Известковый способ
Известковый способ заключается в спекании литиевых концентратов (сподумена или лепидолита) с известью или мелом. При последующем выщелачивании спека водой получают раствор, содержащий гидроксид лития, который кристаллизуется в результате выпаривания раствора в составе моногидрата LiOH • Н2О.
Рассмотрим основы этого процесса на примере сподумена. При спекании сподумена с известью (или мелом) в барабанных печах при 1150 - 1200 °С образуется алюминат лития и силикат кальция:
Li2O • А1203 • 4SiO2 + 8СаО =Li2О • А12О3 + 4 (2СаО • SiO2).
При выщелачивании спека водой в присутствии избытка извести алюминат лития реагирует с Са(ОН)2 с образованием гидроксида лития:
Li 20 • А1203 (тв)+ Са(ОН) 2 (расгв)=2Li 0Н(раств) + СаО • Аl2О3 (ТВ)
Содержащиеся в спеке алюминаты калия и натрия также реагируют с Са(ОН)2, образуя КОН и NаОН. Гидроксид лития LiОН • Н2О кристаллизуют из растворов путем выпаривания под вакуумом. Выпаривание проводят в несколько стадий. Из растворов с концентрацией LiОН ~ 160 г/л после охлаждения выделяются кристаллы LiОН • Н2О, которые отделяют от маточного раствора центрифугированием. Маточный раствор возвращается на выпаривание. По мере накопления примесей маточные растворы периодически выводят из цикла и направляют на регенерацию.
Если необходимо, кристаллы LiОН • Н2О очищают перекристаллизацией, используя для растворения очищенную воду. Для получения безводного гидроксида лития моногидрат обезвоживают при 600 - 650 °С.
Известковый способ применяют также при переработке ле-пидолитовых концентратов. В отличие от сподумена спекание лепидолита с известью (или мелом) проводят при более низкой температуре (900 - 950 °С).
К преимуществам известкового способа относятся его применимость к любым типам литиевых концентратов, возможность прямого получения гидроксида лития, дешевизна реагентов, возможность использования отходов (шлаков, содержащих силикаты и алюминаты кальция) для производства вяжущих строительных материалов, а также возможность попутного получения солей калия из маточных растворов.
Вместе с тем, способ имеет серьезные недостатки. Он преимущественно применим к богатым литиевым концентратам, однако и в этом случае извлечение в готовый продукт не превышает 70 %, что обусловлено ограниченной растворимостью гидроксида лития и способностью шламов после выщелачивания к схватыванию. Другой недостаток - необходимость выпаривания больших объемов растворов.
Получение чистого хлорида лития
Безводный хлорид лития, служащий исходным материалом для производства лития, обычно получают из карботана лития. По действующим в СНГ техническим условиям в хлориде лития допускается содержание примесей в следующих пределах, % не более: Nа 0,12; Са 0,03; Аl 0,05; Fе 0,005; SО4-2 0,1; SiO2 0,05; РО3-4 0,005.
Для получения хлорида лития указанной чистоты обычно требуется предварительная очистка карбоната лития от примесей. Очистку проводят методом перекристаллизации через хорошо растворимый бикарбонат лития (способ Труста). С этой целью через водную суспензию Li2СО3 пропускают СО2, что приводит к переходу лития в раствор в виде бикарбоната LiНСО3.
При кипячении раствора бикарбонат разрушается, из раствора осаждается очищенный Li2СО3.
Для получения хлорида лития влажный карбонат растворяют в 30 %-ной соляной кислоте. Раствор очищают от примеси ионов SO42- добавлением ВаС12. Затем для очистки от других примесей раствор нейтрализуют добавлением LiОН до щелочности 0,01 н. При кипячении выделяются гидроксиды, карбонаты или основные соли примесей кальция, бария, магния,
железа.
Очищенный раствор с концентрацией LiСl 350 - 360 г/л поступает на выпаривание. Трудности выпаривания и последующего обезвоживания хлорида обусловлены высокой корродирующей способностью LiСl и его растворов. Для выпаривания используют аппараты из керамики или специальных сплавов, а для обезвоживания хлорида — керамическую аппаратуру. В результате выпаривания кристаллизуется хлорид LiС1 • Н2О. Хлорид затем обезвоживают при 120 - 150 °С.
Do'stlaringiz bilan baham: |