JPS60190587A - Lithium continuous manufacture and installation - Google Patents

Lithium continuous manufacture and installation

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JPS60190587A
JPS60190587A JP2102385A JP2102385A JPS60190587A JP S60190587 A JPS60190587 A JP S60190587A JP 2102385 A JP2102385 A JP 2102385A JP 2102385 A JP2102385 A JP 2102385A JP S60190587 A JPS60190587 A JP S60190587A
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lithium
molten salt
electrolyte
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cathode
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ジヤン・ミシエル・ベルデイエ
カルジユ・ジヤキユベール
ジヤン・グロボワ
ジヤン・イブ・デユムーソー
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/02Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of alkali or alkaline earth metals

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、溶融塩混合物中の塩化リチウムを電解し、次
いでリチウムを分!It することより成るリチウムの
連続製造法、及びその製造に用いられる装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field] The present invention involves electrolyzing lithium chloride in a molten salt mixture and then separating the lithium! The present invention relates to a method for continuously producing lithium, which comprises the steps of: and an apparatus used for the production.

〔従来技術〕[Prior art]

例えば、米国性y(第30’78218号及び第316
3590号では、シランの製造において、塩化リチウム
及び少くどもアルカリ塩化物及び/又はアルカリ上類塩
化物を主成分と1−る溶融塩混合物中に含まれる塩化リ
チウムから、電解によってリチウムを製造することが提
案されでいる。この方法は下記の特徴の少くとも1つを
有する。
For example, US Pat.
No. 3590 discloses that in the production of silane, lithium is produced by electrolysis from lithium chloride contained in a molten salt mixture containing lithium chloride and at least some alkali chloride and/or super-alkali chloride. has been proposed. The method has at least one of the following features.

(1) 半連続的方法−電解槽に電解性混合物を装入し
、この混合物に対して所望量の塩化リチウムの電解を行
い、次いでこの残留する混合物に新たに塩化リチウムを
補給する。
(1) Semi-continuous method - an electrolytic cell is charged with an electrolytic mixture, the mixture is electrolyzed with the desired amount of lithium chloride, and the remaining mixture is then replenished with fresh lithium chloride.

(2) 電解槽そのものの中で、溶融塩混合がら生成し
たリチウムを分離する一方で、リチウムと発生ずるガス
状t= Xどの再結合を防止するために、複雑で、面倒
な装置を利用する。これは例えば、リチウム層の上方の
槽雰囲気を慎重に制御するとか、陽極と陰極との間の浴
中に隔膜を用いるなどによって行われる。
(2) Use complex and cumbersome equipment to separate the produced lithium from the molten salt mixture within the electrolyzer itself, while preventing recombination of the lithium and the generated gaseous t= . This is done, for example, by carefully controlling the bath atmosphere above the lithium layer, or by using a diaphragm in the bath between the anode and cathode.

[発明の目的1 本発明は溶融塩混合物中の塩化リチウムを電解し、次い
でリチウム生成物を分離する単純化されたリチウム連続
製造方法を提供づることを目的とする。
OBJECTIVE OF THE INVENTION 1 It is an object of the present invention to provide a simplified continuous process for producing lithium by electrolyzing lithium chloride in a molten salt mixture and then separating the lithium product.

[発明の要旨] 本発明の方法では、第1工程において溶融塩混合物中で
塩化リチウムを連続的に電気分解する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the method of the present invention, lithium chloride is continuously electrolyzed in a molten salt mixture in a first step.

この場合に、電解槽中では生成したリチウムは溶融塩混
合物から分離されず、金属リチウムと溶融塩混合物とよ
り成る混合物は電解槽から引出される。これは電解操作
を大幅に単純化する。第2工程において、電解槽から引
出された金属リチウムと溶融塩混合物とはデカンタ−に
供給され、そこでリチウムは溶融塩から分離される。溶
融塩は濾過(必要ならば)の後に好ましくは電解槽への
供給物中へ循環させることができる。
In this case, the produced lithium is not separated from the molten salt mixture in the electrolytic cell, but the mixture of metallic lithium and molten salt mixture is drawn out of the electrolytic cell. This greatly simplifies electrolysis operations. In the second step, the metallic lithium and molten salt mixture drawn out from the electrolytic cell are fed to a decanter, where the lithium is separated from the molten salt. The molten salt can preferably be recycled into the feed to the electrolyzer after filtration (if necessary).

[好ましい特徴と作用効果] 本発明は次の好ましい特徴をイjする。[Preferred features and effects] The present invention has the following preferred features.

(1) 陽極と陰極との間に隔膜を用いることなく電解
が実行されるもので、陽極と陰極どの間の空間では電解
質の自然な急速な循環が生じる。
(1) Electrolysis is performed without using a diaphragm between the anode and cathode, and a natural rapid circulation of electrolyte occurs in the space between the anode and cathode.

(2) 陽極を絶縁性耐火物質で電解質表面下まで被覆
することにより、電解質の表面に浮M′1J−るリチウ
ムによる陽極の攻撃を阻止し、陽極表面でのリチウムの
直接的な再酸化を防止J゛る。
(2) By coating the anode with an insulating refractory material down to the surface of the electrolyte, it is possible to prevent the anode from being attacked by lithium floating on the surface of the electrolyte, and to prevent direct reoxidation of lithium on the anode surface. Prevention.

(3) 一方、電解により発生ずる塩素は不活性ガスで
希釈することなく連続的に引出されるものであり、これ
によりその直接的な工業的利用を可能にする。
(3) On the other hand, chlorine generated by electrolysis can be drawn out continuously without being diluted with an inert gas, which enables its direct industrial use.

(4) 最後に、電解槽からリチウム及び溶融塩を供給
されるデカンタ−は上澄み分離部(デカント部)と引出
用弁部とから成っており、上澄み分離部でリチウムは分
離されて引出され、溶融塩は弁部で分離され、引出され
、罐過の後に好ましくは電解(nへ再循環される。
(4) Finally, the decanter to which lithium and molten salt are supplied from the electrolytic cell consists of a supernatant separation section (decant section) and a withdrawal valve section, and the lithium is separated and drawn out in the supernatant separation section. The molten salt is separated in the valve section, drawn off and, after filtration, preferably recycled to the electrolyzer.

[発明の詳細な説明J 電解質は塩化リチウム及び少、なくとも他のアルカリ及
び/又はアルカ1」土類元素の塩化物とを主成分どJる
溶融塩混合物より成ってa3す、塩化物はjn化リすウ
ムと共に約320〜360℃の温度で溶融する共61:
混合物を形成づる。使用しうる二元)n合物としては塩
化リチウムと塩化カリウム、使/l 1.、うる三元混
合物としては塩化リチウム及び塩化カリウムの他に、塩
化ナトリウム、塩化ルビジウム、塩化ストロンチウム、
塩化マグネシウム、塩化カルシウム及び塩化バリウムか
ら選ばれた塩化物を挙げることができる。
[Detailed Description of the Invention] The electrolyte consists of a molten salt mixture consisting mainly of lithium chloride and chlorides of at least other alkali and/or alkali-earth elements. 61, which melts together with lithium nitride at a temperature of about 320-360°C:
Form a mixture. Examples of binary compounds that can be used include lithium chloride and potassium chloride.1. In addition to lithium chloride and potassium chloride, sodium chloride, rubidium chloride, strontium chloride,
Mention may be made of chlorides selected from magnesium chloride, calcium chloride and barium chloride.

いずれの場合にも電解は液媒中で行われる。電解は約4
00〜500℃の温度、好ましくは約500℃で行われ
ねばならないので、電解槽へ供給される溶融塩の混合物
は、電解にかけられる過剰な塩化リチウムと共に使用さ
れる混合物の共融組成に十分近い組成を有するのが好都
合である。
In both cases, electrolysis takes place in a liquid medium. Electrolysis is about 4
The mixture of molten salts fed to the electrolyzer should be sufficiently close to the eutectic composition of the mixture used with the excess lithium chloride subjected to electrolysis, since it must be carried out at temperatures between 00 and 500 °C, preferably around 500 °C. It is advantageous to have the composition.

このようにして、電解質として塩化リチウム及び塩化カ
リウムの混合物を用いる場合には、約450℃でこの混
合物中の塩化リチウムは、溶融塩混合物中のLi Cl
のモルで表わして、入口と出口とで約56〜69モル%
の間で変化しうる。
Thus, when using a mixture of lithium chloride and potassium chloride as the electrolyte, at about 450° C. the lithium chloride in this mixture is replaced by Li Cl in the molten salt mixture.
Approximately 56 to 69 mol% at the inlet and outlet, expressed in moles of
It can vary between.

この場合に人口濃度は出口濃度よりも大きい。塩化リチ
ウムは、塩化リチウム−塩化カリウムの溶融塩混合物の
共融組成に対して10モル%までの過剰量で使用しうる
In this case the population concentration is greater than the outlet concentration. Lithium chloride can be used in an excess of up to 10 mol % relative to the eutectic composition of the lithium chloride-potassium chloride molten salt mixture.

本発明の方法の第1の特徴は連続性にある。覆なわち、
電解槽には電解可能な物質どして塩化リチウムを含有す
る溶融塩混合物より成る液体が連続供給され、電解生成
物である塩素、金属リチウム及び溶解塩が電解槽から連
続的に引出される。
The first feature of the method of the invention is its continuity. In other words,
The electrolytic cell is continuously supplied with a liquid consisting of a molten salt mixture containing lithium chloride as an electrolyzable substance, and the electrolysis products chlorine, metallic lithium and dissolved salt are continuously withdrawn from the electrolytic cell.

本発明の方法の他の特徴は、電解槽で溶融」ふ1混合物
からリチウムを分離しないという点にある。
Another feature of the process of the invention is that lithium is not separated from the molten mixture in an electrolytic cell.

この特徴は、以下でより詳しく説明り−る自然な循環と
相まって、溶融塩がその表面に1臂して来るリチウムと
電解質表面上の雰囲気を形成する塩素との再結合を阻止
する結果を生じる。従っで、電解質を塩素雰囲気から分
離するのに特に注意する必要は無くなるのである。しか
も、電解質の急速な自然循環のJ3陰で、隔膜を用いる
ことな(電解を行うことができる。自然循環は、単に陽
極で発生ずるJu素気泡による電解質表面への連行作用
により得られるので自然と呼ぶことができる。この自然
循環以外の循環手段を用いても良いが、その必要はない
。電VN質は陽極と陰極との間の空間で塩素気泡による
上昇運動により垂直に連行されるから、電解質が陰極の
裏側の空間を降下し、適当に配置された開口を通って陽
極と陰極との間の空間へ侵入するJ、うに、電解槽中に
電解質の再循環手段を設けると好都合である。電解質の
循環速度は大さい。何故ならば自然循環がない場合の陽
極と陰極のutlを流れる電解質の速度をVOで表わす
と、自然循環によって現実に得られる速度VはVaの約
100倍となる(行われた実験の平均は0.5〜5cm
/秒であッ1= )。
This feature, combined with the natural circulation described in more detail below, results in the molten salt preventing the recombination of the lithium that lies on its surface with the chlorine that forms the atmosphere above the electrolyte surface. . Therefore, there is no need to be particularly careful in separating the electrolyte from the chlorine atmosphere. Furthermore, electrolysis can be carried out without using a diaphragm in the rapid natural circulation of the electrolyte.Natural circulation is achieved simply by the entrainment action of Ju elementary bubbles generated at the anode to the electrolyte surface. Although it is possible to use a circulation method other than this natural circulation, it is not necessary because the electrolyte is vertically entrained by the upward movement of the chlorine bubbles in the space between the anode and the cathode. , the electrolyte descends through the space behind the cathode and enters the space between the anode and cathode through suitably arranged openings. It is advantageous to provide means for recycling the electrolyte in the electrolytic cell. Yes, the circulation speed of the electrolyte is large.If the speed of the electrolyte flowing through the anode and cathode utl in the absence of natural circulation is expressed as VO, the speed V actually obtained by natural circulation is about 100 times Va. (The average of the experiments conducted is 0.5-5 cm
/second = 1).

電解質の自然循環を行なわせるには、陰漫の頂部は浸漬
され、好ましくは広口形にされる。
To allow for natural circulation of the electrolyte, the top of the tube is immersed, preferably wide-mouthed.

電解質の上背運動は、陰極のこの好ましい広口形状と相
俟って、リチウムを電解槽の壁に押しやり、溢流により
自然にこれを除去して塩素との再結合を最小にする。
The back motion of the electrolyte, combined with this preferred wide-mouthed geometry of the cathode, drives lithium to the walls of the electrolyzer, where overflow naturally removes it and minimizes recombination with chlorine.

一方、陽極は電解浴中に延びる絶縁性耐火物質より成る
外被により表面に浮遊するリチウムからの攻撃に対して
十分に保護される。耐火物質としては、電解温度にJシ
いて、該耐火物質が接触する生成物、すなわち主に溶融
塩、塩素及びリチウムに対して不活性な物質を用いる、
この物質は電気絶縁性でなりればならない。このような
陽極被覆祠としては、アルミブー、石英、シリカ、1〜
リア、ジルコニアまたはベリラム酸化物等が使用できる
On the other hand, the anode is well protected against attack from lithium floating on the surface by a jacket of insulating refractory material extending into the electrolytic bath. As the refractory material, use a substance that is inert to the products with which it comes into contact at the electrolysis temperature, that is, mainly molten salt, chlorine and lithium.
This material must be electrically insulating. Such anode-coated shrines include aluminum, quartz, silica,
oxide, zirconia, berylum oxide, etc. can be used.

本発明の他の特徴は、電解槽から出たリチウム生成物と
溶融塩がデカンタ−で分離される工程を有することであ
る。デカンタ−は上澄み分離部(デカント部)と排気弁
とから成っており、」−澄み分離部は好ましくは0.1
<S/Q<0.3で表わされる面積Sを有Jる。ここに
Qはデカンタ−への供給流1m 3 /hであり、Sは
上澄み分離部の面積ll12である。軽い表面相はデカ
ンタ−で分離されるリチウムであり、溶融塩により構成
される残りの重い相は必要ならば濾過の後に好ましくは
電解槽の供給流へと循環される。この再循環を行うに当
り、塩化リチウムを電解槽への供給流へ追加してその1
0度蝮上記の範囲内に維持するが、追加される塩化リチ
ウムの口は電解で消費された吊に対応させることが好ま
しい。
Another feature of the present invention is that it includes a step in which the lithium product and molten salt exiting the electrolytic cell are separated in a decanter. The decanter consists of a supernatant separation section (decant section) and an exhaust valve, and the supernatant separation section is preferably 0.1
It has an area S expressed by <S/Q<0.3. Here, Q is the feed flow to the decanter at 1 m 3 /h, and S is the area 112 of the supernatant separation section. The light surface phase is the lithium which is separated off in a decanter, and the remaining heavy phase constituted by the molten salt is preferably recycled to the electrolyser feed stream after filtration if necessary. In performing this recirculation, lithium chloride is added to the feed stream to the electrolyzer to
Although the temperature is maintained within the above range, it is preferable that the amount of lithium chloride added corresponds to the amount consumed in electrolysis.

溶融塩混合物の濾過は好ましくは例えばフリット化した
ステンレス鋼などの多孔質金属材料などを通過さUて行
う。
The molten salt mixture is preferably filtered through a porous metal material such as fritted stainless steel.

デカンタ−の温度は好ましくは電解槽の温度と同一また
は近接したものである。
The temperature of the decanter is preferably the same as or close to the temperature of the electrolytic cell.

本発明の方法は、電解槽とデカンタ−との組合を用い、
次の好ましい特徴を有しうる。
The method of the present invention uses a combination of an electrolytic cell and a decanter,
It may have the following preferred characteristics.

(1)電解槽は被覆された陽極とそれを取囲む陰極とを
有する。陰極の上部は浴中に浸されてJ3す、好ましく
は広口形をなし、開口が陰極の下部に形成されている。
(1) The electrolytic cell has a coated anode and a surrounding cathode. The upper part of the cathode is immersed in the bath and is preferably wide-mouthed, with an opening formed in the lower part of the cathode.

(2)電解槽への供給は好ましくは溶融塩混合物を電解
槽底部へ導入することにより行われる。
(2) Feeding the electrolytic cell is preferably carried out by introducing the molten salt mixture into the bottom of the electrolytic cell.

(3) 電解槽は一方では溶融塩混合物と金属リチウム
とをデカンタ−へ引き出し、他方では塩素ガスを引出す
ための出口手段を備えている。この出口手段はデカンタ
−へ流通する溢流1」、及び電解質上部の気相の排気口
とから成る。
(3) The electrolytic cell is equipped with outlet means for drawing off the molten salt mixture and metallic lithium on the one hand into the decanter and on the other hand for drawing off the chlorine gas. This outlet means consists of an overflow 1" which flows into the decanter and an outlet for the gas phase above the electrolyte.

(4)電解4fffから混合物を流IQで供給されるデ
カンタ−は、 (a ) 表面積Sの上澄み分離領域と、(b) 溢流
による軽質相(リチウム)の引出し手段と、 (C) 弁部及び堰口より成る重質相(溶融塩混合物)
の引出手段と、より成る。
(4) The decanter to which the mixture is supplied from the electrolyzer 4fff at a flow rate IQ includes (a) a supernatant separation region with a surface area S, (b) a means for extracting the light phase (lithium) by overflow, and (C) a valve part. and the heavy phase (molten salt mixture) consisting of the weir.
and a withdrawal means.

[実施例の説明] 以下に添付図面を参照して本発明の好ましい実施例を説
明する。
[Description of Embodiments] Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

電解槽1はステンレス鋼から構成し、陰極2は同様にス
テンレス鋼から円筒形に形成する。陰極2は電解槽1の
底に溶接され、またその下部には電解槽中の電解質の循
環を許容する開口3が設けである。陰極2の上部4は電
解質の表面(電解槽が運転されている際に形成される表
面)よりも下に保たれるように位置づけられ、また広口
となっている。
The electrolytic cell 1 is constructed from stainless steel, and the cathode 2 is likewise formed from stainless steel in a cylindrical shape. The cathode 2 is welded to the bottom of the electrolytic cell 1, and an opening 3 is provided at the bottom to allow circulation of the electrolyte in the electrolytic cell. The upper part 4 of the cathode 2 is positioned so as to be kept below the surface of the electrolyte (the surface formed when the cell is in operation) and has a wide mouth.

陽ti[! 6は陰極2の内側に配置された円筒形のグ
ラフアイ1−より成り、電解質よりも上になる部分から
電解質の表面(同じく運転時の表面)よりも成る距離だ
け下方となる位置までアルミナ被覆10で覆われている
Yangti [! 6 consists of a cylindrical graph eye 1- placed inside the cathode 2, covered with alumina from the part above the electrolyte to the part below the surface of the electrolyte (also the surface during operation). Covered by 10.

溶融塩混合物の供給は陽極6と陰極1の間に位置する場
所の直下で電解槽1の底に間口した導管5により行われ
る。
The supply of the molten salt mixture takes place by a conduit 5 opening into the bottom of the electrolytic cell 1 directly below the location located between the anode 6 and the cathode 1.

ガス(塩素)の引出しは電解槽1の頂部に設けた導管9
により行う。電解から得た混合物の引出しは導管7によ
って行われるもので、その高さは電解槽1内の電解質の
レベルにより決まる。
Gas (chlorine) is drawn out through a conduit 9 installed at the top of the electrolytic cell 1.
This is done by The withdrawal of the mixture obtained from the electrolysis takes place by means of a conduit 7, the height of which is determined by the level of electrolyte in the electrolytic cell 1.

電解中に生じる塩素ガスは例えば不活性ガスで希釈され
ることなくAfV14U1から抜出されることが分る。
It can be seen that the chlorine gas generated during electrolysis is extracted from the AfV14U1 without being diluted with, for example, an inert gas.

この特徴は塩素ガスが工業的にそのまま使用しつる場合
に重要となる。
This feature becomes important when chlorine gas is used industrially as it is.

デカンタ−8は導管7を通して電解4Piから流■Qの
混合物を受入れる。デカンタ−8は表面積Sの上澄み分
離部11と、溢流口12による軽質相(金属リチウム)
の引出手段と、1部13、堰出口14及び有利にはさら
に緩衝溜め16とより成る重質相引出手段とを含んでい
る。重質相は主として溶融塩混合物であり、濾過装置1
5及び導管5を経て電解g!l 1へ再循環される。
Decanter 8 receives a mixture of stream 1Q from electrolysis 4Pi through conduit 7. The decanter 8 has a supernatant separation section 11 with a surface area S and a light phase (metallic lithium) formed by an overflow port 12.
heavy phase withdrawal means consisting of a section 13, a weir outlet 14 and advantageously also a buffer sump 16. The heavy phase is mainly a molten salt mixture and is filtered through filtration device 1.
5 and electrolytic g! via conduit 5! Recirculated to l1.

電解質中の塩化リチウムの腿は、電解で消費された分量
の塩化リチウムを有利には緩衝溜め16へ補給すること
により調整される。一方、溶融j′gの循環は溜め16
の出口に設置しうるポンプ17により行うことができる
The lithium chloride content in the electrolyte is adjusted by preferably replenishing the buffer reservoir 16 with the amount of lithium chloride consumed in the electrolysis. On the other hand, the circulation of molten j'g is carried out in reservoir 16.
This can be done by a pump 17 that can be installed at the outlet of the pump.

次に、本発明の詳細な説明覆る。Next, a detailed description of the invention will be presented.

実施例 用いた電解槽1は直径0.7m、高さ1mであり、陰極
2は内径0.34mを有し、陽極6は直径0.3mでそ
の頂部分がアルミプ管で被覆されたグラフ1イトであっ
た。
The electrolytic cell 1 used in the example has a diameter of 0.7 m and a height of 1 m, the cathode 2 has an inner diameter of 0.34 m, and the anode 6 has a diameter of 0.3 m and its top portion is covered with an aluminum pipe. It was.

デカンタ−8は直径0.5m、高さ0.5111の円筒
状であり、上澄み分離部の表面積は0.2m2であり、
供給流Φは113/hのものを用いた。
The decanter 8 has a cylindrical shape with a diameter of 0.5 m and a height of 0.5111 mm, and the surface area of the supernatant separation section is 0.2 m2.
A feed flow Φ of 113/h was used.

緩衝溜め16の次にはポンプ17が配置され、フリット
処理したステンレス鋼製のフィルター15により溶融塩
の加、圧濾過を行わせた。
A pump 17 was disposed next to the buffer reservoir 16, and molten salt was applied and filtered under pressure through a fritted stainless steel filter 15.

実験流量(管路5)は1m3./hであり、電解電流(
よ5000Δであった。次の結果が得られた。
The experimental flow rate (pipe 5) was 1 m3. /h, and the electrolytic current (
It was 5000Δ. The following results were obtained.

電解層人口(管路5) KCIの流Hi=11111ミニ11111モルCIの
流ff!=18518モル/h(62,5モル/溶融塩
100) 電解槽出口(管路7) KCIの流量=11111モル/h 1−iCIの流量−18351モル/h(62,3モル
/溶融塩100) 1−iの流量−167モル/h 電解槽のガス出口(管路9) C’l 2の流ftt=83.5モル/h流れ7はデカ
ンタ−8で2つに分かれ、最初の流れ14は溶融したL
i Cl及びKCIの均一な重質相から成り、第2の流
れ12は電解生成物に対応するliの軽質相より成る。
Electrolyte population (pipe 5) KCI flow Hi = 11111 mini 11111 mole CI flow ff! = 18518 mol/h (62.5 mol/molten salt 100) Electrolytic cell outlet (pipe 7) KCI flow rate = 11111 mol/h 1-iCI flow rate - 18351 mol/h (62.3 mol/molten salt 100 ) 1-i flow rate - 167 mol/h Electrolytic cell gas outlet (pipe 9) C'l 2 flow ftt = 83.5 mol/h Stream 7 is divided into two by decanter 8, the first flow 14 is molten L
It consists of a homogeneous heavy phase of i Cl and KCI, and the second stream 12 consists of a light phase of li corresponding to the electrolysis products.

溜め16で回収された塩は連続的にフィルター15で多
孔金属により濾過された後に電解層へ再循環される。
The salt recovered in the reservoir 16 is continuously filtered through porous metal in the filter 15 and then recycled to the electrolyte.

上記の実験に(13いて、167モル/hのLiCl不
足分が緩衝溜め16で補給された。
In the above experiment (13), a LiCl deficit of 167 mol/h was made up in buffer reservoir 16.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に用いる装置の概念図である。 図中上な部分は次の通りである。 1:電解槽 2:陰極 3:間口 4:陰極上部 6:陽極 7:導管 8:デカンタ− 9:導管 10:アルミナ被覆 11:上澄み分離部(デカント部) 12:溢流口 13:弁部 14:展出[」 15:濾過装置 16:緩衝溜め 17:ボンブ FIG. 1 is a conceptual diagram of an apparatus used in the present invention. The upper part of the figure is as follows. 1: Electrolytic cell 2: Cathode 3: Frontage 4: Upper part of cathode 6: Anode 7: Conduit 8: Decanter 9: Conduit 10: Alumina coating 11: Supernatant separation section (decant section) 12: Overflow port 13: Valve part 14: Exhibition ['' 15: Filtration device 16: Buffer reservoir 17: Bomb

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1) 電解槽の陰極と陽極との間で溶融した塩混合物中
の塩化リチウムを連続的に電解し、生成リチウムを電解
槽中で溶融塩混合物から分離しないで生成リチウム及び
溶融塩混合物より成る混合物を電解層から引出す第1工
程と、前記引出された混合物をデカンタ−に供給してリ
チウムを溶融塩から分離し、リチウムを分離された溶融
塩を好ましくは電解槽へ再循環させるリチウムの連続製
造方法。 2) 陽極ど陰極との間には隅膜を用いないで混合物の
急速な自然循回を生じさゼる、前記第1項記載の製造方
法。 3) 陽極は、電解質の表面に浮んで来るリチウムによ
る攻撃から保護するために、及び陽極表面でのリチウム
の再酸化を防止するために、電解室の表面下まで絶縁性
耐化物で被覆されている前記第1項記載のIN造方払。 4) 電解で生成される塩素は不活性ガスで希釈するこ
となくそのまま引出される前記第1項または第2項記載
の製造方法。 5) デカンタ−は上澄み分離部(デカント部)と引出
弁部とから成り、上澄み分離部中の分離されたリチウム
はそこから引出され、一方井部中に分離された溶融塩は
濾過後に電解槽に再循環される前記第1項に記載の製造
方法。 6) 電解質は塩化リチウム及び塩化カリウムより成り
、塩化リチウムのffl 1.を溶融塩混合物中のモル
で表わして人出口に対して56〜69%Li Clの範
囲にあり、入口側の方が出口側よりも大きい濃度となっ
ている前記第1項記載の製造方法。 7) 上澄み分離部は0.1<S/Q<0.3で表わさ
れる表面積S(ただしQは流量)を有する前記第1項記
載の製造方法。 8)電解槽と、デカンタ−とより成り、前記槽は陽極と
、それを取囲む陰極とを有し、前記陰極の上側部分は電
解質中に浸された広口形を有し、下側部分は聞1コを有
してJ3す、槽はさらに底部の溶融塩混合物の導入口と
、溶融塩及び金属リチウム引出用の溢流出口と、塩素ガ
スの出口とを有してJ3す、前記デカンタ−は前記溢流
出口へ結合されており且つ軽相(リチウム)引出用の面
積Sのオーバフロー上澄み分離部と、重質相(溶融塩混
合物)引出用の刺部より成っているリチウムの製造装置
。 9) 槽はステンレス鋼製であり、陰極はステンレス鋼
製で円筒形をなし且つ底部が槽底へ固定されており、陽
極はグラファイト製で円柱形をなし且つ頂部が電解質表
面上方からその表面化のところ(槽の運転中)までアル
ミナで覆われており、溶融塩混合物の導入口は陽極と陰
極との間の空間の直下に開口しており、塩素ガスの出口
は槽の頂部に設けられており、溢流出口は槽中の電解質
の高さで定まるレベルにあり、デノJンターの弁部は堰
状出口とそれにつながる緩衝溜めとを有している前記第
8項記載の製造装置。
[Scope of Claims] 1) Lithium chloride in a molten salt mixture is continuously electrolyzed between the cathode and anode of an electrolytic cell, and the lithium produced and the lithium produced are not separated from the molten salt mixture in the electrolytic cell. A first step of drawing out a mixture consisting of a molten salt mixture from the electrolytic layer, feeding the drawn out mixture to a decanter to separate lithium from the molten salt, and preferably returning the lithium-separated molten salt to the electrolytic cell. A continuous production method for circulating lithium. 2) The manufacturing method according to item 1 above, wherein rapid natural circulation of the mixture is caused without using a corneal membrane between the anode and the cathode. 3) The anode is coated with an insulating material up to the surface of the electrolytic chamber to protect it from attack by lithium floating on the surface of the electrolyte and to prevent re-oxidation of lithium on the anode surface. The IN method payment described in paragraph 1 above. 4) The manufacturing method according to item 1 or 2, wherein the chlorine generated by electrolysis is extracted as is without being diluted with an inert gas. 5) The decanter consists of a supernatant separation section (decant section) and a draw-out valve section, from which the separated lithium in the supernatant separation section is drawn out, while the molten salt separated in the well is filtered and then transferred to an electrolytic tank. The manufacturing method according to item 1 above, wherein the manufacturing method is recycled. 6) The electrolyte consists of lithium chloride and potassium chloride, ffl of lithium chloride 1. 2. The method according to item 1, wherein the concentration is in the range of 56 to 69% Li Cl based on the outlet, expressed in moles in the molten salt mixture, and the concentration is greater on the inlet side than on the outlet side. 7) The manufacturing method according to item 1 above, wherein the supernatant separation section has a surface area S expressed by 0.1<S/Q<0.3 (where Q is the flow rate). 8) It consists of an electrolytic cell and a decanter, said cell having an anode and a cathode surrounding it, the upper part of said cathode having a wide-mouthed shape immersed in the electrolyte, and the lower part having a wide-mouthed shape immersed in the electrolyte. The tank further has an inlet for the molten salt mixture at the bottom, an overflow outlet for drawing out the molten salt and metallic lithium, and an outlet for the chlorine gas. - is a lithium production device connected to the overflow outlet and comprising an overflow supernatant separation section with an area S for drawing out the light phase (lithium) and a barb for drawing out the heavy phase (molten salt mixture); . 9) The tank is made of stainless steel, the cathode is made of stainless steel, has a cylindrical shape, and the bottom part is fixed to the bottom of the tank, and the anode is made of graphite, has a cylindrical shape, and the top part is made from above the electrolyte surface. The inlet for the molten salt mixture opens directly below the space between the anode and cathode, and the outlet for the chlorine gas is located at the top of the tank. 9. The manufacturing apparatus according to item 8, wherein the overflow outlet is at a level determined by the height of the electrolyte in the tank, and the valve portion of the deno-jitter has a weir-like outlet and a buffer reservoir connected thereto.
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EP0156668B1 (en) 1987-11-04
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