RU2223142C2 - Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines - Google Patents

Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines Download PDF

Info

Publication number
RU2223142C2
RU2223142C2 RU2001131632/15A RU2001131632A RU2223142C2 RU 2223142 C2 RU2223142 C2 RU 2223142C2 RU 2001131632/15 A RU2001131632/15 A RU 2001131632/15A RU 2001131632 A RU2001131632 A RU 2001131632A RU 2223142 C2 RU2223142 C2 RU 2223142C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
sorbent
licl
water
lioh
Prior art date
Application number
RU2001131632/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001131632A (en
Inventor
Л.Т. Менжерес
бцев А.Д. Р
А.Д. Рябцев
Е.В. Мамылова
Н.П. Коцупало
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 RU2001131632/15A priority Critical patent/RU2223142C2/en
Publication of RU2001131632A publication Critical patent/RU2001131632A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2223142C2 publication Critical patent/RU2223142C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: sorbents. SUBSTANCE: invention relates to aluminum hydroxide-based inorganic sorbents selectively recovering lithium from naturally occurring lithium-containing brines. For that end, concentrated aluminum chloride and lithium hydroxide solutions or solid reagents in presence of water at liquid-to-solids ratio 1.1-4.4 are brought into direct contact and resulting compound is treated with water so desorbing a part of lithium. EFFECT: simplified sorbent preparation method. 3 dwg, 2 tbl, 7 ex

Description

Изобретение относится к химическому материаловедению, в частности к способам получения неорганических сорбентов на основе гидроксида алюминия, селективно извлекающих литий из природных рассолов и технологических хлоридных солевых растворов, содержащих литий. The invention relates to chemical materials science, in particular to methods for producing inorganic sorbents based on aluminum hydroxide, selectively extracting lithium from natural brines and technological chloride salt solutions containing lithium.

Уровень техники
Известен способ получения хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития состава LiCl•2Аl(ОН)3•nH2O, используемой в качестве селективного сорбента для извлечения лития из литийсодержащих рассолов. Синтез сорбента осуществляют путем твердофазного взаимодействия гидроксида алюминия с кристаллическим хлоридом лития в присутствии небольшого количества воды с последующей активацией полученного порошка LiCl•2Аl(ОН)3•nН2О в мельнице-активаторе для придания ему сорбционных свойств [1].
State of the art
A known method of producing a chlorine-containing variety of double hydroxide of aluminum and lithium composition LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O, used as a selective sorbent for the extraction of lithium from lithium-containing brines. The sorbent is synthesized by solid-phase interaction of aluminum hydroxide with crystalline lithium chloride in the presence of a small amount of water, followed by activation of the obtained LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O powder in an activator mill to give it sorption properties [1].

Недостатками способа являются двустадийность процесса, высокая энергоемкость и невозможность масштабирования процесса из-за отсутствия активаторов промышленного типа. The disadvantages of the method are the two-stage process, high energy consumption and the inability to scale the process due to the lack of industrial type activators.

Известен способ получения микрокристаллического гидратированного селективного сорбента LiCl•2Аl(ОН)3, суспензированного в порах анионообменной смолы [2]. Способ включает в себя:
a) введение в поры смолы свежеосажденного гидроксида алюминия, для чего смолу замачивают в насыщенном растворе АlСl3, а затем обрабатывают ее гидроксидом аммония;
b) промывку смолы для удаления излишков гидроксида аммония, остатков хлорида алюминия и хлористого аммония, образовавшегося при взаимодействии;
c) обработку смолы с осадком Аl(ОН)3 раствором LiOH при повышенной температуре для перевода осадка в гидратированное соединение LiOH•2Аl(ОН)3;
d) обработку смолы с осадком LiOH•2Аl(ОН)3, который не обладает сорбционными свойствами по отношению к ионам лития, соляной кислотой или раствором хлорида лития для перевода осадка в гидратированное соединение LiCl•2Аl(ОН)3 (или LiCl•2Аl(ОН)3•nН2O), которое и является сорбентом.
A known method of producing microcrystalline hydrated selective sorbent LiCl • 2Al (OH) 3 suspended in the pores of an anion exchange resin [2]. The method includes:
a) introducing freshly precipitated aluminum hydroxide into the pores of the resin, for which the resin is soaked in a saturated AlCl 3 solution, and then treated with ammonium hydroxide;
b) washing the resin to remove excess ammonium hydroxide, residues of aluminum chloride and ammonium chloride resulting from the reaction;
c) treating the resin with precipitate Al (OH) 3 with a LiOH solution at elevated temperature to convert the precipitate into a hydrated compound LiOH • 2Al (OH) 3 ;
d) processing the resin with a precipitate of LiOH • 2Al (OH) 3 , which does not have sorption properties with respect to lithium ions, hydrochloric acid or a solution of lithium chloride to convert the precipitate into a hydrated compound LiCl • 2Al (OH) 3 (or LiCl • 2Al ( OH) 3 • nН 2 O), which is the sorbent.

Недостатками указанного способа являются сложность и многостадийность процесса, необходимость отмывки сорбента от реагентов перед каждой операцией, а также необходимость использования смолы для улучшения фильтрующих свойств осадка. The disadvantages of this method are the complexity and multi-stage process, the need to wash the sorbent from the reagents before each operation, as well as the need to use a resin to improve the filtering properties of the precipitate.

Известен способ получения гидратированного композиционного материала на основе Аl(ОН)3 состава LiCl/Al(OH)3, предназначенного для извлечения лития из рассолов [3]. Способ включает в себя взаимодействие коммерческого кристаллического Аl(ОН)3 в форме гиббсита, байерита или норстрандита с гидроксидом лития в присутствии воды при Ж:Т=0,67 с целью образования композита LiОН/Аl(ОН)3, в котором мольная доля LiOH составляет от 0,2 до 0,33. При 25oС этот процесс требует от 24 до 48 часов. Полученный композит далее обрабатывают раствором соляной кислоты для перевода его в сорбционную форму LiСl/Аl(ОН)3. Эту операцию проводят при рН, равном 5-7, (желательно в присутствии NaHCO3 в качестве буфера) в течение 1-2 часов. В результате этой операции кроме сорбента образуется также сбросной раствор с концентрацией 10 г/л LiCl. Утилизация этого раствора путем выпаривания и кристаллизации из него LiCl•Н2О потребует больших энергетических затрат.A known method of producing a hydrated composite material based on Al (OH) 3 composition LiCl / Al (OH) 3 , designed to extract lithium from brines [3]. The method involves reacting commercial crystalline Al (OH) 3 in the form of gibbsite, bayerite or norstrandite with lithium hydroxide in the presence of water at W: T = 0.67 to form a LiOH / Al (OH) 3 composite, in which the molar fraction of LiOH ranges from 0.2 to 0.33. At 25 o With this process requires from 24 to 48 hours. The resulting composite is then treated with a hydrochloric acid solution to convert it to the sorption form LiCl / Al (OH) 3 . This operation is carried out at a pH of 5-7 (preferably in the presence of NaHCO 3 as a buffer) for 1-2 hours. As a result of this operation, in addition to the sorbent, a waste solution with a concentration of 10 g / l LiCl is also formed. Disposal of this solution by evaporation and crystallization of LiCl • H 2 O from it will require large energy costs.

Полученный таким образом сорбент далее подготавливают к процессу сорбции, для чего приводят его в контакт с Н2О для удаления необходимого количества LiCl, которое затем восстанавливается в структуре при последующей обработке сорбента литийсодержащим рассолом. Сорбцию и десорбцию лития проводят при температуре 80oC.The sorbent thus obtained is then prepared for the sorption process, for which it is brought into contact with H 2 O to remove the necessary amount of LiCl, which is then restored in the structure during subsequent processing of the sorbent with lithium-containing brine. Sorption and desorption of lithium is carried out at a temperature of 80 o C.

По технической сущности и достигаемому результату этот способ является ближайшим к заявляемому и выбран в качестве прототипа. According to the technical nature and the achieved result, this method is the closest to the claimed one and is selected as a prototype.

Недостатками способа являются двухступенчатость и длительность процесса синтеза сорбента. Кроме того, полученный таким способом сорбент может извлекать литий из рассолов только при температуре 80oС и выше, что обусловлено его кристаллической структурой.The disadvantages of the method are two-stage and the duration of the synthesis process of the sorbent. In addition, the sorbent obtained in this way can remove lithium from brines only at a temperature of 80 o C and above, due to its crystalline structure.

Сущность изобретения
Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение способа синтеза сорбента и получение на этой основе такого сорбента, который может сорбировать литий из рассолов при температуре окружающей среды.
SUMMARY OF THE INVENTION
The technical result of the claimed invention is to simplify the method of synthesis of the sorbent and obtain on this basis such a sorbent that can adsorb lithium from brines at ambient temperature.

Технический результат достигается тем, что осуществляют непосредственное взаимодействие смеси кристаллических хлорида алюминия и гидроксида лития в присутствии небольшого количества воды (Ж:Т равно 1,1-4,4 в пересчете на безводные реагенты) либо их концентрированных растворов. При этом взаимодействие протекает по реакции:
2AlCl3+6LiOH+nH2O --> LiCl•2Al(OH)3•nH2O+5LiCl (1).
The technical result is achieved by the fact that they directly interact with a mixture of crystalline aluminum chloride and lithium hydroxide in the presence of a small amount of water (W: T is 1.1-4.4 in terms of anhydrous reagents) or their concentrated solutions. In this case, the interaction proceeds according to the reaction:
2AlCl 3 + 6LiOH + nH 2 O -> LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O + 5LiCl (1).

Поэтому соотношение компонентов берется в соответствии со стехиометрическими коэффициентами реакции (1). Наряду с образованием сорбента по реакции (1) получается также раствор LiCl с концентрацией ~100-280 г/л в зависимости от агрегатного состояния реагентов и количества воды, введенной в систему. Образование фонового раствора хлорида лития с такой высокой концентрацией предотвращает образование в этой системе не сорбционного по отношению к ионам лития соединения LiOH•2Аl(ОН)3•nН2О.Therefore, the ratio of the components is taken in accordance with the stoichiometric reaction coefficients (1). Along with the formation of the sorbent according to reaction (1), a LiCl solution with a concentration of ~ 100-280 g / l is also obtained depending on the state of aggregation of the reagents and the amount of water introduced into the system. The formation of a lithium chloride background solution with such a high concentration prevents the formation of the LiOH • 2Al (OH) 3 • nH 2 O compound, which is not adsorbed with respect to lithium ions, in this system.

Реакция (1) является экзотермической, то есть взаимодействие протекает с выделением тепла, что способствует очень быстрому протеканию процесса. При использовании реагентов в твердом состоянии процесс завершается за 15 минут. При использовании концентрированных растворов АlСl3 и LiOH процесс протекает гораздо быстрее, в течение 5 минут. Увеличение времени взаимодействия более 30 мин нежелательно, так как количество LiCl, входящее в структуру сорбента, т.е. химически связанное с Аl(ОН)3, уменьшается, как это видно из данных таблицы (фиг.1, опыт 7). Быстрота протекания экзотермической реакции АlСl3+LiOH позволяет производить фильтрацию пульпы в нагретом состоянии, что способствует увеличению скорости ее фильтрации.Reaction (1) is exothermic, that is, the interaction proceeds with the release of heat, which contributes to a very fast process. When using reagents in the solid state, the process is completed in 15 minutes. When using concentrated solutions of AlCl 3 and LiOH, the process proceeds much faster within 5 minutes. An increase in the reaction time of more than 30 min is undesirable, since the amount of LiCl entering the sorbent structure, i.e. chemically bound to Al (OH) 3 , decreases, as can be seen from the data of the table (figure 1, experiment 7). The speed of the exothermal reaction AlCl 3 + LiOH allows filtering the pulp in the heated state, which helps to increase the speed of its filtration.

Использование реагентов в твердом состоянии упрощает процесс, так как нет необходимости в операциях предварительного приготовления растворов АlСl3 и LiOH с заданной концентрацией и, следовательно, упрощается аппаратурное оформление технологического процесса синтеза сорбента. Использование твердых реагентов позволяет минимизировать количество воды в реакционной смеси. В этом случае образуются менее обводненные осадки и влажность их понижается примерно на 20% по сравнению с осадками, полученными при сливании концентрированных водных растворов (около 52 вместо 66 мас.%). Кроме того, использование твердых реагентов позволяет значительно снизить объем маточного раствора и повысить его концентрацию до примерно 276 г/л LiCl. Эта концентрация достигается при Ж:Т, равном 1,1 (в пересчете на безводные реагенты), то есть это - нижний предел количества воды, которая может быть введена в смесь твердых реагентов АlСl3 и LiOH. Ниже этого предела взаимодействие тормозится (для завершения процесса требуется не менее часа), происходит сильное сгущение пульпы, она теряет текучесть, появляются сложности с количественным переносом ее на фильтр, то есть возникают технологические трудности, хотя сорбционные свойства сорбента, полученного в этих условиях, не ухудшаются. Верхний предел количества добавляемой воды к твердым реагентам ограничивается целесообразностью достижения в маточнике концентраций LiCl не ниже 105-110 г/л. При этом отношение количества воды к суммарному количеству твердых реагентов не должно превышать 4,4. Превышение этого значения приводит к разбавлению маточника по содержанию LiCl, к увеличению содержания воды в составе сорбента и к ухудшению его фильтрующих свойств.The use of reagents in the solid state simplifies the process, since there is no need for preliminary preparation of AlCl 3 and LiOH solutions with a given concentration and, therefore, the hardware design of the technological process of sorbent synthesis is simplified. The use of solid reagents minimizes the amount of water in the reaction mixture. In this case, less waterlogged precipitates are formed and their moisture content decreases by about 20% compared with precipitates obtained by draining concentrated aqueous solutions (about 52 instead of 66 wt.%). In addition, the use of solid reagents can significantly reduce the volume of the mother liquor and increase its concentration to about 276 g / l LiCl. This concentration is achieved with L: T equal to 1.1 (in terms of anhydrous reagents), that is, this is the lower limit of the amount of water that can be introduced into the mixture of solid reagents AlCl 3 and LiOH. Below this limit, the interaction is inhibited (at least an hour is required to complete the process), the pulp thickens strongly, it loses fluidity, and difficulties arise in quantitatively transferring it to the filter, that is, there are technological difficulties, although the sorption properties of the sorbent obtained under these conditions do not are getting worse. The upper limit of the amount of added water to solid reagents is limited by the feasibility of achieving in the mother liquor concentrations of LiCl not lower than 105-110 g / l. The ratio of the amount of water to the total amount of solid reagents should not exceed 4.4. Exceeding this value leads to dilution of the mother liquor according to the LiCl content, to an increase in the water content in the composition of the sorbent and to a deterioration in its filtering properties.

Использование концентрированных растворов АlСl3 и LiOH, приготовленных из соответствующих твердых соединений, позволяет значительно ускорить процесс синтеза сорбента, но в этом случае требуются дополнительные затраты времени на приготовление растворов и определение их концентрации.The use of concentrated AlCl 3 and LiOH solutions prepared from the corresponding solid compounds can significantly accelerate the sorbent synthesis process, but in this case additional time is required for preparing the solutions and determining their concentration.

Полученный предлагаемым способом сорбент имеет дефектную структуру (фиг. 2), что в дальнейшем позволяет производить сорбцию лития из рассолов при температуре окружающей среды, без предварительного подогрева рассола до 80oС и выше.Obtained by the proposed method, the sorbent has a defective structure (Fig. 2), which subsequently allows sorption of lithium from brines at ambient temperature, without pre-heating the brine to 80 o C and above.

Таким образом, основными отличительными признаками заявляемого изобретения являются:
1) использование порошка LiOH или его раствора для прямого синтеза сорбента - хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия лития - LiCl•2Аl(ОН)3•nН2O, а не для образования промежуточной фазы несорбционно-способного соединения LiOH•2Аl(ОН)3•nН2О;
2) использование в качестве алюминийсодержащего соединения хлористого алюминия как одновременного поставщика ионов хлора, необходимых для образования фазы LiCl•2Аl(ОН)3•nН2O;
3) исключение необходимости использования соляной кислоты;
4) осуществление синтеза сорбента в одну стадию;
5) снижение продолжительности синтеза примерно на два порядка;
6) безотходность способа;
7) возможность проведения процесса сорбции на полученном по данному способу сорбенте без предварительного нагрева рассола.
Thus, the main distinguishing features of the claimed invention are:
1) the use of LiOH powder or its solution for direct synthesis of a sorbent - a chlorine-containing variety of double lithium aluminum hydroxide - LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O, and not for the formation of an intermediate phase of the non-sorption-capable compound LiOH • 2Al (OH) 3 • nH 2 O;
2) the use of aluminum chloride as an aluminum-containing compound as a simultaneous supplier of chlorine ions necessary for the formation of the LiCl • 2Al (ОН) 3 • nН 2 O phase;
3) elimination of the need to use hydrochloric acid;
4) the implementation of the synthesis of the sorbent in one stage;
5) a decrease in the duration of the synthesis by about two orders of magnitude;
6) non-waste method;
7) the possibility of carrying out the sorption process on the sorbent obtained by this method without pre-heating the brine.

Указанные признаки в сочетании позволяют значительно упростить процесс (фиг. 3), сократить время синтеза сорбента и открывают возможность создания простого безотходного технологического процесса получения сорбента, так как из попутно образующегося при синтезе сорбента концентрированного раствора хлорида лития после доупаривания может быть высажен LiCl•H2O и реализован как товарный продукт.These features in combination can significantly simplify the process (Fig. 3), reduce the time of sorbent synthesis and open up the possibility of creating a simple waste-free technological process for producing the sorbent, since LiCl • H 2 can be precipitated from the concentrated lithium chloride solution, which is formed in the course of sorbent synthesis after additional evaporation O and implemented as a commercial product.

Изобретение обладает новизной, так как впервые предлагается непосредственное взаимодействие АlСl3 и LiOH для синтеза сорбента LiCl•2Аl(ОН)3•nH2O, о чем в доступных источниках информации сведения отсутствуют.The invention is novel, since for the first time a direct interaction of AlCl 3 and LiOH is proposed for the synthesis of the sorbent LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O, which is not available in available sources of information.

Перечень фигур, чертежей и таблиц
Фиг. 1. Зависимость состава осадков и маточников от времени взаимодействия хлорида алюминия и гидроксида лития, взятых в виде твердых веществ или растворов.
List of figures, drawings and tables
FIG. 1. The dependence of the composition of precipitation and mother liquors on the time of interaction of aluminum chloride and lithium hydroxide, taken in the form of solids or solutions.

Фиг. 2. Типичная дифрактограмма полученного сорбента, которая по данным химического анализа и в соответствии с данными картотеки ASTM соответствует соединению LiCl•2Аl(ОН)3•nH2O.FIG. 2. A typical diffraction pattern of the obtained sorbent, which according to chemical analysis and in accordance with the data of the ASTM card index corresponds to the compound LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O.

Фиг. 3. Таблица, в которой приведены сопоставительные данные по заявляемому способу и способу прототипа. FIG. 3. The table, which shows comparative data on the claimed method and the prototype method.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения изложены в примерах. Information confirming the possibility of carrying out the invention is set forth in the examples.

Пример 1. Example 1

К смеси 40 г твердого АlСl3•6Н2О и 11,92 г твердого LiOH приливают 36,5 мл дистиллированной воды (Ж:Т равно 1,1 в пересчете на безводные реагенты) и перемешивают пульпу в течение 15 мин. Осадок отфильтровывают, дважды промывают дистиллированной водой на фильтре и сушат на воздухе. Состав осадка и маточника дан в таблице (фиг.1, 1). Далее 10 г осадка обрабатывают водой до удаления примерно 40% хлорида лития из структуры сорбента, что контролируется по содержанию лития в жидкой фазе. Таким образом снято примерно 8 мг лития на 1 г сухого сорбента. Для установления полной статистической обменной емкости (ПСОЕ) используют природный хлоридный рассол следующего состава, г/л: LiCl 5,80; КСl 2,0; NaCl 3,7; MgCl2 427; CaCl2 12 (сумма солей ~450 г/л); рН 5,20. К навеске сорбента после десорбции LiCl приливают 200 мл рассола и перемешивают в течение суток. Сорбционная емкость сорбента (ПСОЕ) при температуре 20oС составила 8,0 мг/г.To a mixture of 40 g of solid AlCl 3 • 6H 2 O and 11.92 g of solid LiOH was added 36.5 ml of distilled water (W: T = 1.1 in terms of anhydrous reagents) and the pulp was stirred for 15 minutes. The precipitate is filtered off, washed twice with distilled water on a filter and dried in air. The composition of sediment and mother liquor is given in the table (figure 1, 1). Then 10 g of the precipitate is treated with water until about 40% of lithium chloride is removed from the sorbent structure, which is controlled by the lithium content in the liquid phase. Thus, approximately 8 mg of lithium per 1 g of dry sorbent was removed. To establish a complete statistical exchange capacity (PSOE), natural chloride brine of the following composition is used, g / l: LiCl 5.80; KCl 2.0; NaCl 3.7; MgCl 2 427; CaCl 2 12 (sum of salts ~ 450 g / l); pH 5.20. After desorption of LiCl, 200 ml of brine are poured to a weighed portion of the sorbent and stirred for a day. The sorption capacity of the sorbent (PSOE) at a temperature of 20 o C was 8.0 mg / g

Пример 2. Example 2

То же, что в примере 1, но количество добавленной к смеси твердых реагентов воды составляет 80,8 мл (Ж:Т равно 2,4), а десорбцию лития осуществляют с влажного осадка после фильтрации до удаления около 40% лития из структуры сорбента, что отвечает емкости, равной 7,9 мг/г в пересчете на сухой сорбент. При использовании рассола, состав которого приведен в примере 1, ПСОЕ составляет 8,0 мг/г (фиг.1, опыт 2). The same as in example 1, but the amount of water added to the mixture of solid reagents is 80.8 ml (W: T is 2.4), and lithium is desorbed from the wet cake after filtration until about 40% of lithium is removed from the sorbent structure, which corresponds to a capacity of 7.9 mg / g in terms of dry sorbent. When using a brine, the composition of which is shown in example 1, PSOE is 8.0 mg / g (figure 1, experiment 2).

Пример 3. Example 3

То же, что в примере 1, но количество добавленной воды составляет 149 мл (Ж:Т равно 4,4). Состав сухого осадка дан в таблице (фиг.1, 3). Осадок обрабатывают водой и удаляют около 35% LiCl из структуры осадка, что соответствует обменной емкости, равной 7 мг/г. Полная статическая емкость с использованием природного сорбента, имеющего рН 4,6 и содержащего, г/л: СаСl2 324,8; MgCl2 113,5; NaCl 12,7; KCl 5,3; LiCl 1,9 (сумма солей 460 г/л), составила 7 мг/г. Температура сорбции 25oС.The same as in example 1, but the amount of added water is 149 ml (W: T is 4.4). The composition of the dry sediment is given in the table (figure 1, 3). The precipitate is treated with water and about 35% LiCl is removed from the precipitate structure, which corresponds to an exchange capacity of 7 mg / g. Full static capacity using a natural sorbent having a pH of 4.6 and containing, g / l: CaCl 2 324.8; MgCl 2 113.5; NaCl 12.7; KCl 5.3; LiCl 1.9 (total salt 460 g / l) was 7 mg / g. The sorption temperature of 25 o C.

Пример 4. Example 4

40 мл раствора АlСl3 с содержанием 383 г/л АlСl3 смешивают с 88 мл раствора гидроксида лития с содержанием 94,6 г/л LiOH и продолжают перемешивание пульпы в течение 5 минут. Осадок отфильтровывают и дважды промывают дистиллированной водой. Составы воздушно-сухого осадка и фильтрата указаны в таблице (фиг.1, 4). Для определения сорбционной емкости сорбента воздушно-сухую навеску 5 г обрабатывают дистиллированной водой при Ж:Т ~50 до удаления ~35% хлорида лития, входящего в структуру соединения LiCl•2Аl(ОН)3•nH2O. Таким образом снято 7,0 мг лития в расчете на 1 г сухого материала. Полную статическую обменную емкость сорбента устанавливают на природном хлоридном рассоле, состав которого приведен в примере 1. Полная сорбционная емкость сорбента составила 6,9 мг/г.40 ml of AlCl 3 solution containing 383 g / l AlCl 3 is mixed with 88 ml of lithium hydroxide solution containing 94.6 g / l LiOH and stirring of the pulp is continued for 5 minutes. The precipitate is filtered off and washed twice with distilled water. The compositions of the air-dry sediment and the filtrate are shown in the table (figures 1, 4). To determine the sorption capacity of the sorbent, an air-dry sample of 5 g is treated with distilled water at W: T ~ 50 to remove ~ 35% of lithium chloride included in the structure of the compound LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O. Thus, 7.0 mg of lithium per 1 g of dry material. The full static exchange capacity of the sorbent is set on natural chloride brine, the composition of which is shown in Example 1. The total sorption capacity of the sorbent was 6.9 mg / g.

Пример 5. Example 5

100 мл раствора АlСl3 с концентрацией 380 г/л смешивают со 171,5 мл раствора LiOH с концентрацией 117,0 г/л и перемешивают в течение 15 мин. Осадок отфильтровывают, промывают и десорбируют литий с влажного осадка до удаления ~ 30% хлорида лития из его структуры, что составляет ~6 мг/г в пересчете на высушенный сорбент. Состав воздушно-сухого сорбента представлен в таблице (фиг. 1, 5). Для определения полной статической обменной емкости используют природный рассол с содержанием, г/л: СаСl2 324,8; MgCl2 113,5; NaCl 12,7; KCl 5,3; LiCl 1,9; сумма солей ~460 г/л; рН 4,6. Полная обменная емкость сорбента составила 6,0 мг/г.100 ml of a solution of AlCl 3 with a concentration of 380 g / l is mixed with 171.5 ml of a LiOH solution with a concentration of 117.0 g / l and stirred for 15 minutes. The precipitate is filtered off, washed and lithium stripped from the wet cake until ~ 30% lithium chloride is removed from its structure, which is ~ 6 mg / g in terms of the dried sorbent. The composition of the air-dry sorbent is presented in the table (Fig. 1, 5). To determine the total static exchange capacity using natural brine with a content of, g / l: CaCl 2 324.8; MgCl 2 113.5; NaCl 12.7; KCl 5.3; LiCl 1.9; the amount of salts ~ 460 g / l; pH 4.6. The total exchange capacity of the sorbent was 6.0 mg / g.

Пример 6. Example 6

То же, что в примере 4, но время перемешивания пульпы при синтезе сорбента составляет 30 мин. Состав воздушного сухого осадка указан в таблице (фиг.1, 6). Полная обменная емкость сорбента при использовании рассола, состав которого приведен в примере 1, составила 7,5 мг/г. The same as in example 4, but the mixing time of the pulp during the synthesis of the sorbent is 30 minutes The composition of the air dry sediment is indicated in the table (figure 1, 6). The total exchange capacity of the sorbent when using a brine, the composition of which is shown in example 1, was 7.5 mg / g

Пример 7. Example 7

40 г твердой соли АlСl3•6Н2O смешивают со 100 мл LiOH с содержанием 94,3 г/л и перемешивают пульпу в течение 15 мин. Осадок отфильтровывают, промывают на фильтре и сушат на воздухе. Состав осадка и маточника дан в таблице (фиг. 1 8). 10 г осадка обрабатывают водой до удаления ~40% хлорида лития, входящего в структуру сорбента, что соответствует емкости, равной 7,3 мг/г. Для установления полной сорбционной обменной емкости используют рассол, состав которого дан в примере 1. ПСОЕ составляет 7,0 мг/г.40 g of the AlCl 3 • 6H 2 O solid salt is mixed with 100 ml of LiOH with a content of 94.3 g / l and the pulp is stirred for 15 minutes. The precipitate is filtered off, washed on a filter and dried in air. The composition of sediment and mother liquor is given in the table (Fig. 1 to 8). 10 g of the precipitate is treated with water until ~ 40% lithium chloride, which is part of the sorbent structure, is removed, which corresponds to a capacity of 7.3 mg / g. To establish a complete sorption exchange capacity, a brine is used, the composition of which is given in Example 1. PSOE is 7.0 mg / g.

Примеры при Ж:Т<1,6 и Ж:Т>4,9 (негативные) представлены в таблице (фиг. 1, опыты 9 и 10). Examples for W: T <1.6 and W: T> 4.9 (negative) are presented in the table (Fig. 1, experiments 9 and 10).

Промышленная применимость
Предлагаемый способ по сравнению со способом прототипа позволяет:
- существенно упростить процесс, заменив две операций на одну;
- существенно сократить время синтеза сорбента;
- исключить использование раствора соляной кислоты;
- осуществить процесс сорбции лития из рассолов без их подогрева;
- значительно увеличить срок службы сорбента, сделав его практически безграничным, так как сорбент легко регенерируется слабоконцентрированным раствором LiCl, тогда как кристаллический сорбент в способе-прототипе при каждом цикле сорбция - десорбция испытывает деформационные сдвиги и постепенно разрушается. В этом случае регенерировать сорбент невозможно. Авторы способа-прототипа отмечают необходимость полной замены сорбента, хотя не указывают срок его действия;
- реализовать создание замкнутой, безотходной технологии получения сорбента. С этой целью образующийся при взаимодействии АlСl3 с LiOH концентрированный раствор хлорида лития может быть утилизирован двумя путями: либо методом мембранного электролиза конвертирован в раствор LiOH и возвращен в голову процесса, что позволит осуществить замкнутость технологической схемы и сократить реагентные расходы на получение сорбента, либо упарен до безводного LiCl (или LiCl•Н2О) и реализован как товарный продукт.
Industrial applicability
The proposed method in comparison with the prototype method allows you to:
- significantly simplify the process by replacing two operations with one;
- significantly reduce the time of synthesis of the sorbent;
- exclude the use of hydrochloric acid solution;
- to carry out the process of sorption of lithium from brines without heating them;
- significantly increase the service life of the sorbent, making it virtually unlimited, since the sorbent is easily regenerated by a weakly concentrated LiCl solution, while the crystalline sorbent in the prototype method during each sorption-desorption cycle experiences deformation shifts and gradually breaks down. In this case, it is impossible to regenerate the sorbent. The authors of the prototype method note the need for a complete replacement of the sorbent, although they do not indicate its duration;
- implement the creation of a closed, waste-free technology for producing sorbent. For this purpose, the concentrated lithium chloride solution formed during the interaction of AlCl 3 with LiOH can be disposed of in two ways: either by membrane electrolysis, converted into a LiOH solution and returned to the process head, which will allow the closure of the technological scheme and reduce the reagent costs of sorbent production, or evaporated to anhydrous LiCl (or LiCl • Н 2 О) and is sold as a commercial product.

Предлагаемый способ является самым простым из всех существующих на сегодняшний день способов получения сорбента LiCl•2Аl(ОН)3•nН2O и планируется для использования при извлечении лития из высокоминерализованных литийсодержащих рассолов Иркутской платформы и других месторождений.The proposed method is the simplest of all existing methods for producing the sorbent LiCl • 2Al (OH) 3 • nH 2 O and is planned for use in the extraction of lithium from highly mineralized lithium-containing brines of the Irkutsk platform and other deposits.

Источники информации
1. Патент РФ 2113405, C 01 D 15/00, C 01 F 7/04 заявл. 09.07.97, опубл. 10.10.98, БИ 28. Н.П. Коцупало, Л.Т. Менжерес, В.И. Титаренко, А.Д. Рябцев.
Sources of information
1. RF patent 2113405, C 01 D 15/00, C 01 F 7/04 07/09/97, publ. 10.10.98, BI 28. N.P. Kotsupalo, L.T. Menzherez, V.I. Titarenko, A.D. Ryabtsev.

2. Патент US 4347327, C 08 D 5/20, B 01 J 20/00, заявл. 19.11.79, опубл. 31.08.82. J.M. Lee, W.С. Bauman. 2. Patent US 4347327, C 08 D 5/20, B 01 J 20/00, decl. 11/19/79, publ. 08/31/82. J.M. Lee, W.C. Bauman.

3. Патент US 6280693, C 01 D 15/00, B 01 J 20/00, С 09 К 003/00, заявл. 20.09.96, опубл. 28.08.2001. W.С. Bauman, J.L. Burba (прототип). 3. Patent US 6280693, C 01 D 15/00, B 01 J 20/00, C 09 K 003/00, claimed. 09/20/96, publ. 08/28/2001. W.S. Bauman, J.L. Burba (prototype).

Claims (1)

Способ получения сорбента для извлечения лития из рассола, включающий взаимодействие алюминийсодержащего реагента с гидроксидом лития в присутствии воды, получение соединения LiCl·2Аl(ОН)3·nН2О и его обработку водой с десорбцией части лития из структуры, отличающийся тем, что на взаимодействие подают хлорид алюминия и гидроксид лития, при этом реагенты подают в твердом виде с добавлением воды до соотношения Ж:Т = (1,1-4,4):1 в пересчете на безводные реагенты либо в виде их концентрированных растворов, а обработку водой соединения LiCl·2Аl(ОН)3·nН2О осуществляют до достижения его обменной емкости по литию 6-8 мг/л.A method of producing a sorbent for the extraction of lithium from brine, comprising reacting an aluminum-containing reagent with lithium hydroxide in the presence of water, obtaining the compound LiCl · 2Al (OH) 3 · nH 2 O and treating it with water with desorption of a part of lithium from the structure, characterized in that for the interaction aluminum chloride and lithium hydroxide are supplied, while the reagents are supplied in solid form with the addition of water to a ratio of W: T = (1.1-4.4): 1 in terms of anhydrous reagents or in the form of their concentrated solutions, and treatment with water compounds LiCl · 2AL (OH) 3 · nH 2 O is carried out until reaching its exchange capacity for lithium 6-8 mg / L.
RU2001131632/15A 2001-11-22 2001-11-22 Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines RU2223142C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131632/15A RU2223142C2 (en) 2001-11-22 2001-11-22 Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001131632/15A RU2223142C2 (en) 2001-11-22 2001-11-22 Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001131632A RU2001131632A (en) 2003-08-20
RU2223142C2 true RU2223142C2 (en) 2004-02-10

Family

ID=32172158

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001131632/15A RU2223142C2 (en) 2001-11-22 2001-11-22 Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2223142C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455063C2 (en) * 2010-10-13 2012-07-10 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостар-Наутех" Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
US11247189B2 (en) 2017-09-25 2022-02-15 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
US11396452B2 (en) 2017-04-14 2022-07-26 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
RU2801465C1 (en) * 2022-12-30 2023-08-09 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" METHOD FOR PRODUCING DGAL-Сl GRANULATED SORBENT

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455063C2 (en) * 2010-10-13 2012-07-10 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостар-Наутех" Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
US11396452B2 (en) 2017-04-14 2022-07-26 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
US11247189B2 (en) 2017-09-25 2022-02-15 Ecostar-Nautech Co., Ltd. Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
RU2801465C1 (en) * 2022-12-30 2023-08-09 Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" METHOD FOR PRODUCING DGAL-Сl GRANULATED SORBENT
US11958753B2 (en) 2023-03-28 2024-04-16 Iliad Ip Company, Llc Process for selective adsorption and recovery of lithium from natural and synthetic brines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2659968C1 (en) Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
JP7083875B2 (en) Method for Producing Lithium Hydroxide Monohydrate from Boiled Water
CN102432044B (en) Method for extracting ultrahigh-purity lithium carbonate from salt lake brine with high magnesium-lithium ratio
Chunfeng et al. Evaluation of zeolites synthesized from fly ash as potential adsorbents for wastewater containing heavy metals
CN102432045B (en) Preparation method of ultra-high purity lithium carbonate
US20190314784A1 (en) Method for producing an adsorbent material and method for extracting lithium from saline solutions using the material
US4119698A (en) Reclamation treatment of red mud
CN103170302B (en) Active aluminum oxide fluoride-removal adsorbing material with different surface characteristics as well as preparation method and application thereof
CN101151212B (en) Alumina recovery
JP2014528886A (en) Conversion of gaseous carbon dioxide to alkaline and / or alkaline earth bicarbonate aqueous solutions
RU2234367C1 (en) Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions
US10850254B2 (en) Method for preparing an adsorbent material comprising a step of basic mixing, and method for extracting lithium from saline solutions using said material
CN102432046B (en) Utilization method of chloride type salt lake brine
SU1704626A3 (en) Method of dehydrated magnesium carbonate preparation
RU2455063C2 (en) Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine
CN103303996A (en) Application of activated aluminum oxide defluorination adsorbing material with different surface features
JP2748334B2 (en) How to remove sulfate ions in saline
RU2223142C2 (en) Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines
JP2007314359A (en) Calcium carbonate/zeolite-based compound composite, its production method and article using the same
RU2660864C2 (en) Method for preparing lithium carbonate from lithium-containing natural brines
RU2283282C1 (en) Soda ash production process
RU2283283C1 (en) Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines
Lv et al. A novel adsorbent potassium magnesium ferrocyanide for selective separation and extraction of rubidium and cesium from ultra-high salt solutions
CN102452659B (en) Preparation method of MCM-22 zeolite
US1756275A (en) Liquid treatment

Legal Events

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

Effective date: 20041123

NF4A Reinstatement of patent
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20150921