RU2283283C1 - Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines - Google Patents

Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines Download PDF

Info

Publication number
RU2283283C1
RU2283283C1 RU2004138907/15A RU2004138907A RU2283283C1 RU 2283283 C1 RU2283283 C1 RU 2283283C1 RU 2004138907/15 A RU2004138907/15 A RU 2004138907/15A RU 2004138907 A RU2004138907 A RU 2004138907A RU 2283283 C1 RU2283283 C1 RU 2283283C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
lithium carbonate
chloride
solution
carbon dioxide
Prior art date
Application number
RU2004138907/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004138907A (en
Inventor
Валерий Иванович Титаренко (RU)
Валерий Иванович Титаренко
бцев Александр Дмитриевич Р (RU)
Александр Дмитриевич Рябцев
Наталь Павловна Коцупало (RU)
Наталья Павловна Коцупало
Лариса Тимофеевна Менжерес (RU)
Лариса Тимофеевна Менжерес
Александр Александрович Кураков (RU)
Александр Александрович Кураков
Елизавета Петровна Гущина (RU)
Елизавета Петровна Гущина
Original Assignee
Закрытое акционерное общество (ЗАО) "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 (ЗАО) "Экостар-Наутех" filed Critical Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостар-Наутех"
Priority to RU2004138907/15A priority Critical patent/RU2283283C1/en
Publication of RU2004138907A publication Critical patent/RU2004138907A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2283283C1 publication Critical patent/RU2283283C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: industrial organic synthesis.
SUBSTANCE: process comprises: preparation of chloride lithium concentrate, purification of chloride lithium concentrate to remove major part of calcium, magnesium, and sulfate ion impurities, and reagent-mediated precipitation of lithium carbonate from purified chloride lithium concentrate. Precipitation of lithium carbonate is performed by means of water slurry of ammonium bicarbonate at 20-40°C. Carbon dioxide thereby formed is withdrawn from reaction space and, after removing ammonia impurity therefrom, is used as carbonation agent to convert precipitated and separated from liquid phase lithium carbonate into saturated lithium bicarbonate solution. From the latter, pure impurities-free lithium carbonate is precipitated on heating. Mother liquor obtained from lithium carbonate precipitation operation is evaporated to give solid phase of ammonium chloride and liquid phase containing 300-350 g/L lithium chloride. Liquid phase is separated from solids and returned to lithium carbonate precipitation operation and solid phase of ammonium chloride is washed out with saturated ammonium chloride solution to remove remains of lithium chloride and then dried.
EFFECT: avoided use of sodium ions in lithium carbonate precipitation process, utilized recycled carbon dioxide, and eliminated waste solutions.
2 cl, 4 dwg, 1 tbl, 2 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области химической технологии получения неорганических соединений, конкретно к способам получения карбоната лития из природных рассолов и технологических солевых хлоридных растворов, содержащих литий.The invention relates to the field of chemical technology for the production of inorganic compounds, specifically to methods for producing lithium carbonate from natural brines and technological salt chloride solutions containing lithium.

Уровень техникиState of the art

Известен способ осаждения карбоната лития из сернокислых литийсодержащих растворов, образующихся при обработке литиевых руд серной кислотой [1]. Для осаждения используют карбонат аммония, который получают путем термической диссоциации раствора бикарбоната аммония или путем взаимодействия раствора бикарбоната аммония с аммиачной водой. Степень осаждения карбоната лития за один прием составляет примерно 80%.A known method of deposition of lithium carbonate from lithium sulfate solutions formed during the processing of lithium ores with sulfuric acid [1]. Ammonium carbonate is used for precipitation, which is obtained by thermal dissociation of a solution of ammonium bicarbonate or by reacting a solution of ammonium bicarbonate with ammonia water. The deposition rate of lithium carbonate at one time is approximately 80%.

Недостатками способа являются: а) необходимость стадии перевода бикарбоната аммония в его карбонат, на которой происходят неизбежные потери бикарбоната аммония, вследствие чего расход NH4НСО3 возрастает на 30-40% от стехиометрического количества, требуемого для осаждения карбоната лития; б) использование для процесса аммиачной воды, относящейся к разряду ядовитых веществ.The disadvantages of the method are: a) the need for the stage of conversion of ammonium bicarbonate to its carbonate, in which there is an inevitable loss of ammonium bicarbonate, as a result of which the consumption of NH 4 HCO 3 increases by 30-40% of the stoichiometric amount required for the deposition of lithium carbonate; b) the use for the process of ammonia water related to the category of toxic substances.

Известен способ получения карбоната лития из литийсодержащего рассола, согласно которому карбонат лития осаждают раствором соды [2], как это принято в мировой практике производства карбоната лития из галургического сырья. Для этого рассол концентрируют до содержания лития ~4-6,5 вес.%, очищают от примесей бора, магния и щелочноземельных металлов, используя известные химические методы, и затем в очищенный подогретый концентрированный раствор LiCl вводят насыщенный раствор Na2CO3 при повышенной температуре (около 90°С).A known method of producing lithium carbonate from a lithium-containing brine, according to which lithium carbonate is precipitated with a soda solution [2], as is customary in world practice for the production of lithium carbonate from galurgic raw materials. For this, the brine is concentrated to a lithium content of ~ 4-6.5 wt.%, Purified from impurities of boron, magnesium and alkaline earth metals using known chemical methods, and then a saturated solution of Na 2 CO 3 is introduced into the purified, heated concentrated LiCl solution at elevated temperature (about 90 ° C).

Недостатком способа является использование раствора соды, который в результате взаимодействия с хлоридом лития конвертируется в раствор хлорида натрия, для удаления которого из осажденного целевого продукта требуется большой расход воды. Полученный продукт тем не менее еще содержит некоторое количество натрия и вследствие этого качество выпускаемого продукта ограничивается сортом "технический".The disadvantage of this method is the use of a soda solution, which, as a result of interaction with lithium chloride, is converted to a sodium chloride solution, which requires a large flow of water to remove from the precipitated target product. The resulting product nevertheless still contains a certain amount of sodium and, as a result, the quality of the manufactured product is limited to the “technical” grade.

Известен способ получения высокочистого карбоната лития с низким содержанием натрия [3]. Согласно этому способу природный рассол концентрируют путем солнечного испарения до содержания лития около 6 вес.%. и затем очищают от примесей бора, кальция, магния и сульфат-ионов. Бор удаляют экстракцией спиртом, как описано в патенте [2]. Магний удаляют в две стадии. На первой удаляют 97% магния, смешивая концентрированный рассол с маточником со стадии осаждения карбоната лития. На второй стадии в концентрированный раствор хлорида лития добавляют смесь извести и соды и осаждают Mg(OH)2 и СаСО3. Присутствие последнего улучшает фильтруемость осадка гидроксида магния. Сульфат-ионы осаждают хлоридом бария. Концентрированный раствор LiCl, очищенный от примесных компонентов, далее обрабатывают раствором соды для осаждения карбоната лития по реакцииA known method of producing high purity lithium carbonate with a low sodium content [3]. According to this method, natural brine is concentrated by solar evaporation to a lithium content of about 6 wt.%. and then cleaned of impurities of boron, calcium, magnesium and sulfate ions. Boron is removed by extraction with alcohol, as described in the patent [2]. Magnesium is removed in two stages. In the first, 97% of magnesium is removed by mixing concentrated brine with the mother liquor from the lithium carbonate precipitation stage. In the second stage, a mixture of lime and soda is added to the concentrated lithium chloride solution, and Mg (OH) 2 and CaCO 3 are precipitated. The presence of the latter improves the filterability of the precipitate of magnesium hydroxide. Sulfate ions are precipitated with barium chloride. The concentrated LiCl solution, purified from impurity components, is further treated with a soda solution to precipitate lithium carbonate by reaction

Figure 00000002
Figure 00000002

а маточную жидкость возвращают в цикл на первую стадию осаждения магния. Процесс ведут при температуре около 90°С. Отфильтрованный, промытый водой и высушенный карбонат лития имеет технический сорт и как типичный технический карбонат содержит около 0,04 вес.% натрия.and the mother liquor is recycled to the first stage of magnesium deposition. The process is carried out at a temperature of about 90 ° C. Filtered, washed with water and dried lithium carbonate has a technical grade and, as a typical technical carbonate, contains about 0.04 wt.% Sodium.

Для получения Li2CO3 с более низким содержанием натрия его превращают в раствор бикарбоната путем карбонизации пульпы технического карбоната с водой (3-5% твердого) углекислым газом при температуре 10-40°С. Полученный раствор LiHCO3 (7-8 вес.% бикарбоната лития) направляют в декарбонизатор, в котором поддерживается температура 70-95°С. При разложении раствора LiHCO3 осаждается чистый Li2СО3, а выделяющийся при этом углекислый газ возвращают на стадию карбонизации пульпы технического карбоната лития. Осадок непрерывно удаляют, фильтруют в горячем состоянии и промывают деионизированной водой, без натрия. Маточная жидкость со стадии декарбонизации LiHCO3, содержащая растворимый литий, циркулирует в обороте, чтобы свести к минимуму потери лития. Количество оборотов маточной жидкости определяется содержанием накапливаемых в ней примесей ионов натрия.To obtain Li 2 CO 3 with a lower sodium content, it is converted into a bicarbonate solution by carbonizing the pulp of industrial carbonate with water (3-5% solid) with carbon dioxide at a temperature of 10-40 ° C. The resulting solution of LiHCO 3 (7-8 wt.% Lithium bicarbonate) is sent to a decarbonizer, in which the temperature is maintained at 70-95 ° C. Upon decomposition solution LiHCO 3 deposited pure Li 2 CO 3, and eye-catching in this carbon dioxide is recycled to the slurry carbonization step Technical lithium carbonate. The precipitate is continuously removed, filtered while hot and washed with deionized water, without sodium. The mother liquor from the LiHCO 3 decarbonization step containing soluble lithium is circulated in circulation to minimize lithium loss. The number of turns of the mother liquor is determined by the content of sodium ion impurities accumulated in it.

Полученный по данному способу карбонат лития, очищенный от натрия, содержит 99,4 вес.% основного вещества и следующие примеси (вес.%): Na - 0,0002, Mg - 0,0005, К - 0,00015, Са - 0,012, SO42- - 0,003. Для получения ультравысокочистого карбоната лития, содержащего 99,995 вес.% основного вещества, раствор LiHCO3 после стадии бикарбонизации пульпы Li2CO3 пропускают через ионообменную колонку со смолой Amberlite IRC-718 с целью снижения содержания общих примесей в растворе до менее чем 0,001 вес.%.Obtained by this method, lithium carbonate, purified from sodium, contains 99.4 wt.% Of the basic substance and the following impurities (wt.%): Na - 0.0002, Mg - 0.0005, K - 0.00015, Ca - 0.012 , SO 4 2- - 0.003. To obtain ultra-high-purity lithium carbonate containing 99.995 wt.% Of the basic substance, the LiHCO 3 solution after the bicarbonization stage of Li 2 CO 3 pulp is passed through an ion exchange column with Amberlite IRC-718 resin in order to reduce the total impurities in the solution to less than 0.001 wt.% .

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 прототипа являются использование соды в качестве осадителя Li2СО3, что привносит в процесс макроколичество ионов натрия, а также образование большого количества сбросного раствора хлористого натрия (2 моля на 1 моль карбоната лития), который не подлежит утилизации.The disadvantages of the prototype method are the use of soda as a precipitant Li 2 CO 3 , which introduces a macro amount of sodium ions, as well as the formation of a large amount of waste solution of sodium chloride (2 mol per 1 mol of lithium carbonate), which cannot be recycled.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Техническим результатом заявляемого изобретения является исключение участия ионов натрия в процессе осаждения карбоната лития, использование оборотного углекислого газа и ликвидация сбросных растворов.The technical result of the claimed invention is the exclusion of the participation of sodium ions in the deposition of lithium carbonate, the use of recycled carbon dioxide and the elimination of waste solutions.

Технический результат достигается тем, что осаждение карбоната лития из очищенного хлоридного литиевого концентрата, полученного путем гелиоконцентрирования исходного природного рассола с последующей очисткой его от примесей кальция, магния и сульфат-ионов, ведут водной пульпой бикарбоната аммония при 20-40°С, выводя из реакционного объема образующийся углекислый газ, который используют в качестве карбонизирующего агента для перевода осажденного, отделенного от жидкой фазы и промытого карбоната лития в насыщенный раствор бикарбоната лития, который далее подвергают декарбонизации с получением высокочистого карбоната лития.The technical result is achieved in that the deposition of lithium carbonate from purified lithium chloride concentrate obtained by helioconcentration of the original natural brine, followed by purification from calcium, magnesium and sulfate ions, is carried out with an aqueous pulp of ammonium bicarbonate at 20-40 ° C, removing from the reaction generated carbon dioxide, which is used as a carbonizing agent to transfer precipitated, separated from the liquid phase and washed lithium carbonate into a saturated bicarbonate solution lithium, which is then subjected to decarbonization to obtain high purity lithium carbonate.

Технический результат достигается также тем, что маточный раствор операции осаждения карбоната лития вначале освобождают от остаточного количества непрореагировавшего бикарбоната аммония путем его термического разложения на аммиак и углекислый газ, удаляемых из маточного раствора в процессе его противоточного контакта с потоком газа-носителя, содержащего аммиак и углекислый газ, очищают от аммиака путем его противоточной промывки водой при охлаждении с получением раствора бикарбоната аммония, направляемого на операцию приготовления водной пульпы бикарбоната аммония.The technical result is also achieved by the fact that the mother liquor of the lithium carbonate precipitation operation is first freed from the residual amount of unreacted ammonium bicarbonate by thermal decomposition into ammonia and carbon dioxide, which are removed from the mother liquor during its countercurrent contact with the carrier gas stream containing ammonia and carbon dioxide the gas is purified from ammonia by countercurrent washing with water while cooling to obtain a solution of ammonium bicarbonate, directed to the operation water pulp of ammonium bicarbonate.

Технический результат достигается также тем, что маточный раствор, освобожденный от бикарбоната аммония, упаривают, получая твердую фазу хлорида аммония и жидкую фазу с концентрацией хлорида лития 300-350 г/л; жидкую фазу отделяют от твердой и возвращают на операцию осаждения карбоната лития из хлоридного литиевого концентрата, а твердую фазу хлорида аммония промывают его насыщенным раствором от остатков хлорида лития и высушивают. Он представляет собой попутно получаемый товарный продукт.The technical result is also achieved by the fact that the mother liquor, freed from ammonium bicarbonate, is evaporated, obtaining a solid phase of ammonium chloride and a liquid phase with a concentration of lithium chloride of 300-350 g / l; the liquid phase is separated from the solid and returned to the deposition of lithium carbonate from lithium chloride concentrate, and the solid phase of ammonium chloride is washed with a saturated solution of the remaining lithium chloride and dried. It is a simultaneously obtained commodity product.

Углекислый газ, выделяющийся на стадии декарбонизации раствора бикарбоната лития, смешивают с остаточным количеством углекислого газа, поступающего со стадии карбонизации карбоната лития при переводе последнего в раствор бикарбоната лития, и используют избыток углекислого газа для получения товарной углекислоты любым из известных методов. Этот прием позволяет сделать технологию безотходной, удешевить себестоимость высокочистого карбоната лития и устранить выхлоп газа в атмосферу.The carbon dioxide released at the stage of decarbonization of the lithium bicarbonate solution is mixed with the residual amount of carbon dioxide coming from the stage of lithium carbonate carbonization when the latter is transferred to the lithium bicarbonate solution, and an excess of carbon dioxide is used to produce marketable carbon dioxide by any of the known methods. This technique allows you to make the technology waste-free, reduce the cost of high-purity lithium carbonate and eliminate gas exhaust into the atmosphere.

Взаимодействие концентрированного раствора хлорида лития с бикарбонатом аммония протекает по реакции:The interaction of a concentrated solution of lithium chloride with ammonium bicarbonate proceeds according to the reaction:

Figure 00000003
Figure 00000003

Зависимость степени осаждения лития от температуры представлена на фиг.1. Из полученных данных видно, что взаимодействие протекает даже при температуре ниже 20°С, но повышение температуры до 30-40°С ускоряет реакцию. Дальнейшее повышение температуры взаимодействия выше 40°С приводит к снижению степени осаждения лития в виде карбоната лития, так как в этом температурном интервале бикарбонат аммония разлагается с потерей аммиака и вследствие этого нарушается стехиометрическое соотношение реагирующих компонентов. Время, необходимое для завершения взаимодействия, составляет 60-120 мин, предпочтительнее 90 мин. Степень осаждения карбоната лития составляет 70-78%. Остаточная концентрация лития в маточнике составляет 9-10 г/л. После того как карбонат лития отделяют фильтрацией, оставшийся маточник после удаления непрореагировавшего бикарбоната аммония упаривают примерно в 60 раз до концентрации хлорида лития, равной 300-350 г/л, и возвращают на стадию осаждения карбоната лития. Таким образом, несмотря на не очень высокую степень осаждения карбоната лития за один прием, с возвратом в цикл непрореагировавшего хлорида лития она возрастает и раствор хлорида лития перерабатывается практически нацело.The dependence of the degree of deposition of lithium on temperature is presented in figure 1. From the obtained data it can be seen that the interaction proceeds even at temperatures below 20 ° C, but increasing the temperature to 30-40 ° C accelerates the reaction. A further increase in the interaction temperature above 40 ° C leads to a decrease in the degree of lithium deposition in the form of lithium carbonate, since in this temperature range ammonium bicarbonate decomposes with loss of ammonia and, as a result, the stoichiometric ratio of the reacting components is violated. The time required to complete the interaction is 60-120 minutes, preferably 90 minutes. The degree of deposition of lithium carbonate is 70-78%. The residual concentration of lithium in the mother liquor is 9-10 g / l. After lithium carbonate was separated by filtration, the remaining mother liquor after removal of unreacted ammonium bicarbonate was evaporated approximately 60 times to a lithium chloride concentration of 300-350 g / l and returned to the lithium carbonate precipitation stage. Thus, despite the not very high degree of deposition of lithium carbonate in one go, with the return of unreacted lithium chloride to the cycle, it increases and the lithium chloride solution is almost completely processed.

Безотходная схема получения высокочистого карбоната лития из хлоридного литиевого концентрата показана на фиг.2. Исходный концентрированный раствор хлорида лития может быть получен из литийсодержащего хлоридного натриевого рассола путем его гелиоконцентрирования, во время которого осаждаются соли макрокомпонентов (NaCl, KCl, CaSO4, MgCl·H2O), а концентрация хлорида лития возрастает. После удаления выпавших солей концентрированный раствор имеет следующий состав (г/л): LiCl - 250-300; NaCl - 2; KCl - 0,4; MgCl2 - 65,3; CaCl2 - 0,91; SO42- - 0,2. Такой раствор очищают от примесей так же, как указано в патенте [3], то есть 90-97% примеси магния и кальция удаляют с помощью карбоната лития, а доочистку от них проводят с использованием смеси гидроксида кальция и соды. От сульфат-ионов концентрированный раствор очищают с помощью хлорида бария. После очистки раствор содержит (г/л): LiCl - 300; NaCl - 0,08; KCl - 0,02; MgCl2 - 0,008; CaCl2 - 0,005; SO42- - 0,005.A waste-free scheme for producing high-purity lithium carbonate from lithium chloride concentrate is shown in FIG. 2. The initial concentrated solution of lithium chloride can be obtained from lithium-containing chloride sodium brine by means of helioconcentration, during which salts of macrocomponents (NaCl, KCl, CaSO 4 , MgCl · H 2 O) precipitate and the concentration of lithium chloride increases. After removal of the precipitated salts, the concentrated solution has the following composition (g / l): LiCl - 250-300; NaCl - 2; KCl - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4 2- - 0.2. Such a solution is cleaned of impurities in the same way as described in the patent [3], that is, 90-97% of magnesium and calcium impurities are removed using lithium carbonate, and their purification is carried out using a mixture of calcium hydroxide and soda. From the sulfate ions, the concentrated solution is purified using barium chloride. After cleaning, the solution contains (g / l): LiCl - 300; NaCl - 0.08; KCl - 0.02; MgCl 2 - 0.008; CaCl 2 - 0.005; SO 4 2- - 0.005.

Если вследствие особенностей химического состава рассола (очень высокое исходное содержание хлоридов кальция и магния) невозможно его гелиоконцентрирование, тогда хлорид лития извлекают из рассола с помощью селективного сорбента [4, 5], а далее полученный элюат в виде раствора хлорида лития концентрируют и очищают так же, как описано выше.If due to the chemical composition of the brine (very high initial content of calcium and magnesium chlorides) it is impossible to helioconcentrate it, then lithium chloride is extracted from the brine using a selective sorbent [4, 5], and then the resulting eluate in the form of a solution of lithium chloride is concentrated and purified in the same way as described above.

Такой очищенный концентрат хлорида лития приводят во взаимодействие с пульпой бикарбоната аммония. После проведения взаимодействия по реакции (2) осадок карбоната лития отфильтровывают, промывают промывной водой со стадии промывки высокочистого товарного карбоната лития, отжимают на фильтре, затем распульповывают оборотным маточным раствором со стадии фильтрации высокочистого карбоната лития и направляют на стадию карбонизации карбоната лития углекислым газом для перевода его в раствор бикарбоната лития. Сюда же подается углекислый газ, выделяющийся по реакции (2), и прошедший через стадию очистки маточника со стадии осаждения карбоната лития от непрореагировавшего бикарбоната аммония.Such a purified lithium chloride concentrate is reacted with a pulp of ammonium bicarbonate. After the reaction (2) is carried out, the precipitate of lithium carbonate is filtered off, washed with washing water from the washing stage of high-purity commodity lithium carbonate, squeezed on the filter, then pulp is recycled with the mother liquor from the filtration stage of high-purity lithium carbonate and sent to the stage of carbonization of lithium carbonate with carbon dioxide to transfer its in lithium bicarbonate solution. Carbon dioxide, emitted by reaction (2), and passed through the stage of purification of the mother liquor from the stage of deposition of lithium carbonate from unreacted ammonium bicarbonate, is also supplied here.

В маточнике после отделения осадка карбоната лития концентрация хлорида аммония составляет ~200 г/л и в нем содержится ~25% не вступившего во взаимодействие бикарбоната аммония. Для устранения потерь бикарбоната аммония маточник вместе с присоединенной к нему промывной водой со стадии промывки карбоната лития подвергают термическому разложению при температуре около 60°С, в результате которого бикарбонат аммония разлагается на аммиак и углекислый газ, удаляемые из маточного раствора в процессе контакта его с газом-носителем, в качестве которого служит углекислый газ, образующийся по реакции (2). Выделяющийся аммиак поглощается водой и в присутствии углекислого газа в соответствии с реакциейAfter separation of the precipitate of lithium carbonate in the mother liquor, the concentration of ammonium chloride is ~ 200 g / l and it contains ~ 25% of unreacted ammonium bicarbonate. To eliminate the loss of ammonium bicarbonate, the mother liquor, together with the washing water attached to it, from the washing stage of lithium carbonate, is subjected to thermal decomposition at a temperature of about 60 ° C, as a result of which ammonium bicarbonate decomposes into ammonia and carbon dioxide, which are removed from the mother liquor during its contact with gas -carrier, which is carbon dioxide formed by reaction (2). Ammonia released is absorbed by water and in the presence of carbon dioxide in accordance with the reaction

Figure 00000004
Figure 00000004

образуется раствор бикарбоната аммония, который используют для приготовления пульпы бикарбоната аммония на стадии проведения реакции (2).a solution of ammonium bicarbonate is formed, which is used to prepare pulp of ammonium bicarbonate at the stage of the reaction (2).

Выделение аммиака из бикарбонатно-аммонийных растворов методом воздушной десорбции осуществляли при температуре 50-60°С. Степень десорбции аммиака из раствора составляет 85-90%. Это наглядно видно из данных фиг.3. Избыточный углекислый газ со стадии абсорбции аммиака, очищенный от примеси аммиака, направляют на стадию карбонизации карбоната лития.The separation of ammonia from bicarbonate-ammonium solutions by air desorption was carried out at a temperature of 50-60 ° C. The degree of desorption of ammonia from the solution is 85-90%. This is clearly seen from the data of figure 3. Excess carbon dioxide from the ammonia absorption stage, purified from ammonia impurities, is sent to the stage of carbonization of lithium carbonate.

После разложения непрореагировавшего бикарбоната аммония и его отгонки в виде аммиака и углекислого газа маточник, содержащий хлористый аммоний и непрореагировавший хлорид лития, подвергают упариванию при нагреве или в естественных условиях, например в бассейне. При достижении концентрации хлорида лития в растворе около 100 г/л достигается насыщение по хлориду аммония и начинает осаждаться твердый хлорид аммония. При дальнейшем концентрировании концентрация хлорида лития возрастает, а концентрация хлорида аммония начинает снижаться. Это наглядно демонстрирует фиг.4. При достижении концентрации хлорида лития, равной 300 г/л, концентрация хлорида аммония в упаренном растворе составляет 82 г/л; при концентрации 363 г/л она снижается до 55 г/л. Отфильтрованный твердый хлорид аммония промывают его насыщенным раствором во избежание растворения и сушат при температуре 50-60°С. Концентрированный раствор хлорида лития после упаривания и отделения выпавшего в осадок хлорида аммония возвращают в голову процесса.After decomposition of unreacted ammonium bicarbonate and its distillation in the form of ammonia and carbon dioxide, the mother liquor containing ammonium chloride and unreacted lithium chloride is evaporated by heating or in natural conditions, for example, in a pool. When the concentration of lithium chloride in the solution reaches about 100 g / l, saturation of ammonium chloride is achieved and solid ammonium chloride begins to precipitate. With further concentration, the concentration of lithium chloride increases, and the concentration of ammonium chloride begins to decrease. This is clearly shown in figure 4. Upon reaching a concentration of lithium chloride equal to 300 g / l, the concentration of ammonium chloride in the stripped off solution is 82 g / l; at a concentration of 363 g / l, it decreases to 55 g / l. The filtered solid ammonium chloride is washed with a saturated solution to avoid dissolution and dried at a temperature of 50-60 ° C. The concentrated lithium chloride solution after evaporation and separation of the precipitated ammonium chloride is returned to the head of the process.

На стадии карбонизации из карбоната лития со стадии осаждения и маточного раствора со стадии фильтрации высокочистого карбоната лития готовят пульпу с содержанием твердой фазы 3-5% и пропускают через нее углекислый газ при температуре 10-40°С в течение 2-4 ч. Происходит следующая реакция:At the stage of carbonization from lithium carbonate from the precipitation stage and the mother liquor from the filtration stage of high-purity lithium carbonate, a pulp is prepared with a solids content of 3-5% and carbon dioxide is passed through it at a temperature of 10-40 ° C for 2-4 hours. The following occurs reaction:

Figure 00000005
Figure 00000005

Полученный раствор бикарбоната лития, содержащий 7-8 вес.% бикарбоната лития, далее отфильтровывают от нерастворившихся частиц и направляют на стадию декарбонизации. При температуре 70-95°С происходит обратный процесс и насыщенный раствор бикарбоната лития разлагается с выделением чистого карбоната лития, а все растворимые примеси остаются в растворе. Выпавший осадок чистого карбоната лития отфильтровывают, промывают деионизированной водой и сушат при температуре 120°С. Он содержит (вес.%): основное вещество 99,9; Na - 0,0002; К - 0,00015; Mg - 0,0005; Ca - 0,002; NH4+ - отсутствует.The resulting lithium bicarbonate solution containing 7-8 wt.% Lithium bicarbonate, then filtered off from insoluble particles and sent to the stage of decarbonization. At a temperature of 70-95 ° C, the reverse process occurs and a saturated solution of lithium bicarbonate decomposes with the release of pure lithium carbonate, and all soluble impurities remain in the solution. The precipitate of pure lithium carbonate is filtered off, washed with deionized water and dried at a temperature of 120 ° C. It contains (wt.%): Basic substance 99.9; Na 0.0002; K - 0.00015; Mg - 0.0005; Ca - 0.002; NH 4 + is absent.

Промывную воду направляют на стадию промывки карбоната лития, а маточник со стадии декарбонизации возвращают на распульповку карбоната лития перед стадией его карбонизации. По мере накопления в нем примесей маточник выводят из оборота частично или полностью, заменяя его деионизированной водой. Загрязненный примесями маточник для утилизации содержащегося в нем лития направляют на стадию предварительной очистки исходного концентрированного раствора хлорида лития.The washing water is sent to the washing stage of lithium carbonate, and the mother liquor from the decarbonization stage is returned to the pulping of lithium carbonate before the stage of its carbonization. As impurities accumulate in it, the mother liquor is withdrawn from the turnover partially or completely, replacing it with deionized water. The mother liquor contaminated with impurities for disposal of lithium contained therein is sent to the preliminary purification stage of the initial concentrated lithium chloride solution.

Выделяющийся в этом процессе чистый углекислый газ, практически не содержащий примесей, направляют для получения попутно образующегося товарного продукта - углекислоты по любому из известных способов (сжатой или в виде сухого льда).The pure carbon dioxide emitted in this process, which is practically free of impurities, is sent to obtain a simultaneously generated marketable product - carbon dioxide according to any of the known methods (compressed or in the form of dry ice).

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

1) использование бикарбоната аммония для получения карбоната лития высокой степени чистоты из литиеносных хлоридных рассолов;1) the use of ammonium bicarbonate to obtain lithium carbonate of high purity from lithium chloride brines;

2) безотходность способа за счет реализации попутно образующихся товарных продуктов - NH4Cl и углекислоты.2) non-waste method due to the implementation of simultaneously formed marketable products - NH 4 Cl and carbon dioxide.

3) отсутствие сбросных растворов;3) lack of waste solutions;

4) повышение коэффициента полезного использования исходного раствора хлорида лития за счет его возврата в голову процесса после упаривания маточника;4) increasing the efficiency of the initial solution of lithium chloride due to its return to the head of the process after evaporation of the mother liquor;

5) повышение коэффициента полезного использования бикарбоната аммония за счет улавливания аммиака при термическом разложении маточника и возврата его в виде раствора бикарбоната аммония в голову процесса на стадию приготовление пульпы бикарбоната аммония;5) increasing the efficiency of ammonium bicarbonate due to the capture of ammonia during thermal decomposition of the mother liquor and returning it in the form of a solution of ammonium bicarbonate to the head of the process at the stage of preparing the pulp of ammonium bicarbonate;

6) снижение себестоимости карбоната лития высокой степени чистоты за счет использования более дешевого, чем сода, бикарбоната аммония и реализации попутно образующихся товарного хлорида аммония, а также высокочистого углекислого газа.6) reduction in the cost of lithium carbonate of high purity due to the use of cheaper than soda ammonium bicarbonate and the sale of the resulting commodity ammonium chloride, as well as high-purity carbon dioxide.

Указанные признаки в сочетании позволяют получить карбонат лития высокой степени чистоты и создать безотходный технологический процесс получения карбоната лития из литиеносных природных и техногенных хлоридных растворов.These features in combination allow to obtain lithium carbonate of high purity and create a waste-free technological process for producing lithium carbonate from lithium-bearing natural and technogenic chloride solutions.

Заявляемое изобретение обладает новизной, так как впервые предлагается непосредственное взаимодействие раствора хлорида лития с бикарбонатом аммония для получения высокочистого карбоната лития, о чем в доступных источниках информации сведения отсутствуют.The claimed invention has novelty, since for the first time a direct interaction of a solution of lithium chloride with ammonium bicarbonate is proposed to obtain high-purity lithium carbonate, about which information is not available in available sources of information.

Перечень чертежей и таблицList of drawings and tables

Фиг.1. Зависимость степени осаждения лития в виде Li2CO3 (α, %) от температуры.Figure 1. Dependence of the degree of lithium deposition in the form of Li 2 CO 3 (α,%) on temperature.

Фиг.2. Безотходная технологическая схема получения карбоната лития высокой степени чистоты.Figure 2. Waste-free technological scheme for producing lithium carbonate of high purity.

Фиг.3. Зависимость степени десорбции аммиака из маточного раствора от соотношения объема пропущенного газа к объему раствора.Figure 3. Dependence of the degree of desorption of ammonia from the mother liquor on the ratio of the volume of the passed gas to the volume of the solution.

Фиг.4. Зависимость содержания NH4Cl (г/л) в маточнике от концентрации LiCl (г/л) при упаривании маточника, полученного по реакции (2).Figure 4. Dependence of the content of NH 4 Cl (g / l) in the mother liquor on the concentration of LiCl (g / l) upon evaporation of the mother liquor obtained by reaction (2).

В таблице представлены данные по условиям опытов и степени осаждения Li2CO3 при взаимодействии концентрированного раствора хлорида лития с бикарбонатом аммония.The table presents data on the conditions of the experiments and the degree of deposition of Li 2 CO 3 during the interaction of a concentrated solution of lithium chloride with ammonium bicarbonate.

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

20 л природного хлоридного рассола состава (г/л): LiCl - 9; NaCl - 182; KCl - 35,3; MgCl2 - 54,2; CaCl2 - 3,19; SO42- - 2,8 (общая минерализация ~ 286 г/л) подвергали концентрированию под действием лампы накаливания. При достижении предела насыщения раствора по компонентам происходило осаждение солей NaCl, KCl, CaSO4 и MgCl2·6H2O, а концентрация LiCl возрастала. После удаления выпавших солей концентрированный раствор имеет следующий состав (г/л): LiCl - 250; NaCl - 2; KCl - 0,4; MgCl2 - 65,3; CaCl2 - 0,91; SO42- - 0,2. Этот концентрированный раствор подвергали очистке от ионов Са2+, Mg2+ и SO42+. Первичную очистку от Са2+, Mg2+ осуществляли с помощью Li2CO3.20 l of natural chloride brine composition (g / l): LiCl - 9; NaCl - 182; KCl - 35.3; MgCl 2 54.2; CaCl 2 - 3.19; SO 4 2- - 2.8 (total mineralization ~ 286 g / l) was concentrated under the influence of an incandescent lamp. Upon reaching the saturation limit of the solution by components, precipitation of the NaCl, KCl, CaSO 4, and MgCl 2 · 6H 2 O salts occurred, and the LiCl concentration increased. After removal of the precipitated salts, the concentrated solution has the following composition (g / l): LiCl - 250; NaCl - 2; KCl - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4 2- - 0.2. This concentrated solution was purified from Ca 2+ , Mg 2+ and SO 4 2+ ions . The primary purification from Ca 2+ , Mg 2+ was carried out using Li 2 CO 3 .

В 600 мл концентрированного раствора, подогретого до 80°С, добавляли 27,5 г Li2СО3 и перемешивали 1 ч. Выпавший осадок MgCO3 и СаСО3 отфильтровывали. Концентрация LiCl в растворе повысилась до 300 г/л. Остаточная концентрация MgCl2 составила 6,5 г/л, CaCl3 - 0,10 г/л. Для более глубокой очистки концентрированного раствора LiCl от Са2+, Mg2+ в него вводили смесь 3 г Ca(OH)2 и 4,3 г Na2CO3 из расчета осаждения Mg(OH)2 и СаСО3. Раствор отделяли от выпавшего осадка и далее проводили очистку от ионов SO42-. В подкисленный до рН 2 и нагретый до 80°С раствор при перемешивании вводили 0,26 г BaCl2 до полного осаждения ионов SO42- в виде нерастворимого BaSO4. Оставляли раствор с осадком на 6-8 ч для укрупнения частиц осадка и фильтровали. Таким образом, получали очищенный концентрированный раствор LiCl.In 600 ml of a concentrated solution, heated to 80 ° C, 27.5 g of Li 2 CO 3 was added and stirred for 1 h. The precipitate of MgCO 3 and CaCO 3 was filtered. The concentration of LiCl in solution increased to 300 g / L. The residual concentration of MgCl 2 was 6.5 g / l, CaCl 3 - 0.10 g / l. For a deeper purification of the concentrated LiCl solution from Ca 2+ , Mg 2+ , a mixture of 3 g of Ca (OH) 2 and 4.3 g of Na 2 CO 3 was introduced into it based on the precipitation of Mg (OH) 2 and CaCO 3 . The solution was separated from the precipitated precipitate, and then the SO 4 2– ions were purified. 0.26 g of BaCl 2 was introduced into the solution acidified to pH 2 and heated to 80 ° C with stirring until the SO 4 2– ions completely precipitated as insoluble BaSO 4 . Leave the solution with the precipitate for 6-8 hours to enlarge the particles of the precipitate and filtered. Thus, a purified concentrated LiCl solution was obtained.

500 мл концентрированного раствора хлорида лития, содержащего (г/л): LiCl - 300; Mg - 0,008; Са - 0,005, Na - 0,08, К - 0,02, SO42- - 0,005 приливают к пульпе, содержащей 200 мл Н2O и 279,7 г твердого бикарбоната аммония. Перемешивают образовавшуюся пульпу 1,5 ч при температуре 20°С. Полученный осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера. Степень осаждения первичного карбоната лития из раствора составляет 70,1%.500 ml of a concentrated solution of lithium chloride containing (g / l): LiCl - 300; Mg - 0.008; Ca - 0.005, Na - 0.08, K - 0.02, SO 4 2- - 0.005 is added to a pulp containing 200 ml of H 2 O and 279.7 g of solid ammonium bicarbonate. Stir the resulting pulp for 1.5 hours at a temperature of 20 ° C. The precipitate obtained is filtered on a Buchner funnel. The degree of deposition of primary lithium carbonate from solution is 70.1%.

Масса влажного осадка составляет 142 г при влажности около 30%. Его промывают путем распульповки осадка в 300 мл дистиллированной воды (Ж:Т=3). Промывную воду, содержащую (г/л): Li - 1,5; НСО3 - 6; NH4+ - 8; Cl - 17, присоединяют к маточнику.The mass of wet sediment is 142 g with a moisture content of about 30%. It is washed by pulping the precipitate in 300 ml of distilled water (W: T = 3). Wash water containing (g / l): Li - 1.5; HCO 3 - 6; NH 4 + - 8; Cl - 17, attached to the mother liquor.

Маточник содержит (г/л): Li - 10,3, НСО3- - 64,4, NH4+ - 83,5, Cl - 171 (что в процентном соотношении солей, находящихся в растворе составляет: LiCl ~ 18%, NH4НСО3 ~ 25% и NH4Cl - 57%). Маточник вместе с присоединенной к нему промывной водой используют далее на стадии десорбции из него непрореагировавшего бикарбоната аммония.The mother liquor contains (g / l): Li - 10.3, HCO 3 - - 64.4, NH 4 + - 83.5, Cl - 171 (which in the percentage of salts in solution is: LiCl ~ 18%, NH 4 HCO 3 ~ 25% and NH 4 Cl - 57%). The mother liquor, together with the wash water attached to it, is used further at the stage of desorption of unreacted ammonium bicarbonate from it.

Десорбцию аммиака из маточника осуществляли на колонке диаметром 8 см при скорости потока газа 1,2 м3/ч и соотношении объема газа к объему раствора, равном 2500. За 1,5 часа степень десорбции аммиака составила ~90%. Сорбцию десорбированного аммиака водой при температуре около 40°С осуществляли на такой же колонке, что и десорбцию. Соотношение объема газа к объему раствора составило 9000. Степень поглощения аммиака достигала 98%. (Уловленные аммиак и углекислый газ в виде раствора бикарбоната аммония с концентрацией 310 г/л и в объеме 200 мл использовали для осуществления примера 2.)The desorption of ammonia from the mother liquor was carried out on a column with a diameter of 8 cm at a gas flow rate of 1.2 m 3 / h and a gas volume to solution volume ratio of 2500. Over 1.5 hours, the degree of ammonia desorption was ~ 90%. Sorption of desorbed ammonia with water at a temperature of about 40 ° C was carried out on the same column as desorption. The ratio of gas volume to solution volume was 9000. The degree of absorption of ammonia reached 98%. (Captured ammonia and carbon dioxide in the form of a solution of ammonium bicarbonate with a concentration of 310 g / l and in a volume of 200 ml was used to implement example 2.)

Маточный раствор вместе с промывной водой после операции десорбции аммиака далее подвергали упариванию в естественных условиях при температуре воздуха 22-25°С и относительной влажности 25-30%. 1 литр полученного раствора упаривали в течение 80 часов до концентрации хлорида лития примерно 300 г/л. Выпавший осадок кристаллов хлорида аммония (185,7 г) отделяли на воронке Бюхнера и отмывали от маточника, обрабатывая его 400 мл насыщенного раствора NH4Cl (~300 г/л) во избежание потерь растворимого хлорида аммония при промывке. Промывной раствор содержит 4,9 г/л лития. После сушки кристаллов NH4Cl при температуре около 60°С в течение 14 ч получили продукт с содержанием лития 0,09 вес.% и остаточной влажностью 0,6 вес.%, соответствующий требованиям ГОСТа. Выход NH4Cl составил 1,3 кг на 1 кг карбоната лития. Упаренный концентрированный раствор хлорида лития (маточник после отделения NH4Cl), содержащий (г/л): Li - 50; НСО3- - 0,03; NH4+ - 27,5; Cl - 264, использовали в последующих опытах на стадии осаждения первичного карбоната лития (см. пример 2).The mother liquor together with the wash water after the operation of desorption of ammonia was further subjected to evaporation under natural conditions at an air temperature of 22-25 ° C and a relative humidity of 25-30%. 1 liter of the resulting solution was evaporated over 80 hours to a concentration of lithium chloride of approximately 300 g / L. The precipitated crystals of ammonium chloride crystals (185.7 g) were separated on a Buchner funnel and washed from the mother liquor, treating it with 400 ml of a saturated solution of NH 4 Cl (~ 300 g / l) to avoid loss of soluble ammonium chloride during washing. The washing solution contains 4.9 g / l of lithium. After drying the crystals of NH 4 Cl at a temperature of about 60 ° C for 14 hours, a product was obtained with a lithium content of 0.09 wt.% And a residual moisture content of 0.6 wt.%, Corresponding to the requirements of GOST. The yield of NH 4 Cl was 1.3 kg per 1 kg of lithium carbonate. One stripped off concentrated solution of lithium chloride (mother liquor after separation of NH 4 Cl), containing (g / l): Li - 50; NSO 3 - - 0.03; NH 4 + - 27.5; Cl - 264 was used in subsequent experiments at the deposition stage of primary lithium carbonate (see example 2).

Влажный промытый осадок первичного Li2СО3 далее подвергали карбонизации углекислым газом. Из 142 г влажного осадка и 2000 мл дистиллированной воды готовили пульпу с концентрацией твердой фазы 3,6% в реакторе с мешалкой, оборудованном пористой керамической насадкой для диспергирования углекислого газа, подаваемого из баллона. При 20°С процесс карбонизации проводили в течение 2-х часов. Полученный раствор бикарбоната лития фильтровали и нагревали до 95°С. Декарбонизацию при этой температуре проводили в течение 1 часа. Образовавшийся осадок чистого карбоната лития отделяли от маточного раствора фильтрацией на воронке Бюхнера и промывали его путем распульповки с 300 мл горячей деионизированной воды в реакторе с мешалкой. Промытый карбонат лития отделяли фильтрацией и высушивали при 120°С. Сухой высушенный продукт имел следующий состав (вес.%): основное вещество - 99,9; Na - 0,0002; К - 0,00015; Mg - 0,0005; Ca - 0,002, SO42- - 0,003; NH4+ - отсутствует.The wet washed precipitate of primary Li 2 CO 3 was further carbonated. Pulp was prepared from 142 g of wet sediment and 2000 ml of distilled water with a solid phase concentration of 3.6% in a stirred reactor equipped with a porous ceramic nozzle for dispersing carbon dioxide supplied from a cylinder. At 20 ° C, the carbonization process was carried out for 2 hours. The resulting lithium bicarbonate solution was filtered and heated to 95 ° C. Decarbonization at this temperature was carried out for 1 hour. The precipitate of pure lithium carbonate was separated from the mother liquor by filtration on a Buchner funnel and washed by pulping with 300 ml of hot deionized water in a stirred reactor. The washed lithium carbonate was separated by filtration and dried at 120 ° C. Dry dried product had the following composition (wt.%): Basic substance - 99.9; Na 0.0002; K - 0.00015; Mg - 0.0005; Ca - 0.002; SO 4 2- - 0.003; NH 4 + is absent.

Данные об условиях проведения взаимодействия концентрированного раствора хлорида лития с бикарбонатом аммония и степень осаждения первичного карбоната лития представлены в таблице.Data on the conditions for the interaction of a concentrated solution of lithium chloride with ammonium bicarbonate and the degree of deposition of primary lithium carbonate are presented in the table.

Пример 2.Example 2

То же, что в примере 1, но на стадии осаждения первичного карбоната лития берут 380 мл исходного концентрированного раствора LiCl (вместо 500 мл), добавляют к нему 120 мл маточного раствора LiCl, полученного в примере 1 на стадии упаривания и садки NH4Cl (содержащего 303 г/л LiCl и 82 г/л NH4Cl), и приливают к пульпе, содержащей 217 грамм твердого NH4HCO3 и 200 мл раствора бикарбоната аммония, полученного в примере 1 на стадии абсорбции аммиака и CO2 и содержащего 310 г/л бикарбоната аммония. Состав полученного маточного раствора практически идентичен примеру 1. Степень осаждения первичного карбоната лития составила 74%. При этом экономия расходуемого твердого NH4НСО3 составила около 22% за счет использования вторичного раствора бикарбоната аммония, полученного в соответствии со схемой, представленной на фиг.2.The same as in example 1, but at the deposition stage of primary lithium carbonate, 380 ml of the initial concentrated LiCl solution are taken (instead of 500 ml), 120 ml of the mother liquor of LiCl obtained in example 1 at the stage of evaporation and charging of NH 4 Cl are added to it ( containing 303 g / l LiCl and 82 g / l NH 4 Cl), and poured into a pulp containing 217 grams of solid NH 4 HCO 3 and 200 ml of a solution of ammonium bicarbonate obtained in example 1 at the stage of absorption of ammonia and CO 2 and containing 310 g / l ammonium bicarbonate. The composition of the resulting mother liquor is almost identical to example 1. The degree of deposition of primary lithium carbonate was 74%. In this case, the saving of spent solid NH 4 HCO 3 was about 22% due to the use of a secondary solution of ammonium bicarbonate, obtained in accordance with the scheme shown in figure 2.

Промышленная применимость.Industrial applicability.

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

- заменить соду более дешевым реагентом - бикарбонатом аммония, стоимость которого ~ в 1,5 раза ниже стоимости соды;- replace soda with a cheaper reagent - ammonium bicarbonate, the cost of which is ~ 1.5 times lower than the cost of soda;

- сделать процесс экологически чистым, исключив сброс маточника, содержащего раствор NaCl с концентрацией ~150-200 г/л;- make the process environmentally friendly by eliminating the discharge of the mother liquor containing a NaCl solution with a concentration of ~ 150-200 g / l;

- переработать маточник с выделением из него товарного продукта - хлорида аммония, используемого в народном хозяйстве в качестве удобрения и флюса;- to process the mother liquor with the release of a marketable product - ammonium chloride, used in the national economy as fertilizer and flux;

- удешевить себестоимость получаемого карбоната лития высокой степени чистоты за счет реализации попутных товарных продуктов - хлористого аммония и углекислоты;- reduce the cost of the obtained lithium carbonate of high purity due to the sale of by-products of the market - ammonium chloride and carbon dioxide;

- реализовать создание замкнутой, безотходной технологии получения карбоната лития высокой степени чистоты.- implement the creation of a closed, waste-free technology for producing lithium carbonate of high purity.

Таблица
Условия опытов и степень осаждения лития при взаимодействии концентрированного раствора хлорида лития с бикарбонатом аммония
Table
The experimental conditions and the degree of deposition of lithium in the interaction of a concentrated solution of lithium chloride with ammonium bicarbonate
Номер опытаExperience Number Условия опытовTest conditions Содержание в маточнике, г/лThe content in the mother liquor, g / l Степень осаждения Li2CO3, %The degree of deposition of Li 2 CO 3 ,% Концентрация раствора LiCl, г/лThe concentration of the LiCl solution, g / l Температура, °СTemperature ° C Время взаимод., минInteraction time, min Li+ Li + NH4+ NH 4 + НСО3- NSO 3 - 1one 300300 20twenty 30thirty 11,511.5 82,082.0 82,182.1 64,164.1 22 300300 20twenty 6060 10,110.1 83,083.0 76,276,2 69,369.3 33 300300 20twenty 9090 10,310.3 82,082.0 71,771.7 70,070.0 4four 300300 20twenty 120120 10,310.3 85,585.5 60,460,4 70,170.1 55 350350 20twenty 9090 10,110.1 85,085.0 59,259.2 73,173.1 66 350350 30thirty 9090 9,749.74 97,597.5 43,943.9 78,078.0 77 350350 4040 9090 9,409.40 94,494.4 47,047.0 77,377.3 88 300300 6060 30thirty 9,59.5 69,369.3 нетno 68,768.7

Источники информацииInformation sources

1. Pat. CN №1059702, заявл. 10.09.90, опубл. 25.03.92 / Wang Guiying, Shi Ying.1. Pat. CN No. 1059702, declared 09/10/90, publ. 03/25/92 / Wang Guiying, Shi Ying.

2. Pat. US №5219550, С 01 D 015/08, заявл. 06.12.90, опубл. 15.06.1993 / Brown P.M., Boryta D.A.2. Pat. US No. 5219550, C 01 D 015/08, decl. 12/06/90, publ. 06/15/1993 / Brown P.M., Boryta D.A.

3. Pat. US №6207126, С 22 В 26/12; С 01 F 5/2/2; С 01 D 15/04, заявл. 14.06.1999, опубл. 27.03.2001 / Boryta D.A., Kullberg T.F., Thurston A.M. (прототип).3. Pat. US No. 6207126, C 22 V 26/12; C 01 F 5/2/2; C 01 D 15/04, claimed 06/14/1999, publ. 03/27/2001 / Boryta D.A., Kullberg T.F., Thurston A.M. (prototype).

4. Пат. РФ №2223142, С 01 D 15/00, заявл. 22.11.2001, опубл. 10.02.2004 / Менжерес Л.Т., Рябцев А.Д., Мамылова Е.В., Коцупало Н.П.4. Pat. RF №2223142, С 01 D 15/00, decl. 11/22/2001, publ. 02.10.2004 / Menzherez L.T., Ryabtsev A.D., Mamylova E.V., Kotsupalo N.P.

5. Пат. РФ №2234367, В 01 J 20/00, С 01 D 15/00, заявл. 15.12.2002, опубл. 20.08.2004 / Менжерес Л.Т., Рябцев А.Д., Мамылова Е.В., Коцупало Н.П.5. Pat. RF №2234367, 01 J 20/00, C 01 D 15/00, decl. 12/15/2002, publ. 08/20/2004 / Menzherez L.T., Ryabtsev A.D., Mamylova E.V., Kotsupalo N.P.

Claims (2)

1. Способ получения карбоната лития высокой степени чистоты из литиеносных хлоридных рассолов, включающий получение хлоридного литиевого концентрата, очистку хлоридного литиевого концентрата от основного количества примесей кальция, магния, сульфат-ионов, реагентное осаждение карбоната лития из очищенного хлоридного литиевого концентрата, промывку карбоната лития, перевод промытого карбоната лития в насыщенный раствор бикарбоната лития углекислым газом, декарбонизацию насыщенного раствора бикарбоната лития при нагревании, отделение освобожденного от остаточных примесей высокочистого твердого карбоната лития от раствора и его сушку, отличающийся тем, что осаждение карбоната лития из очищенного хлоридного литиевого концентрата ведут водной пульпой бикарбоната аммония при 20-40°С, выводя из реакционного объема образующийся углекислый газ, который после его очистки от примесей аммиака используют в качестве карбонизирующего агента для перевода осажденного и отделенного от жидкой фазы карбоната лития в насыщенный раствор бикарбоната лития, а маточный раствор операции осаждения карбоната лития вначале освобождают от остаточного количества смеси бикарбоната и карбоната аммония путем его термического разложения на аммиак и углекислый газ, удаляемых потоком газа носителя, содержащего аммиак и углекислый газ, образующегося на операции осаждения карбоната лития, при этом поток газа-носителя очищают от аммиака путем его противоточной промывки водой при охлаждении с получением раствора бикарбоната аммония, направляемого на операцию приготовления водной пульпы бикарбоната аммония, а затем упаривают, получая твердую фазу хлорида аммония и жидкую фазу с концентрацией хлорида лития 300-350 г/л, жидкую фазу возвращают на операцию осаждения первичного карбоната лития из хлоридного литиевого концентрата, а твердую фазу хлорида аммония отмывают его насыщенным раствором от остатков хлорида лития и сушат.1. A method of producing lithium carbonate of high purity from lithium chloride brines, including the production of lithium chloride concentrate, purification of lithium chloride concentrate from the main amount of calcium, magnesium, sulfate ions, reagent deposition of lithium carbonate from purified lithium chloride concentrate, washing of lithium carbonate, the conversion of the washed lithium carbonate into a saturated solution of lithium bicarbonate with carbon dioxide, decarbonization of a saturated solution of lithium bicarbonate with heating, separated the solution of high purity solid lithium carbonate freed from residual impurities from the solution and its drying, characterized in that the precipitation of lithium carbonate from the purified lithium chloride concentrate is carried out with an aqueous pulp of ammonium bicarbonate at 20-40 ° C, removing carbon dioxide from the reaction volume, which after it purification of ammonia impurities is used as a carbonizing agent for the conversion of lithium carbonate precipitated and separated from the liquid phase into a saturated solution of lithium bicarbonate, and the mother liquor is opera and the deposition of lithium carbonate is first freed from the residual mixture of bicarbonate and ammonium carbonate by thermal decomposition into ammonia and carbon dioxide, which are removed by the carrier gas stream containing ammonia and carbon dioxide formed during the deposition of lithium carbonate, while the carrier gas stream is cleaned of ammonia by countercurrent washing it with water while cooling to obtain a solution of ammonium bicarbonate, directed to the operation of preparing an aqueous pulp of ammonium bicarbonate, and then evaporated, Obtain solid phase of ammonium chloride and a liquid phase with lithium chloride concentration of 300-350 g / l, the liquid phase is recycled to the precipitation step of the primary lithium carbonate from lithium chloride concentrate and the solid phase was washed with ammonium chloride, a saturated solution of lithium chloride and the residue was dried. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углекислый газ, выделяющийся на стадии декарбонизации раствора бикарбоната лития, вместе с остаточным количеством углекислого газа, поступающего со стадии карбонизации карбоната лития, используют для получения товарной углекислоты.2. The method according to claim 1, characterized in that the carbon dioxide released at the stage of decarbonization of the lithium bicarbonate solution, together with the residual amount of carbon dioxide supplied from the stage of carbonization of lithium carbonate, is used to produce marketable carbon dioxide.
RU2004138907/15A 2004-12-30 2004-12-30 Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines RU2283283C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138907/15A RU2283283C1 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004138907/15A RU2283283C1 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004138907A RU2004138907A (en) 2006-06-10
RU2283283C1 true RU2283283C1 (en) 2006-09-10

Family

ID=36712611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004138907/15A RU2283283C1 (en) 2004-12-30 2004-12-30 Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2283283C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102557084A (en) * 2012-01-18 2012-07-11 黄三贵 Method for preparing high-purity lithium carbonate from lithium chloride stock solution
RU2560359C2 (en) * 2013-11-19 2015-08-20 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостар-Наутех" Calcification method of producing lithium carbonate from lithium-bearing material
RU2564806C2 (en) * 2013-08-28 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" (ООО"Экостар-Наутех") Method of producing ultrapure lithium carbonate from technical-grade lithium carbonate and apparatus therefor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2013201833B2 (en) * 2012-08-13 2014-07-17 Reed Advanced Materials Pty Ltd Processing of Lithium Containing Ore

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Коровин С.С. и др. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. - М.: МИСИС, т.1, 1996. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102557084A (en) * 2012-01-18 2012-07-11 黄三贵 Method for preparing high-purity lithium carbonate from lithium chloride stock solution
RU2564806C2 (en) * 2013-08-28 2015-10-10 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" (ООО"Экостар-Наутех") Method of producing ultrapure lithium carbonate from technical-grade lithium carbonate and apparatus therefor
RU2560359C2 (en) * 2013-11-19 2015-08-20 Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостар-Наутех" Calcification method of producing lithium carbonate from lithium-bearing material

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004138907A (en) 2006-06-10

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
CN102432044B (en) Method for extracting ultrahigh-purity lithium carbonate from salt lake brine with high magnesium-lithium ratio
JP5406955B2 (en) Method for producing lithium carbonate
CN100469697C (en) Method for producing low-magnesium battery-stage lithium carbonate from lithium sulfate solution
CN102432045B (en) Preparation method of ultra-high purity lithium carbonate
JP2018502995A (en) Treatment of lithium-containing materials including performing HCl sparge
US8900545B2 (en) Process for the production of high purity magnesium hydroxide
CN1343622A (en) Getting alkali from salt solution and calcining sesquicarbonate of soda
CN102432046B (en) Utilization method of chloride type salt lake brine
WO2022166116A1 (en) Trona production process
CN109574055A (en) A kind of method of salt slurry production precipitated calcium carbonate and epsom salt
US4044097A (en) Recovery of soda values from sodium carbonate crystallizer purge liquors
JP5086021B2 (en) Recovery method of rare earth elements
JP2002518281A (en) Production method of potassium sulfate
CN112456522A (en) Comprehensive utilization method of waste residues in spice production and synthetic ammonia purge gas
CN111592017A (en) Method for preparing battery-grade lithium chloride by pressing and soaking spodumene
US3991160A (en) Recovery of soda values from sodium carbonate crystallizer purge liquors
JPH11246217A (en) Production of soda salt
RU2660864C2 (en) Method for preparing lithium carbonate from lithium-containing natural brines
RU2283283C1 (en) Process of producing h-purity lithium carbonate from lithium-bearing chloride brines
US11180369B2 (en) Renewable magnesium removing agent and its use in preparation of low-magnesium lithium-rich brine
CN1335263A (en) Carbonization process of separating Mg and Li salt and preparing lithium carbonate from salt lake bittern with high Mg/Li ratio
CN102328947A (en) Method for recovering strontium slag
CN1330612A (en) Method of formulating alkali metal salts
RU2283282C1 (en) Soda ash production process

Legal Events

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

Effective date: 20071231

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

Effective date: 20150921

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20160520

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170519