RU2243158C2 - Lithium hydroxide chlorination method - Google Patents
Lithium hydroxide chlorination methodInfo
- 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
Links
Images
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
Abstract
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
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
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
Cl2+Н2O→ 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)
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)
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 |
-
2003
- 2003-01-22 RU RU2003101804/15A patent/RU2243158C2/en active
Cited By (2)
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 |