RU2184704C2 - Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production - Google Patents

Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production Download PDF

Info

Publication number
RU2184704C2
RU2184704C2 RU99125620A RU99125620A RU2184704C2 RU 2184704 C2 RU2184704 C2 RU 2184704C2 RU 99125620 A RU99125620 A RU 99125620A RU 99125620 A RU99125620 A RU 99125620A RU 2184704 C2 RU2184704 C2 RU 2184704C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
fluoride
brine
sorbent
chloride
Prior art date
Application number
RU99125620A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99125620A (en
Inventor
А.Д. Рябцев
Л.А. Серикова
Н.П. Коцупало
А.Г. Вахромеев
С.А. Беляев
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "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 Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех" filed Critical Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех"
Priority to RU99125620A priority Critical patent/RU2184704C2/en
Publication of RU99125620A publication Critical patent/RU99125620A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2184704C2 publication Critical patent/RU2184704C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: invention, in particular, relates to those salts that can be used as complex additives in molten salt electrolysis-mediated production of aluminum and involves mixing - and fluoride-containing components. The former is lithium chloride solution obtained by selective sorption of lithium from naturally-occurring brine on inorganic sorbent. Sorbent is washed to remove brine, after which lithium chloride is desorbed by water. The latter operation is continued until residual content of brine in sorbent bed attains a value ensuring percentage of lithium chloride in desorbed phase with respect to the total chloride content therein to be 50 to 86%. Desorbed phase is concentrated to concentration of LiCl 40-50 kg/cu.m and then, for 40-60 min, solution containing stoichiometrically required amount of fluoride-containing reagent is added to precipitate lithium, calcium, and magnesium fluorides. Resulting sludge containing insoluble fluorides is thickened during 60 to 90 min, chloride- containing mother liqueur is discarded and resulting precipitate is dehydrated and dried on heating. As fluoride- containing reagent, sodium fluoride is used. EFFECT: enhanced process efficiency due to reduced cost price pf lithium- containing raw material. 3 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

В настоящее время одной из важнейших задач электролитического получения алюминия являются новые технические решения, основанные на введении в электролит различных добавок, повышающих эффективность процесса электролиза и сокращающих выбросы высокотоксичного фтора в окружающую среду. Currently, one of the most important tasks in the electrolytic production of aluminum is new technical solutions based on the introduction of various additives into the electrolyte that increase the efficiency of the electrolysis process and reduce the emissions of highly toxic fluorine into the environment.

Известен способ получения фторида лития путем взаимодействия карбоната лития с концентрированной фтористоводородной кислоты (Плющев В.Е., Степин Б. Д. Химия и технология соединений лития, рубидия, цезия. - М.: Химия, 1970 г. ). A known method of producing lithium fluoride by reacting lithium carbonate with concentrated hydrofluoric acid (Plyushchev V.E., Stepin BD Chemistry and technology of compounds of lithium, rubidium, cesium. - M .: Chemistry, 1970).

Ввиду использования дорогостоящих реагентов применение способа ограничено и в основном используется для получения фторида лития высокой квалификации. Due to the use of expensive reagents, the use of the method is limited and is mainly used to obtain highly qualified lithium fluoride.

Известен способ получения фторида лития путем фторирования гидроксида или карбоната лития газообразным фтористым водородом (патент РФ 2104932, С 01 D 3/02, 1996). Недостатками способа являются использование высокотоксичного газообразного фтористого водорода и ограниченность применения способа. A known method of producing lithium fluoride by fluorination of lithium hydroxide or carbonate with gaseous hydrogen fluoride (RF patent 2104932, C 01 D 3/02, 1996). The disadvantages of the method are the use of highly toxic gaseous hydrogen fluoride and the limited application of the method.

Известен способ электролитического получения алюминия и способ получения гранулированных сорбентов литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия, в котором в качестве исходных литийсодержащих компонентов используют карбонат или гидроксид лития, а в качестве фторсодержащего компонента фторид алюминия или соль фторидов натрия и алюминия. Смесь указанных компонентов измельчают, увлажняют и подвергают гранулированию. Массовое отношение фторида алюминия к литию принято не менее четырех (патент РФ 2087595, С 25 С 3/06, С 01 F 7/50, 1993). A known method for the electrolytic production of aluminum and a method for producing granular sorbents of lithium-containing fluoride salts for the electrolytic production of aluminum, in which lithium carbonate or hydroxide is used as the initial lithium-containing components, and aluminum fluoride or a salt of sodium and aluminum fluorides are used as the fluorine-containing component. A mixture of these components is crushed, moistened and granulated. The mass ratio of aluminum fluoride to lithium is accepted at least four (RF patent 2087595, C 25 C 3/06, C 01 F 7/50, 1993).

Этот способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению и выбран нами в качестве прототипа. This method is the closest in technical essence and the achieved result to the proposed solution and we have chosen as a prototype.

Недостатками способа являются использование дорогостоящих литиевых реагентов, а также низкое содержание литиевого компонента в смеси. The disadvantages of the method are the use of expensive lithium reagents, as well as the low content of lithium component in the mixture.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков. Технический результат достигается тем, что для получения литийсодержащих фтористых солей используется хлорид лития, содержащийся в природном рассоле. The proposed method is devoid of these disadvantages. The technical result is achieved by the fact that to obtain lithium-containing fluoride salts, lithium chloride contained in natural brine is used.

Технический результат достигается тем, что способ получения литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия включает смешение литий- и фторсодержащих реагентов. Для получения литийсодержащих фтористых солей используют раствор хлорида лития, содержащийся в природном рассоле. Для этого рассол после выделения брома и/или йода направляют на селективное извлечение лития с помощью неорганического сорбента. Затем сорбент отмывают от рассола и десорбируют LiCl водой, причем отмывку сорбента от рассола ведут до остаточного содержание последнего в слое сорбента, позволяющего обеспечить содержание хлорида лития в десорбате по отношению к сумме всех хлоридов 50-86 отн.%. Полученный десорбат концентрируют любым известным способом до достижения концентрации в нем LiCl 40-50 кг/м3 и вводят при постоянном перемешивании в раствор, содержащий стехиометрически необходимое количество фторсодержащего реагента, обеспечивающего осаждение фторидов лития, кальция, магния в течение 40-60 минут. Образующуюся пульпу нерастворимых фторидов сгущают в течение 60-90 минут, маточный хлоридный раствор сливают, а образовавшийся осадок обезвоживают, сушат при нагревании и гранулируют одним из известных способов. В качестве фторсодержащего реагента используют раствор фтористого натрия или его водную суспензию с содержанием 40-80 кг/м3 NaF, которые предварительно получают путем смешения взятых в заданном соотношении раствора гидроксида натрия с концентрированной плавиковой кислотой. Образующийся после сгущения пульпы нерастворимых фторидов маточный хлоридный раствор, содержащий преимущественно хлорид натрия в количестве 35-50 кг/м3, подвергают мембранному электролизу при плотности тока 3-5 А/дм2 в проточно-циркуляционном режиме. В процессе электролиза анолит подпитывают хлоридом натрия. При этом получают в катодном пространстве раствор гидроксида натрия, используемый для приготовления NaF, а образующийся на аноде газообразный хлор используют в качестве окислителя исходного рассола на стадии извлечения брома и/или йода.The technical result is achieved by the fact that the method of producing lithium-containing fluoride salts for the electrolytic production of aluminum involves mixing lithium and fluorine-containing reagents. To obtain lithium-containing fluoride salts, a solution of lithium chloride contained in natural brine is used. For this, the brine after the bromine and / or iodine is isolated is sent to the selective extraction of lithium using an inorganic sorbent. Then, the sorbent is washed from the brine and LiCl is desorbed with water, moreover, the sorbent is washed from the brine to the residual content of the sorbent in the sorbent layer, which ensures the content of lithium chloride in the desorbate with respect to the sum of all chlorides of 50-86 rel.%. The resulting desorbate is concentrated by any known method until a LiCl concentration of 40-50 kg / m 3 is reached in it and, with constant stirring, it is introduced into a solution containing the stoichiometrically necessary amount of a fluorine-containing reagent to precipitate lithium, calcium, magnesium fluorides for 40-60 minutes. The resulting insoluble fluoride pulp is concentrated in 60-90 minutes, the mother liquor is drained, and the precipitate formed is dehydrated, dried by heating and granulated using one of the known methods. As a fluorine-containing reagent, a solution of sodium fluoride or its aqueous suspension with a content of 40-80 kg / m 3 NaF is used, which are preliminarily obtained by mixing sodium hydroxide solution in a predetermined ratio with concentrated hydrofluoric acid. A mother chloride solution formed after thickening the pulp of insoluble fluorides, containing mainly sodium chloride in an amount of 35-50 kg / m 3 , is subjected to membrane electrolysis at a current density of 3-5 A / dm 2 in a flow-circulation mode. In the process of electrolysis, the anolyte is fed with sodium chloride. In this case, a sodium hydroxide solution is used in the cathode space used to prepare NaF, and gaseous chlorine formed on the anode is used as an oxidizing agent for the initial brine at the stage of bromine and / or iodine extraction.

Способ осуществляют следующим образом. Согласно технологической схеме процесса природный литийбромсодержащий рассол или технологический раствор подобного состава подвергают обработке окислителем, например газообразным хлором, при этом бромид-ион окисляется до элементарного брома, который извлекают из рассола методом паровой или воздушной десорбции. Рассол после выделения брома направляют на селективное извлечение лития с помощью неорганического сорбента ДГАЛ-С1. После полного насыщения сорбент частично отмывают от рассола и десорбируют из него хлорид лития водой, получая в качестве десорбата водный раствор LiCl (концентрацией 7-10 кг/м3) с примесью хлоридов кальция, магния, натрия и калия. Причем существуют оптимальные параметры ведения процесса отмывки сорбента от рассола: содержание LiCl в полученном десорбате должно составлять не менее 50 отн.% (50-85 отн.%) от суммы всех хлоридов, только в этом случае удается получить смесь фторидов требуемого состава с содержанием LiF в целевом продукте не менее 50 мас.% (примеры 2,3,4). Получение десорбата с содержанием LiCl выше 86 отн.% нецелесообразно по экономическим причинам, т.к. требует более глубокой отмывки сорбента от рассола и приводит к значительным потерям лития. Отработанный рассол после извлечения брома и лития и минерализованную воду со стадии отмывки сорбента от рассола направляют на закачку в пласт, а полученный десорбат концентрируют любым из известных способов, например электродиализом или упариванием. Причем оптимальными с точки зрения обеспечения необходимого содержания LiF в комплексной добавке затрат на концентрирование и достижение достаточно высокого выхода по литию являются концентраты с содержанием LiCl в пределах 40-50 кг/м3 (общее солесодержание 80-100 кг/м3).The method is as follows. According to the technological scheme of the process, a natural lithium bromine-containing brine or technological solution of a similar composition is subjected to treatment with an oxidizing agent, for example, gaseous chlorine, while the bromide ion is oxidized to elemental bromine, which is extracted from the brine by steam or air desorption. After bromine separation, the brine is sent to the selective extraction of lithium using the DGAL-C1 inorganic sorbent. After complete saturation, the sorbent is partially washed from the brine and lithium chloride is desorbed from it with water, obtaining as a desorbate an aqueous solution of LiCl (concentration of 7-10 kg / m 3 ) mixed with calcium, magnesium, sodium, and potassium chlorides. Moreover, there are optimal parameters for conducting the process of washing the sorbent from brine: the LiCl content in the obtained desorbate should be at least 50 rel.% (50-85 rel.%) Of the sum of all chlorides, only in this case it is possible to obtain a mixture of fluorides of the required composition with LiF content in the target product, not less than 50 wt.% (examples 2,3,4). Obtaining a desorbate with a LiCl content above 86 rel.% Is impractical for economic reasons, because requires a deeper washing of the sorbent from brine and leads to significant losses of lithium. The spent brine after bromine and lithium extraction and mineralized water from the stage of washing the sorbent from the brine are sent for injection into the reservoir, and the resulting desorbate is concentrated by any of the known methods, for example, by electrodialysis or evaporation. Moreover, from the point of view of ensuring the necessary LiF content in the complex additive, the costs of concentrating and achieving a sufficiently high lithium yield are optimal for concentrates with LiCl contents in the range of 40-50 kg / m 3 (total salinity of 80-100 kg / m 3 ).

Полученный таким образом концентрат LiCl с примесями вводят при перемешивании в насыщенный раствор или водную суспензию фторида натрия, содержащую стехиометрически необходимое для осаждения фторидов лития, кальция и магния количество фтор-ионов. Процесс осуществляют в течение 40-60 минут. Протекающие при этом химические реакции описываются следующими управлениями:

Figure 00000001

Figure 00000002

Figure 00000003

Для осаждения фторидов используется насыщенный раствор фторида натрия или водную его суспензию с содержанием NaF 40-80 кг/м3, получаемые путем контакта 40% плавиковой кислоты с раствором NaOH концентрацией 40-80 кг/м3 по реакции
NaOH + HF --> NaF + H2O
При этом содержании NaF в осадительном растворе нецелесообразно задавать менее 40 кг/м3, т.е. ниже предела растворимости фторида натрия, во избежание получения очень разбавленных пульп при осаждении LiF, CaF2 и MgF2. В то же время содержание NaF в осадительном растворе нецелесообразно устанавливать выше значения 80 кг/м3, т.к. для его получения используют раствор гидроксида натрия с концентрацией NaOH не выше 80 кг/м3, полученный методом мембранного электролиза раствора NaCl с применением катионообменной мембраны для разделения катодного и анодного пространств. Поскольку получение практически свободного от примеси хлор-ионов гидроксида натрия возможно только с использованием катионообменной мембраны, химическая устойчивость которой резко снижается в растворах гидроксида натрия при концентрации NaOH более 2,0 N (80 кг/м3).The LiCl concentrate thus obtained with impurities is introduced with stirring into a saturated solution or aqueous suspension of sodium fluoride, containing the amount of fluoride ions stoichiometrically necessary for the precipitation of lithium, calcium and magnesium fluorides. The process is carried out for 40-60 minutes. The chemical reactions occurring in this case are described by the following controls:
Figure 00000001

Figure 00000002

Figure 00000003

For the deposition of fluorides, a saturated sodium fluoride solution or its aqueous suspension with a NaF content of 40-80 kg / m 3 , obtained by contacting 40% hydrofluoric acid with a NaOH solution of a concentration of 40-80 kg / m 3 by reaction
NaOH + HF -> NaF + H 2 O
At this NaF content in the precipitation solution, it is impractical to set less than 40 kg / m 3 , i.e. below the solubility limit of sodium fluoride, in order to avoid obtaining very dilute pulps during precipitation of LiF, CaF 2 and MgF 2 . At the same time, the NaF content in the precipitation solution is impractical to set above the value of 80 kg / m 3 , because to obtain it, a sodium hydroxide solution with a NaOH concentration of not higher than 80 kg / m 3 obtained by membrane electrolysis of a NaCl solution using a cation exchange membrane to separate the cathode and anode spaces is used. Since the production of sodium hydroxide chlorine ions practically free from impurities is possible only using a cation exchange membrane, the chemical stability of which decreases sharply in sodium hydroxide solutions at a NaOH concentration of more than 2.0 N (80 kg / m 3 ).

Образующуюся при проведении осаждения пульпу нерастворимых фторидов сгущают в течение 60-90 минут, сгущенную фазу отфильтровывают и сушат при нагревании. The pulp of insoluble fluorides formed during the deposition is thickened within 60-90 minutes, the thickened phase is filtered off and dried by heating.

Фильтрат смешивают с осветленным раствором, образовавшимся при сгущении пульпы, получая маточный раствор, содержащий в основном NaC1 с небольшой примесью КС1, который подвергают мембранному электролизу при плотности тока 3-5 А/дм2 в проточно-циркуляционном режиме. По мере накопления в маточном растворе КС1 выше допустимого предела маточный раствор может быть выведен из процесса на закачку в пласт. При этом в качестве католита получают раствор NaOH концентрацией 40-80 кг/м3 (~ 4-8%), который направляют на операцию приготовления NaF путем смешения с концентрированной HF. Для укрепления анолита может быть использовано введение в него хлорида натрия. Выделяющийся на аноде газообразный хлор используют в качестве окислителя бромид-иона, содержащегося в исходном рассоле, на стадии извлечения брома.The filtrate is mixed with the clarified solution formed by thickening the pulp, obtaining a mother liquor containing mainly NaC1 with a small admixture of KC1, which is subjected to membrane electrolysis at a current density of 3-5 A / dm 2 in a flow-circulation mode. As accumulation in the mother liquor KC1 above the allowable limit, the mother liquor can be removed from the process for injection into the reservoir. In this case, as a catholyte, a NaOH solution of a concentration of 40-80 kg / m 3 (~ 4-8%) is obtained, which is directed to the operation of preparing NaF by mixing with concentrated HF. To strengthen the anolyte, the introduction of sodium chloride into it can be used. Chlorine gas released at the anode is used as an oxidizing agent of the bromide ion contained in the starting brine at the bromine extraction stage.

Таким образом, отличительным признаком способа является использование для получения литийсодержащих фтористых солей хлорида лития, содержащегося в природном рассоле, что достигается путем селективного извлечения хлорида лития из рассола на неорганическом сорбенте ДГАЛ-С1, отмывки сорбента от рассола и десорбции LiCl водой с последующим концентрированием десорбата и взаимодействием его с насыщенным раствором или водной суспензией фторида натрия, с приготовленными смешением концентрированной HF с раствором NaOH, полученным мембранным электролизом маточного раствора, образующегося после сгущения пульпы нерастворимых фторидов. Указанный признак позволяет повысить технико-экономические показатели способа за счет использования природного рассола в качестве более дешевого и доступного литийсодержащего сырья. Thus, the hallmark of the method is the use of lithium chloride contained in natural brine to obtain lithium-containing fluoride salts of salt, which is achieved by selective extraction of lithium chloride from the brine on the inorganic sorbent DGAL-C1, washing the sorbent from the brine and desorption of LiCl with water, followed by concentration of the desorbate and by reacting it with a saturated solution or an aqueous suspension of sodium fluoride, prepared by mixing concentrated HF with a NaOH solution obtained by membrane eleme by the hydrolysis of the mother liquor formed after thickening the pulp of insoluble fluorides. This feature allows you to increase the technical and economic indicators of the method through the use of natural brine as a cheaper and more affordable lithium-containing raw materials.

Технико-экономические расчеты показывают, что цена полученной по предлагаемому способу комплексной литийфторсодержащей добавки не превысит 1500 $ США за 1 т, а при комплексной переработке природных рассолов (извлечение брома, солей кальция, магния) она может составить 1000 $ США за 1 т и ниже, в то время как при получении аналогичной комплексной добавки из чистых фторидных солей ее цена составляет 2500 $ США и выше за 1 т продукта. Feasibility studies show that the price of the complex lithium-fluorine-containing additive obtained by the proposed method does not exceed $ 1,500 US per 1 ton, and with the complex processing of natural brines (extraction of bromine, calcium, magnesium salts) it can be $ 1,000 per 1 ton and lower , while upon receipt of a similar complex additive from pure fluoride salts, its price is $ 2500 US and higher per 1 ton of product.

Перечень чертежей и таблиц. List of drawings and tables.

Чертеж. Технологическая схема получения литийсодержащих фтористых солей из рассола. Drawing. Technological scheme for producing lithium-containing fluoride salts from brine.

Таблица сравнительных результатов получения смеси фтористых солей из литийсодержащих хлоридных растворов различного состава. A table of comparative results for a mixture of fluoride salts from lithium chloride solutions of various compositions.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления способа, изложены в примерах. Information confirming the possibility of implementing the method described in the examples.

Пример 1. Рассол после извлечения брома и/или йода, содержащий 2,2 г/л LiCl, пропускают через слой селективного по отношению к LiCl неорганического сорбента ДГАЛ-С1 до полного его насыщения. Сорбент отмывают от рассола и десорбируют из него LiCl водой, получая в качестве десорбата хлоридный раствор следующего состава (кг/м3): LiCl - 10,1, СаС12 - 4,9, MgCl2 - 2,1, NaCl - 3,2, при этом содержание LiCl по отношению к сумме всех хлоридов составляет 49,8 отн.% Для получения смеси хлористых солей 200 мл десорбата вводят в течение 60 минут при перемешивании в раствор NaF с концентрацией 15,6 кг/м3, который предварительно готовят путем смешения 75 мл ~4% раствора NaOH с 3,5 мл концентрированной (40%) HF во фторопластовом реакторе. Образующуюся пульпу нерастворимых фторидов отстаивают в течение 90 минут, осадок отделяют от маточного раствора и сушат при нагревании. Содержание LiF в полученном продукте составляет 50 мас.%, выход по литию 69,7%.Example 1. The brine after extraction of bromine and / or iodine, containing 2.2 g / l LiCl, is passed through a layer of selective inorganic sorbent DGAL-C1 with respect to LiCl until it is completely saturated. The sorbent is washed from the brine and desorbed from it with LiCl water, obtaining as a desorbate a chloride solution of the following composition (kg / m 3 ): LiCl - 10.1, CaCl 2 - 4.9, MgCl 2 - 2.1, NaCl - 3, 2, while the LiCl content in relation to the sum of all chlorides is 49.8 rel.%. To obtain a mixture of chloride salts, 200 ml of desorbate is added for 60 minutes with stirring to a solution of 15.6 kg / m 3 NaF, which is previously prepared by mixing 75 ml of a ~ 4% NaOH solution with 3.5 ml of concentrated (40%) HF in a fluoroplastic reactor. The resulting slurry of insoluble fluorides is settled for 90 minutes, the precipitate is separated from the mother liquor and dried by heating. The LiF content in the resulting product is 50 wt.%, The lithium yield of 69.7%.

Пример 2. Смесь фтористых солей получают так же, как описано в примере 1, с той разницей, что десорбат предварительно концентрируют методом упаривания до содержания солей (кг/м3): LiCl - 25,0, СаСl2 - 12,3 MgCl2 - 5,2, NaCl - 8,0, а затем вводят в раствор NaF с концентрацией 40,6 кг/м3. Для получения указанного раствора NaF во фторопластовом реакторе смешивают 90 мл 8% раствора NaOH и 8,2 мл концентрированной HF. Содержание LiF в полученном продукте составляет 56 мас.%, выход по литию - 84,8%.Example 2. A mixture of fluoride salts is obtained in the same manner as described in example 1, with the difference that the desorbate is pre-concentrated by evaporation to a salt content (kg / m 3 ): LiCl - 25.0, CaCl 2 - 12.3 MgCl 2 - 5.2, NaCl - 8.0, and then introduced into a solution of NaF with a concentration of 40.6 kg / m 3 . To obtain the indicated NaF solution in a fluoroplastic reactor, 90 ml of an 8% NaOH solution and 8.2 ml of concentrated HF are mixed. The LiF content in the resulting product is 56 wt.%, The output on lithium is 84.8%.

Пример 3. Проводят селективную сорбцию лития из рассола, как описано в примере 1, с той разницей, что полученный десорбат упаривают примерно в 5 раз и используют для получения смеси фтористых солей. С этой целью 200 мл упаренного хлоридного раствора с концентрацией (кг/м3): LiCl - 50,2, СаС12 - 24,5, MgCl2 - 10,5, NaCl - 16,0 добавляют в течение 40 минут к водной суспензии фтористого натрия, содержащей стехиометрически необходимое количество фтор-ионов. Для приготовления суспензии во фторопластовом реакторе смешивают 200 мл раствора NaOH концентрацией ~8% и 17,5 мл концентрированной HF. Содержание NaF в полученной суспензии составляет 80,0 кг/м3. Образующуюся пульпу нерастворимых фторидов отстаивают в течение 60 минут, осадок отделяют от маточного раствора и сушат при нагревании. Содержание LiF в полученном продукте составляет 57,2 мас.%, выход по литию 91,3%.Example 3. Selective sorption of lithium from brine is carried out as described in example 1, with the difference that the resulting desorbate is evaporated about 5 times and used to obtain a mixture of fluoride salts. For this purpose, 200 ml of one stripped off chloride solution with a concentration (kg / m 3 ): LiCl - 50.2, CaCl 2 - 24.5, MgCl 2 - 10.5, NaCl - 16.0 are added over 40 minutes to the aqueous suspension sodium fluoride containing stoichiometrically the required amount of fluoride ions. To prepare a suspension in a fluoroplastic reactor, 200 ml of ~ 8% NaOH solution are mixed with 17.5 ml of concentrated HF. The NaF content in the resulting suspension is 80.0 kg / m 3 . The resulting slurry of insoluble fluorides is settled for 60 minutes, the precipitate is separated from the mother liquor and dried by heating. The LiF content in the resulting product is 57.2 wt.%, The lithium yield of 91.3%.

Пример 4. Готовят модельный раствор состава солей, (кг/м3): LiCl - 39,5, СаС12 - 4,0, MgCl2 - 2,4 и используют для синтеза смеси фтористых солей по методике примера 2. В полученном продукте содержится 86,4 мас.% LiF, выход по литию составляет 90,2%.Example 4. Prepare a model solution of the composition of salts, (kg / m 3 ): LiCl - 39.5, CaCl 2 - 4.0, MgCl 2 - 2.4 and used to synthesize a mixture of fluoride salts according to the method of example 2. In the resulting product contains 86.4 wt.% LiF, the lithium yield is 90.2%.

Пример 5. Готовят модельный раствор состава солей, (кг/м3): LiCl- 80,0, СаСl2 - 8,0, MgCl2 - 1,8, который используют для синтеза смеси фтористых солей. Синтез ведут, как описано в примере 4, при этом полученный продукт содержит 81,6 мас.% LiF, выход по литию составляет 90,0%.Example 5. Prepare a model solution of the composition of the salts, (kg / m 3 ): LiCl-80.0, CaCl 2 - 8.0, MgCl 2 - 1.8, which is used to synthesize a mixture of fluoride salts. The synthesis is carried out as described in example 4, while the resulting product contains 81.6 wt.% LiF, the lithium yield is 90.0%.

В таблице отражены результаты получения смеси фтористых солей хлоридных растворов различного состава. The table shows the results of obtaining a mixture of fluoride salts of chloride solutions of various compositions.

Промышленная применимость
Предложенный способ получения литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия из рассолов по сравнению со способом прототипа позволяет удешевить процесс за счет исключения необходимости использования дорогостоящих солей лития. Кроме того, предлагаемая технология позволяет обеспечить замкнутый цикл производства при рациональном использовании реагентов и полупродуктов: маточного раствора, образующегося после сгущения пульпы фторидов (для получения раствора NaOH путем мембранного электролиза), газообразного хлора, выделяющегося при электролизе (для окисления бромид-иона в исходном рассоле).
Industrial applicability
The proposed method for producing lithium-containing fluoride salts for the electrolytic production of aluminum from brines in comparison with the prototype method allows to reduce the cost of the process by eliminating the need to use expensive lithium salts. In addition, the proposed technology allows for a closed production cycle with the rational use of reagents and intermediates: a mother liquor formed after thickening fluoride pulp (to obtain a NaOH solution by membrane electrolysis), gaseous chlorine released during electrolysis (for the oxidation of bromide ion in the initial brine )

Способ опробован в лабораторном масштабе на реальных природных высокоминерализованных рассолах Знаменского месторождения Иркутской области, содержащих в своем составе 1,8-2,2 кг/м3 хлорида лития и 9-10 кг/м3 брома.The method has been tested on a laboratory scale on real natural highly mineralized brines of the Znamenskoye deposit in the Irkutsk region, containing 1.8-2.2 kg / m 3 of lithium chloride and 9-10 kg / m 3 of bromine.

Claims (3)

1. Способ получения литийсодержащих фтористых солей для электролитического производства алюминия, включающий смешение литий и фторсодержащего реагентов, отличающийся тем, что в качестве литийсодержащего реагента используют раствор хлорида лития, полученный путем селективной сорбции лития из природного рассола на неорганическом сорбенте, отмывки сорбента от рассола и десорбции хлорида лития водой, причем отмывку неорганического сорбента от рассола ведут до остаточного содержания последнего в слое сорбента, позволяющего обеспечить содержание хлорида лития в десорбате по отношению к сумме всех хлоридов 50-86 отн. %, десорбат концентрируют до достижения концентрации в нем LiCl 40-50 кг/м3 и в течение 40-60 мин при постоянном перемешивании вводят в раствор, содержащий стехиометрически необходимое количество фторсодержащего реагента, обеспечивающее осаждение фторидов лития, кальция, магния, образующуюся пульпу нерастворимых фторидов сгущают в течение 60-90 мин, маточный хлоридный раствор сливают, а образовавшийся осадок обезвоживают и сушат при нагревании.1. A method of producing lithium-containing fluoride salts for the electrolytic production of aluminum, comprising mixing lithium and fluorine-containing reagents, characterized in that a lithium chloride solution obtained by selective sorption of lithium from natural brine on an inorganic sorbent, washing the sorbent from brine and desorption is used as a lithium-containing reagent lithium chloride with water, moreover, the washing of the inorganic sorbent from brine is carried out to a residual content of the latter in the sorbent layer, which ensures the content of lithium chloride in desorbate in relation to the sum of all chlorides 50-86 rel. %, the desorbate is concentrated until 40–50 kg / m 3 of LiCl is reached in it and, for 40–60 min, with constant stirring, it is introduced into a solution containing the stoichiometrically necessary amount of a fluorine-containing reagent, which provides the precipitation of lithium, calcium, magnesium fluorides, and the insoluble pulp formed fluorides are concentrated over 60-90 minutes, the mother liquor is drained, and the precipitate formed is dehydrated and dried by heating. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве фторсодержащего реагента используют раствор фтористого натрия или его водную суспензию с содержанием 40-80 кг/м3 NaF, получаемый прямым контактом раствора гидроксида натрия с концентрированной плавиковой кислотой.2. The method according to p. 1, characterized in that as a fluorine-containing reagent use a solution of sodium fluoride or its aqueous suspension with a content of 40-80 kg / m 3 NaF, obtained by direct contact of a solution of sodium hydroxide with concentrated hydrofluoric acid. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что для получения фтористого натрия используют гидроксид натрия, полученный путем мембранного электролиза маточного раствора после отделения фтористых солей с содержанием хлорида натрия в количестве 35-50 кг/м3.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that to obtain sodium fluoride use sodium hydroxide obtained by membrane electrolysis of the mother liquor after separation of fluoride salts with sodium chloride in the amount of 35-50 kg / m 3 .
RU99125620A 1999-12-06 1999-12-06 Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production RU2184704C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125620A RU2184704C2 (en) 1999-12-06 1999-12-06 Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99125620A RU2184704C2 (en) 1999-12-06 1999-12-06 Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99125620A RU99125620A (en) 2001-11-10
RU2184704C2 true RU2184704C2 (en) 2002-07-10

Family

ID=20227763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99125620A RU2184704C2 (en) 1999-12-06 1999-12-06 Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2184704C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2075066B1 (en) 2007-12-10 2016-08-17 Honeywell International Inc. Method for making catalyst compositions of alkali metal halide-doped bivalent metal fluorides and a process for making fluorinated olefins

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2075066B1 (en) 2007-12-10 2016-08-17 Honeywell International Inc. Method for making catalyst compositions of alkali metal halide-doped bivalent metal fluorides and a process for making fluorinated olefins

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102479262B1 (en) Method for producing lithium hydroxide monohydrate from brines
CN105836767B (en) A kind of method for preparing anhydrous Lithium chloride using waste liquid containing lithium
WO2014078908A1 (en) Process for recovering lithium from a brine with reagent regeneration and low cost process for purifying lithium
JP2019099901A (en) Method for recovering lithium from lithium-containing solution
US3443889A (en) Method of synthesis of alkali metal salts
BG63775B1 (en) Method for potassium sulphate production
US4980136A (en) Production of lithium metal grade lithium chloride from lithium-containing brine
RU2157338C2 (en) Method of production of high-purity lithium hydroxide from natural brines
US4124459A (en) Process for removing mercury from brine sludges
JPH033747B2 (en)
CN102628105A (en) Method for comprehensively recycling and using baric waste slag in refined aluminum production process
RU2184704C2 (en) Method of preparing lithium-containing fluoride salts for electrolytic aluminum production
RU2694866C1 (en) Method of extracting scandium from scandium-containing material
RU2616749C1 (en) Method of metal lithium obtainment using natural brine processing products
KR0152969B1 (en) Improved calcium hypochlorite product
RU2627431C1 (en) Method for producing calcium fluoride from fluorocarbon-containing waste of aluminium production
US4277447A (en) Process for reducing calcium ion concentrations in alkaline alkali metal chloride brines
CN109399669A (en) A method of the useless complex salt by-product and useless wash water of processing sodium reduction production tantalum powder
RU2277068C2 (en) Method of production of lithium fluorides for electrolytic production of aluminum (versions)
JPH0122203B2 (en)
US3017245A (en) Removal of sodium sulfate from caustic salt
RU2264984C1 (en) Method of production of potassium chloride
GB2045736A (en) Preparation of magnesium chloride
EP4257552A1 (en) Method for producing lithium hydroxide
FI87582B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV ALKALIMETALLKLORAT

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20091207