Claims (1)
1. Способ получения гидроокиси лития с высокой степенью чистоты из рассолов, содержащих галогениды лития, щелочных и щелочеземельных металлов путем получения раствора хлорида лития, его очистки от примесей кальция и магния, электролиза очищенного раствора хлорида лития в электролизере с катионообменной мембраной с получением потока католита - раствора гидроксида лития с концентрацией 8-12 мас.%, потока анолита - обедненного по хлориду лития раствора, и газообразного хлора, упаривания полученного раствора гидроксида лития и кристаллизации моногидрата гидроксида лития из упаренного раствора при его охлаждении, отличающийся тем, что получение раствора обогащенного хлоридом лития осуществляют непосредственно в сорбционно - десорбционном комплексе разделением его десорбционной ветви на нижнюю и верхнюю зоны при проведении процесса ступенчато - противоточной десорбции хлорида лития из насыщенного литием сорбента ДГАЛ-С1 в две стадии: в нижней зоне раствором хлорида лития с концентрацией 11-17 кг/м3 в циркуляционном режиме при соотношении объемного потока циркулирующего раствора к объемному потоку сорбента 1,5:1,0, с выводом части потока раствора хлорида лития из циркуляционного контура на выходе из нижней зоны, а в верхней зоне в противоточном режиме раствором хлорида лития с концентрацией не выше 3,0 кг/м3, подаваемым на вход верхней зоны объемным потоком, равным объемному потоку выводимого раствора хлорида лития, и смешиваемым во входе в нижнюю зону с циркулирующим потоком хлорида лития; очистку раствора хлорида лития от кальция и магния осуществляют посредством ионного обмена на катионите в литий-форме; мембранный электролиз очищенного раствора хлорида лития проводят в проточно - циркуляционном режиме при плотности тока 2,0-9,5 А/дм2 с выводом анолита, имеющего остаточную концентрацию хлорида лития 6,5-7,5 кг/м3 на электрохимическое обессоливание с получением потока обессоленного раствора с остаточным содержанием хлорида лития 0,5-3,0 кг/м3, используемого на стадии десорбции хлорида лития в качестве десорбирующего раствора верхней зоны, и потока концентрата с содержанием хлорида лития 25-30 кг/м3 который смешивают с раствором хлорида лития, подаваемым на мембранный электролиз, а улавливание газообразного хлора осуществляют частью раствора гидроксида лития, после отделения кристаллов моногидрата гидроксида лития (фугатом) с добавкой мочевины путем прямого контакта фаз с получением концентрированного раствора хлорида лития, используемого для регенерации отработанной ионообменной смолы.1. A method of obtaining lithium hydroxide with a high degree of purity from brines containing lithium halides, alkali and alkaline earth metals by obtaining a solution of lithium chloride, purifying it from impurities of calcium and magnesium, electrolysis of a purified solution of lithium chloride in a cation exchange membrane electrolyzer to produce a catholyte stream - a solution of lithium hydroxide with a concentration of 8-12 wt.%, a stream of anolyte - a solution depleted in lithium chloride, and gaseous chlorine, evaporation of the resulting solution of lithium hydroxide and crystallization lithium hydroxide monohydrate from one stripped off solution when it is cooled, characterized in that the preparation of lithium chloride-enriched solution is carried out directly in the sorption-desorption complex by dividing its desorption branch into the lower and upper zones during the stepwise countercurrent desorption of lithium chloride from the lithium-saturated sorbent DHAL- C1 in two stages: in the lower zone with a solution of lithium chloride with a concentration of 11-17 kg / m 3 in the circulation mode with the ratio of the volume flow of the circulating plant thief to the volume flow of the sorbent 1.5: 1.0, with the withdrawal of a portion of the flow of lithium chloride solution from the circulation loop at the outlet of the lower zone, and in the upper zone in countercurrent mode with a solution of lithium chloride with a concentration not higher than 3.0 kg / m 3 a volume flow supplied to the upper zone inlet equal to the volume flow of the lithium chloride solution removed and mixed at the entrance to the lower zone with a circulating stream of lithium chloride; cleaning solution of lithium chloride from calcium and magnesium is carried out by ion exchange on the cation in the lithium form; Membrane electrolysis of the purified solution of lithium chloride is carried out in a flow - circulating mode at a current density of 2.0-9.5 A / dm 2 with the output of an anolyte having a residual concentration of lithium chloride of 6.5-7.5 kg / m 3 for electrochemical desalting obtaining a desalted solution stream with a residual lithium chloride content of 0.5-3.0 kg / m 3 , used at the stage of lithium chloride desorption as a desorbing solution of the upper zone, and a concentrate stream containing 25–30 kg / m 3 lithium chloride that is mixed with a solution of lithium chloride, under Vai for membrane electrolysis, chlorine gas and capturing part is performed lithium hydroxide solution, after separation of the crystals of lithium hydroxide monohydrate (centrate) supplemented with urea by direct contact between the phases to provide a concentrated solution of lithium chloride used for regeneration of the spent ion exchange resin.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регенерацию ионообменной смолы КУ-2 на стадии очистки раствора хлорида лития проводят раствором хлорида лития с концентрацией не менее 70 кг/м3.2. The method according to p. 1, characterized in that the ion exchange resin KU-2 at the stage of purification of a solution of lithium chloride is carried out with a solution of lithium chloride with a concentration of at least 70 kg / m 3 .
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мембранный электролиз раствора хлорида лития осуществляют в многокамерном электролизере фильтрпрессного типа с использованием в качестве анода коррозийно-стойкого материала например, платины, титана покрытого иридием или платиной. 3. The method according to p. 1, characterized in that the membrane electrolysis of a solution of lithium chloride is carried out in a multi-chamber electrolyzer of filterpress type using a corrosion-resistant material such as platinum, titanium coated with iridium or platinum as the anode.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве промежуточных электродов используют, например, фольгу иридированного титана. 4. The method according to p. 1, characterized in that, for example, iridized titanium foil is used as intermediate electrodes.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что хлор из электролизера улавливают исходным бромсодержащим рассолом. 5. The method according to p. 1, characterized in that the chlorine from the electrolyzer is trapped in the original bromine-containing brine.
6. Установка для получения гидроокиси лития с высокой степенью чистоты, содержащая сорбционно-десорбционный комплекс для селективного извлечения хлорида лития из рассола, соединенный патрубком для ввода рассола через насос с источником рассола, патрубком для вывода отработанного рассола, патрубком для ввода отработанного рассола в зону классификации, соединенным через насос с выходным патрубком сборника отработанного рассола, патрубком вывода отработанного рассола после классификации через устройство для отделения твердой фазы и сбора жидкой фазы в сборнике отработанного рассола, патрубком ввода промывной воды, соединенным с источником промывной воды, патрубком ввода обессоленного раствора (хлорида лития) на десорбцию посредством насоса-дозатора соединенного с источником обессоленного раствора хлорида лития, патрубком вывода селективного сорбента в нижней тороидальной части комплекса, патрубком для сдувки воздуха в атмосферу и патрубком вывода раствора хлорида лития, соединенного с емкостью для сбора раствора хлорида лития, отличающаяся тем, что установка содержит: - сорбционно-десорбционный комплекс для очистки раствора хлорида лития (элюата) от кальция и магния с сорбционной и десорбционной ветвями, диаметры которых соотносятся как 3:2, сообщающегося патрубками для ввода и вывода из зоны сорбции элюата и через насос с емкостями для сбора исходного и очищенного элюата; патрубками для ввода и вывода из зоны десорбции регенерационного раствора хлорида лития, сообщающимися через патрубки и насос с емкостями для сбора регенерационного раствора хлорида лития и для вывода десорбирующего раствора, направляемого посредством насоса в емкость с исходным рассолом; - устройство для мембранного электролиза очищенного элюата, представляющее собой двухтрактный мембранный электролизер фильтрпрессного типа, соединен- ный патрубками ввода очищенного элюата и вывода анолита через насос с емкостью для сбора анолита и через газоотделитель с устройством для поглощения хлора; патрубками для ввода и вывода раствора гидроксида лития (католита). соединенными через насос с емкостью для сбора раствора гидроксида лития, циркулирующего через катодную камеру; - устройство для обессоливания раствора хлорида лития (анолита), представляющее собой двухтрактный электролизер фильтрпрессного типа, соединенный патрубками ввода анолита через газоотделитель и вывода обессоленного и концентрированного растворов хлорида лития, направляемых соответственно в приемную емкость и электролизер для подпитка тракта анолита; - устройство для улавливания хлора, представляющее собой установленный на баке абсорбер, соединенный посредством газоходов с газоотделителем и туманоулавливателем, сообщающимся через вентагрегат с атмосферой, реактором для концентрирования раствора хлорида лития и источником регенерационного раствора хлорида лития; - кроме того основной сорбционно-десорбционный комплекс для селективного извлечения лития из рассола имеет равные диаметры сорбционной и десорбционной ветвей, снабжен устройством для поперечного перемешивания промывочной жидкости в тороидальной части комплекса; обводной системой с установленным дренажным патроном для возврата жидкости из разгрузочного бункера в зону десорбции; циркуляционным контуром в нижней зоне десорбционной ветви комплекса, соединенным с патрубком через насос посредством трубопровода и арматуры с патрубком ввода циркулирующего раствора хлорида лития;
7. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что устройство для поперечного перемешивания промывной воды, состоит из насоса, соединенного посредством трубопровода и арматуры соответственно своим входным и выходным патрубками с дренажными патронами, диаметрально установленными внутри корпуса колонны на уровне патрубка для ввода промывной воды, расположенным между дренажными патронами, при этом насос соединен с дренажными патронами таким образом, что имеется возможность реверсивной циркуляции жидкости через дренажные патроны.6. Installation for obtaining lithium hydroxide with a high degree of purity, containing a sorption-desorption complex for the selective extraction of lithium chloride from brine, connected by a nozzle for brine input through a pump with a brine source, a nozzle for withdrawing the spent brine, a nozzle for introducing the spent brine into the classification zone connected through the pump with the outlet nozzle of the collection of the spent brine, the outlet nozzle of the spent brine after classification through the device for separating the solid phase and sat ora of the liquid phase in the waste brine collector, the wash water inlet pipe connected to the wash water source, the desalted solution (lithium chloride) inlet pipe for desorption by means of a dosing pump connected to the source of desalted lithium chloride solution, a selective sorbent outlet pipe in the lower toroidal part of the complex , a pipe for blowing air into the atmosphere and a pipe for removing a solution of lithium chloride connected to a container for collecting a solution of lithium chloride, characterized in that the installation of soda neighing: - a sorption-desorption complex for cleaning a solution of lithium chloride (eluate) from calcium and magnesium with sorption and desorption branches, the diameters of which are 3: 2, connected by nozzles for input and output from the sorption zone of the eluate and through the pump with collection tanks the original and purified eluate; branch pipes for input and output from the desorption zone of the regenerative solution of lithium chloride, communicating through the nozzles and the pump with tanks for collecting the regenerative solution of lithium chloride and for outputting the desorbing solution directed by the pump into the container with the initial brine; - a device for membrane electrolysis of purified eluate, which is a two-way membrane filter-type electrolyzer connected to the inlet of the cleaned eluate and anolyte through a pump with a tank for collecting anolyte and through a gas separator with a device for absorbing chlorine; pipes for input and output of a solution of lithium hydroxide (catholyte). connected through a pump with a container for collecting a solution of lithium hydroxide circulating through the cathode chamber; - a device for desalting a solution of lithium chloride (anolyte), which is a two-stage filterpress type electrolyzer, connected by anolyte nozzles through a gas separator and a demineralized and concentrated solutions of lithium chloride, sent respectively to the receiving tank and the electrolyzer to feed the anolyte path; - a device for trapping chlorine, which is an absorber mounted on the tank, connected to gas separator and fogger through gas ducts, communicating through the fan unit to the atmosphere, the reactor for concentrating the lithium chloride solution and the source of the lithium chloride regeneration solution; - in addition, the main sorption-desorption complex for the selective extraction of lithium from brine has equal diameters of the sorption and desorption branches, provided with a device for transverse mixing of the washing liquid in the toroidal part of the complex; bypass system with installed drainage cartridge for returning fluid from the discharge bin to the desorption zone; a circulation loop in the lower zone of the desorption branch of the complex, connected to the nozzle through a pump through a pipeline and fittings with a nozzle entering the circulating solution of lithium chloride;
7. Installation according to claim 6, characterized in that the device for transverse mixing of the wash water consists of a pump connected by pipeline and fittings, respectively, with its inlet and outlet nozzles with drainage cartridges diametrically installed inside the column body at the level of the nozzle for washing water input located between the drainage cartridges, while the pump is connected to the drainage cartridges in such a way that it is possible to reverse the circulation of fluid through the drainage cartridges.
8. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что циркуляционный контур соединен с емкостью для сбора хлорида лития, из которой через насос и патрубок, расположенный между патрубками ввода обессоленного раствора и ввода промывной воды, осуществляется подача циркулирующего раствора в нижнюю зону сорб- ционно-десорбционного комплекса, вывод которого может осуществляться через дренажные патроны с разных уровней. 8. Installation according to claim 6, characterized in that the circulation loop is connected to a container for collecting lithium chloride, from which a circulating solution is fed into the lower zone through a pump and a tube located between the nozzles of the desalted solution and the wash water. -desorption complex, the output of which can be carried out through drainage cartridges from different levels.
9. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что в загружаемом бункере сорбционно-десорбционного комплекса установлен дополнительный дренажный патрон, находящийся выше патрубка для ввода отработанного рассола в зону классификации. 9. Installation under item 6, characterized in that in the loading hopper of the sorption-desorption complex, an additional drain cartridge is installed, located above the nozzle to enter the spent brine into the classification zone.
10. Установка по п. 6, отличающаяся тем, что в корзине разгрузочного бункера сорбционно-десорбционного комплекса установлен дренажный патрон соединенный посредством обводной системы с верхним патрубком разгрузочного бункера, расположенным выше корзины и соединенным соответственно с входным патрубком контура для возврата жидкости в зону десорбции. 10. Installation according to claim 6, characterized in that a drainage cartridge is installed in the basket of the discharge bin of the sorption-desorption complex connected by means of a bypass system to the upper branch pipe of the discharge bin located above the basket and connected respectively to the inlet of the circuit to return the liquid to the desorption zone.