RU2243158C2 - Lithium hydroxide chlorination method - Google Patents

Lithium hydroxide chlorination method

Info

Publication number
RU2243158C2
RU2243158C2 RU2003101804/15A RU2003101804A RU2243158C2 RU 2243158 C2 RU2243158 C2 RU 2243158C2 RU 2003101804/15 A RU2003101804/15 A RU 2003101804/15A RU 2003101804 A RU2003101804 A RU 2003101804A RU 2243158 C2 RU2243158 C2 RU 2243158C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chlorine
lithium hydroxide
lithium
chlorination
air mixture
Prior art date
Application number
RU2003101804/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003101804A (en
Inventor
х А.Г. Л (RU)
А.Г. Лях
Е.П. Муратов (RU)
Е.П. Муратов
Н.П. Наконечников (RU)
Н.П. Наконечников
ков В.А. Перм (RU)
В.А. Пермяков
А.А. Селицкий (RU)
А.А. Селицкий
А.П. Скворцов (RU)
А.П. Скворцов
В.П. Шевкунов (RU)
В.П. Шевкунов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
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 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2003101804/15A priority Critical patent/RU2243158C2/en
Publication of RU2003101804A publication Critical patent/RU2003101804A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2243158C2 publication Critical patent/RU2243158C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

FIELD: industrial inorganic synthesis.
SUBSTANCE: method of chlorination lithium hydroxide solution with chlorine/air mixture comprises four-step contacting of chlorine/air mixture with lithium hydroxide solution in presence of iron-nickel catalyst. Chlorination of lithium hydroxide solution is accomplished in the first two contacting steps (first and second absorbers) to achieve acid medium (pH ≤5.5) and thereby lithium carbonate precipitate formed upon chlorination is converted into soluble lithium chloride. Alkaline medium in third and fourth contacting steps (3rd and 4th absorbers) provide required chlorine trapping degree. Periodically, without stopping gas treatment process, direction of feeding of solution and chlorine/air mixture is changed. Thereafter, lithium hydroxide solution is chlorinated in 3rd and 4th absorbers to acid medium (pH ≤5.5).
EFFECT: achieved complete chlorination of lithium hydroxide, omitted clogging of pipelines and equipment with lithium carbonate and avoided use of aqueous hydrochloric acid in chlorination steps.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области химической промышленности, а именно к способам хлорирования щелочных реагентов и может быть использовано, например, при хлорировании пульпы карбоната лития.The invention relates to the field of chemical industry, and in particular to methods of chlorination of alkaline reagents and can be used, for example, in the chlorination of lithium carbonate pulp.

В производстве хлорида лития методом хлорирования гидроксида лития используется противоток раствора литиевой щелочи и хлоровоздушной смеси через циклонно-пенные аппараты. Помимо получения целевого продукта (раствора хлорида лития) осуществляется газоочистка воздуха, отходящего с электролизных ванн, от хлора.In the production of lithium chloride by the method of chlorination of lithium hydroxide, a countercurrent solution of lithium alkali and a chlorine-air mixture is used through cyclone-foam apparatuses. In addition to obtaining the target product (lithium chloride solution), gas is purged from chlorine from the electrolysis baths.

В связи с этим весьма актуальны способы, позволяющие эффективно использовать щелочной реагент для очистки отходящих газов от хлора, предотвратить забивание технологических трубопроводов и оборудования образующимися осадками карбоната лития, увеличить длительность эксплуатации установки.In this regard, methods that make it possible to efficiently use an alkaline reagent for purification of waste gases from chlorine, prevent clogging of process pipelines and equipment with the resulting precipitation of lithium carbonate, and increase the operation life of the installation are very relevant.

Технология получения раствора хлорида лития включает в себя хлорирование в присутствии железо-никелевого катализатора гидроксида либо карбоната лития хлоровоздушной смесью, отходящей с электролизных ванн, химочистку полученного раствора хлорида лития, его фильтрацию и упаривание.The technology for producing a lithium chloride solution includes chlorination in the presence of an iron-nickel catalyst of lithium hydroxide or lithium carbonate with a chlorine-air mixture leaving the electrolysis baths, chemical cleaning of the obtained lithium chloride solution, its filtration and evaporation.

Известен способ получения раствора хлорида лития методом хлорирования гидроокиси лития. (Литий, его химия и технология. Остроушко Ю.И. и др. - М.: Атомиздат, 1960 г., стр. 59). При взаимодействии гидроокиси лития с хлором протекает реакцияA known method of obtaining a solution of lithium chloride by chlorination of lithium hydroxide. (Lithium, its chemistry and technology. Ostroushko Yu.I. et al. - M.: Atomizdat, 1960, p. 59). The reaction of lithium hydroxide with chlorine occurs

2LiOH+Cl2→ LiClO+LiCl+Н2О2LiOH + Cl 2 → LiClO + LiCl + Н 2 О

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату - прототип, патент 2186729, МКИ С 01 D 15/04, 10.08.02 является способ получения хлорида лития взаимодействием гидроксида лития с хлоровоздушной смесью в присутствии восстановителя на основе аминных или амидных групп путем двухступенчатого противоточного контакта при температуре 50-60° С в пенном слое хлоровоздушной смеси. Вывод образующегося хлорида лития осуществляют с первой ступени контакта в виде потока его водного раствора 150-200 кг/м3, содержащего остаточное количество щелочного реагента, обеспечивающее требуемую степень улавливания хлора, а подпитку свежего щелочного реагента производят путем подачи его потока на вторую ступень контакта (фиг.1)The closest to the proposed method by technical nature and the achieved result is the prototype, patent 2186729, MKI C 01 D 15/04, 08/10/02 is a method for producing lithium chloride by the interaction of lithium hydroxide with a chlorine-air mixture in the presence of a reducing agent based on amine or amide groups by a two-stage countercurrent contact at a temperature of 50-60 ° C in the foam layer of the chlorine-air mixture. The output of lithium chloride is carried out from the first contact stage in the form of a stream of its aqueous solution of 150-200 kg / m 3 containing a residual amount of alkaline reagent providing the required degree of chlorine capture, and fresh alkaline reagent is fed by supplying it to the second contact stage ( figure 1)

К недостаткам данного способа относится то, что при хлорировании щелочи для обеспечения требуемой степени улавливания хлора раствор хлорида лития содержит на выходе из первой ступени остаточное количество щелочи (~ 0,4N LiOH), которое в технологии приходится нейтрализовать соляной кислотой. Кроме того, хлоровоздушная смесь, отходящая с электролизных ванн содержит углекислый газ (содержание углекислого газа в воздухе 0,02-0,04%), который вступает с гидроксидом лития в реакцию с образованием карбоната литияThe disadvantages of this method include the fact that when alkali is chlorinated to ensure the required degree of chlorine capture, the lithium chloride solution contains at the outlet of the first stage a residual amount of alkali (~ 0.4N LiOH), which in technology has to be neutralized with hydrochloric acid. In addition, the chlorine-air mixture leaving the electrolysis baths contains carbon dioxide (the content of carbon dioxide in the air is 0.02-0.04%), which reacts with lithium hydroxide to form lithium carbonate

Figure 00000002
Figure 00000002

Выпадение в осадок карбоната лития приводит к забиванию технологических трубопроводов и шаровой насадки абсорберов, поэтому периодически необходимо осуществлять переход на резервные абсорберы и проводить отмывку бывших в работе абсорберов раствором соляной кислоты. При отмывке абсорберов протекает реакция:The precipitation of lithium carbonate leads to clogging of the process pipelines and the ball nozzle of the absorbers, therefore, it is periodically necessary to switch to backup absorbers and wash the absorbers that were in use with a hydrochloric acid solution. When washing the absorbers, the reaction proceeds:

Li2СО3+2НСl→ 2LiCl+СО2↑ +H2OLi 2 CO 3 + 2CHl → 2LiCl + CO 2 ↑ + H 2 O

Таким образом, к недостаткам способа относится: хлорирование литиевой щелочи не осуществляется полностью (остаточная щелочность - 0,4 N), что приводит к дополнительному расходу соляной кислоты; карбонизация литиевой щелочи приводит к забиванию технологических трубопроводов и шаровой насадки абсорберов, что приводит к их остановке и вынужденной промывке раствором соляной кислоты; использование в технологии хлорирования гидроксида лития соляной кислоты приводит к коррозии титановых трубопроводов и титанового оборудования.Thus, the disadvantages of the method include: chlorination of lithium alkali is not carried out completely (residual alkalinity - 0.4 N), which leads to an additional consumption of hydrochloric acid; carbonization of lithium alkali leads to clogging of the technological pipelines and the ball nozzle of the absorbers, which leads to their shutdown and forced washing with a solution of hydrochloric acid; The use of hydrochloric acid in lithium hydroxide chlorination technology leads to corrosion of titanium pipelines and titanium equipment.

Задачей изобретения является полное хлорирование гидроксида лития, исключение забивания карбонатом лития технологических трубопроводов и оборудования и прекращение использования соляной кислоты в технологии хлорирования гидроксида лития.The objective of the invention is the complete chlorination of lithium hydroxide, the exclusion of clogging lithium carbonate technological pipelines and equipment and the cessation of the use of hydrochloric acid in the technology of chlorination of lithium hydroxide.

Решение данной задачи достигается тем, что хлорирование гидроксида лития, включающего щелочную абсорбцию хлора из хлорвоздушной смеси раствором гидроксида лития при температуре 50-60° С в пенном слое хлорвоздушной смеси со щелочным реагентом, согласно формулы изобретения, хлорирование раствора гидроксида лития осуществляют в присутствии железо-никелевого катализатора путем четырехступенчатого противоточного контакта, причем хлорирование гидроксида лития на первой и второй ступенях контакта для удаления карбонатных осадков лития осуществляют до кислой среды (рН ≤ 5,5), а в третьей и четвертой ступенях щелочная среда обеспечивает требуемую степень улавливания хлора, периодически, не останавливая процесса газоочистки, изменяют направление подачи раствора и хлоровоздушной смеси и производят отмывку третьей и четвертой ступеней от образовавшихся осадков карбоната лития, а требуемую степень улавливания хлора обеспечивают первая и вторая ступени газоочистки.The solution to this problem is achieved by the fact that the chlorination of lithium hydroxide, including alkaline absorption of chlorine from a chlorine-air mixture with a solution of lithium hydroxide at a temperature of 50-60 ° C in the foam layer of a chlorine-air mixture with an alkaline reagent, according to the claims, the chlorination of a lithium hydroxide solution is carried out in the presence of iron nickel catalyst by four-stage countercurrent contact, and the chlorination of lithium hydroxide in the first and second contact steps to remove carbonate deposits of lithium they are acidified (pH ≤ 5.5), and in the third and fourth stages the alkaline medium provides the required degree of chlorine capture, periodically, without stopping the gas cleaning process, change the flow direction of the solution and the chlorine-air mixture and wash the third and fourth stages from the precipitation formed lithium carbonate, and the required degree of chlorine capture provide the first and second stages of gas treatment.

Указанная совокупность признаков является новой и обладает изобретательским уровнем, так как полное хлорирование гидроксида лития до рН ≤ 5,5 позволяет обходиться в технологии без соляной кислоты, необходимой для нейтрализации остаточной щелочности в растворе хлорида лития. При рН 5,5 происходит переход находящегося в растворе гидрокарбоната лития в хлорид лития по реакцииThe specified set of features is new and has an inventive step, since the complete chlorination of lithium hydroxide to pH ≤ 5.5 makes it possible to dispense with hydrochloric acid in the technology necessary to neutralize the residual alkalinity in the lithium chloride solution. At pH 5.5, the lithium bicarbonate in solution is converted to lithium chloride by the reaction

Li2СО3+НСl=LiHCO3+LiClLi 2 CO 3 + Hcl = LiHCO 3 + LiCl

LiHCO3+НСl=LiCl+СO2↑ +Н2ОLiHCO 3 + Hcl = LiCl + CO 2 ↑ + H 2 O

Присутствие железо-никелевого катализатора позволяет разрушать образующийся гипохлорит лития до хлорида литияThe presence of an iron-nickel catalyst allows the formation of lithium hypochlorite to be destroyed to lithium chloride

2LiOH+Cl2=LiCl+LiClO+H2O2LiOH + Cl 2 = LiCl + LiClO + H 2 O

LiClO катлизатор Fe-Ni LiCl+OLiClO catalyst Fe-Ni LiCl + O

Четырехступенчатая очистка от хлора воздуха, отходящего с электролизных ванн, обеспечивает требуемую степень улавливания хлора, а осуществление обратной подачи как хлоровоздушной смеси, так и раствора гидроксида лития, исключает возможность забивания осадком карбоната лития технологических трубопроводов и оборудования, необходимость остановки оборудования и промывки его раствором соляной кислоты.Four-stage cleaning of chlorine from the air leaving the electrolysis baths provides the required degree of chlorine capture, and the reverse supply of both the chlorine-air mixture and the lithium hydroxide solution eliminates the possibility of clogging with lithium carbonate precipitate of technological pipelines and equipment, the need to stop the equipment and rinse it with hydrochloric solution acids.

Способ осуществляется следующим образом (см. Фиг.2):The method is as follows (see Figure 2):

Режим работы установки непрерывный циркуляционно-противоточный. Хлоро-воздушная смесь подается последовательно на абсорберы №1, №2, №3 и №4. При этом работают вентиляторы №11 и №10, шибера №5, №13, №15 и №8 открыты, а шибера №7, №12, №6 и №14 закрыты. Подача раствора гидроксида лития осуществляется последовательно через абсорберы №4, №3, №2 и №1 противотоком хлоровоздушной смеси. При этом открыты вентили №17 и №18, а вентили №16 и №19 закрыты. Хлорирование литиевой щелочи в абсорберах №1 и №2 ведут до кислой среды (рН ≤ 5,5). В них происходит перевод образовавшегося осадка карбоната лития в хорошо растворимые хлорид и гипохлорит лития по реакциямThe operating mode of the installation is continuous circulation-countercurrent. The chloro-air mixture is fed sequentially to the absorbers No. 1, No. 2, No. 3 and No. 4. In this case, the fans No. 11 and No. 10, the gate No. 5, No. 13, No. 15 and No. 8 are open, and the gate No. 7, No. 12, No. 6 and No. 14 are closed. The supply of a solution of lithium hydroxide is carried out sequentially through absorbers No. 4, No. 3, No. 2 and No. 1 countercurrent chlorine-air mixture. At the same time, valves No. 17 and No. 18 are open, and valves No. 16 and No. 19 are closed. Chlorination of lithium alkali in absorbers No. 1 and No. 2 lead to an acidic environment (pH ≤ 5.5). In them, the formed precipitate of lithium carbonate is converted to highly soluble chloride and lithium hypochlorite according to the reactions

Cl22O→ НСl+НСlOCl 2 + H 2 O → НСl + НСlO

Li2СО3+НСl+НСlO→ LiCl+LiClO+СО2↑ +Н2OLi 2 СО 3 + НСl + НСlO → LiCl + LiClO + СО 2 ↑ + Н 2 O

Абсорберы №3 и №4 имеют щелочную среду и обеспечивают санитарную очистку от хлора. Постепенно технологические трубопроводы и шаровая насадка абсорберов №3 и №4 забиваются осадками карбоната лития. Так как в абсорберах №1 и №2 поддерживается кислая среда (рН ≤ 5,5), то технологические трубопроводы и шаровая насадка абсорберов №1 и №2 чисты. Периодически, не останавливая процесса газоочистки, изменяют направление подачи раствора гидроксида лития и хлоро-воздушной смеси. В этом случае хлоро воздушная смесь подается последовательно на абсорберы №3, №4, №1 и №2. При этом работают вентиляторы №11 и №9, шибера №6, №14, №12 и №7 открыты, а шибера №15, №8, №13 и №5 закрыты. Подача раствора гидроксида лития осуществляется последовательно через абсорберы №2, №1, №4 и №3 противотоком хлоровоздушной смеси. При этом открыты вентили №19 и №16, а вентили №18 и №17 закрыты. Хлорирование литиевой щелочи в абсорберах №3 и №4 ведут до кислой среды (рН ≤ 5,5), одновременно осуществляется отмывка трубопроводов и шаровой насадки от осадков карбоната лития. Абсорберы №1 и №2 имеют щелочную среду и обеспечивают санитарную очистку от хлора. При забивании осадками карбоната лития абсорберов №1 и №2 вновь осуществляется изменение направления подачи хлоровоздушной смеси и раствора гидроксида лития.Absorbers No. 3 and No. 4 have an alkaline environment and provide sanitary cleaning from chlorine. Gradually, the technological pipelines and the ball nozzle of absorbers No. 3 and No. 4 become clogged with precipitation of lithium carbonate. Since acid absorbers are maintained in absorbers No. 1 and No. 2 (pH ≤ 5.5), the process pipelines and ball nozzle of absorbers No. 1 and No. 2 are clean. Periodically, without stopping the gas purification process, the direction of supply of the lithium hydroxide solution and the chlorine-air mixture is changed. In this case, the chloro-air mixture is supplied sequentially to the absorbers No. 3, No. 4, No. 1 and No. 2. At the same time, fans No. 11 and No. 9, gate No. 6, No. 14, No. 12 and No. 7 are open, and gate No. 15, No. 8, No. 13 and No. 5 are closed. The supply of lithium hydroxide solution is carried out sequentially through absorbers No. 2, No. 1, No. 4 and No. 3 countercurrent chlorine-air mixture. At the same time, valves No. 19 and No. 16 are open, and valves No. 18 and No. 17 are closed. Chlorination of lithium alkali in absorbers No. 3 and No. 4 leads to an acidic medium (pH ≤ 5.5), while pipelines and ball nozzles are washed from precipitation of lithium carbonate. Absorbers No. 1 and No. 2 have an alkaline environment and provide sanitary cleaning from chlorine. When lithium carbonate is clogged with precipitators of absorbers No. 1 and No. 2, the feed direction of the chlorine-air mixture and lithium hydroxide solution are again changed.

Claims (1)

Способ хлорирования гидроксида лития, включающий щелочную абсорбцию хлора из хлоровоздушной смеси раствором гидроксида лития при температуре 50-60°С в пенном слое хлоровоздушной смеси со щелочным реагентом, отличающийся тем, что хлорирование раствора гидроксида лития осуществляют в присутствии железоникелевого катализатора путем четырехступенчатого противоточного контакта, причем хлорирование гидроксида лития на первой и второй ступенях контакта для удаления карбонатных осадков лития осуществляют до кислой среды рН≤5,5, а в третьей и четвертой ступенях для улавливания хлора создают щелочную среду, периодически, не останавливая процесса газоочистки, изменяют направление подачи раствора и хлоровоздушной смеси и производят отмывку третьей и четвертой ступеней от образовавшихся осадков карбоната лития, а требуемую степень улавливания хлора обеспечивают первая и вторая ступени газоочистки.A method of chlorinating lithium hydroxide, including alkaline absorption of chlorine from a chlorine-air mixture with a solution of lithium hydroxide at a temperature of 50-60 ° C in a foam layer of a chlorine-air mixture with an alkaline reagent, characterized in that the chlorination of a lithium hydroxide solution is carried out in the presence of an iron-nickel catalyst by a four-stage countercurrent contact, wherein Chlorination of lithium hydroxide in the first and second contact stages to remove lithium carbonate deposits is carried out to an acidic medium pH≤5.5, and in the third and the fourth stage for chlorine capture create an alkaline environment, periodically, without stopping the gas purification process, change the direction of the solution and chlorine-air mixture and wash the third and fourth stages from the formed lithium carbonate precipitates, and the first and second gas purification stages provide the required degree of chlorine capture.
RU2003101804/15A 2003-01-22 2003-01-22 Lithium hydroxide chlorination method RU2243158C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101804/15A RU2243158C2 (en) 2003-01-22 2003-01-22 Lithium hydroxide chlorination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003101804/15A RU2243158C2 (en) 2003-01-22 2003-01-22 Lithium hydroxide chlorination method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003101804A RU2003101804A (en) 2004-07-27
RU2243158C2 true RU2243158C2 (en) 2004-12-27

Family

ID=34387520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003101804/15A RU2243158C2 (en) 2003-01-22 2003-01-22 Lithium hydroxide chlorination method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2243158C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110668474A (en) * 2019-10-15 2020-01-10 赣州有色冶金研究所 Method for preparing lithium chloride by using chlorine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110668474A (en) * 2019-10-15 2020-01-10 赣州有色冶金研究所 Method for preparing lithium chloride by using chlorine
CN110668474B (en) * 2019-10-15 2022-03-04 赣州有色冶金研究所有限公司 Method for preparing lithium chloride by using chlorine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2388521C2 (en) Method of cleaning gas flows containing carbon dioxide
US7419637B2 (en) Oxides of manganese processed in continuous flow reactors
KR20000005744A (en) REMOVAL OF NOx AND SOx EMISSIONS FROM PICKLING LINES FOR METAL TREATMENT
WO2007130035A1 (en) Gas quench and scrubber draw-off system
JP4944946B2 (en) Method and apparatus for reducing nitrogen oxides and organic compounds in an incineration plant
KR20060112133A (en) Method of preparing liquid calcium chloride using shell
RU2243158C2 (en) Lithium hydroxide chlorination method
JP5817993B2 (en) Fluorine-containing waste processing method and fluorine-containing waste processing apparatus
KR101910635B1 (en) Method for treating wastewater from flue gas desulfurization using electrolysis device
CN1944291A (en) Method for teating heavy alkali filter liquid in synthesizing alkali producing method
CA2079634C (en) Integrated process for the production of alkali and alkaline earth metal chlorates and chlorine dioxide
US20110033350A1 (en) Process for recovering substances from high salinity liquids
JP2005305414A (en) Detoxifying method for chlorine gas
CN102452674B (en) Processing method for recycling sodium sulfate from waste alkali liquor in ethylene unit
EP0614446A1 (en) Production of alkali metal carbonates.
TWM577423U (en) Device for nitrogen wastewater treatment
CN111847702A (en) Method for treating cyanide-containing high-concentration ammonium sulfite wastewater
TW202325657A (en) System and method for capturing carbon capture and recovering fly ash sodium salt recovery to produce sodium bicarbonate for incineration plant comprising a carbon capture unit, a salt separation unit, a sodium bicarbonate production unit, and an ammonia regeneration unit
WO2015025082A1 (en) Method for removing dust and sulphur oxides from process gases
US5120451A (en) Process for reducing the cyanide content of a solution
TWM567663U (en) Tail gas treatment system of ammonia nitrogen electrolysis
KR20110037566A (en) Manufacture of activated zinc oxide from dust
CN108751132A (en) A kind of sulfur method of Sucralose co-production of hydrochloric
CN1128002C (en) Caustic sode method for sucking SO2 from fume
CN213885626U (en) Waste chlorine treatment device in chlorinated polyethylene production