RU2091306C1

RU2091306C1 - Method of recovery of lithium from magnesium chloride solutions

Info

Publication number: RU2091306C1
Application number: RU93028310A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Самойлов; В.П. Исупов
Original assignee: Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН; Самойлов Юрий Михайлович; Исупов Виталий Петрович
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1997-09-27

Abstract

FIELD: hydrometallurgy of rare alkali metals. SUBSTANCE: in order to recover lithium from chloride solutions, Fr containing tributyl phosphate (Fe_org= 0.2-0.6M) is used with addition of carboxylic acid. The amount of organic phase during recovery process is as high as 33.5 g/l. Re-recovery of lithium from organic phase is accomplished with 4-6 M hydrochloric acid solution. In this case, iron remains in the organic phase, and lithium content in the reextract is as high as 15-20 g/l. EFFECT: more efficient recovery method.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии редких щелочных элементов, в частности к экстракции лития из растворов хлорида магния. The invention relates to hydrometallurgy of rare alkaline elements, in particular to the extraction of lithium from solutions of magnesium chloride.

Известен способ извлечения лития из рапы, содержащей в основном, хлорид магния, путем введения в нее хлорида железа, последующей экстракции образующегося тетрагалоферрата лития диизобутилкетоном, реэкстракцию лития и железа водой, очистку от железа литийсодержащего реэкстракта другим экстрагентом (Д2ЭГФК-ТБФ), регенерацию хлорида железа с возвращением его в голову процесса (прототип). There is a method of extracting lithium from brine, which contains mainly magnesium chloride, by introducing iron chloride into it, then extracting the resulting lithium tetrahaloferrate with diisobutyl ketone, reextracting lithium and iron with water, purifying the lithium-containing reextract from iron with another extractant (D2EGFK-TBP), and recovering iron with his return to the head of the process (prototype).

Недостатками являются сложность технологии (многоступенчатость, необходимость использования двух экстракционных ветвей с разными экстрагентами, регенерация хлорида железа, а также недостаточно концентрированные по литию конечные растворы, что усложняет выделение целевого продукта. The disadvantages are the complexity of the technology (multi-stage, the need to use two extraction branches with different extractants, the recovery of iron chloride, as well as insufficiently concentrated final solutions of lithium, which complicates the selection of the target product.

Задача изобретения упрощение процесса извлечения лития из хлоридных растворов, с получением более концентрированных растворов 1. Задача достигается способом, по которому экстракцию лития из раствора хлорида магния осуществляют Fe-содержащим трибутилфоcфатом (ТБФ), с добавкой карбоновой кислоты, а реэкстракцию лития проводят раствором соляной кислоты. The objective of the invention is to simplify the process of extracting lithium from chloride solutions to obtain more concentrated solutions 1. The objective is achieved by a method in which the extraction of lithium from a solution of magnesium chloride is carried out with Fe-containing tributyl phosphate (TBP), with the addition of carboxylic acid, and lithium is reextracted with a solution of hydrochloric acid .

Отличительными признаками способа являются: использование Fe-содержащего ТБФ (в известном FeCl₃ вводят в исходный водный раствор, а экстрагенты диизобутилкетон и Д2ЭГФК-ТБФ); реэкстракция раствором HCl (в известном - водой).Distinctive features of the method are: the use of Fe-containing TBP (in the known FeCl ₃ is introduced into the initial aqueous solution, and the extractants are diisobutylketone and D2EGFK-TBP); reextraction with a solution of HCl (in the known - water).

Использование предлагаемого состава экстрагента создает условия, при которых железо удерживается в органической фазе, что позволяет значительно упростить технологию процесса: отпадает необходимость очистки реэкстракта от железа и возвращение его в цикл. А добавление к экстрагенту карбоновой кислоты предотвращает образование осадка гидроокиси железа, затрудняющего расслаивание фаз в экстракционной системе. Using the proposed extractant composition creates the conditions under which iron is retained in the organic phase, which can significantly simplify the process technology: there is no need to clean the reextract from iron and return it to the cycle. And the addition of a carboxylic acid to the extractant prevents the formation of an iron hydroxide precipitate, which impedes phase separation in the extraction system.

Для выявления оптимальных условий способа были проведены исследования на образцах, содержащих различные количества магния, лития, соотношения O:B, концентрации железа в ТБФ, и т.д. To identify the optimal conditions of the method, studies were conducted on samples containing various amounts of magnesium, lithium, O: B ratios, iron concentration in TBP, etc.

Из данных по экстракции лития Fe-содержащим ТБФ, сведенных в табл. 1, видно, что при концентрации MgCl₂ 2 моль/л (48,6 г/л Mg) железо количественно (97,3 100%) находится в экстрагенте, а извлечение лития составляет 60-77% (примеры 5, 6, 9-11, 13-15), что в противопоточном режиме позволяет количественно экстрагировать литий. В условиях примеров 5 и 6 (диизобутилкетоном, по прототипу) извлекается менее 20% лития.From the data on the extraction of lithium Fe-containing TBP, summarized in table. 1, it can be seen that at a MgCl ₂ concentration _of 2 mol / L (48.6 g / L Mg), iron is quantitatively (97.3 100%) in the extractant, and lithium recovery is 60-77% (examples 5, 6, 9 -11, 13-15), which in the counterflow mode allows the quantitative extraction of lithium. In the conditions of examples 5 and 6 (diisobutylketone, prototype) less than 20% of lithium is recovered.

Для реэкстракции лития из органической фазы (см. табл. 2) необходимо использовать раствор соляной кислоты с концентрацией 4 М и более, при этом железо остается в экстрагенте, а литий на 80-88,5% переходит в водную фазу. To reextract lithium from the organic phase (see Table 2), it is necessary to use a solution of hydrochloric acid with a concentration of 4 M or more, while iron remains in the extractant, and lithium goes into the aqueous phase by 80-88.5%.

Органическая фаза после реэкстракции растворами соляной кислоты (HFeCl₄ в ТБФ) обрабатывается щелочным реагентом (любым) в присутствии хлорида магния для перевода окисной формы комплекса железа в солевую, и направляется вновь в экстракционный цикл.The organic phase after reextraction with solutions of hydrochloric acid (HFeCl ₄ in TBP) is treated with an alkaline reagent (any) in the presence of magnesium chloride to convert the oxide form of the iron complex to salt, and is sent back to the extraction cycle.

Пример 1. приготовлен раствор, содержащий 0,103 г/л в 3М MgCl₂ (Mg 72,9 г/л). Экстракцию проводили при различном соотношении объемов O:B 2:1, 1:1, 1: 2, 1:5 и 1:10 в течение 3 мин. при pH 2. экстрагент 10 г/л Fe в ТБФ + 10% каприловой кислоты. Полученные органические фазы обрабатывали 4 М раствором HCl для реэкстракции лития при O:B 1:1. Извлечение лития составило: 69,0 68,0 65,0 56,0 и 27% соответственно.Example 1. a solution was prepared containing 0.103 g / l in 3M MgCl ₂ (Mg 72.9 g / l). Extraction was carried out at different ratios of volumes O: B 2: 1, 1: 1, 1: 2, 1: 5 and 1:10 for 3 minutes. at pH 2. extractant 10 g / l Fe in TBP + 10% caprylic acid. The obtained organic phases were treated with 4 M HCl to reextract lithium at O: B 1: 1. Lithium recovery was 69.0 68.0 65.0 56.0 and 27%, respectively.

Пример 2. Раствор по примеру 1 экстрагировали смесью компонентов по примеру 1, но содержание Fe в экстрагенте 30 г/л, соотношение O:B 1: 5. Степень извлечения лития составила 80%
Пример 3. Приготовлен раствор, где 4 г/л, MgCl₂ 2,5 M (60,75 г/л Mg) при сохранении других условий по пр. 1, но содержание Fe в экстрагенте 33,5 г/л, 0: В 1: 1. Полученный экстракт содержал 3,05 г/л и обработан 6 М раствором HCl при O:B 1:1, 5:1 и 10:1.Example 2. The solution of example 1 was extracted with a mixture of the components of example 1, but the Fe content in the extractant 30 g / l, the ratio O: B 1: 5. The degree of extraction of lithium was 80%
Example 3. A solution was prepared where 4 g / l, MgCl ₂ 2.5 M (60.75 g / l Mg) while maintaining other conditions under pr. 1, but the Fe content in the extractant 33.5 g / l, 0: In 1: 1. The resulting extract contained 3.05 g / L and was treated with a 6 M HCl solution at O: B 1: 1, 5: 1 and 10: 1.

Концентрация лития в реэкстракте составила, г/л: 2,7 13,1 и 18,6 (степень реэкстракции 89, 86 и 61%), остаточное Fe составило 0.14 0,01 и 0,001 г/л соответственно. The lithium concentration in the reextract was, g / l: 2.7 13.1 and 18.6 (the degree of reextraction was 89, 86 and 61%), the residual Fe was 0.14 0.01 and 0.001 g / l, respectively.

Для экспериментов можно брать любую из карбоновых кислот, мало растворимых в воде. Как правило, это кислоты с количеством атомов углерода больше 8. Использование же карбоновых кислот с большой растворимостью приводит к значительным потерям кислоты в процессе опыта. For experiments, you can take any of the carboxylic acids that are slightly soluble in water. As a rule, these are acids with the number of carbon atoms greater than 8. The use of carboxylic acids with high solubility leads to significant acid losses during the experiment.

Claims

A method for extracting lithium from solutions of magnesium chloride, including extraction with an organic extractant followed by re-extraction of the target product, characterized in that the extraction is carried out with iron-containing tributyl phosphate with the addition of a water-insoluble carboxylic acid, and lithium is reextracted with a solution of hydrochloric acid.