for obtaining lithium compounds from lithium-bearing hydromineral raw materials. Ed. Geo, Novosibirsk, 2008, 291 p.

14. PCT/ДЕ 01/04062 Способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из рассолов и установка для его осуществления/ А.Д. Рябцев, Н.П. Коцупало, Л.Т. Менжерес и др. Заявл. 25.10.01.14. PCT / DE 01 / 04062 Method for obtaining a granular sorbent for the extraction of lithium from brines and installation for its implementation / A.D. Ryabtsev, N.P. Kotsupalo, L.T. Mengeres et al. Appl. 25.10.01.

15. Пат. 2223142 РФ Способ получения сорбента для извлечения лития из рассола/ Л.Т. Менжерес, А.Д. Рябцев, Е.В. Мамылова и др. Опубл. 10.02.2004. Бюл. № 23.15. Pat. 2223142 RF Method for obtaining a sorbent for the extraction of lithium from brine / L.T. Menzheres, A.D. Ryabtsev, E.V. Mamylova and others. Publ. 02/10/2004. Bull. No. 23.

16. Пат. 2455063 РФ Способ получения гранулированного сорбента для извлечения лития из рассола/ А.Д. Рябцев, В.И. Титаренко, Н.П. Коцупало и др. Решение о выдаче патента от 27.02.12.16. Pat. RF 2455063 Method for producing a granular sorbent for extracting lithium from brine / A.D. Ryabtsev, V.I. Titarenko, N.P. Kotsupalo and others. The decision to grant a patent dated 27.02.12.

17. PCT/ДЕ 01/04061 Способ получения хлорида лития из растворов и установка для его осуществления/ А.Д. Рябцев, Л.Т. Менжерес, В.И. Титаренко и др. Заявл. 25.10.01.17. PCT / DE 01 / 04061 Method for producing lithium chloride from solutions and installation for its implementation / A.D. Ryabtsev, L.T. Menzheres, V.I. Titarenko and others. Appl. 25.10.01.

18. Пат. № 2516538RU Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки (прототип).18. Pat. No. 2516538RU Method for producing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing (prototype).

--

Claims (6)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения первичного литиевого концентрата из литиеносного рассола, включающий:1. Method for producing primary lithium concentrate from lithium-bearing brine, including: а) очистку используемого природного литиеносного рассола от взвешенных частиц путем осадительного центрифугирования рассола с получением осадка взвешенных частиц и фугата, который фильтруется на фильтрах тонкой очистки с получением осадка взвешенных частиц и литиеносного рассола, очищенного от взвешенных частиц, если содержание взвешенных частиц в исходном рассоле составляет 1,0 кг/м3 и выше, или путем фильтрации исходного природного рассола на фильтрах тонкой очистки, если содержание взвешенных частиц в исходном рассоле ниже 1,0 кг/м3;a) purification of the used natural lithium-bearing brine from suspended particles by sedimentation centrifugation of the brine to obtain a sediment of suspended particles and centrifuge, which is filtered on fine filters to obtain a sediment of suspended particles and lithium-bearing brine, purified from suspended particles, if the content of suspended particles in the initial brine is 1.0 kg/m 3 and above, or by filtering the original natural brine on fine filters, if the content of suspended particles in the original brine is below 1.0 kg/m 3 ; регенерацию отработанных фильтров тонкой очистки осуществляют обратной промывкой потоком отфильтрованного рассола с последующей подачей потока отработанного регенерирующего рассола на операцию осадительного центрифугирования совместно с исходным литиеносным природным рассолом;regeneration of spent fine filters is carried out by backwashing with a stream of filtered brine, followed by supplying a stream of spent regenerating brine to the precipitation centrifugation operation together with the original lithium-bearing natural brine; б) сорбцию хлорида лития из очищенного от взвешенных частиц литиеносного рассола с использованием сорбционно-десорбционного модуля, заполненного гранулированным сорбентом на основе соединения LiCl-2Al(OH)3-mH2O с дефицитом LiCl и m=3-5, путем фильтрации рассола через слой гранулированного сорбента в направлении снизу вверх при линейной скорости фильтрации 5-7 м/ч с насыщением сорбента хлоридом лития;b) sorption of lithium chloride from a lithium-bearing brine purified from suspended particles using a sorption-desorption module filled with a granular sorbent based on the compound LiCl-2Al(OH) 3 -mH2O with a deficiency of LiCl and m = 3-5, by filtering the brine through a layer of granular sorbent in the direction from bottom to top at a linear filtration rate of 5-7 m/h with saturation of the sorbent with lithium chloride; в) отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола, осуществляемую предварительным сливом рассола из колонны, затем ступенчатой противоточной промывкой сорбента последовательно пятью порциями промывной жидкости в направлении снизу вверх при линейной скорости жидкости 5-7 м/ч объемом, причем каждая из порций составляет 1/3 от объема гранулированного сорбента в единичной колонне сорбционно-десорбционного модуля, причем четыре порции из пяти представляют собой промывные жидкости с различным содержанием компонентов рассола в порядке снижения их содержания по ступеням промывки, а пятая порция представляет собой объем пресной воды, при этом первой порцией промывной жидкости заполняют колонну и вытесняют ее из колонны второй порцией промывной жидкости, направляя вытесненный объем на смешение с очищенным от взвешенных частиц литиеносным рассолом, вторую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны третьей порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле промывки как первую порцию промывной жидкости, третью порцию промывной жидкости вытесняют из колонны четвертой порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле как вторую порцию промывной жидкости, четвертую порцию промывной жидкости вытесняют пятой порцией и используют в следующем цикле как третью порцию промывной жидкости, пятую порцию промывной жидкости вытесняют соответствующей порцией десорбирующей жидкости и используют в следующем цикле как четвертую порцию промывной жидкости, в качестве пятой порции промывной жидкости используют свежую порцию пресной воды;c) washing the granular sorbent saturated with lithium chloride from the brine, carried out by preliminary draining the brine from the column, then stepwise countercurrent washing of the sorbent sequentially with five portions of the washing liquid in the upward direction at a linear velocity of the liquid of 5-7 m/h in volume, each of the portions is 1 /3 of the volume of granulated sorbent in a single column of the sorption-desorption module, with four portions of five being washing liquids with different contents of brine components in order of decreasing their content by washing steps, and the fifth portion is the volume of fresh water, while the first portion washing liquid fill the column and displace it from the column with the second portion of the washing liquid, directing the displaced volume for mixing with the lithium-bearing brine cleaned of suspended particles, the second portion of the washing liquid is displaced from the column with the third portion of the washing liquid and used in the next washing cycle as the first portion of the washing liquid, the third portion of the washing liquid is displaced from the column by the fourth portion of the washing liquid and is used in the next cycle as the second portion of the washing liquid, the fourth portion of the washing liquid is displaced by the fifth portion and used in the next cycle as the third portion of the washing liquid, the fifth portion of the washing liquid is displaced by the corresponding portion of the stripping liquid and used in the next cycle as the fourth portion of the washing liquid, fresh portion of fresh water is used as the fifth portion of the washing liquid; г) десорбцию хлорида лития из насыщенного хлоридом лития и отмытого от рассола гранулированного сорбента осуществляют последовательной ступенчатой фильтрацией через слой гранулированного сорбента в колонне, находящейся в составе сорбционно-десорбционного модуля на стадии десорбции, заданным объемом десорбирующих жидкостей в направлении снизу вверх с линейной скоростью 5-7 м/ч, исходя из того, что первый объем десорбирующей жидкости, представляющий собой разбавленный водный раствор хлорида лития с примесью остатков компонентов рассола, выводят из процесса в качестве первичного литиевого концентрата, а после контакта с сорбентом второго объема десорбирующей жидкости, представляющей собой пресную воду, ее используют в качестве десорбирующей жидкости на первой ступени десорбции в следующем цикле процесса совместно с объемом десорбирующей жидкости, вытесненной из колонны с сорбентом соответствующим объемом литиеносного рассола на стадии сорбции следующего цикла, при этом сорбционно-десорбционный модуль состоит из четырех заполненных гранулированным сорбентом колонн, где две колонны пребывают в стадии сорбции хлорида лития из рассола, одна из колонн пребывает в стадии отмывки насыщенного хлоридом лития сорбента от рассола и одна колонна пребывает в стадии десорбции хлорида лития из сорбента, отмытого от рассола, при этом поток рассола всегда пропускают вначале через колонну с частично насыщенным хлоридом лития сорбентом - первая ступень сорбции, затем поток рассола пропускают через колонну с сорбентом, прошедшую стадию десорбции хлорида лития из сорбента - вторая ступень сорбции, при этом после полного насыщения сорбента хлоридом лития в первой по ходу потока рассола колонне ее переводят на стадию отмывки сорбента от рассола, колонну, находившуюся на стадии отмывки сорбента от рассола, переводят на стадию десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, колонну, находившуюся на стадии десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, переводят на стадию сорбции в качестве колонны второй ступени и колонну, находившуюся на стадии сорбции в качестве колонны второй ступени, переводят на ста- 15 042618 дию сорбции в качестве колонны первой ступени, далее цикл повторяют.d) desorption of lithium chloride from a granular sorbent saturated with lithium chloride and washed from brine is carried out by successive stepwise filtration through a layer of granular sorbent in a column, which is part of the sorption-desorption module at the desorption stage, with a given volume of desorbing liquids in the direction from bottom to top with a linear speed of 5- 7 m/h, based on the fact that the first volume of the desorbing liquid, which is a dilute aqueous solution of lithium chloride with an admixture of residual brine components, is removed from the process as a primary lithium concentrate, and after contact with the sorbent, the second volume of the desorbing liquid, which is fresh water, it is used as a desorbing liquid at the first stage of desorption in the next cycle of the process, together with the volume of the desorbing liquid displaced from the column with the sorbent by the corresponding volume of lithium-bearing brine at the sorption stage of the next cycle, while the sorption-desorption module consists of four columns filled with granular sorbent , where two columns are in the stage of sorption of lithium chloride from brine, one of the columns is in the stage of washing the sorbent saturated with lithium chloride from the brine, and one column is in the stage of desorption of lithium chloride from the sorbent washed from the brine, while the brine flow is always passed first through a column with a sorbent partially saturated with lithium chloride - the first stage of sorption, then the brine flow is passed through a column with a sorbent that has passed the stage of desorption of lithium chloride from the sorbent - the second stage of sorption, while after the sorbent is completely saturated with lithium chloride in the first column along the brine flow, it is transferred to the stage of washing the sorbent from the brine, the column that was at the stage of washing the sorbent from the brine is transferred to the stage of desorption of lithium chloride from the saturated sorbent, the column that was at the stage of desorption of lithium chloride from the saturated sorbent is transferred to the stage of sorption as a column of the second stage and the column , which was at the stage of sorption as a column of the second stage, is transferred to the stage of sorption as a column of the first stage, then the cycle is repeated. 2. Способ получения вторичного литиевого концентрата гелиоконцентрированием в испарительном бассейне, включающий получение первичного литиевого концентрата по п.1, гелиоконцентрирование одного потока первичного литиевого концентрата по хлориду лития в испарительном бассейне с одновременной очисткой от кальция и магния путем распульповывания карбоната лития с карбонизацией пульпы углекислым газом или газовой смесью, содержащей CO2, в режиме циркуляции пульпы до полного растворения карбоната лития, смешивание этого потока с другим потоком первичного литиевого концентрата, направление смешанного раствора в испарительный бассейн для концентрирования жидкой фазы по LiCl, декарбонизации и постепенного перевода растворимых хлоридов кальция и магния в труднорастворимые соединения CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-3H2O, которые отделяют от концентрированного раствора LiCl, содержащего NaCl и KCl в качестве основных примесей, с получением вторичного литиевого концентрата, используемого для получения хлорида лития или карбоната лития.2. A method for producing a secondary lithium concentrate by helioconcentration in an evaporation pool, including obtaining a primary lithium concentrate according to claim 1, helioconcentration of one stream of primary lithium concentrate by lithium chloride in an evaporation pool with simultaneous purification from calcium and magnesium by pulping lithium carbonate with carbonization of the pulp with carbon dioxide or a gas mixture containing CO 2 in the pulp circulation mode until lithium carbonate is completely dissolved, mixing this stream with another stream of primary lithium concentrate, sending the mixed solution to the evaporation pool for concentrating the liquid phase in LiCl, decarbonization and gradual transfer of soluble calcium and magnesium chlorides into sparingly soluble compounds CaCO 3 and Mg(OH) 2 -3MgCO 3 -3H 2 O, which are separated from a concentrated solution of LiCl containing NaCl and KCl as the main impurities, to obtain a secondary lithium concentrate used to obtain lithium chloride or lithium carbonate. 3. Способ получения вторичного литиевого концентрата, включающий получение первичного литиевого концентрата по п.1, распульповывание Li2CO3 в произведенном обратноосмотическим концентрированиемопреснением потоке первичного литиевого концентрата, карбонизацию пульпы углекислым газом или газовой смесью, содержащей CO2, в режиме циркуляции пульпы до полного растворения карбоната лития, нагревание раствора до температуры 80-85°C при вакуумировании до 0,5 атм., декарбонизацию, направляя выделяющийся углекислый газ на операцию карбонизации пульпы, приготовленной из карбоната лития и обратноосмотического литиевого концентрата, и одновременно перевод CaCl2 и MgCl2 в нерастворимые осадки CaCO3 и Mg(OH)2-3MgCO3-3H2O, которые отделяют от жидкой фазы, концентрирование жидкой фазы, представляющей собой водный раствор LiCl с примесью NaCl и KCl, по хлориду лития электродиализным или термическим путем, или их комбинацией до получения раствора LiCl концентрацией 190-200 кг/м3 с получением вторичного литиевого концентрата, используемого для получения хлорида лития или карбоната лития.3. A method for obtaining a secondary lithium concentrate, including obtaining a primary lithium concentrate according to claim 1, pulping Li 2 CO 3 in the flow of primary lithium concentrate produced by reverse osmosis concentration and desalination, carbonizing the pulp with carbon dioxide or a gas mixture containing CO 2 in the pulp circulation mode to complete dissolution of lithium carbonate, heating the solution to a temperature of 80-85°C while evacuating to 0.5 atm., decarbonization, directing the released carbon dioxide to the carbonization operation of the pulp prepared from lithium carbonate and reverse osmosis lithium concentrate, and simultaneously converting CaCl2 and MgCl2 into insoluble precipitates of CaCO 3 and Mg(OH) 2 -3MgCO 3 -3H 2 O, which are separated from the liquid phase, the concentration of the liquid phase, which is an aqueous solution of LiCl with an admixture of NaCl and KCl, in lithium chloride by electrodialysis or thermal means, or their combination to obtaining a LiCl solution with a concentration of 190-200 kg/m 3 to obtain a secondary lithium concentrate used to obtain lithium chloride or lithium carbonate. 4. Способ получения хлорида лития, включающий получение вторичного литиевого концентрата способом по п.2 или 3, разделение полученного вторичного литиевого концентрата на два потока, при этом один поток вторичного литиевого концентрата подвергают вначале реагентной очистке от магния, кальция, сульфати борат-ионов с использованием в качестве реагентов гидроксид или оксид бария и углекислый газ, затем глубокой ионообменной очистке от кальция и магния на полиамфолите Lewatit 208-TP в Li-форме, концентрированию упариванием до содержания LiCl 485-490 кг/м3, полученный хлоридный литиевый рассол охлаждают до комнатной температуры, выпавшие кристаллы NaCl и KCl с примесью кристаллов LiCl-H2O отделяют от жидкой фазы, кристаллы промывают ступенчато в режиме репульпации и отжима тремя порциями промывного хлоридного раствора объемом, равным двум объемам порции промываемых кристаллов каждая, две порции из которых представляют собой смешанные хлоридные растворы NaCl+KCl+LiCl в порядке снижения содержания в них LiCl, а третья порция представляет собой смешанный раствор хлоридов щелочных металлов, не содержащий LiCl, первую порцию промывного хлоридного раствора после контакта с кристаллами направляют на операцию упаривания, предварительно смешивая с очищенным от примесей вторичным литиевым концентратом, две другие порции промывного хлоридного раствора используют для последовательной ступенчатой промывки следующей порции кристаллов, свежую третью порцию хлоридного промывного раствора готовят растворением в деминерализованной воде хлорида натрия или хлорида натрия с примесью хлорида калия, охлажденный и освобожденный от кристаллов хлоридный литиевый рассол с остаточным содержанием NaCl+KCl не более 2 кг/м3 упаривают до перехода LiCl в твердую фазу кристаллогидрата хлорида лития моногидрата, остаток маточного раствора операции упаривания хлоридного литиевого рассола и кристаллизации LiCl-H2O отделяют от кристаллогидрата LiCl-H2O и смешивают с поступающим на упаривание очищенным вторичным литиевым концентратом, кристаллогидрат моногидрата хлорида лития отмывают от остатка маточного раствора промывной жидкостью состава: раствор LiCl - 98,5-99,0 мас.%; LiOH - 1,0-1,5 мас.%, отработанную промывную жидкость подкисляют соляной кислотой до pH 6-7 и смешивают с поступающим на упаривание очищенным вторичным литиевым концентратом, промытые кристаллы освобождают от остаточной щелочности контактом с расчетным количеством соляной кислоты и сушат до получения безводного хлорида лития путем двухступенчатой сушки в потоке воздуха, поддерживая температуру в зоне сушки на первой ступени 85-90°C, на второй ступени 108-110°C при влагосодержании в воздушном потоке на выходе из зоны сушки 75-80%, а другой поток4. A method for producing lithium chloride, including obtaining a secondary lithium concentrate by the method according to claim 2 or 3, separating the obtained secondary lithium concentrate into two streams, while one stream of the secondary lithium concentrate is first subjected to reagent purification from magnesium, calcium, sulfate and borate ions with using barium hydroxide or oxide and carbon dioxide as reagents, then deep ion-exchange purification from calcium and magnesium on Lewatit 208-TP polyampholyte in Li-form, concentration by evaporation to a LiCl content of 485-490 kg / m 3 , the resulting lithium chloride brine is cooled to room temperature, the precipitated NaCl and KCl crystals with an admixture of LiCl-H 2 O crystals are separated from the liquid phase, the crystals are washed stepwise in the repulping and squeezing mode with three portions of the washing chloride solution with a volume equal to two portion volumes of the washed crystals each, two portions of which are mixed chloride solutions NaCl + KCl + LiCl in order of decreasing content of LiCl in them, and the third portion is a mixed solution of alkali metal chlorides that does not contain LiCl, the first portion of the washing chloride solution after contact with the crystals is sent to the evaporation operation, pre-mixing with purified from impurities with a secondary lithium concentrate, two other portions of the washing chloride solution are used for successive stepwise washing of the next portion of the crystals, a fresh third portion of the chloride washing solution is prepared by dissolving sodium chloride or sodium chloride with an admixture of potassium chloride in demineralized water, chilled and freed from crystals lithium chloride brine with with a residual content of NaCl + KCl not more than 2 kg / m 3 is evaporated until LiCl passes into the solid phase of lithium chloride monohydrate crystal hydrate, the remainder of the mother liquor of the operation of evaporation of lithium chloride brine and crystallization of LiCl-H 2 O is separated from LiCl-H 2 O crystal hydrate and mixed with the purified secondary lithium concentrate entering the evaporation, the hydrated lithium chloride monohydrate is washed from the remainder of the mother liquor with a washing liquid of the composition: LiCl solution - 98.5-99.0 wt.%; LiOH - 1.0-1.5 wt.%, the spent washing liquid is acidified with hydrochloric acid to pH 6-7 and mixed with the purified secondary lithium concentrate supplied for evaporation, the washed crystals are freed from residual alkalinity by contact with the calculated amount of hydrochloric acid and dried to obtaining anhydrous lithium chloride by two-stage drying in an air stream, maintaining the temperature in the drying zone at the first stage 85-90°C, at the second stage 108-110°C with a moisture content in the air stream at the exit from the drying zone of 75-80%, and the other flow - 16 042618 вторичного литиевого концентрата используют для осаждения из него карбоната лития при контакте с раствором карбоната натрия или раствором карбоната натрия, содержащим карбонат калия, осажденный карбонат лития отделяют от маточного раствора центрифугированием и направляют на распульповку с частью потока первичного литиевого концентрата или с потоком обратноосмотического литиевого концентрата для последующей карбонизации, маточный раствор операции осаждения карбоната лития подкисляют до pH 6,0-6,5, упаривают до достижения концентрации хлорида лития в жидкой фазе 485-490 кг/м3, жидкую фазу отделяют от высаленных кристаллов NaCl с примесью кристаллов KCl и смешивают с потоком вторичного литиевого концентрата, используемого для получения хлорида лития, кристаллы NaCl с примесью кристаллов KCl отмывают от маточного раствора, смешивают с отмытыми кристаллами NaCl и KCl, высаленными в процессе упаривания потока вторичного литиевого концентрата при производстве LiCl, растворяют в деминерализованной воде, получая хлоридный раствор щелочных металлов с концентрацией NaCl 250-260 кг/м3, раствор подвергают мембранному электролизу, производя раствор NaOH и водород на катоде и хлор на аноде, производимый водород смешивают с потоком природного газа, смесь газов сжигают, используя тепловую энергию для получения греющего водяного пара, который, в свою очередь, применяют в качестве теплоносителя при упаривании литиевых концентратов и маточного хлоридного раствора операции осаждения Li2CO3, содержащим CO2 топочным газом карбонизируют раствор NaOH, превращая его в раствор Na2CO3 и используя в качестве осадительного реагента на операции осаждения карбоната лития, анодный хлор эжектируют и абсорбируют потоком водного раствора карбамида, производя таким образом раствор соляной кислоты, используемой для подкисления карбонатсодержащих растворов перед их упариванием и для регенерации отработанного полиамфолита Lewatit 208-TP.- 16 042618 secondary lithium concentrate is used to precipitate lithium carbonate from it upon contact with a solution of sodium carbonate or a solution of sodium carbonate containing potassium carbonate, the precipitated lithium carbonate is separated from the mother liquor by centrifugation and sent for pulping with a part of the flow of the primary lithium concentrate or with a reverse osmosis flow lithium concentrate for subsequent carbonization, the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation is acidified to pH 6.0-6.5, evaporated until the concentration of lithium chloride in the liquid phase is 485-490 kg/m 3 , the liquid phase is separated from salted-out NaCl crystals with an admixture of crystals KCl and mixed with the stream of secondary lithium concentrate used to produce lithium chloride, NaCl crystals with an admixture of KCl crystals are washed from the mother liquor, mixed with washed NaCl and KCl crystals salted out during evaporation of the stream of secondary lithium concentrate in the production of LiCl, dissolved in demineralized water , obtaining a chloride solution of alkali metals with a NaCl concentration of 250-260 kg / m 3 , the solution is subjected to membrane electrolysis, producing a NaOH solution and hydrogen at the cathode and chlorine at the anode, the hydrogen produced is mixed with a natural gas stream, the mixture of gases is burned using thermal energy for heating water vapor, which, in turn, is used as a heat carrier in the evaporation of lithium concentrates and the mother chloride solution ; precipitant in the lithium carbonate precipitation operation, anodic chlorine is ejected and absorbed by a stream of aqueous urea solution, thus producing a hydrochloric acid solution used to acidify carbonate-containing solutions before their evaporation and to regenerate spent Lewatit 208-TP polyampholyte. 5. Способ получения технического карбоната лития, включающий получение вторичного литиевого концентрата способом по п.2 или 3, осаждение карбоната лития из всего потока полученного вторичного литиеносного концентрата путем его контактирования при перемешивании с раствором карбоната натрия, содержащего карбонат калия, при температуре 90-95°C, разделение осажденного и освобожденного от маточного раствора карбоната лития на две части, при этом одну часть карбоната лития используют для получения раствора бикарбоната лития, применяемого далее для очистки обратноосмотического литиевого концентрата или первичного литиевого концентрата от кальция и магния, а другую, продуктивную часть карбоната лития промывают ступенчато в режиме репульпации и центрифугирования тремя порциями промывного раствора, равными трем объемам порции промываемого карбоната лития, каждая при температуре 90-95°C, причем вначале двумя порциями насыщенного раствора карбоната лития в порядке снижения содержания в них натрия и хлорид-иона и затем порцией деминерализованной воды, первую порцию промывного раствора после контакта с карбонатом лития направляют на операцию получения пульпы карбоната лития, используемой для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, две другие порции промывного раствора используют для последовательной ступенчатой промывки следующей порции карбоната лития, отмытые кристаллы карбоната лития подвергают СВЧ сушке до остаточного количества влаги 0,4 мас.%.5. A method for producing technical lithium carbonate, including obtaining a secondary lithium concentrate by the method according to claim 2 or 3, precipitating lithium carbonate from the entire stream of the obtained secondary lithium-bearing concentrate by contacting it with stirring with a solution of sodium carbonate containing potassium carbonate at a temperature of 90-95 °C, separating the precipitated and freed from the mother liquor of lithium carbonate into two parts, while one part of the lithium carbonate is used to obtain a solution of lithium bicarbonate, which is further used to purify the reverse osmosis lithium concentrate or primary lithium concentrate from calcium and magnesium, and the other, the productive part lithium carbonate is washed stepwise in the mode of repulpation and centrifugation with three portions of the washing solution, equal to three portion volumes of the washed lithium carbonate, each at a temperature of 90-95 ° C, and first with two portions of a saturated solution of lithium carbonate in order of decreasing sodium and chloride ion content and then with a portion of demineralized water, the first portion of the washing solution after contact with lithium carbonate is sent to the operation of obtaining a pulp of lithium carbonate used to purify the primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, the other two portions of the washing solution are used for successive stepwise washing of the next portion lithium carbonate, the washed crystals of lithium carbonate are subjected to microwave drying to a residual amount of moisture of 0.4 wt.%. 6. Способ получения карбоната лития батарейного качества, включающий получение вторичного литиевого концентрата способом по п.2 или 3, ионообменную очистку от кальция и магния полученного вторичного литиевого концентрата на полиамфолите Lewatit 208-TP в Li-форме, осаждение карбоната лития из очищенного вторичного литиевого концентрата насыщенным водным раствором карбоната аммония при комнатной температуре, осадок полученного карбоната лития отделяют от маточного раствора хлорида аммония, одну часть осадка карбоната лития используют для получения раствора бикарбоната лития, далее применяемого для очистки обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, другую часть карбоната лития промывают ступенчато в режиме репульпации и центрифугирования тремя порциями промывного раствора объемом, равным трем объемам порции промываемого карбоната лития каждая, при температуре 9095°C, причем вначале двумя порциями насыщенного раствора карбоната лития в порядке снижения в них содержания аммония и хлорид-иона и затем порцией деминерализованной воды, первую порцию промывного раствора после контакта с карбонатом лития направляют на операцию получения пульпы Li2CO3 и применения для очистки первичного литиевого концентрата или обратноосмотического литиевого концентрата от кальция и магния, две другие порции промывного раствора используют для последовательной промывки следующей порции карбоната лития, отмытые кристаллы карбоната лития подвергают СВЧ сушке до остаточного содержания влаги 0,2 мас.%, из маточного раствора операции осаждения карбоната лития высаливают хлорид аммония упариванием, после отделения от маточного раствора упаривания хлорид аммония отмывают от остатка маточного раствора, отработанный промывной раствор направляют на упаривание, смешивая с маточным рас-6. A method for producing battery-quality lithium carbonate, including obtaining a secondary lithium concentrate by the method according to claim 2 or 3, ion-exchange purification of calcium and magnesium from the resulting secondary lithium concentrate on Lewatit 208-TP polyampholyte in Li-form, precipitation of lithium carbonate from purified secondary lithium concentrate with a saturated aqueous solution of ammonium carbonate at room temperature, the precipitate of the resulting lithium carbonate is separated from the mother liquor of ammonium chloride, one part of the precipitate of lithium carbonate is used to obtain a solution of lithium bicarbonate, further used to purify the reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, the other part of the lithium carbonate is washed stepwise in the mode of repulpation and centrifugation with three portions of the washing solution with a volume equal to three volumes of a portion of the washed lithium carbonate each, at a temperature of 9095 ° C, and first with two portions of a saturated solution of lithium carbonate in order of decreasing the content of ammonium and chloride ion in them and then with a portion of demineralized water, the first portion of the washing solution after contact with lithium carbonate is sent to the operation of obtaining a pulp of Li 2 CO 3 and used to purify the primary lithium concentrate or reverse osmosis lithium concentrate from calcium and magnesium, two other portions of the washing solution are used to sequentially wash the next portion of lithium carbonate, the washed crystals of lithium carbonate are subjected to microwave drying to a residual moisture content of 0.2 wt.%, ammonium chloride is salted out from the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation by evaporation, after separation from the mother liquor of evaporation, ammonium chloride is washed from the remainder of the mother liquor, the spent washing solution is sent for evaporation , mixing with the uterine
EA201992445 2017-04-14 2018-04-13 METHOD FOR PRODUCING LITHIUM CONCENTRATE FROM LITHIEN-BEARING NATURAL BRINES AND ITS PROCESSING INTO LITHIUM CHLORIDE OR LITHIUM CARBONATE EA042618B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017113039 2017-04-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA042618B1 true EA042618B1 (en) 2023-03-06

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2659968C1 (en) Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
JP7083875B2 (en) Method for Producing Lithium Hydroxide Monohydrate from Boiled Water
JP7113467B2 (en) A system for producing battery-grade and high-purity-grade lithium hydroxide and carbonate from a highly impure lithium source
US20200189924A1 (en) System for recovery of lithium from a geothermal brine
RU2516538C2 (en) Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and its processing
US9994930B2 (en) Process for producing lithium carbonate from concentrated lithium brine
US8119091B2 (en) Carbon dioxide capture
JP5406955B2 (en) Method for producing lithium carbonate
CN101508450B (en) Method for extracting lithium salt from salt lake bittern with low-magnesium-lithium ratio with calcium circulation solid phase conversion method
CN100469697C (en) Method for producing low-magnesium battery-stage lithium carbonate from lithium sulfate solution
CA2762601A1 (en) Lithium carbonate production from brine
CA3100313A1 (en) Process for selective adsorption and recovery of lithium from natural and synthetic brines
CA3077834A1 (en) Method and system for preparing battery grade and high purity grade lithium hydroxide and lithium carbonate from high-impurity lithium sources
CN1343622A (en) Getting alkali from salt solution and calcining sesquicarbonate of soda
US20200131045A1 (en) Treatment method for reducing carbon dioxide emission of combustion exhaust gas
RU2656452C2 (en) Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate from alcohols and the plant for its implementation
RU2751948C1 (en) Method for processing hydromineral lithium-containing raw materials
RU2660864C2 (en) Method for preparing lithium carbonate from lithium-containing natural brines
EA042618B1 (en) METHOD FOR PRODUCING LITHIUM CONCENTRATE FROM LITHIEN-BEARING NATURAL BRINES AND ITS PROCESSING INTO LITHIUM CHLORIDE OR LITHIUM CARBONATE
KR20120014828A (en) Production method of lithium carbonate from brines
RU2780216C2 (en) Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants)
RU2006476C1 (en) Method of producing mineral substances of sea water
SU1678771A1 (en) Process for preparing inorganic matters from sea water
EA041441B1 (en) METHOD FOR OBTAINING LITHIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE FROM BRINES
WO2023038541A1 (en) Method of obtaining bromide salts