RU2234367C1 - Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions - Google Patents

Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2234367C1
RU2234367C1 RU2002133821/15A RU2002133821A RU2234367C1 RU 2234367 C1 RU2234367 C1 RU 2234367C1 RU 2002133821/15 A RU2002133821/15 A RU 2002133821/15A RU 2002133821 A RU2002133821 A RU 2002133821A RU 2234367 C1 RU2234367 C1 RU 2234367C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
sorbent
production
solution
licl
Prior art date
Application number
RU2002133821/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002133821A (en
Inventor
Л.Т. Менжерес (RU)
Л.Т. Менжерес
бцев А.Д. Р (RU)
А.Д. Рябцев
Е.В. Мамылова (RU)
Е.В. Мамылова
Н.П. Коцупало (RU)
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 RU2002133821/15A priority Critical patent/RU2234367C1/en
Publication of RU2002133821A publication Critical patent/RU2002133821A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2234367C1 publication Critical patent/RU2234367C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions.
SUBSTANCE: the invention is dealt with the methods of production of inorganic sorbents based on aluminum hydroxide and selectively extracting lithium from natural chloride saline solutions and the process saline solutions containing lithium. The method provides for a direct interaction of lithium carbonate with aluminum chloride at the presence of water at L : S = 4.0 - 4.6 with production of LiCl2Al(OH)3mH2O sediment and a concentrated solution of LiCl. Then the sediment is filtered off and exposed to water desorption up to achievement of lithium exchange capacity of 6.0-8.0 mg / g (in terms of a dry sorbent). The concentrated solution of LiCl is treated with soda solution, settling lithium carbonate, that is returned in the operation of interaction with aluminum chloride. The technical result of the invention is simplification of the method of the sorbent synthesis and development of a technologically closed cycle of the sorbent production.
EFFECT: simplification of the method of the sorbent synthesis and development of a technologically closed cycle of the sorbent production.
3 cl, 1 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 техникиState of the art

Известен способ получения селективного сорбента для извлечения лития из рассолов путем электрохимического растворения металлического алюминия в концентрированном растворе хлорида лития с образованием соединения состава LiСl·2Аl(ОН)3·mН2О, имеющего сорбционную емкость 6-7,5 мг лития на 1 г сухого вещества [1].A known method of producing a selective sorbent for the extraction of lithium from brines by electrochemical dissolution of aluminum metal in a concentrated solution of lithium chloride with the formation of a compound of the composition LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O having a sorption capacity of 6-7.5 mg of lithium per 1 g of dry substances [1].

Недостатками способа являются высокий расход электроэнергии для проведения процесса и необходимость использования высокочистого металлического алюминия.The disadvantages of the method are the high energy consumption for the process and the need to use high-purity metallic aluminum.

Известен способ получения микрокристаллического гидратированного селективного сорбента LiCl·2Аl(ОН)3, суспензированного в порах макропористой анионообменной смолы [2]. Способ включает в себя: а) введение в поры смолы свежеосажденного гидроксида алюминия, для чего смолу замачивают в насыщенном растворе АlСl3, а затем обрабатывают водным раствором аммиака; б) промывку смолы для удаления излишков реагентов; в) обработку смолы с осадком Аl(ОН)3 раствором LiOH при повышенной температуре для перевода осадка в гидратированное соединение LiОН·2Аl(ОН)3; г) обработку смолы с промежуточным соединением LiОН·2Аl(ОН)3 раствором соляной кислоты или хлорида лития для перевода осадка в соединение LiCl·2Аl(ОН)3·mН2О, которое и является сорбентом.A known method of producing microcrystalline hydrated selective sorbent LiCl · 2Al (OH) 3 suspended in the pores of a macroporous 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 aqueous ammonia; b) washing the resin to remove excess reagents; c) treating the resin with Al (OH) 3 precipitate with a LiOH solution at elevated temperature to transfer the precipitate to the hydrated compound LiOH · 2Al (OH) 3 ; g) processing the resin with the intermediate compound LiOH · 2Al (OH) 3 with a solution of hydrochloric acid or lithium chloride to transfer the precipitate to the compound LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O, which is the sorbent.

Недостатками указанного способа являются сложность и многостадийность процесса, необходимость обязательного перевода хлорида алюминия в гидроксид, на котором проводят все последующие операции, а также использование дорогостоящей анионообменной смолы в качестве носителя сорбента с целью улучшения его фильтрующих свойств.The disadvantages of this method are the complexity and multi-stage process, the need for mandatory conversion of aluminum chloride to hydroxide, which is carried out all subsequent operations, as well as the use of expensive anion-exchange resin as a carrier of the sorbent in order to improve its filtering properties.

Известен способ получения гидратированного композиционного материала на основе Аl(ОН)3 состава LiСl/Аl(ОН)3, предназначенного для извлечения лития из рассолов [3]. Способ включает в себя взаимодействие коммерческого кристаллического Аl(ОН)3 (размером не менее + 140 меш) в форме гиббсита, байерита или норстрандита с гидроксидом лития в присутствии воды при Ж:Т=0,69 с целью образования композита LiОН/Аl(ОН)3, в котором мольная доля LiOH составляет от 0,2 до 0,33. При 25°С этот процесс требует от 24 до 48 часов. Полученный композит далее обрабатывают 20%-ным раствором соляной кислоты для перевода его в сорбционную форму LiCl/Al(OH)3. Эта операция требует осторожности, потому что LiОН/Аl(ОН)3 растворим в соляной кислоте. Операцию проводят при рН, равном 5-7 (желательно в присутствии NaHCO3 в качестве буфера), путем медленного добавления кислоты при перемешивании пульпы в течение 1-2 часов. Полученный таким образом сорбент отделяют от маточной жидкости, содержащей ~10 г/л LiCl, и далее подготавливают к процессу сорбции. Для этого первоначально приводят его в контакт с водой для удаления необходимого количества LiCl (стадия десорбции). При последующей обработке такого сорбента литийсодержащим рассолом удаленное количество LiCl восстанавливается в его структуре (стадия сорбции). Сорбцию и десорбцию лития проводят при температуре 80°С.A known method of obtaining a hydrated composite material based on Al (OH) 3 composition LiCl / Al (OH) 3 , designed to extract lithium from brines [3]. The method includes reacting commercial crystalline Al (OH) 3 (at least + 140 mesh size) in the form of gibbsite, bayerite, or norstrandite with lithium hydroxide in the presence of water at W: T = 0.69 to form a LiOH / Al (OH) composite ) 3 , in which the molar fraction of LiOH is from 0.2 to 0.33. At 25 ° C, this process takes from 24 to 48 hours. The resulting composite is further treated with a 20% hydrochloric acid solution to convert it to the sorption form LiCl / Al (OH) 3 . This operation requires caution because LiOH / Al (OH) 3 is soluble in hydrochloric acid. The operation is carried out at a pH of 5-7 (preferably in the presence of NaHCO 3 as a buffer), by slowly adding acid while stirring the pulp for 1-2 hours. Thus obtained sorbent is separated from the mother liquor containing ~ 10 g / l LiCl, and then prepared for the sorption process. For this, it is initially brought into contact with water to remove the necessary amount of LiCl (desorption step). In the subsequent processing of such a sorbent with a lithium-containing brine, the removed amount of LiCl is restored in its structure (sorption stage). Sorption and desorption of lithium is carried out at a temperature of 80 ° 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 двухстадийность и длительность процесса синтеза сорбента, а также необходимость использования концентрированного раствора соляной кислоты и наличие связанных с этим процессом сточных вод, содержащих хлорид лития. Кроме того, полученный таким способом сорбент может извлекать литий из рассолов только при температуре 80°С и выше, что обусловлено его кристаллической, упорядоченной структурой.The disadvantages of the method are the two-stage and duration of the sorbent synthesis process, as well as the need to use a concentrated hydrochloric acid solution and the presence of wastewater containing lithium chloride associated with this process. In addition, the sorbent obtained in this way can remove lithium from brines only at a temperature of 80 ° C and higher, due to its crystalline, ordered structure.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом заявляемого изобретения является упрощение способа синтеза сорбента и создание замкнутого цикла промышленной технологии производства сорбента.The technical result of the claimed invention is to simplify the method of synthesis of the sorbent and the creation of a closed loop industrial technology for the production of sorbent.

Технический результат достигается тем, что осуществляют непосредственное взаимодействие карбоната лития с раствором АlСl3 или с его кристаллическим гексагидратом (АlCl3·6Н2О) в присутствии воды при отношении жидкой и твердой фаз, равном 4,0-4,6 (в пересчете на сумму безводных реагентов), а полученный в процессе взаимодействия концентрированный раствор хлорида лития обрабатывают содовым раствором с осаждением карбоната лития и возвращением его на взаимодействие.The technical result is achieved by the direct interaction of lithium carbonate with a solution of AlCl 3 or with its crystalline hexahydrate (AlCl 3 · 6H 2 O) in the presence of water at a ratio of liquid and solid phases equal to 4.0-4.6 (in terms of sum of anhydrous reagents), and the concentrated lithium chloride solution obtained during the interaction is treated with a soda solution to precipitate lithium carbonate and return it to the interaction.

Взаимодействие в системе протекает по реакции:The interaction in the system proceeds according to the reaction:

Figure 00000002
Figure 00000002

в соответствии с которой наряду с целевым продуктом образуется концентрированный раствор хлорида лития с концентрацией 100 - 110 г/л LiCl, в зависимости от агрегатного состояния хлорида алюминия и количества воды, введенной в систему. Образование фонового раствора хлорида лития с такой высокой концентрацией препятствует образованию в этой системе не сорбционного по отношению к ионам лития соединения Li2СО3·4Аl(ОН)3·mН2О.according to which, along with the target product, a concentrated lithium chloride solution is formed with a concentration of 100 - 110 g / l LiCl, depending on the state of aggregation of aluminum chloride and the amount of water introduced into the system. The formation of a background solution of lithium chloride with such a high concentration prevents the formation of Li 2 CO 3 · 4Al (OH) 3 · mH 2 O, which is not adsorbed with respect to lithium ions in this system.

Полученный по реакции (1) осадок соединения LiСl·2Аl(ОН)3·mН2O отфильтровывают и подвергают обработке водой с целью десорбции из него некоторого количества LiCl, т.е. обеспечивают показатель обменной емкости по литию 6,0-8,0 мг на 1 г сухого вещества (или ~2,0-2,5 мг лития на 1 г влажного продукта при его влажности ~70%). Подготовленный таким образом сорбент способен извлекать литий из хлоридных высокоминерализованных рассолов при рН меньше 7.The precipitate of the compound LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O obtained by reaction (1) is filtered off and subjected to water treatment to desorb a certain amount of LiCl from it, i.e. provide an indicator of exchange capacity for lithium 6.0-8.0 mg per 1 g of dry matter (or ~ 2.0-2.5 mg of lithium per 1 g of wet product with its moisture content of ~ 70%). Thus prepared sorbent is able to extract lithium from chloride highly mineralized brines at a pH of less than 7.

Маточник, представляющий собой чистый концентрированный раствор хлорида лития, направляют на утилизацию, выделяя из него "вторичный" карбонат лития путем обработки раствором соды при нагревании (t~90°C). Этот прием достаточно полно описан в литературе [4]. Взаимодействие описывается следующей реакцией:The mother liquor, which is a pure concentrated lithium chloride solution, is sent for recycling, separating "secondary" lithium carbonate from it by treatment with a soda solution under heating (t ~ 90 ° C). This technique is quite fully described in the literature [4]. The interaction is described by the following reaction:

Figure 00000003
Figure 00000003

или в соответствии с количеством LiCl, образующимся по реакции (1), реакцию (2) можно представить в таком виде:or in accordance with the amount of LiCl formed by reaction (1), reaction (2) can be represented as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

Отсюда следует, что 2,5 моля Li2СО3 из 3-х молей, затраченных по реакции (1), можно возвратить в голову процесса, существенно повысив тем самым коэффициент полезного использования карбоната лития, в результате чего для получения 1 моля сорбента по реакции (1) потребуется всего 0,5 моля карбоната лития.It follows that 2.5 moles of Li 2 CO 3 out of 3 moles spent by reaction (1) can be returned to the head of the process, thereby substantially increasing the efficiency of lithium carbonate, resulting in 1 mole of sorbent for reaction (1) will require only 0.5 mol of lithium carbonate.

Взаимодействие по реакции (1) протекает при комнатной температуре, но быстрее процесс идет при повышенной температуре (до 40-50°С). Полученный сорбент имеет дефектную структуру (фиг.1), что позволяет производить сорбцию лития из рассолов при температуре окружающей среды.The interaction according to reaction (1) proceeds at room temperature, but the process proceeds faster at elevated temperatures (up to 40-50 ° C). The resulting sorbent has a defective structure (Fig. 1), which allows sorption of lithium from brines at ambient temperature.

Карбонат лития может быть использован только в твердом состоянии вследствие низкой растворимости его в воде (1,26 маc.% при 25°С). Хлорид алюминия может быть использован в виде водного раствора или в виде кристаллогидрата - АlСl3·6Н2O. В последнем случае упрощается аппаратурное оформление процесса синтеза сорбента, так как нет необходимости в операции предварительного приготовления раствора АlСl3. Верхний предел количества добавляемой воды к суммарному количеству твердых реагентов (Ж:Т=4,6) ограничивается целесообразностью достижения в маточнике концентрации хлорида лития не ниже ~100 г/л (фиг.2) с целью более полного последующего осаждения из него карбоната лития при организации замкнутого цикла по возврату Li2СО3 в процесс. Нижний предел отношения жидкой и твердых фаз (Ж:Т=4,0) обусловлен особенностью протекания данного технологического процесса, так как при более низких значениях Ж:Т происходит сильное загущение пульпы, она теряет текучесть, появляются сложности с количественным переносом ее на фильтр и промывкой осадка, хотя сорбционные свойства сорбента, полученного в этих условиях, не ухудшаются.Lithium carbonate can be used only in the solid state due to its low solubility in water (1.26 wt.% At 25 ° C). Aluminum chloride can be used in the form of an aqueous solution or in the form of crystalline hydrate - AlCl 3 · 6H 2 O. In the latter case, the hardware design of the sorbent synthesis process is simplified, since there is no need for the preliminary preparation of an AlCl 3 solution. The upper limit of the amount of added water to the total amount of solid reagents (W: T = 4.6) is limited by the expediency of achieving in the mother liquor a concentration of lithium chloride of at least ~ 100 g / l (Fig. 2) in order to more fully subsequently precipitate lithium carbonate from it at organization of a closed cycle to return Li 2 CO 3 to the process. The lower limit of the ratio of liquid and solid phases (L: T = 4.0) is due to the peculiarity of this process, since at lower values of L: T there is a strong thickening of the pulp, it loses fluidity, there are difficulties with its quantitative transfer to the filter and washing the precipitate, although the sorption properties of the sorbent obtained under these conditions do not deteriorate.

Таким образом, основными отличительными признаками заявляемого изобретения являются:Thus, the main distinguishing features of the claimed invention are:

1) использование карбоната лития для синтеза сорбента LiСl·2Аl(ОН)3·mН2O;1) the use of lithium carbonate for the synthesis of the sorbent LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O;

2) повышение коэффициента полезного использования карбоната лития путем снижения его расхода за счет возврата в голову процесса "вторичного" Li2СО3, осажденного из маточника содой;2) increasing the efficiency of lithium carbonate by reducing its consumption due to the return to the head of the process of "secondary" Li 2 CO 3 deposited from the mother liquor with soda;

3) использование в качестве алюминийсодержащего соединения хлорида алюминия как одновременного поставщика ионов алюминия и хлора, необходимых для образования фазы LiCl·2Аl(ОН)3·mН2O;3) the use of aluminum chloride as an aluminum-containing compound as a simultaneous supplier of aluminum and chlorine ions necessary for the formation of the LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O phase;

4) исключение необходимости использования концентрированной соляной кислоты;4) elimination of the need to use concentrated hydrochloric acid;

5) осуществление синтеза сорбента в одну стадию;5) the implementation of the synthesis of the sorbent in one stage;

6) снижение продолжительности синтеза сорбента.6) a decrease in the duration of sorbent synthesis.

Указанные признаки в сочетании позволяют значительно упростить процесс (фиг.3) и открывают возможность создания безотходного технологического процесса получения сорбента, так как раствор хлорида лития, образующийся по реакции (1) может быть использован для осаждения из него карбоната лития по реакции (3), который возвращается в голову процесса. Раствор хлорида натрия, образовавшийся по реакции (3), может быть превращен в поваренную соль путем упаривания и реализован как товарный продукт.These features in combination can significantly simplify the process (Fig. 3) and open up the possibility of creating a waste-free technological process for producing the sorbent, since the lithium chloride solution formed by reaction (1) can be used to precipitate lithium carbonate from it by reaction (3), which returns to the head of the process. The sodium chloride solution formed by reaction (3) can be converted into sodium chloride by evaporation and sold as a commercial product.

Заявляемое изобретение обладает новизной, так как впервые предлагается непосредственное взаимодействие Li2СО3 и АlСl3 для синтеза сорбента LiСl·2Аl(ОН)3·mН2O, о чем в доступных источниках информации сведения отсутствуют.The claimed invention is novel, since for the first time a direct interaction of Li 2 CO 3 and AlCl 3 is proposed for the synthesis of the sorbent LiCl 2Al (OH) 3 · mH 2 O, which is not available in available sources of information.

Перечень чертежей и таблицList of drawings and tables

На чертеже показана типичная дифрактограмма полученного сорбента, которая в соответствии с данными картотеки ASTM (карточка №31-700) и данными химического анализа соответствует соединению LiСl·2Аl(ОН)3·mН2О.The drawing shows a typical diffractogram of the obtained sorbent, which, in accordance with the data of the ASTM card index (card No. 31-700) and chemical analysis data, corresponds to the compound LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O.

В табл.1 показана зависимость состава осадков и маточников от времени, температуры и Ж:Т при взаимодействии Li2CO3 с АlСl3, взятого в виде раствора или кристаллогидрата, а также конверсия раствора LiCl в Li2СО3.Table 1 shows the dependence of the composition of sediments and mother liquors on time, temperature, and W: T during the interaction of Li 2 CO 3 with AlCl 3 taken in the form of a solution or crystalline hydrate, as well as the conversion of a LiCl solution to Li 2 CO 3 .

В табл.2 приведены сопоставительные данные по заявляемому способу и способу прототипа.Table 2 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 11,05 г Li2СО3 приливают 77 мл воды и вводят при перемешивании 34,7 мл раствора АlСl3 с содержанием 383 г/л АlСl3 (Ж:Т=4,0). Синтез ведут на водяной бане при температуре 40°С в течение 1,5 часов. Осадок отфильтровывают, дважды промывают, распульповывая в воде при Ж:Т=1 с промежуточным фильтрованием, и сушат в сушильном шкафу 4 часа при температуре 60°С. Составы высушенного осадка и маточника указаны в табл.1 (опыт №1).To 11.05 g of Li 2 CO 3, 77 ml of water are added and 34.7 ml of AlCl 3 solution containing 383 g / l AlCl 3 (L: T = 4.0) is added with stirring. The synthesis is carried out in a water bath at a temperature of 40 ° C for 1.5 hours. The precipitate is filtered off, washed twice, pulping in water at W: T = 1 with intermediate filtration, and dried in an oven for 4 hours at a temperature of 60 ° C. The compositions of the dried precipitate and mother liquor are shown in table 1 (experiment No. 1).

Для определения сорбционной емкости сорбента навеску 8 г обрабатывают дистиллированной водой при нагревании и Ж:Т~50 до удаления ~35% хлорида лития, связанного с Аl(ОН)3 в структуре соединения LiCl·2Аl(ОН)3·mН2O. Таким образом снято 6,6 мг лития в расчете на 1 г сухого материала, что фиксируется анализом водной вытяжки на литий с помощью спектрофотометра. Полную статическую обменную емкость сорбента устанавливают на природном хлоридном рассоле следующего состава (г/л): LiCl - 5,0; КСl - 2,0; NaCl - 3,7; MgCl2 - 427,0; СаСl2 - 12,0 (сумма солей ~450 г/л); рН 5,30. Сорбционная емкость сорбента составила 7,0 мг/г.To determine the sorption capacity of the sorbent, a sample of 8 g is treated with distilled water under heating and W: T ~ 50 to remove ~ 35% lithium chloride bound to Al (OH) 3 in the structure of the compound LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O. Thus 6.6 mg of lithium was calculated per 1 g of dry material, which is recorded by analysis of the aqueous extract of lithium using a spectrophotometer. The full static exchange capacity of the sorbent is set on natural chloride brine of the following composition (g / l): LiCl - 5.0; KCl - 2.0; NaCl - 3.7; MgCl 2 427.0; CaCl 2 - 12.0 (total salt ~ 450 g / l); pH 5.30. The sorption capacity of the sorbent was 7.0 mg / g.

Пример 2.Example 2

То же, что в примере 1, но Ж:Т при синтезе составляло 4,1 (добавлено 79 мл Н2О). Состав сухого осадка указан в табл.1 (опыт №2). Полная статическая обменная емкость составила 6,0 мг/г. В данном примере использован природный хлоридный рассол с содержанием (г/л): СаСl2 - 325,0; MgCl2 - 113,5; NaCl - 12,7; КСl - 5,3; LiCl - 2,0; сумма солей 460 г/л; рН равно 4,6.The same as in example 1, but W: T in the synthesis was 4.1 (added 79 ml of H 2 O). The composition of the dry sediment is shown in table 1 (experiment No. 2). The total static exchange capacity was 6.0 mg / g. In this example, we used natural chloride brine with a content (g / l): CaCl 2 - 325.0; MgCl 2 - 113.5; NaCl - 12.7; KCl - 5.3; LiCl - 2.0; the amount of salts 460 g / l; pH is 4.6.

Пример 3.Example 3

То же, что в примере 2, но температура взаимодействия составляла 30°С. Состав сухого осадка указан в табл.1 (опыт №3). Полная статическая обменная емкость сорбента составила 6,5 мг/г.The same as in example 2, but the interaction temperature was 30 ° C. The composition of the dry sediment is shown in table 1 (experiment No. 3). The total static exchange capacity of the sorbent was 6.5 mg / g.

Пример 4.Example 4

К 57,1 г Li2СО3 приливают 410 мл воды и при перемешивании приливают 173,6 мл раствора АlСl3 с концентрацией 383 г/л АlСl3 (Ж:Т=4,2). Синтез ведут при температуре 40°С в течение 1,5 часов. Осадок отфильтровывают, промывают и высушивают в сушильном шкафу. Состав сухого осадка указан в табл.1 (опыт №4). Навеску высушенного сорбента 20 г обрабатывают дистиллированной водой при Ж:Т~50 до удаления ~35% структурно-связанного хлорида лития, что составило 8,2 мг/г. После контакта с рассолом того же состава, что и в примере 1, полная обменная емкость сорбента составила 8,0 мг/г.410 ml of water are added to 57.1 g of Li 2 CO 3 and 173.6 ml of AlCl 3 solution with a concentration of 383 g / l AlCl 3 is added with stirring (W: T = 4.2). The synthesis is carried out at a temperature of 40 ° C for 1.5 hours. The precipitate is filtered off, washed and dried in an oven. The composition of the dry sediment is shown in table 1 (experiment No. 4). A portion of the dried sorbent 20 g is treated with distilled water at W: T ~ 50 to remove ~ 35% of structurally bound lithium chloride, which amounted to 8.2 mg / g. After contact with a brine of the same composition as in Example 1, the total exchange capacity of the sorbent was 8.0 mg / g.

Пример 5 (конверсия раствора LiСl в Li2СО3 с последующим получением из него сорбента).Example 5 (the conversion of a solution of LiCl in Li 2 CO 3 with the subsequent receipt of sorbent from it).

а) Конверсия раствора LiСl в Li2СО3. В 330 мл маточника с концентрацией 106,2 г/л LiCl, образовавшегося в опыте 4 (пример 4), подогретого до температуры ~90°С, приливают 146 мл раствора соды с концентрацией 300 г/л, также подогретого до указанной температуры. Перемешивают пульпу в течение 15 мин и выпавший осадок отфильтровывают. Получено 39,3 г осадка Li2СО3 с влажностью 30%. Состав сухого осадка приведен в табл.1 (опыт 5, а).a) Conversion of a solution of LiCl in Li 2 CO 3 . In 330 ml of mother liquor with a concentration of 106.2 g / l LiCl formed in experiment 4 (example 4), heated to a temperature of ~ 90 ° C, 146 ml of a soda solution with a concentration of 300 g / l, also heated to the indicated temperature, are added. The pulp is stirred for 15 minutes and the precipitate formed is filtered off. Received 39.3 g of precipitate Li 2 CO 3 with a moisture content of 30%. The composition of the dry sediment is given in table 1 (experiment 5, a).

б) Синтез сорбента из осадка Li2СО3, полученного по пункту 5, а.b) Synthesis of the sorbent from the precipitate Li 2 CO 3 obtained according to paragraph 5, a.

К осадку "вторичного" Li2CO3, полученного по п.5, а, приливают 207 мл воды, нагревают до 40°С и при перемешивании приливают 86 мл раствора АlСl3 (Ж:Т=4,5 в пересчете на сухие реагенты). Полученный осадок сорбента отфильтровывают, промывают и сушат в сушильном шкафу. Состав сухого осадка указан в табл.1 (опыт №5, б). Навеску высушенного сорбента 15 г обрабатывают дистиллированной водой до снятия ~7,0 мг лития на грамм сухого сорбента. После контакта с рассолом того же состава, что и в примере 1, полная обменная емкость составила 7,0 мг/г.207 ml of water are added to the precipitate of the “secondary” Li 2 CO 3 obtained according to claim 5, а, heated to 40 ° С and 86 ml of AlCl 3 solution are added with stirring (W: T = 4.5 in terms of dry reagents ) The resulting sorbent precipitate is filtered off, washed and dried in an oven. The composition of the dry sediment is shown in table 1 (experiment No. 5, b). A portion of the dried sorbent 15 g is treated with distilled water until ~ 7.0 mg of lithium per gram of dry sorbent is removed. After contact with a brine of the same composition as in Example 1, the total exchange capacity was 7.0 mg / g.

Пример 6.Example 6

То же, что в примере 1, но Ж:Т составляло 4,6 (добавлено 90 мл Н2O) и температура синтеза 30°С (табл.1, опыт №6). По окончании взаимодействия осадок промывают и десорбируют литий с влажного осадка в количестве около 2,3 мг на 1 г влажного осадка (при влажности ~70%), что соответствует 7,6 мг/г в пересчете на высушенный сорбент. Состав высушенного сорбента дан в табл.1 (опыт №6). Полная обменная емкость после контакта с рассолом составила 7,7 мг/г в расчете на сухой продукт.The same as in example 1, but W: T was 4.6 (added 90 ml of H 2 O) and the synthesis temperature was 30 ° C (table 1, experiment No. 6). At the end of the interaction, the precipitate is washed and desorbed lithium from the wet cake in an amount of about 2.3 mg per 1 g of wet cake (at a moisture content of ~ 70%), which corresponds to 7.6 mg / g in terms of the dried sorbent. The composition of the dried sorbent is given in table 1 (experiment No. 6). The total exchange capacity after contact with brine was 7.7 mg / g calculated on the dry product.

Пример 7.Example 7

К 33,15 г Li2CO3 добавляют 305 мл воды и постепенно при перемешивании вводят 72 г кристаллического гексагидрата алюминия АlCl3·6Н2О. Процесс ведут при комнатной температуре. Осадок отфильтровывают, промывают и сушат при температуре 60°С. Состав высушенного осадка и маточника дан в табл.1 (опыт №9). Навеску сорбента 10 г обрабатывают дистиллированной водой до удаления ~7 мг лития на грамм сорбента. Для установления полной статической обменной емкости использовали рассол, состав которого дан в примере 1. Емкость составила 7,5 мг/г.305 ml of water are added to 33.15 g of Li 2 CO 3 and 72 g of crystalline aluminum hexahydrate AlCl 3 · 6H 2 O are added gradually with stirring. The process is carried out at room temperature. The precipitate is filtered off, washed and dried at a temperature of 60 ° C. The composition of the dried precipitate and the mother liquor is given in table 1 (experiment No. 9). A portion of the sorbent 10 g is treated with distilled water until ~ 7 mg of lithium per gram of sorbent is removed. To establish a full static exchange capacity, a brine was used, the composition of which is given in Example 1. The capacity was 7.5 mg / g.

Примеры при Ж:Т<4,0 и Ж:Т>4,6 (негативные) представлены в табл.1 (опыты №9, 10, 11).Examples for W: T <4.0 and W: T> 4.6 (negative) are presented in Table 1 (experiments No. 9, 10, 11).

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предлагаемый способ по сравнению со способом прототипа позволяет:The proposed method in comparison with the prototype method allows you to:

- существенно упростить процесс, заменив 2 операции на одну и сократить время синтеза сорбента;- significantly simplify the process by replacing 2 operations with one and reduce the time of synthesis of the sorbent;

- исключить использование концентрированного (20%-ного) раствора соляной кислоты, расход которого составляет ~0,7 кг на 1 кг сорбента;- exclude the use of a concentrated (20%) solution of hydrochloric acid, the flow rate of which is ~ 0.7 kg per 1 kg of sorbent;

- сделать процесс экологически чистым, исключив наличие сточных вод, образующихся при подкислении реакционной смеси соляной кислотой;- make the process environmentally friendly, eliminating the presence of wastewater generated during the acidification of the reaction mixture with hydrochloric acid;

- удешевить процесс и улучшить санитарные условия при производстве сорбента, заменив токсичный гидроксид лития на менее токсичный и более дешевый карбонат лития;- reduce the cost of the process and improve sanitary conditions in the production of sorbent, replacing toxic lithium hydroxide with less toxic and cheaper lithium carbonate;

- реализовать создание замкнутой, безотходной технологии получения сорбента.- implement the creation of a closed, waste-free technology for producing sorbent.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ №2028385 B 01 J 20/00, С 25 В 1/00, заяв. 25.05.92, опубл. 09.02.95. Бюл. №4 // Н.П.Коцупало, Л.Л.Ситникова, Л.Т.Менжерес.1. RF patent No. 2028385 B 01 J 20/00, C 25 V 1/00, application. 05/25/92, publ. 02/09/95. Bull. No. 4 // N.P. Kotsupalo, L.L. Sitnikova, L.T. Menzherez.

2. Pat. US №4.347327, C 08 D 5/20, заяв. 19.11.1979, опуб. 31.08.1982 // J.M.Lee, W.С.Bauman.2. Pat. US No. 4.347327, C 08 D 5/20, application. 11/19/1979, publ. 08.31.1982 // J.M. Lee, W.C. Bauman.

3. Pat. US №6.280.693, C 01 D 15/00, заяв. 20.09.1996, опуб. 28.08.2001 // W.C.Bauman, J.L.Burba (прототип).3. Pat. US No. 6,280.693, C 01 D 15/00, application. 09/20/1996, publ. 08.28.2001 // W.C. Bauman, J.L. Burba (prototype).

4. Pat US №5.993.759, C 01 D 15/08, опуб. 30.11.1999 // I.Wilkomirsky.4. Pat US No. 5.993.759, C 01 D 15/08, publ. 11/30/1999 // I.Wilkomirsky.

Claims (3)

1. Способ получения сорбента для извлечения лития из рассола, включающий взаимодействие алюминий- и литийсодержащих соединений в присутствии воды, получение соединения LiCl·2Al(OH)3·mH2O и раствора хлорида лития, фильтрование осадка и его обработку водой с десорбцией части лития из осадка, отличающийся тем, что на взаимодействие подают хлорид алюминия и карбонат лития при отношении жидкой и твердой фаз, равном 4,0-4,6, десорбцию ведут до достижения обменной емкости по литию 6,0-8,0 мг/г, а полученный в процессе концентрированный раствор хлорида лития обрабатывают содовым раствором с осаждением карбоната лития и возвращением его на взаимодействие.1. A method of producing a sorbent for the extraction of lithium from brine, including the interaction of aluminum and lithium-containing compounds in the presence of water, obtaining compounds LiCl · 2Al (OH) 3 · mH 2 O and a solution of lithium chloride, filtering the precipitate and treating it with water with desorption of a part of lithium from a precipitate, characterized in that aluminum chloride and lithium carbonate are fed into the interaction at a liquid to solid phase ratio of 4.0-4.6, desorption is carried out until a lithium exchange capacity of 6.0-8.0 mg / g is reached, and the resulting concentrated lithium chloride solution treated with a soda solution with precipitation of lithium carbonate and returning it to the reaction. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на взаимодействие подают хлорид алюминия в виде раствора или твердого реагента АlСl3·6Н2О.2. The method according to claim 1, characterized in that the interaction serves aluminum chloride in the form of a solution or solid reagent AlCl 3 · 6H 2 O. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что на взаимодействие подают карбонат лития в виде порошка.3. The method according to claim 1, characterized in that the interaction serves lithium carbonate in the form of a powder.
RU2002133821/15A 2002-12-15 2002-12-15 Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions RU2234367C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002133821/15A RU2234367C1 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002133821/15A RU2234367C1 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002133821A RU2002133821A (en) 2004-06-10
RU2234367C1 true RU2234367C1 (en) 2004-08-20

Family

ID=33413517

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002133821/15A RU2234367C1 (en) 2002-12-15 2002-12-15 Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2234367C1 (en)

Cited By (13)

* 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
FR3015458A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SHAPED ADSORBENT MATERIAL COMPRISING A SHAPING STEP IN THE PRESENCE OF A MINERAL BINDER AND METHOD OF EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING THE MATERIAL
FR3015457A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet MATERIAL AND PROCESS FOR PREPARING ADSORBENT MATERIAL IN THE FORM OF EXTRUDES IN THE PRESENCE OF AN ORGANIC BINDER AND PROCESS FOR EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING SAID MATERIAL
FR3015456A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet PROCESS FOR PREPARING ADSORBENT MATERIAL SHAPED IN THE ABSENCE OF BINDER AND PROCESS FOR EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING THE SAME
WO2015097201A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Eramet Method of preparing an adsorbent material, shaping, by precipitation of aluminium sulphate, and sodium aluminate and method of extracting lithium using said material
DE102015000872A1 (en) 2015-01-23 2016-07-28 K-Utec Ag Salt Technologies Method for recovering lithium chloride
WO2016193439A1 (en) 2015-06-05 2016-12-08 Eramet Method for preparing an adsorbent material comprising a step of precipitating boehmite taking place under specific conditions and method for extracting lithium from saline solutions using said material
WO2017089486A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 Eramet Method for preparing an adsorbent material comprising a step of basic mixing, and method for extracting lithium from saline solutions using said material
WO2018002336A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Eramet Method for producing an adsorbent material and method for extracting lithium from saline solutions using said material
RU2657495C1 (en) * 2017-09-25 2018-06-14 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Method for obtaining a granular sorbent for lithium recovery from lithium-containing brines under conditions of production of commercial lithium products
RU2734857C1 (en) * 2017-03-21 2020-10-23 Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк Matrices containing lithium aluminates
US11554358B2 (en) 2016-05-25 2023-01-17 Eramet Process for preparing an adsorbent material and process for extracting lithium using said material
RU2821512C1 (en) * 2023-11-07 2024-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Нижегороднефтегазпроект" (ООО "ННГП") Method of producing sorbent and its granulation for extracting lithium from brines

Cited By (21)

* 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
FR3015458A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet PROCESS FOR THE PREPARATION OF A SHAPED ADSORBENT MATERIAL COMPRISING A SHAPING STEP IN THE PRESENCE OF A MINERAL BINDER AND METHOD OF EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING THE MATERIAL
FR3015457A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet MATERIAL AND PROCESS FOR PREPARING ADSORBENT MATERIAL IN THE FORM OF EXTRUDES IN THE PRESENCE OF AN ORGANIC BINDER AND PROCESS FOR EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING SAID MATERIAL
FR3015456A1 (en) * 2013-12-23 2015-06-26 Eramet PROCESS FOR PREPARING ADSORBENT MATERIAL SHAPED IN THE ABSENCE OF BINDER AND PROCESS FOR EXTRACTING LITHIUM FROM SALINE SOLUTIONS USING THE SAME
WO2015097204A1 (en) * 2013-12-23 2015-07-02 Eramet Material and method of preparing an adsorbent material in the form of extruded products in the presence of an organic binder and method of extracting lithium from saline solutions using said material
WO2015097201A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Eramet Method of preparing an adsorbent material, shaping, by precipitation of aluminium sulphate, and sodium aluminate and method of extracting lithium using said material
WO2015097205A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Eramet Method of preparing a shaped adsorbent material comprising a shaping step in the presence of an organic binder, and method of extracting lithium from saline solutions using said material
WO2015097202A1 (en) 2013-12-23 2015-07-02 Eramet Method of preparing an adsorbent material shaped in the absence of binder and method of extracting lithium from saline solutions using said material
DE102015000872A1 (en) 2015-01-23 2016-07-28 K-Utec Ag Salt Technologies Method for recovering lithium chloride
US10786802B2 (en) 2015-06-05 2020-09-29 Eramet Process for preparing an adsorbing material comprising a precipitating step of boehmite according to specific conditions and process for extracting lithium from saline solutions using this material
WO2016193439A1 (en) 2015-06-05 2016-12-08 Eramet Method for preparing an adsorbent material comprising a step of precipitating boehmite taking place under specific conditions and method for extracting lithium from saline solutions using said material
WO2017089486A1 (en) 2015-11-24 2017-06-01 Eramet Method for preparing an adsorbent material comprising a step of basic mixing, and method for extracting lithium from saline solutions using said material
US10850254B2 (en) 2015-11-24 2020-12-01 Eramet Method for preparing an adsorbent material comprising a step of basic mixing, and method for extracting lithium from saline solutions using said material
US11554358B2 (en) 2016-05-25 2023-01-17 Eramet Process for preparing an adsorbent material and process for extracting lithium using said material
WO2018002336A1 (en) 2016-06-30 2018-01-04 Eramet Method for producing an adsorbent material and method for extracting lithium from saline solutions using said material
US11559783B2 (en) 2016-06-30 2023-01-24 Eramet Method for producing an adsorbent material and method for extracting lithium from saline solutions using the material
RU2734857C1 (en) * 2017-03-21 2020-10-23 Дау Глоубл Текнолоджиз Ллк Matrices containing lithium aluminates
RU2657495C1 (en) * 2017-09-25 2018-06-14 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Method for obtaining a granular sorbent for lithium recovery from lithium-containing brines under conditions of production of commercial lithium products
WO2019059814A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 Ecostar-Nautech Co., Ltd 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
RU2821512C1 (en) * 2023-11-07 2024-06-25 Общество с ограниченной ответственностью "Нижегороднефтегазпроект" (ООО "ННГП") Method of producing sorbent and its granulation for extracting lithium from 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
RU2234367C1 (en) Method of production of a sorbent for extraction of lithium from saline solutions
WO2020191691A1 (en) Method for efficiently separating magnesium and lithium from salt lake brine and simultaneously preparing high-purity magnesium oxide and battery-grade lithium carbonate
CN113926419B (en) Preparation method of Keggin chain structure aluminum series lithium adsorbent
CN103738986B (en) A kind of dolomite calcination water-soluble separating calcium and magnesium produce the method for magnesium hydroxide and calcium carbonate
EP1169265A1 (en) Process for the removal of oxalate and/or sulphate from bayer liquors
CN101151212B (en) Alumina recovery
CN115155510B (en) Preparation method of aluminum salt lithium extraction functional material
CN109182791A (en) A kind of method that organic acid complexing-solid phase adsorption removes aluminium from rare-earth liquid
CN102092754A (en) Method for removing impurity iron in aluminum sulfate solution through ion exchange
CN109097568B (en) Method for separating selenium and arsenic from alkaline leaching solution containing selenium and arsenic
RU2660864C2 (en) Method for preparing lithium carbonate from lithium-containing natural brines
CN104724740A (en) Preparation method of high-purity ultra-fine aluminum hydroxide powder
CN105084398B (en) A kind of method of asbestos tailings comprehensive utilization
RU2002133821A (en) METHOD FOR PRODUCING SORBENT FOR EXTRACTION OF LITHIUM FROM SALTES
RU2223142C2 (en) Method of preparing sorbent for recovering lithium from brines
Menzheres et al. Synthesis of Selective Sorbent LiCl⋅ 2Al (OH) 3⋅ n H 2 O
RU2375306C1 (en) Method of producing hydrate of metal oxide
US20220340438A1 (en) Selective extraction of lithium from lithium sulfate aqueous solution
CN113697834B (en) Method for preparing friedel-crafts salt from titanium extraction slag and friedel-crafts salt
JP7407295B2 (en) How to extract scandium from scandium-containing materials
RU2479492C2 (en) Method of treating waste water
CN108117145A (en) Utilize the method for magnesium carbonate trihydrate phase transition processing heavy metal ion-containing waste water
JP2002001259A (en) Method for removing and recovering phosphorus, aluminum and heavy metals from various carbonized materials
SU737488A1 (en) Method of processing aluminate-alkaline solutions

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20150921