RU2071819C1 - Method of preparing lithium hydroxide - Google Patents
Method of preparing lithium hydroxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2071819C1 RU2071819C1 RU93030660A RU93030660A RU2071819C1 RU 2071819 C1 RU2071819 C1 RU 2071819C1 RU 93030660 A RU93030660 A RU 93030660A RU 93030660 A RU93030660 A RU 93030660A RU 2071819 C1 RU2071819 C1 RU 2071819C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium hydroxide
- chamber
- lithium
- solution
- electrodialyzer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения гидроокиси лития из карбонатсодержащих отходов и может быть использовано в технологии щелочных и редких щелочных элементов. The invention relates to methods for producing lithium hydroxide from carbonate-containing wastes and can be used in the technology of alkaline and rare alkaline elements.
Известен способ получения гидроокиси лития из карбоната лития в двухкамерной ячейке с катионообменной мембраной (см. В. Д. Гребенюк, "Электродиализ", изд. "Техника", К. 1976, с. 140-141). В анодную камеру заливают раствор карбоната лития (рН смеси 8,5), а катодную заполняют разбавленным раствором гидроокиси лития (LiOH). A known method of producing lithium hydroxide from lithium carbonate in a two-chamber cell with a cation exchange membrane (see V. D. Grebenyuk, "Electrodialysis", publ. "Technique", K. 1976, S. 140-141). A solution of lithium carbonate is poured into the anode chamber (pH 8.5), and the cathode is filled with a dilute solution of lithium hydroxide (LiOH).
Существующий способ не позволяет получить чистую гидроокись лития из карбонатсодержащих отходов, т. к. нет вывода анионов из анодной камеры и в процессе работы они будут только накапливаться и постепенно загрязнять гидроокись лития. The existing method does not allow to obtain pure lithium hydroxide from carbonate-containing waste, because there is no withdrawal of anions from the anode chamber and during operation they will only accumulate and gradually contaminate lithium hydroxide.
Известен способ получения гидроокиси лития методом электродиализа (см. В. Д. Гребенюк, "Электродиализ", изд. "Техника", К. 1976, с. 137) прототип. A known method of producing lithium hydroxide by electrodialysis (see V. D. Grebenyuk, "Electrodialysis", publ. "Technique", K. 1976, S. 137) prototype.
Для получения гидроокиси лития используют электродиализатор, разделенный двумя катионообменными мембранами на три камеры. В центральную камеру электродиализного аппарата подают раствор гидроокиси натрия (NaOH), а в электродные камеры заливают раствор сульфата лития (Li2SO4). При пропускании постоянного тока ионы натрия переходят в катодную камеру, а ионы лития в центральную.To obtain lithium hydroxide using an electrodialyzer, divided by two cation exchange membranes into three chambers. A solution of sodium hydroxide (NaOH) is fed into the central chamber of the electrodialysis apparatus, and a solution of lithium sulfate (Li 2 SO 4 ) is poured into the electrode chambers. When passing direct current, sodium ions pass into the cathode chamber, and lithium ions into the central one.
Недостатком существующего способа является то, что в процессе получения гидроокиси в анодной камере образуется смесь сульфата лития и серной кислоты, т.к. ионы SO4 2- в анодной камере не расходуются. Известно, что подвижность ионов водорода примерно в 9,3 раза выше, чем у ионов лития (см. Ю.Ю. Лурье, "Справочник по аналитической химии", изд. "Химия", М. 1979, с.348). Это значит, что при равных концентрациях сульфата лития и серной кислоты будет осуществляться преимущественно перенос ионов водорода. В дальнейшем при уменьшении концентрации ионов лития в анодной камере доля ионов водорода в переносе тока будет расти, а ионов лития уменьшаться. Ионы водорода, мигрируя из анодной камеры в центральную, будут нейтрализованы ионами гидроксила. В итоге из центральной камеры в катодную будет осуществляться перенос ионов натрия и лития, подвижности которых соизмеримы (см. Ю.Ю. Лурье, "Справочник по аналитической химии", изд. "Химия", М. 1979, с.348), т.е. будет идти процесс обессоливания раствора в центральной камере.The disadvantage of the existing method is that in the process of producing hydroxide in the anode chamber, a mixture of lithium sulfate and sulfuric acid is formed, because SO 4 2- ions in the anode chamber are not consumed. It is known that the mobility of hydrogen ions is approximately 9.3 times higher than that of lithium ions (see Yu.Yu. Lurie, "Handbook of Analytical Chemistry", publishing house "Chemistry", M. 1979, p. 348). This means that at equal concentrations of lithium sulfate and sulfuric acid, hydrogen ions will predominantly be transported. Subsequently, with a decrease in the concentration of lithium ions in the anode chamber, the fraction of hydrogen ions in the current transfer will increase, and lithium ions will decrease. Hydrogen ions, migrating from the anode chamber to the central one, will be neutralized by hydroxyl ions. As a result, sodium and lithium ions will be transferred from the central chamber to the cathode, the mobilities of which are comparable (see Yu.Yu. Lurie, "Handbook of Analytical Chemistry", published by "Chemistry", M. 1979, p. 348), t .e. there will be a process of desalination of the solution in the central chamber.
В катодной камере будет выделяться водород и образовываться щелочно-сульфатный раствор лития и натрия. Hydrogen will be generated in the cathode chamber and an alkaline sulfate solution of lithium and sodium will be formed.
Таким образом, в этом способе существуют два процесса, снижающие выход гидроокиси лития: миграция ионов лития из центральной камеры в катодную и миграция ионов водорода из анодной камеры в центральную. Thus, in this method, there are two processes that reduce the yield of lithium hydroxide: the migration of lithium ions from the central chamber to the cathode and the migration of hydrogen ions from the anode chamber to the central.
Цель изобретения получение чистой гидроокиси лития с высокой степенью извлечения лития из карбонатсодержащих отходов. The purpose of the invention is the production of pure lithium hydroxide with a high degree of extraction of lithium from carbonate-containing wastes.
Поставленная цель достигается тем, что раствор карбонатсодержащих отходов рециркулируют через центральную камеру трехкамерного электродиализатора, в катодной камере которого получают гидроокись лития, а раствор из центральной камеры после снижения солесодержания направляют на растворение отходов, при этом извлечение лития из раствора карбоната лития ведет до содержания 0,25-0,32 г•экв/л, а ячейка состоит из катода, катионитовой мембраны, анионитовой мембраны и анода. This goal is achieved in that the solution of carbonate-containing wastes is recycled through the central chamber of the three-chamber electrodialyzer, in the cathode chamber of which lithium hydroxide is obtained, and the solution from the central chamber after reducing the salt content is sent to dissolve the waste, while the extraction of lithium from lithium carbonate solution leads to a content of 0, 25-0.32 g • equiv / l, and the cell consists of a cathode, a cation exchange membrane, anion exchange membrane and anode.
Использование электродиализатора для рециркуляции раствора через центральную камеру с получением чистой гидроокиси в катодной камере, отбор из нее и подача обедненного раствора из центральной камеры на растворение отходов является новым и обладает изобретательским уровнем, т.к. гидроокись лития можно получить в предложенном электродиализаторе и только при определенном направлении потоков растворов. The use of an electrodialyzer to recycle the solution through the central chamber to obtain pure hydroxide in the cathode chamber, select from it and supply the depleted solution from the central chamber to dissolve the waste is new and has an inventive step, because lithium hydroxide can be obtained in the proposed electrodialyzer and only with a certain direction of flow of solutions.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Карбонатсодержащие отходы первоначально растворяют в конденсате. Гидроокись лития, хлор-ионы и сульфат-ионы переходят в раствор. Часть карбоната лития растворяется, часть остается в осадке. Алюминий в виде алюминатов тоже частично растворяется и частично остается в осадке. Образующийся раствор после отстаивания декантируют, фильтруют и направляют в центральную камеру трехкамерного электродиализного аппарата. Электродиализная ячейка представляет собой: катод катионитовая мембрана анионитовая мембрана анод. Под действием постоянного тока будет происходить миграция ионов лития из центральной камеры в катодную. На катоде происходит выделение водорода и в катодной камере получают гидроокись лития, которую используют в технологическом процессе. Карбонат-ионы, сульфат-ионы, хлор-ионы и алюминат-ионы под действием постоянного тока мигрируют через анионитовую мембрану в анодную камеру. В анодной камере циркулирует слабый раствор серной кислоты. На аноде происходит выделение кислорода, углекислого газа, хлора. Таким образом, осуществляется очистка раствора центральной камеры от анионитов. С целью оптимального расхода электроэнергии извлечение лития из раствора, циркулирующего через центральную камеру, ведут до содержания 0,25-0,32 г•экв/л, т.к. электропроводность до этих пределов изменяется незначительно, а раствор гидроокиси лития в катодной камере получают с концентрацией 0,8-1,0 г•экв/л, т.к. выход по току в пределах 0,8-1,0 г•экв/л гидроокиси лития практически не меняется (32-28). Обедненный по солесодержанию раствор из центральной камеры направляют на растворение новых поступающих отходов, и цикл переработки повторяется. Carbonate-containing waste is initially dissolved in condensate. Lithium hydroxide, chlorine ions and sulfate ions pass into solution. Part of the lithium carbonate dissolves, part remains in the sediment. Aluminum in the form of aluminates also partially dissolves and partially remains in the precipitate. After settling, the resulting solution is decanted, filtered and sent to the central chamber of the three-chamber electrodialysis apparatus. The electrodialysis cell is: cathode cation exchange membrane anion exchange membrane anode. Under the influence of direct current, lithium ions will migrate from the central chamber to the cathode. Hydrogen is released at the cathode and lithium hydroxide is obtained in the cathode chamber, which is used in the process. Carbonate ions, sulfate ions, chlorine ions and aluminate ions migrate through an anionite membrane into the anode chamber under direct current. A weak solution of sulfuric acid circulates in the anode chamber. At the anode, oxygen, carbon dioxide, and chlorine are released. Thus, the solution of the central chamber is purified from anion exchangers. In order to optimize energy consumption, the extraction of lithium from the solution circulating through the central chamber is carried out to a content of 0.25-0.32 g • equiv / l, because electrical conductivity up to these limits does not change significantly, and a solution of lithium hydroxide in the cathode chamber is obtained with a concentration of 0.8-1.0 g • equiv / l, because the current output in the range of 0.8-1.0 g • eq / l of lithium hydroxide remains virtually unchanged (32-28). The saline-depleted solution from the central chamber is sent to dissolve the new incoming waste, and the recycling cycle is repeated.
Растворение карбонатсодержащих отходов, отстаивание взвеси, декантация осветленной части раствора и фильтрация его позволяют избежать забивки трубопроводов осадком. The dissolution of carbonate-containing wastes, sedimentation of the suspension, decantation of the clarified part of the solution and its filtration make it possible to avoid clogging of pipelines with sediment.
Пример осуществления способа. В 10 л дистиллированной воды добавили 60 г отходов, состав которых: Li2CO3 85,0% LiOH 14,1 Al 0,2 Cl- 0,1 SO4 2- 0,2 Н2О 0,4 Перемешивание взвеси осуществляли воздухом. Раствор отстаивали, декантировали, фильтровали и направляли в центральную камеру лабораторного трехкамерного электродиализатора, ячейка которого состояла из катода, катионитовой мембраны, анионитовой мембраны и анода. Обедненный по солесодержанию раствор из центральной камеры электродиализатора направляли вновь на растворение карбонатсодержащих отходов. К оставшемуся от предыдущего растворения карбонатсодержащему осадку добавляли новую порцию отходов, перемешивали раствор, отстаивали, декантировали, фильтровали и направляли вновь в центральную камеру трехкамерного электродиализатора. Получили гидроокись лития следующего состава: LiOH 0,954N, Al 5,0х10-3 г/л, SO4 2- 2,5х10-3 г/л, Cl- 2,1х10-3 г/л.An example implementation of the method. 60 g of waste was added to 10 l of distilled water, the composition of which was: Li 2 CO 3 85.0% LiOH 14.1 Al 0.2 Cl - 0.1 SO 4 2 - 0.2 H 2 O 0.4 Stirring was carried out by air. The solution was sedimented, decanted, filtered and sent to the central chamber of a laboratory three-chamber electrodialyzer, the cell of which consisted of a cathode, cation exchange membrane, anion exchange membrane and anode. The saline-depleted solution from the central chamber of the electrodialyzer was directed again to the dissolution of carbonate-containing wastes. To the carbonate-containing precipitate remaining from the previous dissolution, a new portion of the waste was added, the solution was stirred, settled, decanted, filtered and sent again to the central chamber of the three-chamber electrodialyzer. Received lithium hydroxide of the following composition: LiOH 0,954N, Al 5,0h10 -3 g / L, SO 4 2- 2,5h10 -3 g / L, Cl - 2,1h10 -3 g / l.
В процессе эксперимента всего растворили 0,3 кг осадка, получили 5 л гидроокиси (0,8-1,0N). Нерастворимая часть осадка была отфильтрована и растворена в соляной кислоте. Полученный раствор проанализировали на содержание лития. In the course of the experiment, 0.3 kg of the precipitate was completely dissolved, and 5 L of hydroxide (0.8-1.0 N) was obtained. The insoluble part of the precipitate was filtered and dissolved in hydrochloric acid. The resulting solution was analyzed for lithium content.
Баланс лития:
полученная гидроокись лития 25,20 г;
диализат 17,74 г;
нерастворимый осадок 0,57 г;
степень извлечения лития по предлагаемому способу 98,7
Таким образом, предлагаемый способ позволяет достигнуть высокой степени извлечения лития из карбонатсодержащих отходов, высокой степени очистки гидроокиси лития от примесей, содержащихся в отходах, организовать замкнутый технологический цикл и одновременно решить вопрос охраны окружающей среды.Lithium Balance:
the resulting lithium hydroxide 25.20 g;
dialysate 17.74 g;
insoluble precipitate 0.57 g;
the degree of extraction of lithium by the proposed method 98.7
Thus, the proposed method allows to achieve a high degree of extraction of lithium from carbonate-containing waste, a high degree of purification of lithium hydroxide from impurities contained in the waste, to organize a closed technological cycle and at the same time solve the issue of environmental protection.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93030660A RU2071819C1 (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Method of preparing lithium hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93030660A RU2071819C1 (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Method of preparing lithium hydroxide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU93030660A RU93030660A (en) | 1996-03-27 |
| RU2071819C1 true RU2071819C1 (en) | 1997-01-20 |
Family
ID=20143009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93030660A RU2071819C1 (en) | 1993-06-10 | 1993-06-10 | Method of preparing lithium hydroxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2071819C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110983357A (en) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 昆明理工大学 | Three-chamber diaphragm electrolysis method for preparing carbon monoxide by electrolyzing carbon dioxide and simultaneously producing chlorine and bicarbonate as byproducts |
| KR20230162984A (en) | 2021-03-31 | 2023-11-29 | 에코스타-나우테크 코포레이션 리미티드 | Method for producing high purity lithium hydroxide monohydrate |
-
1993
- 1993-06-10 RU RU93030660A patent/RU2071819C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Гребенюк В.Д. Электродиализ.- К.: Техника, 1976, с. 140 - 141. 2. Там же, с. 137. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110983357A (en) * | 2019-12-04 | 2020-04-10 | 昆明理工大学 | Three-chamber diaphragm electrolysis method for preparing carbon monoxide by electrolyzing carbon dioxide and simultaneously producing chlorine and bicarbonate as byproducts |
| KR20230162984A (en) | 2021-03-31 | 2023-11-29 | 에코스타-나우테크 코포레이션 리미티드 | Method for producing high purity lithium hydroxide monohydrate |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108623050B (en) | Desulfurization wastewater treatment method and system | |
| CN101475276B (en) | Treatment process for ferric oxide production wastewater | |
| CN106430794A (en) | Resourceful treatment method and treatment system for desulfuration wastewater | |
| CN108689522B (en) | Method for treating and recycling mixed acid wastewater in photovoltaic industry | |
| CN107399747A (en) | A kind of method and device that lithium is carried from salt lake brine with high magnesium-lithium ratio | |
| CN106186002A (en) | A kind of preparation method of battery-level lithium carbonate | |
| CN111170517A (en) | Treatment process and treatment system for desulfurization wastewater | |
| CN113200615A (en) | Method and system for electrochemically reducing hardness of wastewater | |
| CN109851138A (en) | A kind of softening of high-salt wastewater and enrichment facility and method | |
| CN109095578A (en) | A kind of method of oxalate precipitation method recycling power plant desulfurization wastewater calcium and magnesium | |
| CN101391761B (en) | Purifying phosphoric acid prepared by electrodialysis method | |
| CN111170516A (en) | Treatment process and treatment system for desulfurization wastewater | |
| CN103341321A (en) | Viscose sodium sulfate waste liquor acid and alkali recycling technology by virtue of bipolar membrane electrodialysis method | |
| CN106277514B (en) | The method for being recycled saccharin sodium wastewater | |
| JPH033747B2 (en) | ||
| CN113694733B (en) | Lithium separation method based on bipolar membrane electrodialysis device | |
| RU2071819C1 (en) | Method of preparing lithium hydroxide | |
| CN110937728A (en) | Desulfurization wastewater treatment method and system | |
| CN219409508U (en) | High-salt film concentrated water treatment equipment | |
| CN114835233B (en) | Method for rapidly removing chloride ions in wastewater by bismuth-based metal organic framework material | |
| CN106044969A (en) | Method and treatment equipment for synchronous desalination and decoloration of dyeing waste water | |
| CN112897771B (en) | Treatment device and treatment method for rare earth smelting wastewater | |
| CN1186773A (en) | Preparing polymerised aluminum chloride by electrodialysis | |
| CN206156914U (en) | System for from useful chemicals of salt aquatic production | |
| CN108793356A (en) | A kind of preparation method for handling the bodied ferric sulfate crystal of industrial wastewater |