химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

соляной кислоте амблигонит растворяется с трудом [30], в серной кислоте — полностью [17].* Легко плавится со вспучиванием, становясь белым и при охлаждении непрозрачным; окрашивает пламя в желтовато-красный и иногда ярко-красный цвет [30].

Амблигонит (и минералы его группы) встречаются в пневмато-лито-гидротермальных оловорудных месторождениях грейзенового типа [10] и в пегматитах, в жилах гранитного типа [30]. В пегма-

* Промежуточные члены ряда — гебронит и фремонтит. ** До работы В. И. Симонова и Н. В. Белова [110] принимались другие значения: а = 5,06; 6 = 5,16; с = 7,08 ?; ? =109° 52'; ?=107°30'; ? = 97°54' [111].

200

титах амблигонит представлен крупными, плохо образованными кристаллами и желваками диаметром 40—60 см и мелкими, но обычно лучше образованными кристаллами размером не более 1—3 см [17].

Наиболее крупные месторождения амблигонита известны в Испании [10]. Имеется амблигонит в США (шт. Южная Дакота и Мэн), Канаде и Франции [22, 30, 40].

Амблигонит ассоциирует со сподуменом, трифилином, лепидолитом, петалитом, касситеритом, полихромным турмалином, альбитом и кварцем [17, 30].

В гидротермальных и гипергенных условиях амблигонит и минералы его группы легко изменяются. По А. И. Гинзбургу [112], еозможны следующие этапы изменения амблигонита и членов изоморфного ряда амблигонит — монтебразит:

1. Альбитизация с образованием фремонтита (при этом частично замещенный натрием литий фиксируется в лепидолите).

2. Переход в гидротермальных условиях в фосфаты кальция и алюминия с выносом Li20 * и привносом СаО (литий переходит в состав слюд типа кукеита).

3. Образование сложных водных вторичных алюмофосфатов натрия и кальция в результате выщелачивания лития различными водами **.

Подробности, относящиеся к геохимии [113] и минералогии [114] лития, можно найти в новых и интересных обобщающих работах Ю. С. Слепнева, Н. А. Солодова и Т. Ф. Бойко.

ОБ ОБОГАЩЕНИИ ЛИТИЕВОГО РУДНОГО СЫРЬЯ

Приведенные выше данные показывают, что все минералы лития характеризуются низким содержанием ценного компонента. Это определяется малым атомным весом и малым числом атомов лития в молекулах его природных соединений. Еще меньше содержится лития в рудах (0,25—3%; чаще 1—3% [115]), так как содержание в них минералов лития невелико и, например, в сподумене составляет 5—70% (обычно в среднем 15—25% [115]). Это приводит к необходимости предварительного обогащения литиевого сырья. В результате получаются концентраты минералов лития, в которых ценного компонента содержится в несколько раз больше, чем в руде, хотя и меньше, чем в чистом минерале.

Для получения концентратов сподумена обычно применяется руда с содержанием Li20 больше 1% (1,2—1,4%). Однако известно, что используются и более бедные руды.

До второй мировой войны концентраты минералов лития получали преимущественно путем ручной рудоразработки крупных кристаллов (сподумен) или мономинеральных агрегатов (лепидолит),

* При выносе Р2О5 возникает глинисто-слюдистый агрегат. ** На поверхности по амблигониту образуются глинистые минералы типа галлуазита.

201

и поэтому разрабатывались главным образом крупнокристаллические месторождения [10]. Однако при применении этого элементарного метода обогащения даже к крупнокристаллическим залеганиям минералов извлечение лития в концентрат редко превышало 50% вследствие присутствия в кристаллах минералов многочисленных сростков. Тем не менее разработка штуфных минералов и в настоящее время еще используется для обогащения крупнокристаллического сподумена, хотя данный метод обогащения уже не имеет большого значения.

Для обогащения литиевых руд применяется магнитная сепарация, однако лишь с целью выделения циннвальдита, обладающего слабомагнитными свойствами. Конечно, магнитная сепарация может быть применена для получения концентратов и других минералов лития, если ее использовать для удаления посторонних минералов, обладающих магнитными свойствами, т. е. на операциях «доводки» концентратов в сочетании с другими методами обогащения * [10].

Очень большое значение для технологии соединений лнтия имел метод термического обогащения (декрипитация) сподумена, основанный на монотропном а -* ? переходе, этого минерала при его прокаливании. В процессе обжига сподуменовых руд вследствие резкого увеличения объема молекул минерала происходит интенсивное разрушение вмещающей породы с выделением образующегося при обжиге хрупкого и легко измельчаемого ?-сподумена. Грохочением, воздушной сепарацией и классификацией ?-сподумен достаточно просто отделяется от пустой породы. На практике спо-думеновую руду нагревают при температуре, близкой к 1100° С, и, проводя необходимую выдержку во времени, определяемую характеристиками месторождения и партий руды, получают концентрат ?-сподумена в виде самой мелкой фракции, в то время как пустая порода (кварц, слюда и полевой шпат) не изменяется в процессе обжига н направляется в отвал.

Метод термического обогащения сподуменовых руд в 30—40-х годах являлся основным как в нашей стране, так н за рубежом [42, 68, 69, 115]. Кондиция получаемых концентратов сподумена при декрипитации его руд н извлечение из руды тесно связаны с исходным содержанием Li20 в необогащенном сырье. В Советском Союзе получали концентраты ?-сподумена с содержанием 4—5% ЬЛгО при извлечении из руды ~55—60% сподумена. В США нз весьма богатой руды (3—3,5% Li20) получали концентрат минерала с 6% Lr^O, отделяя сподумен от кварца н полевого шпата на 90% (такой высокий результат, однако, не является типичным).

В связи с повышенным спросом на лнтий и его соединения в минувшую войну, а еще в большей степени с 1950 г. выяснилась

* С помощью магнитной сепарации удаляют, например, железосодержащие минералы из концентратов сподумена; предназначаемых для непосредственного использования в стсклокерамическом производстве.

Ж

необходимость в освоении мелкокристаллических и сложных по составу литиевых руд. Стало необходимым комплексное использование всех полезных минералов литиевых месторождений [10]. Поэтому потребовались новые методы обогащения литиевого сырья. Лучшим методом оказалась пенная флотация [42], которая, очевидно, наиболее пригодна для получения концентратов, содержащих 4—6% Li20.

Пенная флотация была разработана в США преимущественно на сподуменовых рудах Канады [116, 117]. В результате ряда исследований [118—125] техника флотации продвинулась далеко вперед. В настоящее время флотация осуществляется [126] как в щелочной среде (с использованием анионных собирателей — жирных кислот и их производных), так и в кислой среде (с применением катионных собирателей — сульфированных масел). В первом случае в пенный продукт выделяются минералы литня (концентрат), во втором — в пенный продукт поступают минералы пустой породы, а минералы лития депресснруются и выделяются в хвосты.

Типичным для метода флотации является процесс обогащения сподуменовых руд месторождений шт. Северной Каролины (США), содержащих в среднем 1,5%) LijO (при содержании в сподумене ~7% Li20). Флотация этих руд проводится в две стадии [127]. На первой стадии в пенный продукт выделяются сопутствующие минералы (кварц, слюда и полевой шпат), сподумен же вместе с железосодержащими минералами селективно депрессируется. Это достигается в щелочной среде при помощи аминов с длинной углеводородной цепью, являющихся собирателями, и коллоидного депрессора (крахмал, декстрин, а также жидкое стекло, молочная кислота и т. д.). На второй стадии в пенный продукт выделяются железосодержащие минералы, а сподумен остается в хвостах. Удаление железосодержащих минералов осуществляется применением натриевых солей смолистых кислот (в кислой среде) в качестве собирателей; прн этом флотация сподумена предотвращается добавлением раствора HF. В подобном процессе концентраты Сподумена получаются с выходом 70% и более.

Для обогащения выветрившихся руд необходимо применять очистку их поверхности и избирательное измельчение, что достигается размолом при высокой плотности пульпы с добавлением в качестве диспергатора NaOH. После надлежащей очистки сподумен может быть отделен пенной флотацией от сопутствующих минералов, например, с помощью нафтеновой или олеиновой кислоты [116], которая в практике флотации получила большое распространение как дешевый и эффективный реагент [128].

Флотация литиевых (в том числе сподуменовых) руд занимает в настоящее время первое место среди различных методов их обогащения как в СССР, так и за рубежом *.

* Принципы метода флотации подробно рассмотрены К. Сазерлаидом и И. Уорком [129].

203

Значительное развитие получил метод обогащения в тяжелых суспензиях (с применением в качестве суспензоида галенита PbS или ферросилиция, иногда с добавками магнетита), особенно в комбинированных схемах в сочетании с флотацией, магнитной сепарацией, декрипитацией и гравитацией на специальных сепараторах [10] *. Обогащение в тяжелых суспензиях — один из гравитационных методов, основанных на использовании различия в плотностях ценных минералов и пустой породы. Гравитационные принципы давно применялись в отсадочных машинах и концентрационных столах для получения концентратов сподумена с содержанием 4—5% Li20, несмотря на то что отделение сподумена (р = 3,1—3,2 г/см3) от пустой породы (р = 2,6—2,8 г/см3) представляет значительные трудности, возрастающие при обогащении выветрившегося сподумена с пониженной плотностью. Тяжелые суспензии (и тяжелые жидкости**) позволили успешно сепарировать минералы, близкие по физическим свойствам, в частности, при разнице в плотностях минералов 0,4—0,5 и даже 0,2 единицы.

Современные комбинированные методы обогащения позволяют комплексно извлекать не только литиевые, но и все сопутствующие полезные минералы — колумбит, танталит, берилл, монацит, касситерит [132] и иногда гранат и слюду [10].

В результате обогащения литиевых руд удается получать концентраты различных минералов лития с устойчивым содержанием Li20 (вес.%): амблигонитовые 6—8, лепидолитовые и петалитовые 3—4, сподуменовые 4—6 (обычно 5—6 [ПО, 133, 134]). Вполне возмож

страница 50
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

Скачать книгу "Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия" (3.51Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
курсы упрощенное налогообложения москва
ремонт катализаторов недорого
музыкалиная оборудывание в аренду
приточная установка airneg-m6l

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)