RU2816073C1 - Method for sorption production of lithium concentrate from lithium-containing solution - Google Patents

Method for sorption production of lithium concentrate from lithium-containing solution Download PDF

Info

Publication number
RU2816073C1
RU2816073C1 RU2023118784A RU2023118784A RU2816073C1 RU 2816073 C1 RU2816073 C1 RU 2816073C1 RU 2023118784 A RU2023118784 A RU 2023118784A RU 2023118784 A RU2023118784 A RU 2023118784A RU 2816073 C1 RU2816073 C1 RU 2816073C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
sorbent
solution
washing
eluate
Prior art date
Application number
RU2023118784A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Владимирович Пономаренко
Дмитрий Алексеевич Кондруцкий
Original Assignee
Акционерное общество "Аксион Редкие и Драгоценные Металлы" (АО "АРДМ")
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Аксион Редкие и Драгоценные Металлы" (АО "АРДМ") filed Critical Акционерное общество "Аксион Редкие и Драгоценные Металлы" (АО "АРДМ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2816073C1 publication Critical patent/RU2816073C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to lithium hydrometallurgy. Method for sorption production of a lithium concentrate from a lithium-containing solution includes: a sorption step involving passing a lithium-containing solution through a sorbent to extract lithium, a step for washing said sorbent and a desorption step. At the stage of washing of said sorbent, washing liquid containing depleted raffinate and/or depleted eluate is used for washing. Depleted raffinate is a solution taken from first 0.4–1.5 column volumes of the solution obtained at the sorption step as a result of contact of the lithium-containing brine with said sorbent. Depleted eluate is a solution taken from any of 4th, 5th, 6th, 7th or 8th column volumes of the solution obtained at the desorption step as a result of contact of the desorbing solution with said sorbent.
EFFECT: reduced volume of recycled lithium with washing solution, higher purity of lithium concentrate, reduced losses of lithium with washing solution, high purity of the lithium concentrate, high quality of washing the sorbent while maintaining mechanical strength of the sorbent.
7 cl, 2 tbl

Description

Область техникиField of technology

Предлагаемое изобретение относится к области гидрометаллургии лития и может быть использовано для извлечения лития из природных растворов, также называемых природных рассолов и вод, технологических растворов и сточных вод различных производств.The present invention relates to the field of lithium hydrometallurgy and can be used to extract lithium from natural solutions, also called natural brines and waters, process solutions and wastewater from various industries.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

В настоящее время одним из видов сырья, используемого для производства лития и его соединений, являются литийсодержащие природные воды и рассолы. Поскольку концентрация ионов лития в данном сырье является невысокой на фоне значительного содержания ионов щелочных и щелочноземельных металлов и других сопутствующих компонентов, то для обогащения рассолов по литию перспективно применение сорбционной технологии с использованием селективных к литию сорбентов.Currently, one of the types of raw materials used for the production of lithium and its compounds are lithium-containing natural waters and brines. Since the concentration of lithium ions in this raw material is low against the background of a significant content of alkali and alkaline earth metal ions and other associated components, the use of sorption technology using lithium-selective sorbents is promising for enriching brines with lithium.

В публикации автореферата на соискание ученой степени доктора технических наук Рябцев А.Д. Переработка литиеносного поликомпонентного гидроминерального сырья на основе его обогащения по литию, Томск, 2011 (URL: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/6742/1/thesis_tpu-2012-03.pdf), раскрыт способ безреагентного сорбционного обогащения по литию целевого нетрадиционного литиеносного гидроминерального сырья с получением первичного литиевого концентрата, в котором используют ступенчато-противоточный режим контакта рассола с гранулированным сорбентом, когда обедненный по литию рассол контактирует со свежим сорбентом, а частично насыщенный сорбент обрабатывается исходным рассолом. При повышении температуры рассола с 20°С до 40°С скорость сорбции возрастает в 1,5 раза. Однако дальнейшее повышение температуры нежелательно во избежание окристаллированности частиц соединения [LiAl2(OH)6]Cl⋅mH2O. В данной работе установлено, что оптимальными условиями селективного сорбционного извлечения лития гранулированным сорбентом ДГАЛ-Cl из рассола, имеющего общую минерализацию 450-500 г/м3 и содержащего хлорид лития в концентрации 2,0-2,2 г/м3 являются трехступенчатый противоточный контакт рассола с сорбентом при Ж:Т =8,0 - 8,5; время контакта 45-50 минут; температура 35-40°С на каждой из ступеней. При этом степень селективного извлечения лития из рассола достигает значения 93-96%, а рабочая объемная емкость гранулированного сорбента составляет около 70% от значения полной сорбционной емкости. Для десорбции лития из отработанного сорбента также предпочтительнее использовать ступенчато-противоточный режим контакта фаз. В зависимости от степени насыщения сорбента литием оптимальное количество ступеней контакта при Ж:Т = 2,5-3,0, температуре 35-40°С и времени контакта на каждой из ступеней 15-20 минут составляет 3 или 4. При этом максимальное содержание хлорида лития в получаемом литиевом концентрате достигает уровня 6-8 г/л.In the publication of the abstract for the degree of Doctor of Technical Sciences, A.D. Ryabtsev. Processing of lithium-bearing polycomponent hydromineral raw materials based on their lithium enrichment, Tomsk, 2011 (URL: https://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/6742/1/thesis_tpu-2012-03.pdf), a method of reagent-free sorption enrichment is disclosed for lithium of the target non-traditional lithium-bearing hydromineral raw materials to obtain a primary lithium concentrate, in which a step-countercurrent mode of contact of the brine with a granular sorbent is used, when the lithium-depleted brine is in contact with the fresh sorbent, and the partially saturated sorbent is treated with the original brine. When the brine temperature increases from 20°C to 40°C, the sorption rate increases 1.5 times. However, a further increase in temperature is undesirable in order to avoid crystallization of particles of the compound [LiAl 2 (OH) 6 ]Cl⋅mH 2 O. In this work, it was established that the optimal conditions for the selective sorption extraction of lithium with granular sorbent DGAL-Cl from brine having a total mineralization of 450-500 g/m 3 and containing lithium chloride in a concentration of 2.0-2.2 g/m 3 are three-stage countercurrent contact of the brine with the sorbent at W:T = 8.0 - 8.5; contact time 45-50 minutes; temperature 35-40°C at each stage. In this case, the degree of selective extraction of lithium from brine reaches 93-96%, and the working volumetric capacity of the granular sorbent is about 70% of the total sorption capacity. For the desorption of lithium from a spent sorbent, it is also preferable to use a stepwise countercurrent phase contact mode. Depending on the degree of saturation of the sorbent with lithium, the optimal number of contact stages at L:S = 2.5-3.0, temperature 35-40°C and contact time at each stage of 15-20 minutes is 3 or 4. In this case, the maximum content lithium chloride in the resulting lithium concentrate reaches a level of 6-8 g/l.

После завершения операции сорбции рассол из зернистого слоя сорбента вытесняют с помощью литиевого концентрата, полученного на операции десорбции. Оптимальная линейная скорость раствора вытеснения в сечении зернистого слоя сорбента находится в пределах 0,5-0,6 м.ч-1.After completion of the sorption operation, the brine is displaced from the granular layer of the sorbent using the lithium concentrate obtained in the desorption operation. The optimal linear velocity of the displacement solution in the cross section of the granular layer of the sorbent is in the range of 0.5-0.6 m.h -1 .

При соблюдении оптимальных параметров ведения основных технологических операций процесса сорбционного обогащения ЛГМС получаемый товарный литиевый концентрат имеет показатель R не выше 5, а общие потери сорбированного лития (в пересчете на хлорид) при удалении рассола не превышают 10 %.If the optimal parameters for conducting the main technological operations of the process of sorption enrichment of LHMS are observed, the resulting commercial lithium concentrate has an R value of no higher than 5, and the total loss of sorbed lithium (in terms of chloride) when removing brine does not exceed 10%.

Основным недостатком известного способа является значительный возврат лития в рецикл, что характерно для любых способов, где в качестве промывной жидкости используют элюат, который сам по себе имеет высокую концентрацию лития. При этом для текущего уровня техники потери сорбированного лития (в пересчете на хлорид) при удалении рассола в указанном диапазоне до 10% недопустимы для эффективности процесса.The main disadvantage of the known method is the significant return of lithium to recycling, which is typical for any methods where an eluate is used as a washing liquid, which itself has a high concentration of lithium. Moreover, for the current level of technology, losses of sorbed lithium (in terms of chloride) when removing brine in the specified range of up to 10% are unacceptable for the efficiency of the process.

Из патента RU2659968, опубл. 04.07.2018, известен способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов путем его сорбционного обогащения по литию с использованием гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, который включает циклы сорбции-отмывки-десорбции. В способе используют 4 колонны с сорбентом: две в стадии сорбции LiCl, одна в стадии отмывки сорбента от рассола, одна в стадии десорбции LiCl из сорбента. По мере полного насыщения хлоридом лития сорбента в первой по ходу потока рассола колонне ее переводят в стадию отмывки сорбента от рассола, остальные тоже сдвигаются по стадиям цикла вперед. Цикл повторяют по экспериментально обоснованной циклограмме. Линейную скорость жидких фаз в колоннах на всех стадиях производства первичного литиевого концентрата поддерживают на уровне 5-7 м/ч. Отмывку сорбента от рассола осуществляют предварительным сливом рассола из колонны, затем ступенчатой промывкой сорбента последовательно пятью порциями промывной жидкости в направлении снизу-вверх объемом, составляющим 1/3 от объема сорбента в колоне каждая, четыре порции из пяти представляют собой промывные жидкости с различным содержанием компонентов рассола в порядке снижения их содержания по ступеням промывки, а пятая порция представляет собой объем пресной воды. Каждая последующая порция вытесняет предыдущую. Первую порцию смешивают с очищенным от взвешенных частиц природным литиеносным рассолом. Каждая последующая порция становится n-1 порцией в следующем цикле промывки (вторая станет первой и т.п.), таким образом первая порция всегда будет самой концентрированной.From patent RU2659968, publ. 07/04/2018, there is a known method for producing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines by sorption enrichment of lithium using a granular sorbent based on a chlorine-containing variety of aluminum and lithium double hydroxide, which includes sorption-washing-desorption cycles. The method uses 4 columns with sorbent: two at the stage of LiCl sorption, one at the stage of washing the sorbent from brine, one at the stage of LiCl desorption from the sorbent. As the sorbent in the first column along the brine flow is completely saturated with lithium chloride, it is transferred to the stage of washing the sorbent from the brine, the rest also move forward along the stages of the cycle. The cycle is repeated according to an experimentally proven cyclogram. The linear velocity of the liquid phases in the columns at all stages of the production of primary lithium concentrate is maintained at the level of 5-7 m/h. Washing the sorbent from the brine is carried out by first draining the brine from the column, then by stepwise washing the sorbent with five portions of washing liquid in a bottom-to-top direction, each with a volume of 1/3 of the volume of the sorbent in the column, four of the five portions are washing liquids with different contents of components brine in order of decreasing their content by washing stages, and the fifth portion represents the volume of fresh water. Each subsequent portion displaces the previous one. The first portion is mixed with natural lithium brine, cleared of suspended particles. Each subsequent portion becomes n-1 portions in the next wash cycle (the second becomes the first, etc.), so the first portion will always be the most concentrated.

Недостатком указанного способа является большой расход пресной воды и относительно невысокое извлечение лития.The disadvantage of this method is the high consumption of fresh water and the relatively low extraction of lithium.

Из публикации международной заявки WO2017039724, опубл. 09.03.2017, известен способ получения раствора лития высокой чистоты из исходного раствора лития, содержащего растворенные Na+, Ca2+ и Mg2+, путем пропускания исходного раствора лития через слой сорбента, состоящего из гидратированного оксида алюминия, интеркалированного LiX, предпочтительно LiCl, для извлечения лития из исходного раствора лития в сорбент; промывание слоя сорбента разбавленным водным раствором LiCl для удаления лития из сорбента с получением литиевого элюента с повышенной концентрацией Li+; нанофильтрация элюента для получения литиевого пермеата, из которого одновременно удаляются Ca2+, Mg2+ и другие компоненты, поддающиеся нанофильтрации, с получением раствора пермеата с 25% или менее и раствора ретентата с 75% или более Ca2+ и Mg2+ по сравнению с элюентом от промывки; и подвергание раствора пермеата прямому осмосу с получением раствора, содержащего 13000-25000 частей на миллион растворенного лития.From the publication of international application WO2017039724, publ. 03/09/2017, a known method for obtaining a high-purity lithium solution from a lithium source solution containing dissolved Na + , Ca 2+ and Mg 2+ by passing the source lithium solution through a sorbent layer consisting of hydrated alumina intercalated with LiX, preferably LiCl, to extract lithium from the initial lithium solution into the sorbent; washing the sorbent layer with a dilute aqueous solution of LiCl to remove lithium from the sorbent to obtain a lithium eluent with an increased concentration of Li + ; nanofiltration of the eluent to obtain a lithium permeate from which Ca 2+ , Mg 2+ and other components amenable to nanofiltration are simultaneously removed to obtain a permeate solution with 25% or less and a retentate solution with 75% or more Ca 2+ and Mg 2+ by compared to the eluent from washing; and subjecting the permeate solution to forward osmosis to obtain a solution containing 13,000-25,000 ppm of dissolved lithium.

Недостатком известного способа является недостаточное удаление примесей бора, так как бор проникает через нанофильтрационную мембрану. Кроме того, в известном способе будут большие потери лития с промывными растворами за счет смешения вытесняемого рассола с разбавленным водным раствором LiСl.The disadvantage of this known method is the insufficient removal of boron impurities, since boron penetrates through the nanofiltration membrane. In addition, in the known method there will be large losses of lithium with the washing solutions due to mixing of the displaced brine with a dilute aqueous solution of LiCl.

Из публикации заявки CN114797171A, опубл. 29.07.2022, известен способ извлечения лития, в котором литийсодержащий рассол направляют из резервуара в первичную адсорбционную колонну сорбции, состоящею из трех частей для извлечения лития и магния. Рафинат после сорбции направляют в резервуар с литийсодержащим рассолом. Десорбцию магния и лития проводят пермеатом, полученным на стадии обратноосмотического концентрирования элюата. Пермеат подают в нижнюю часть первичной адсорбционную колонну сорбции, рафинат с нижней части колонны направляют в среднюю часть, рафинат со средней части направляют в верхнюю часть колонны, из которой рафинат идет в резервуар с исходным рассолом. Элюат десорбции идет на двухстадийное удаление магния, после чего получают «вторичный элюат» с высоким содержанием лития. «Вторичный элюат» поступает в установку обратного осмоса, пермеат из которого идет на десорбцию, а концентрат поступает на другие стадии для получения карбоната лития.From application publication CN114797171A, publ. 07/29/2022, a method for extracting lithium is known, in which lithium-containing brine is sent from a reservoir to a primary adsorption sorption column, consisting of three parts, to extract lithium and magnesium. After sorption, the raffinate is sent to a tank with lithium-containing brine. Desorption of magnesium and lithium is carried out with the permeate obtained at the stage of reverse osmosis concentration of the eluate. The permeate is fed to the lower part of the primary adsorption sorption column, the raffinate from the bottom of the column is sent to the middle part, the raffinate from the middle part is sent to the upper part of the column, from which the raffinate goes to the reservoir with the original brine. The desorption eluate is used for two-stage removal of magnesium, after which a “secondary eluate” with a high lithium content is obtained. The “secondary eluate” enters the reverse osmosis unit, the permeate from which goes for desorption, and the concentrate goes to other stages to produce lithium carbonate.

Недостатком данного способа является то, что он не подходит для рассолов с высоким содержанием примесей и низкой концентрацией лития.The disadvantage of this method is that it is not suitable for brines with a high content of impurities and low lithium concentration.

Из патента CN113368537B, опубл. 24.05.2022, известен способ извлечения лития, в котором литийсодержащий рассол направляют в колонну, наполненную сорбентом, в которую затем вводят элюент для десорбции магния. После удаления с сорбента магния проводят десорбцию лития путем подачи снизу-вверх, выдавленный из колонны объем раствора используют в качестве элюента на десорбции.From patent CN113368537B, publ. 05/24/2022, a known method for extracting lithium, in which a lithium-containing brine is sent to a column filled with a sorbent, into which an eluent is then introduced for desorption of magnesium. After removing magnesium from the sorbent, lithium is desorption by feeding from bottom to top; the volume of solution squeezed out of the column is used as an eluent for desorption.

Недостатком данного способа является отсутствие отмывки сорбента от примесей бора и сульфатов.The disadvantage of this method is the lack of washing the sorbent from boron and sulfate impurities.

Способ, описанный в заявке WO2019221932A1, выбран в качестве прототипа и включает в себя заполнение колонн с сорбентом исходным рассолом, который затем вытесняется элюатом, далее проводят десорбцию сорбента при помощи элюата, на выходе получают элюат, от которого отделяют наиболее бедную по содержанию лития фракцию и одну ее часть направляют на приготовление элюата, а другую на вытеснение исходного рассола из сорбента. После проведения десорбции остатки элюата вытесняются при помощи рафината в направлении сверху-вниз, затем насыщенный элюат идет на обратноосматическое концентрирование.The method described in the application WO2019221932A1 was chosen as a prototype and includes filling columns with a sorbent with the original brine, which is then displaced by the eluate, then desorption of the sorbent is carried out using the eluate, at the output an eluate is obtained, from which the fraction poorest in lithium content is separated and one part of it is sent to prepare the eluate, and the other to displace the original brine from the sorbent. After desorption, the remaining eluate is displaced using raffinate in the top-to-bottom direction, then the saturated eluate goes to reverse osmosis concentration.

Недостатком прототипа является то, что после десорбции, при вытеснении рафинатом остатков элюата из колонны в направлении сверху-вниз, часть рафината попадает в элюат, что приводит к его загрязнению. Если рафинат содержит больше солей, чем элюат, то вытеснение элюата не произойдет, рафинат смешается с элюатом и примеси рафината попадут в готовый элюат, что в результате потребует более сложной системы очистки от примесей и как следствие более сложной технологической схемы.The disadvantage of the prototype is that after desorption, when raffinate displaces the remaining eluate from the column in the top-to-bottom direction, part of the raffinate enters the eluate, which leads to its contamination. If the raffinate contains more salts than the eluate, then displacement of the eluate will not occur, the raffinate will mix with the eluate and impurities of the raffinate will end up in the finished eluate, which as a result will require a more complex system for removing impurities and, as a result, a more complex technological scheme.

Исходя из таблицы 2 прототипа, на основе состава рассола, подаваемого на сорбцию, и коэффициентов перехода примесей на стадии сорбции из рассола в элюат «% Reporting to CCAD Product» в таблице далее рассчитан состав рафината:Based on Table 2 of the prototype, based on the composition of the brine supplied for sorption and the transfer coefficients of impurities at the stage of sorption from brine to eluate “% Reporting to CCAD Product”, the table below calculates the composition of the raffinate:

ССAD Product (mg/L)
Содержание солей в элюате
мг/л
CCAD Product (mg/L)
Salt content in the eluate
mg/l
Содержание солей в рафинате, согласно пересчету, мг/лSalt content in raffinate, according to conversion, mg/l
LiLi 3,2503,250 17.817.8 CaCa 407407 50,84750,847 MgMg 1.641.64 102102 NaNa 117117 76,40276,402 KK 3939 22,62722,627

Из данной таблицы видно, что содержание солей, а, следовательно, и плотность рафината выше, чем у элюата. Это будет приводить к тому, что при подаче более плотного рафината в колонну сверху-вниз, как описано в прототипе, более плотный раствор будет опускаться вниз, а более легкий по плотности элюат потянется вверх, в результате слои смешаются и вытеснение элюата рафинатом не произойдет, и более того элюат загрязнится примесями рафината, что как было указано выше потребует его дополнительной очистки от нежелательных примесей.From this table it can be seen that the salt content, and, consequently, the density of the raffinate is higher than that of the eluate. This will lead to the fact that when a denser raffinate is fed into the column from top to bottom, as described in the prototype, the denser solution will go down, and the lighter-density eluate will be pulled up, as a result, the layers will mix and displacement of the eluate by raffinate will not occur, and moreover, the eluate will be contaminated with raffinate impurities, which, as stated above, will require its additional purification from undesirable impurities.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Задачей настоящего изобретения является разработка эффективного способа переработки литийсодержащего раствора, обеспечивающего возможность снижения объема возвращаемого в рецикл лития с промывным раствором, повышение чистоты литиевого концентрата, а также снижение количества стадий при возможной дальнейшей переработке полученного элюата (десорбата) в товарные литийсодержащие продукты.The objective of the present invention is to develop an effective method for processing a lithium-containing solution, providing the ability to reduce the volume of lithium returned to recycling with the washing solution, increasing the purity of the lithium concentrate, as well as reducing the number of stages for possible further processing of the resulting eluate (desorbate) into commercial lithium-containing products.

Технический результат заявленного изобретения заключается в снижении объема возвращаемого в рецикл лития с промывным раствором, повышение чистоты литиевого концентрата, снижение потерь лития с промывным раствором, повышение чистоты литиевого концентрата, повышение качества промывки сорбента при сохранении механической прочности сорбента.The technical result of the claimed invention is to reduce the volume of lithium returned to recycling with the washing solution, increasing the purity of the lithium concentrate, reducing losses of lithium with the washing solution, increasing the purity of the lithium concentrate, improving the quality of washing the sorbent while maintaining the mechanical strength of the sorbent.

Для решения поставленной задачи и достижения технического результата предлагается способ сорбционного получения литиевого концентрата из литийсодержащего раствора, включающий:To solve the problem and achieve a technical result, a method is proposed for the sorption production of lithium concentrate from a lithium-containing solution, including:

стадию сорбции, включающую пропускание литийсодержащего раствора через сорбент для извлечения лития,a sorption stage, including passing a lithium-containing solution through a sorbent to extract lithium,

стадию промывки указанного сорбента,the stage of washing said sorbent,

стадию десорбции,desorption stage,

отличающийся тем, чтоcharacterized in that

на стадии промывки указанного сорбента для промывки используют промывную жидкость, содержащую обедненный рафинат и/или обедненный элюат,at the stage of washing the specified sorbent, a washing liquid containing a depleted raffinate and/or a depleted eluate is used for washing,

причем обедненный рафинат представляет собой раствор, отобранный из первых 0,4-1,5 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего раствора с указанным сорбентом,wherein the depleted raffinate is a solution selected from the first 0.4-1.5 column volumes of the solution obtained at the sorption stage as a result of contact of the lithium-containing solution with the specified sorbent,

а обедненный элюат представляет собой раствор, отобранный из любого из 4-го, 5-го, 6-го, колоночных объемов раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с указанным сорбентом. А для сорбентов, характеризующихся высокой сорбционной способностью в качестве обедненного элюата, в соответствии с настоящим изобретением, может быть использован раствор отобранный не только из любого из 4-го, 5-го, или 6-го, но и из 7-го, или 8-го колоночных объемов раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора сорбентом.and the depleted eluate is a solution taken from any of the 4th, 5th, 6th column volumes of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorption solution with the specified sorbent. And for sorbents characterized by high sorption capacity as a depleted eluate, in accordance with the present invention, a solution selected not only from any of the 4th, 5th, or 6th, but also from the 7th, or 8 column volumes of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorbing solution with the sorbent.

Промывная жидкость - жидкость, используемая для вытеснения раствора из сорбционно-десорбционного модуля перед стадией десорбции и/или удаления примесей из сорбента перед десорбцией для минимизации или даже исключения примесей в элюате, который образуется далее в результате десорбции.Washing liquid is a liquid used to displace a solution from a sorption-desorption module before the desorption stage and/or remove impurities from the sorbent before desorption to minimize or even eliminate impurities in the eluate, which is formed further as a result of desorption.

Рафинат - раствор, образовавшийся на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего раствора с сорбентом для извлечения лития.Raffinate is a solution formed at the sorption stage as a result of contact of a lithium-containing solution with a sorbent to extract lithium.

Элюат - раствор, образовавшийся на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с сорбентом для извлечения лития.Eluate is a solution formed at the desorption stage as a result of contact of the desorbing solution with the sorbent to extract lithium.

Обедненный рафинат представляет собой раствор, отобранный из первых 0,4-1,5 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего раствора с сорбентом.The depleted raffinate is a solution selected from the first 0.4-1.5 column volumes of the solution obtained at the sorption stage as a result of contact of the lithium-containing solution with the sorbent.

Иными словами, в установку (сорбционно-десорбционный обогатительный модуль) подают литийсодержащий раствор, который контактирует с сорбентом. Выходящий в результате из установки раствор представляет собой рафинат. Из всего объема выходящего из установки рафината отбирают самые первые 0,4-1,5 колоночных объемов, которые отводят в качестве обедненного рафината для последующего использования в составе промывной жидкости.In other words, a lithium-containing solution is supplied to the installation (sorption-desorption enrichment module), which is in contact with the sorbent. The resulting solution from the installation is raffinate. From the entire volume of raffinate leaving the installation, the very first 0.4-1.5 column volumes are selected, which are removed as depleted raffinate for subsequent use in the wash liquid.

Обедненный элюат представляет собой раствор, отобранный из любого из 4-го, 5-го, 6-го, 7-го или 8-го колоночных объемов раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с сорбентом.The depleted eluate is a solution taken from any of the 4th, 5th, 6th, 7th or 8th column volumes of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorption solution with the sorbent.

Иными словами, в установку (сорбционно-десорбционный обогатительный модуль) подают десорбирующий раствор, который контактирует с сорбентом. Выходящий в результате из установки раствор представляет собой элюат. Из всего объема выходящего из установки элюата отбирают из любого из 4-го, 5-го, 6-го, 7-го или 8-го колоночных объема (то есть 1-ый, 2-ой и 3-ий колоночный объемы отводят на иные нужды), которые отводят в качестве обедненного элюата для последующего использования в составе промывной жидкости.In other words, a desorbing solution is supplied to the installation (sorption-desorption enrichment module), which is in contact with the sorbent. The resulting solution from the installation is an eluate. From the entire volume of eluate leaving the installation, it is taken from any of the 4th, 5th, 6th, 7th or 8th column volumes (that is, the 1st, 2nd and 3rd column volumes are allocated to other needs), which are removed as a depleted eluate for subsequent use in the washing liquid.

Обедненный рафинат и обедненный элюат после получения отводят в одну общую или в отдельные емкости для последующего использования в составе промывной жидкости, при этом обедненный рафинат и обедненный элюат могут быть получены как в рамках одной установки, так и в рамках нескольких установок, например, когда несколько сорбционно-десорбционных модулей установлены параллельно. При этом в некоторых модулях вообще может отсутствовать функция отвода обедненного рафината и обедненного элюата, и указанные обедненный рафинат и обедненный элюат могут получены из другого модуля.After production, the depleted raffinate and depleted eluate are taken into one common or separate containers for subsequent use as part of the washing liquid, while the depleted raffinate and depleted eluate can be obtained both within one installation and within several installations, for example, when several sorption-desorption modules are installed in parallel. Moreover, in some modules there may be no function for removing lean raffinate and lean eluate at all, and the specified lean raffinate and lean eluate can be obtained from another module.

Под колоночным объемом (КО) понимается объем жидкости равный объему сорбента, вовлеченного в технологическую стадию/операцию.Column volume (CV) is understood as a volume of liquid equal to the volume of the sorbent involved in the technological stage/operation.

Сорбент для извлечения лития может представлять собой любой известный из уровня техники сорбент, который позволяет осуществлять извлечение лития, например, интеркалат литий-оксида алюминия, полученный из гидратированного оксида алюминия, слоистый двойной гидроксид хлорида лития-алюминия, слоистый активированный оксид алюминия, модифицированный двойным гидроксидом, слоистый двойной гидроксид, импрегнированный в ионообменную смолу или сополимер, или молекулярное сито, или цеолит, слоистый алюминатный полимер. Более предпочтительно использовать, получивший широкое применение в промышленности в последнее время гранулированный сорбент на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития ([LiAl2(OH)6]Cl⋅mH2O).The lithium recovery sorbent may be any sorbent known in the art that allows lithium recovery, for example, lithium alumina intercalate derived from hydrated alumina, layered lithium aluminum chloride double hydroxide, layered double hydroxide modified activated alumina , a layered double hydroxide impregnated into an ion exchange resin or copolymer or molecular sieve or zeolite, a layered aluminate polymer. It is more preferable to use a granular sorbent based on a chlorine-containing version of double hydroxide of aluminum and lithium ([LiAl 2 (OH) 6 ]Cl⋅mH 2 O), which has recently become widely used in industry.

В объеме вышеизложенной совокупности признаков технический результат, как мы считаем, достигается по следующим причинам.In the scope of the above set of features, the technical result, in our opinion, is achieved for the following reasons.

Нами неожиданно было установлено, что как обедненный рафинат, так и обедненный элюат, проявляют лучшую способность по извлечению нежелательных примесей с сорбента на стадии промывки, по сравнению с промывкой сорбента обычным элюатом или рафинатом, как это делается в уровне техники.We unexpectedly found that both the lean raffinate and the lean eluate exhibit a better ability to remove unwanted impurities from the sorbent at the washing stage, compared to washing the sorbent with a conventional eluate or raffinate, as is done in the prior art.

Особенно эффективным оказалось использование обедненного рафината и обедненного элюата для сложных комбинаций некоторых примесей, которые присущи разным по природе источникам литийсодержащего раствора.The use of depleted raffinate and depleted eluate turned out to be especially effective for complex combinations of certain impurities that are inherent in sources of lithium-containing solution of different nature.

Не связывая себя какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения предполагают, что указанные обедненный рафинат и обедненный элюат содержат уникальный остаточный состав солей, что и определяет их способность не только укреплять сорбент, но и осуществлять более эффективную отмывку от примесей на стадии промывки сорбента.Without being bound by any theory, the authors of the present invention assume that the specified depleted raffinate and depleted eluate contain a unique residual salt composition, which determines their ability not only to strengthen the sorbent, but also to more effectively remove impurities at the sorbent washing stage.

Авторами было выявлено, что в зависимости от природы литийсодержащего раствора либо обедненный элюат, либо обедненный рафинат эффективнее отмывает от натрия, калия, магния, кальция, бора, сульфатов и иных примесей.The authors found that, depending on the nature of the lithium-containing solution, either the depleted eluate or the depleted raffinate is more effective at removing sodium, potassium, magnesium, calcium, boron, sulfates and other impurities.

Однако если объединить обедненный элюат и обедненный рафинат для некоторых растворов наблюдается неизвестный ранее кумулятивный эффект.However, if the depleted eluate and depleted raffinate are combined for some solutions, a previously unknown cumulative effect is observed.

Наибольший эффект достигается от промывки обедненным рафинатом и/или обедненным элюатом, как в отдельности, так и в различных их соотношениях.The greatest effect is achieved by washing with lean raffinate and/or lean eluate, both individually and in their various ratios.

В предпочтительном варианте обедненный рафинат представляет собой раствор, отобранный из первых 0,5-1,3, более предпочтительно из первых 0,6-1,1, наиболее предпочтительно из первых 0,7-0,9 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего раствора с сорбентом,Preferably, the lean raffinate is a solution taken from the first 0.5-1.3, more preferably the first 0.6-1.1, most preferably the first 0.7-0.9 column volumes of the solution obtained in step sorption as a result of contact of a lithium-containing solution with a sorbent,

В предпочтительном варианте обедненный элюат представляет собой раствор, отобранный из любого из 4-го, 5-го или 6-го, более предпочтительно из 5-го или 6-го колоночного объема раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с сорбентом.Preferably, the depleted eluate is a solution taken from any of the 4th, 5th or 6th, more preferably from the 5th or 6th column volume of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorption solution with the sorbent .

Указанные предпочтительные и более предпочтительные колоночные объемы используемых обедненного элюата или обедненного рафината позволяют достигать более высокого технического результата с точки зрения комплекса таких эффектов, как механическая прочность сорбента, его динамическая емкость по литию и степень очистки от примесей. Кроме того, указанные предпочтительные объемы позволяют расширить возможности для примешивания к промывному раствору иных технологических жидкостей. Однако стоит отметить, что выходить за выше указанные диапазоны используемых колоночных объемов обедненного элюата или обедненного рафината не желательно, так как с одной стороны это может привести к нивелированию эффекта уникального состава солевого фона таких жидкостей, а с другой стороны к повышению общего солевого фона промывной жидкости, что негативно скажется на промывке сорбента от примесей.The indicated preferred and more preferred column volumes of the depleted eluate or depleted raffinate used make it possible to achieve a higher technical result in terms of a complex of effects such as the mechanical strength of the sorbent, its dynamic capacity for lithium and the degree of purification from impurities. In addition, these preferred volumes make it possible to expand the possibilities for mixing other process liquids into the washing solution. However, it is worth noting that it is not advisable to go beyond the above-mentioned ranges of used column volumes of depleted eluate or depleted raffinate, since on the one hand this can lead to leveling out the effect of the unique composition of the salt background of such liquids, and on the other hand to an increase in the total salt background of the washing liquid , which will negatively affect the washing of the sorbent from impurities.

В предпочтительном варианте промывную жидкость подают в объеме, равном 80-150% от объема сорбента для извлечения лития.In a preferred embodiment, the washing liquid is supplied in a volume equal to 80-150% of the volume of the sorbent for lithium extraction.

В предпочтительном варианте промывную жидкость подают в объеме, равном 90-110% от объема сорбента для извлечения лития, более предпочтительно в объеме, равном 100% от объема сорбента для извлечения лития, т.е. 1 колоночный объем.In a preferred embodiment, the washing liquid is supplied in a volume equal to 90-110% of the volume of the sorbent for lithium extraction, more preferably in a volume equal to 100% of the volume of the sorbent for lithium extraction, i.e. 1 column volume.

Нами установлено, что на стадии промывки насыщенного литием сорбента, осуществляемой указанной промывной жидкостью, подаваемой в направлении, обратном или совпадающем с направлением подачи к сорбенту исходного литийсодержащего раствора, в количестве, равном от 80 до 150% от объема сорбента в колонне, происходит вытеснение примесей щелочных и щелочноземельных металлов из межгранульного пространства сорбента и десорбция поглощенного из раствора в том числе бора и сульфат ионов (SO4 2-) и остальных примесей, которые могут содержаться в отдельных видах природных растворов, как например, кремний, железо, цинк и прочие примеси. При этом за счет концентрации солей в промывной жидкости десорбция лития с сорбента не происходит в отличие от промывки деминерализованной водой.We have found that at the stage of washing the lithium-saturated sorbent, carried out by the specified washing liquid supplied in the direction opposite or coinciding with the direction of supply of the initial lithium-containing solution to the sorbent, in an amount equal to 80 to 150% of the volume of the sorbent in the column, impurities are displaced alkali and alkaline earth metals from the intergranular space of the sorbent and desorption of boron and sulfate ions (SO 4 2- ) absorbed from the solution and other impurities that may be contained in certain types of natural solutions, such as silicon, iron, zinc and other impurities . In this case, due to the concentration of salts in the washing liquid, desorption of lithium from the sorbent does not occur, unlike washing with demineralized water.

Использование промывной жидкости в объеме менее 80% недостаточно для вытеснения остатков раствора и сопутствующих примесей из межгранульного пространства. Использование промывной жидкости в объеме более 110% возможно, но увеличение объема начнет приводить к снижению общей эффективности процесса и при превышении объема свыше 150% приведет к высоким значениям возвращаемого в рецикл лития, обедняя по литию готовый элюат.The use of washing liquid in a volume of less than 80% is not enough to displace the remaining solution and accompanying impurities from the intergranular space. Using washing liquid in a volume of more than 110% is possible, but increasing the volume will begin to lead to a decrease in the overall efficiency of the process and if the volume exceeds 150%, it will lead to high values of lithium returned to the recycle, depleting the finished eluate in lithium.

Последующая десорбция лития деминерализованной водой из предварительно отмытого таким раствором сорбента позволяет получить десорбат, содержащий хлорид лития с минимальным содержанием нежелательных примесей.Subsequent desorption of lithium with demineralized water from a sorbent previously washed with such a solution makes it possible to obtain a desorbate containing lithium chloride with a minimum content of undesirable impurities.

В предпочтительном варианте промывная жидкость содержит обедненный рафинат и обедненный элюат в объемном соотношении 0,5-1,5 к 1, предпочтительно 0,7-1,2 к 1, более предпочтительно 1 к 1.In a preferred embodiment, the washing liquid contains lean raffinate and lean eluate in a volume ratio of 0.5-1.5 to 1, preferably 0.7-1.2 to 1, more preferably 1 to 1.

Указанные предпочтительные и более предпочтительные соотношения обедненного элюата или обедненного рафината позволяют достигать более высокий технический результата с точки зрения сохранения динамической емкости сорбента.These preferred and more preferred ratios of lean eluate or lean raffinate make it possible to achieve a higher technical result in terms of maintaining the dynamic capacity of the sorbent.

В предпочтительном варианте промывная жидкость дополнительно содержит пермеат и/или деминерализованную воду и/или ретентант и/или конденсат в количестве не более 50% от общего объема промывной жидкости, предпочтительно в количестве не более 40% от общего объема промывной жидкости, предпочтительно в количестве не более 30% от общего объема промывной жидкости.In a preferred embodiment, the washing liquid additionally contains permeate and/or demineralized water and/or retentant and/or condensate in an amount of no more than 50% of the total volume of the washing liquid, preferably in an amount of no more than 40% of the total volume of the washing liquid, preferably in an amount not more than 30% of the total volume of washing liquid.

Также нами было выявлено, что с целью экономии воды и оптимизации всего технологического процесса получения карбоната лития, к указанным обедненному рафинату и/или обедненному элюату могут быть примешаны иные технологические жидкости, известные из уровня техники и традиционно используемые для промывки аналогичных сорбентов. При этом чем больше традиционно используемых жидкостей примешено к обедненному рафинату и/или обедненному элюату, тем ниже вышеописанный достигаемый по настоящему изобретению технический результат. Поэтому с целью сохранения заявляемого эффекта нежелательно использовать более, чем 50 % традиционно используемых жидкостей из расчета от общего объема промывной жидкости на основе обедненного рафината и/или обедненного элюата. Предпочтительно использовать не более 40%, более предпочтительно не более 30% традиционно используемых жидкостей из расчета от общего объема промывной жидкости на основе обедненного рафината и/или обедненного элюата.We also found that in order to save water and optimize the entire technological process for producing lithium carbonate, other process fluids known from the prior art and traditionally used for washing similar sorbents can be mixed with the specified depleted raffinate and/or depleted eluate. Moreover, the more traditionally used liquids are mixed into the lean raffinate and/or lean eluate, the lower the technical result described above achieved by the present invention. Therefore, in order to maintain the claimed effect, it is undesirable to use more than 50% of traditionally used liquids based on the total volume of washing liquid based on lean raffinate and/or lean eluate. It is preferable to use no more than 40%, more preferably no more than 30% of conventionally used liquids based on the total volume of lean raffinate and/or lean eluate wash liquid.

В качестве таких жидкостей могут быть использованы, например, деминерализованная или обессоленная вода, или технологические жидкости, образующиеся на стадиях технологического процесса получения карбоната лития, например, пермеат, ретентат, конденсат, фильтрат и так далее. Но, как было отмечено выше, наилучший технический результат достигается при использовании только обедненного рафината и/или обедненного элюата.Such liquids can be used, for example, demineralized or demineralized water, or process liquids formed at the stages of the lithium carbonate production process, for example, permeate, retentate, condensate, filtrate, and so on. But, as noted above, the best technical result is achieved when using only lean raffinate and/or lean eluate.

Пермеат - раствор, образующийся в результате обратноосмотического концентрирования элюата. Пермеат представляет собой жидкость, которая прошла (проникла) через фильтрующую мембрану.Permeate is a solution formed as a result of reverse osmosis concentration of the eluate. Permeate is the liquid that has passed (permeated) through the filter membrane.

Ретентат - часть потока при обратноосмотическом концентрировании элюата, которая задерживается мембраной.Retentate is part of the flow during reverse osmosis concentration of the eluate, which is retained by the membrane.

В предпочтительном варианте сорбент для извлечения лития представляет собой гранулированный сорбент на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития.In a preferred embodiment, the lithium recovery sorbent is a granular sorbent based on a chlorine-containing form of aluminum-lithium double hydroxide.

Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the Invention

Лучший вариант осуществления изобретенияBest Mode for Carrying Out the Invention

В качестве сырья используют исходный раствор, представляющий собой природный раствор, который также называют природный рассол (например, попутно добываемую пластовую воду при добыче нефти, воду геотермальных источников, рассол салара и т.д.), технологический раствор или сточные воды нефтегазодобывающих, химических, химико-металлургических производств.As a raw material, a source solution is used, which is a natural solution, which is also called natural brine (for example, produced formation water during oil production, water from geothermal sources, salar brine, etc.), a process solution or wastewater from oil and gas production, chemical, chemical and metallurgical production.

Исходный раствор подают в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль, представляющий собой вертикальную колонну, либо систему из колонн, соединенных последовательно по карусельной (револьверной) схеме, загруженную гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития.The initial solution is fed into a sorption-desorption enrichment module, which is a vertical column or a system of columns connected in series according to a carousel (revolving) circuit, loaded with granular sorbent based on a chlorine-containing variety of double hydroxide of aluminum and lithium.

Сорбцию лития из исходного раствора осуществляют в сорбционно-десорбционном модуле с неподвижным слоем сорбента путем фильтрования исходного раствора на проток или порциями в направлении фильтрования снизу-вверх.Sorption of lithium from the initial solution is carried out in a sorption-desorption module with a fixed layer of sorbent by filtering the initial solution into a flow stream or in portions in the direction of filtration from bottom to top.

Способ осуществляют следующим образом.The method is carried out as follows.

1. Осуществляют стадию сорбции.1. Carry out the sorption stage.

Пропускают литийсодержащий раствор через находящийся в колонне сорбент для извлечения лития.The lithium-containing solution is passed through the sorbent located in the column to extract lithium.

Раствор, отобранный из первых 0,4-1,5 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего раствора с указанным сорбентом, отводят в качестве обедненного рафината в отдельную емкость для последующего использования в составе промывной жидкости.The solution selected from the first 0.4-1.5 column volumes of the solution obtained at the sorption stage as a result of contact of the lithium-containing solution with the specified sorbent is removed as a depleted raffinate into a separate container for subsequent use as part of the washing liquid.

2. Осуществляют стадию промывки сорбента.2. The stage of washing the sorbent is carried out.

По достижении насыщения сорбента по литию в колонне фильтрование исходного литийсодержащего раствора через нее прекращают, переключая потоки по карусельной (револьверной) схеме и промывают слой гранулированного сорбента от раствора промывной жидкостью (составы указаны в таблице 1) в направлении сверху вниз в объеме, равном от 80 до 150% от объема гранулированного сорбента, используемого в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, в зависимости от требуемой степени отмывки от примесей и полноты десорбции примесей, а вытесненный раствор направляют в поток исходного литийсодержащего раствора, подаваемого в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль для обработки следующей порции исходного литийсодержащего хлоридного раствора.Upon reaching saturation of the sorbent with lithium in the column, the filtration of the initial lithium-containing solution through it is stopped, switching the flows according to a carousel (revolving) scheme and the layer of granular sorbent is washed from the solution with a washing liquid (compositions are indicated in Table 1) in the direction from top to bottom in a volume equal to 80 up to 150% of the volume of granular sorbent used in the sorption-desorption enrichment module, depending on the required degree of washing from impurities and the completeness of desorption of impurities, and the displaced solution is directed into the flow of the initial lithium-containing solution supplied to the sorption-desorption enrichment module for processing the next portion initial lithium-containing chloride solution.

Для промывки сорбента используют промывную жидкость, содержащую обедненный рафинат и/или обедненный элюат, а также традиционно используемые для промывки аналогичных сорбентов жидкости.To wash the sorbent, a washing liquid containing depleted raffinate and/or depleted eluate is used, as well as liquids traditionally used for washing similar sorbents.

3. Осуществляют стадию десорбции с получением элюата.3. A desorption stage is carried out to obtain an eluate.

Далее осуществляют десорбцию лития пропусканием обессоленной воды через сорбционно-десорбционный обогатительный модуль на проток или порциями в направлении движения потока сверху вниз.Next, lithium is desorption by passing demineralized water through a sorption-desorption enrichment module onto a flow path or in portions in the direction of flow from top to bottom.

Полученный в результате десорбции раствор представляет собой литиевый концентрат в виде хлорида лития с примесями хлорида аммония, практически свободный от примесей щелочных и щелочноземельных металлов, сульфатов, а также иных примесей.The solution obtained as a result of desorption is a lithium concentrate in the form of lithium chloride with impurities of ammonium chloride, practically free from impurities of alkali and alkaline earth metals, sulfates, and other impurities.

Раствор, отобранный из 4-го, 5-го и 6-го колоночных объемов раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с указанным сорбентом, отводят в качестве обедненного элюата в отдельную емкость для последующего использования в составе промывной жидкости.The solution selected from the 4th, 5th and 6th column volumes of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorbing solution with the specified sorbent is removed as a depleted eluate into a separate container for subsequent use as part of the washing liquid.

В соответствии с вышеуказанным описанием были проведены эксперименты, результаты которых приведены в таблице 1, в которой показано влияние выбранного раствора для промывки сорбента на эффективность сорбции/промывки/десорбции.In accordance with the above description, experiments were carried out, the results of which are shown in Table 1, which shows the effect of the selected solution for washing the sorbent on the efficiency of sorption/washing/desorption.

В таблице 1 использованы следующие сокращения:The following abbreviations are used in Table 1:

Э - элюатE - eluate

Р - рафинатR - raffinate

ОЭ - обедненный элюатOE - depleted eluate

ОР - обедненный рафинатOR - lean raffinate

П - пермеатP - permeate

ДВ - деминерализованная водаDV - demineralized water

Состав исходного раствора № 1: подземная пластовая вода (в г/л): литий Li+ - 0,435; натрий Na+ - 114,5; калий К+ - 9,4; хлор Cl- - 196,0; магний Mg2+ - 3,6; кальций Са2+ - 1,7; сульфаты (SO4 2-) - 6,5.Composition of the initial solution No. 1: underground formation water (in g/l): lithium Li + - 0.435; sodium Na + - 114.5; potassium K + - 9.4; chlorine Cl - - 196.0; magnesium Mg 2+ - 3.6; calcium Ca 2+ - 1.7; sulfates (SO 4 2- ) - 6.5.

Состав исходного раствора № 2: рассол салара (в г/л): литий Li+ - 0,35; натрий Na+ - 105,2; калий К+ - 12,0; хлор Cl- - 285,1; магний Mg2+ - 40,0; кальций Са2+ - 0,8; сульфаты (SO4 2-) - 10,1; бор - 0,5.Composition of the initial solution No. 2: salar brine (in g/l): lithium Li + - 0.35; sodium Na + - 105.2; potassium K + - 12.0; chlorine Cl - - 285.1; magnesium Mg 2+ - 40.0; calcium Ca 2+ - 0.8; sulfates (SO 4 2- ) - 10.1; boron - 0.5.

Используемый сорбент: гранулированный без связующего сорбент-хлорсодержащий двойной гидроксид алюминия и лития следующей формулы LiCl⋅2,2Al(OH)3 с массовой долей влаги 50%. Соотношением Li:Al = 1.0:2,2.Sorbent used: granular, binder-free sorbent-chlorine-containing double hydroxide of aluminum and lithium of the following formula LiCl⋅2.2Al(OH)3 with a moisture mass fraction of 50%. Li:Al ratio = 1.0:2.2.

Объем сорбента в колонне - 5л.The volume of sorbent in the column is 5 liters.

Таблица 1. НачалоTable 1. Start ПримерыExamples Сравнительные по уровню техникиComparative in terms of technology По настоящему изобретениюAccording to the present invention 11 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 11eleven 1212 1313 1414 № исходного раствораNo. of initial solution №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 Объем сорбента в колонне, лVolume of sorbent in the column, l 55 Промывная жидкость, а также объемное соотношение компонентов промывной жидкостиWashing liquid, as well as the volumetric ratio of the components of the washing liquid ДВFar East РR ЭE ОРOR ОЭOE ОР:ОЭ
1:1
OR:OE
1:1
ОР:ОЭ:П
1:1:2
OR:OE:P
1:1:2
Объем промывной жидкости, лVolume of washing liquid, l 55 Режим сорбцииSorption mode Подача снизу вверх, скорость 3 КО/чFeed from bottom to top, speed 3 KO/h Режим промывкиFlushing mode Подача сверху вниз, 6 КО/чFeed from top to bottom, 6 KO/h Режим десорбцииDesorption mode Деминерализованная вода, подача сверху вниз, 1,5 КО/чDemineralized water, supply from top to bottom, 1.5 KO/h Исследуемый параметрParameter under study Механическая прочность (на 100 цикле)Mechanical strength (at 100 cycle) 8282 8080 9393 9292 9595 9494 9393 9191 9494 9292 9696 9696 9191 9090 Потеря сорбента в колонне от первоначального объема % (на 100 цикле)Loss of sorbent in the column from the initial volume % (at cycle 100) 1717 2020 55 55 22 33 55 77 33 55 11 11 66 77 Динамическая обменная емкость сорбента (на 30 цикле)Dynamic exchange capacity of the sorbent (at cycle 30) 1,011.01 0,970.97 0,780.78 0,740.74 0,780.78 0,760.76 0,990.99 0,960.96 1,051.05 1,031.03 1,101.10 1,101.10 1,081.08 1,061.06 Динамическая обменная емкость сорбента (на 100 цикле)Dynamic exchange capacity of the sorbent (at 100 cycles) 0,730.73 0,700.70 0,710.71 0,670.67 0,780.78 0,750.75 0,940.94 0,910.91 0,990.99 0,970.97 1,011.01 1,001.00 0,960.96 0,940.94 Возврат лития в рецикл на 30 цикле, %Return of lithium to recycling at cycle 30, % 10,210.2 10,110.1 11,111.1 10,910.9 12,012.0 11,911.9 6,56.5 6,36.3 7,47.4 7,37.3 4,74.7 4,74.7 6,56.5 6,46.4 Степень отмывки от Ca2+, %Degree of washing from Ca 2+ , % 98,698.6 94,294.2 9,99.9 9,59.5 69,069.0 66,066.0 78,978.9 76,376.3 88,788.7 86,286.2 83,883.8 81,681.6 93,793.7 91,591.5 Степень отмывки от Mg2+, %Degree of cleaning from Mg 2+ , % 98,298.2 93,093.0 9,89.8 9,39.3 68,768.7 65,265.2 78,678.6 76,476.4 88,488.4 85,185.1 83,583.5 80,380.3 93,393.3 89,989.9 Степень отмывки от Na+, %Degree of washing from Na + , % 9595 9696 9,59.5 9,09.0 66,566.5 67,167.1 76,076.0 76,576.5 85,585.5 86,086.0 80,880.8 80,080.0 90,390.3 90,090.0 Степень отмывки от K+, %Degree of washing from K + , % 9999 9999 9,99.9 9,79.7 69,369.3 69,269.2 79,279.2 79,079.0 89,189.1 89,289.2 84,284.2 83,983.9 94,194.1 94,094.0 Степень отмывки от бора, %Degree of boron removal, % -- 7070 -- 3,03.0 -- 60,060.0 -- 65,065.0 -- 67,067.0 -- 66,066.0 -- 68,068.0 Степень отмывки от SO4 2-, %Degree of cleaning from SO 4 2- , % 9696 95,595.5 9,69.6 9,29.2 67,267.2 66,066.0 76,876.8 74,174.1 86,486.4 85,185.1 81,681.6 79,979.9 91,291.2 89,789.7

Таблица 1. ПродолжениеTable 1. Continued ПримерыExamples По настоящему изобретениюAccording to the present invention 1515 1616 1717 1818 1919 2020 2121 2222 2323 2424 № исходного раствораNo. of initial solution №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 №1No. 1 №2No. 2 Объем сорбента в колонне, лVolume of sorbent in the column, l 55 Промывная жидкость, а также объемное соотношение компонентов промывной жидкостиWashing liquid, as well as the volumetric ratio of the components of the washing liquid ОР:ОЭ:П
1:1:1
OR:OE:P
1:1:1
ОР:ОЭ:ДВ
1:1:2
OR:OE:DV
1:1:2
ОР:ОЭ:ДВ
1:1:1
OR:OE:DV
1:1:1
ОР:ОЭ
1,5:1
OR:OE
1.5:1
ОР:ОЭ
0,5:1
OR:OE
0.5:1
Объем промывной жидкости, лVolume of washing liquid, l 55 Режим сорбцииSorption mode Подача снизу вверх, скорость 3 КО/чFeed from bottom to top, speed 3 KO/h Режим промывкиFlushing mode Подача сверху вниз, 6 КО/чFeed from top to bottom, 6 KO/h Режим десорбцииDesorption mode Деминерализованная вода, подача сверху вниз, 1,5 КО/чDemineralized water, supply from top to bottom, 1.5 KO/h Исследуемый параметрParameter under study Механическая прочность (на 100 цикле)Mechanical strength (at 100 cycle) 9191 9090 8888 8686 9090 8989 9494 9494 9595 9595 Потеря сорбента в колонне от первоначального объема % (на 100 цикле)Loss of sorbent in the column from the initial volume % (at cycle 100) 77 77 1010 1212 88 99 22 22 1,51.5 1,51.5 Динамическая обменная емкость сорбента (на 30 цикле)Dynamic exchange capacity of the sorbent (at cycle 30) 1,081.08 1,061.06 1,031.03 1,001.00 1,051.05 1,031.03 1,111.11 1,11.1 1,121.12 1,111.11 Динамическая обменная емкость сорбента (на 100 цикле)Dynamic exchange capacity of the sorbent (at 100 cycles) 1,011.01 0,990.99 0,920.92 0,890.89 0,990.99 0,970.97 1,01.0 0,990.99 1,021.02 1,01.0 Возврат лития в рецикл на 30 цикле, %Return of lithium to recycling at cycle 30, % 5,65.6 5,45.4 8,48.4 8,38.3 7,47.4 7,27.2 4,84.8 4,84.8 4,94.9 4,84.8 Степень отмывки от Ca2+, %Degree of washing from Ca 2+ , % 88,788.7 86,086.0 98,698.6 96,496.4 88,788.7 86,186.1 83,783.7 81,481.4 83,783.7 81,581.5 Степень отмывки от Mg2+, %Degree of cleaning from Mg 2+ , % 88,488.4 85,185.1 98,298.2 95,695.6 88,488.4 85,785.7 83,383.3 80,180.1 83,483.4 80,280.2 Степень отмывки от Na+, %Degree of washing from Na + , % 85,585.5 86,086.0 95,095.0 95,195.1 85,585.5 86,086.0 80,680.6 79,879.8 80,780.7 79,979.9 Степень отмывки от K+, %Degree of washing from K + , % 89,189.1 89,089.0 99,099.0 99,099.0 89,189.1 89,089.0 84,084.0 83,783.7 84,184.1 83,883.8 Степень отмывки от бора, %Degree of boron removal, % -- 67,067.0 -- 70,070.0 -- 67,067.0 -- 66,066.0 -- 67,067.0 Степень отмывки от SO4 2-, %Degree of cleaning from SO 4 2- , % 86,486.4 84,384.3 96,096.0 95,595.5 86,486.4 85,485.4 81,481.4 79,779.7 81,581.5 79,879.8

В процессе исследований нами были испытаны различные известные сорбенты на основе хлорсодержащих двойных гидроксидов лития/алюминия. Исследования показали, что технический результат в объеме заявленной совокупности признаков достигается на всех испытанных разновидностях сорбентов данного класса.In the process of research, we tested various well-known sorbents based on chlorine-containing lithium/aluminum double hydroxides. Research has shown that the technical result in the scope of the declared set of features is achieved on all tested varieties of sorbents of this class.

Как видно из представленных выше сведений, способ, осуществляемый в объеме совокупности существенных признаков, включенных в формулу изобретения, обеспечивает достижение заявленного технического результата и имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:As can be seen from the information presented above, the method, carried out within the scope of the totality of essential features included in the claims, ensures the achievement of the declared technical result and has the following advantages compared to the prototype:

- повышение эффективности извлечения лития из литийсодержащих растворов за счет снижения содержания примесей в десорбате, исключение потерь лития с промывными водами, повышение эффективной рабочей емкости сорбента;- increasing the efficiency of lithium extraction from lithium-containing solutions by reducing the content of impurities in the desorbate, eliminating lithium losses with wash water, increasing the effective working capacity of the sorbent;

- повышение качества промывки сорбента при сохранении механической прочности сорбента;- improving the quality of sorbent washing while maintaining the mechanical strength of the sorbent;

- отсутствие сброса растворов кислот и щелочей и растворов дополнительных реагентов, необходимых для способа-прототипа при доочистке хлорида лития от примесей кальция, магния, калия, натрия, бора и сульфатов.- no discharge of solutions of acids and alkalis and solutions of additional reagents necessary for the prototype method for the purification of lithium chloride from impurities of calcium, magnesium, potassium, sodium, boron and sulfates.

Описанные примеры осуществления приведены исключительно в целях иллюстрации. Специалисту будет очевидно, что возможны и иные варианты осуществления без изменения сущности изобретения.The described embodiments are provided for illustrative purposes only. It will be obvious to those skilled in the art that other embodiments are possible without changing the essence of the invention.

Claims (15)

1. Способ сорбционного получения литиевого концентрата из литийсодержащего раствора, включающий:1. A method for the sorption production of lithium concentrate from a lithium-containing solution, including: стадию сорбции, включающую пропускание литийсодержащего раствора через сорбент для извлечения лития, a sorption stage, including passing a lithium-containing solution through a sorbent to extract lithium, стадию промывки указанного сорбента, the stage of washing said sorbent, стадию десорбции, desorption stage, отличающийся тем, что characterized in that на стадии промывки указанного сорбента для промывки используют промывную жидкость, содержащую обедненный рафинат и/или обедненный элюат,at the stage of washing said sorbent, a washing liquid containing depleted raffinate and/or depleted eluate is used for washing, причем обедненный рафинат представляет собой раствор, отобранный из первых 0,4-1,5 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего рассола с указанным сорбентом, wherein the depleted raffinate is a solution selected from the first 0.4-1.5 column volumes of the solution obtained at the sorption stage as a result of contact of the lithium-containing brine with the specified sorbent, а обедненный элюат представляет собой раствор, отобранный из любых из 4-го, 5-го, 6-го 7-го или 8-го колоночных объемов раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с указанным сорбентом. and the depleted eluate is a solution taken from any of the 4th, 5th, 6th, 7th or 8th column volumes of the solution obtained at the desorption stage as a result of contact of the desorption solution with the specified sorbent. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обедненный рафинат представляет собой раствор, отобранный из первых 0,5-1,3, более предпочтительно из первых 0,6-1,1, наиболее предпочтительно из первых 0,7-0,9 колоночных объемов раствора, полученного на стадии сорбции в результате контакта литийсодержащего рассола с сорбентом, 2. The method according to claim 1, characterized in that the depleted raffinate is a solution selected from the first 0.5-1.3, more preferably from the first 0.6-1.1, most preferably from the first 0.7-0 .9 column volumes of the solution obtained at the sorption stage as a result of contact of the lithium-containing brine with the sorbent, а обедненный элюат представляет собой раствор, отобранный из любого из 4-го, 5-го или 6-го, более предпочтительно из 5-го или 6-го колоночного объема раствора, полученного на стадии десорбции в результате контакта десорбирующего раствора с сорбентом.and the depleted eluate is a solution taken from any of the 4th, 5th or 6th, more preferably from the 5th or 6th column volume of the solution obtained in the desorption step by contacting the desorption solution with the sorbent. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промывную жидкость подают в объеме, равном 80-150% от объема сорбента для извлечения лития.3. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid is supplied in a volume equal to 80-150% of the volume of the sorbent for lithium extraction. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промывную жидкость подают в объеме, равном 90-110% от объема сорбента для извлечения лития, более предпочтительно в объеме, равном 100% от объема сорбента для извлечения лития. 4. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid is supplied in a volume equal to 90-110% of the volume of the sorbent for lithium extraction, more preferably in a volume equal to 100% of the volume of the sorbent for lithium extraction. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что промывная жидкость содержит обедненный рафинат и обедненный элюат в объемном соотношении 0,5-1,5 к 1, предпочтительно 0,7-1,2 к 1, более предпочтительно 1 к 1.5. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid contains depleted raffinate and depleted eluate in a volume ratio of 0.5-1.5 to 1, preferably 0.7-1.2 to 1, more preferably 1 to 1. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что промывная жидкость дополнительно содержит пермеат, и/или деминерализованную воду, и/или ретентат, и/или конденсат в количестве не более 50% от общего объема промывной жидкости, предпочтительно в количестве не более 40% от общего объема промывной жидкости, предпочтительно в количестве не более 30% от общего объема промывной жидкости.6. The method according to claim 5, characterized in that the washing liquid additionally contains permeate and/or demineralized water and/or retentate and/or condensate in an amount of no more than 50% of the total volume of the washing liquid, preferably in an amount of no more 40% of the total volume of washing liquid, preferably in an amount of no more than 30% of the total volume of washing liquid. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбент для извлечения лития представляет собой гранулированный сорбент на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития.7. The method according to claim 1, characterized in that the sorbent for lithium extraction is a granular sorbent based on a chlorine-containing variety of double hydroxide of aluminum and lithium.
RU2023118784A 2023-07-17 Method for sorption production of lithium concentrate from lithium-containing solution RU2816073C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2816073C1 true RU2816073C1 (en) 2024-03-26

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017039724A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Albemarle Corporation Processes for recovering lithium values from lithium-containing brines
RU2659968C1 (en) * 2017-04-14 2018-07-04 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Экостар-Наутех" Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
RU2688593C1 (en) * 2018-08-16 2019-05-21 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of sorption extraction of lithium from lithium-containing chloride brines
WO2019221932A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Energysource Minerals Llc Process for selective adsorption and recovery of lithium from natural and synthetic brines
CN113368537A (en) * 2021-06-28 2021-09-10 青海盐湖工业股份有限公司 Method and device for preparing high-lithium mother liquor by using old brine through adsorption method
RU2763955C1 (en) * 2021-08-15 2022-01-11 Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" Method for sorption extraction of lithium from lithium-containing brines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017039724A1 (en) * 2015-08-28 2017-03-09 Albemarle Corporation Processes for recovering lithium values from lithium-containing brines
RU2659968C1 (en) * 2017-04-14 2018-07-04 Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Экостар-Наутех" Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
WO2019221932A1 (en) * 2018-05-15 2019-11-21 Energysource Minerals Llc Process for selective adsorption and recovery of lithium from natural and synthetic brines
RU2688593C1 (en) * 2018-08-16 2019-05-21 Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Method of sorption extraction of lithium from lithium-containing chloride brines
CN113368537A (en) * 2021-06-28 2021-09-10 青海盐湖工业股份有限公司 Method and device for preparing high-lithium mother liquor by using old brine through adsorption method
RU2763955C1 (en) * 2021-08-15 2022-01-11 Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" Method for sorption extraction of lithium from lithium-containing brines

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102479262B1 (en) Method for producing lithium hydroxide monohydrate from brines
RU2659968C1 (en) Method of obtaining lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate
CN112624160B (en) Method for extracting lithium carbonate from carbonate type salt lake brine
RU2648428C2 (en) Method and plant for recovering scandium
CN106745887A (en) Industrial waste acid removal of impurities recovery process
RU2724779C1 (en) Method for integrated processing of produced water of oil fields
RU2656452C2 (en) Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate from alcohols and the plant for its implementation
RU2751948C1 (en) Method for processing hydromineral lithium-containing raw materials
RU2193008C2 (en) Method of producing lithium hydroxide from brines and plant for method embodiment
RU2482071C2 (en) Removing perchlorate from concentrated salt solutions using amphoteric ion-exchange resins
RU2816073C1 (en) Method for sorption production of lithium concentrate from lithium-containing solution
JP2024509488A (en) Systems and methods for direct lithium hydroxide production
CN205676165U (en) The production equipment of metal sodium salt
CA2989832C (en) Method for recovering scandium from red mud left from alumina production
RU2780216C2 (en) Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants)
RU2763955C1 (en) Method for sorption extraction of lithium from lithium-containing brines
JP3045378B2 (en) Method for combined treatment of seawater
RU2824635C1 (en) Method of producing lithium concentrate from lithium-bearing brines
RU2006476C1 (en) Method of producing mineral substances of sea water
US3954580A (en) Processes for decreasing mercury butter formation in mercury electrolytic cells
JPH07195071A (en) Treatment of waste water and device therefor
CN116024440A (en) Method for extracting lithium from sodium sulfate subtype salt lake brine by adsorption-extraction
WO2023038541A1 (en) Method of obtaining bromide salts
EA041441B1 (en) METHOD FOR OBTAINING LITHIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE FROM BRINES
CN117987665A (en) Method and system for extracting lithium from brine containing high-concentration sulfate radical