химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

я гидроокиси алюминия обрабатывают суспензией кальцинированной соды. Часть получаемого на заводе карбоната лития (с влажностью 10%) поступает на сушку и затем выпускается как товарный продукт. Другая часть используется для производства гидроокиси лития [56]. Таким образом, технологическая схема на этом заводе принципиально не отличается от описанной выше, за исключением того, что оборудование в данном случае рассчитано на переработку больших объемов сырья.

Результаты переработки необогащенных сподуменовых руд по сернокислотной схеме показали, что затраты на единицу выпускаемой продукции даже ниже, чем при переработке концентратов [55], и это дает основание оценивать сернокислотную схему переработки сподумена на соединения лития как одну из самых эффективных. Во всяком случае эта схема — единственная, которую можно применять непосредственно к необогащенным рудам, содержащим не меньше 1% Li20.

Известны и другие предложения, направленные на применение сернокислотного метода к переработке непосредственно сподуменовой руды. По одному из них [57] измельченную сподуменовую РУДУ (^ 8°% частиц должно проходить через сито 325 меш) рекомендуется длительно обрабатывать концентрированной серной кислотой (25—50% к весу руды) при 250—400°С под давлением несколько десятков атмосфер с последующим выщелачиванием реакционной массы и получением раствора сульфата лития. Применение высокого давления и более высоких температур сульфатизации, очевидно, направлено на ликвидацию процесса декрипитации сподумена (и тем самым на уменьшение энергозатрат при переработке ?-сподумена сернокислотным методом), однако вряд ли эта замена является эквивалентной.

Согласно другому предложению [58], измельченный а-сподумен с размерами частиц <30 мк непрерывно вводится в реакционную зону, где при 700—900° С в течение 3—3,5 ч обрабатывается газообразной смесью, содержащей S03, S02 и 02 * (количество газообразных реагентов достигает 300% от стехиометрически необходимого). Для обеспечения хорошего контакта газовой смеси с минеральными частицами их непрерывно перемешивают в многоподовых или вращающихся печах. Охлажденный материал обраба-

* Такую смесь получают, пропуская S02 н кислородсодержащий газ (воздух) Над нагретым до 425—600° С катализатором, обычно применяемым для окисления SO,.

239

тывают водой, получая раствор сульфата лития. Извлечение лития в раствор составляет в этом случае не несколько процентов, как при прямой обработке серной кислотой а-сподумена [46], а 72%, что, однако, много ниже, чем в существующих промышленных сернокислотных схемах. Извлечение лития, естественно, сильно повышается (до 87%) при замене а-сподумена ?-сподуменом, а при некотором изменении температурного режима процесса и состава газовой сульфатизирующей смеси [59] переход лития в сульфат лития из ?-сподумена может достигать 99,7%.

Своеобразным видоизменением сернокислотного метода переработки ?-сподумена можно считать рекомендацию [60] по использованию расплавленного гидросульфата аммония при 290° С на стадии вскрытия. Образующийся в результате реакции сульфатизации сульфат лития предложено выщелачивать водным раствором аммиака, а затем осаждать литий с помощью фторида аммония в виде LiF. Этим осуществляется пеовичная очистка соединения лития от ряда примесей. В дальнейшем предусматриваются перевод отфильтрованного фторида лития в сульфат с помощью расплавленного сульфата аммония и карбонизация раствора Li2S04 (подается смесь С02 и NH3), приводящая к получению карбоната лития, который после отделения от маточного раствора является готовым и вполне чистым продуктом. Часть Li2C03 после карбонизации остается в фильтрате вместе с (NH4)2CO3, однако фильтрат используется в цикле. Предусматривается регенерация всех основных реагентов процесса, но объем его рабочих растворов велик, и это, несомненно, снижает ценность рассматриваемой технологической рекомендации.

Также малопроизводителен метод извлечения лития из ?-сподумена с помощью сульфокатионитов [43, 44].

Применительно к австралийскому сподумену были сопоставлены [53] некоторые способы разложения минерала:

хлорирующий обжиг с СаС12 и отгонкой LiCl;

спекание с СаС03 и CaS04;

вакуумная сепарация лития из руды при восстановлении ферросилицием или алюминием; вскрытие серной кислотой.

Это сопоставление показало, что наиболее целесообразным является применение метода сернокислотного вскрытия.

Заметим в заключение, что сернокислотный метод переработки по принципу спекания, вероятно, может быть применен и для некоторых других силикатных минералов лития. Указывается [61], что силикатные руды с соотношением Si:Li>2:l при 1150— 1230° С могут быть переведены в активно взаимодействующие с серной кислотой модификации. Примером этого служит петалит, при прокаливании переходящий в ?-сподумен [62]. В частности, петалит рекомендуется [63] нагревать до 1000° С, измельчать и обрабатывать серной кислотой при 300° С; полученный 20%-ный раствор сульфата лития перерабатывают далее на Li2C08.

240

Переработка фосфатов лития

Большинство способов получения солей лития из фосфатов связано с кислотными методами их переработки [13, 15]. В частности, сернокислотный метод может применяться для любых ли-тийсодержащих фосфатов, как встречающихся в природе (минералов), так и искусственно получаемых химических концентратов (промежуточных продуктов).

Наибольшее число исследований по переработке фосфатных минералов лития выполнено применительно к амблигониту [13, 42, 43, 64, 65]. Хотя имеются данные, что амблигонит разлагается не полностью даже царской водкой, предпочитают [45] проводить разложение этого минерала серной кислотой, так как в качестве побочного продукта при этом получается значительное количество HF наряду с квасцами, выделяемыми из литий-алюминийсодер-жащих растворов в результате прибавления сульфата калия. После нейтрализации слабокислого раствора известковым молоком остаток алюминия и фосфор выводятся из раствора в осадок, пригодный для удобрения; фильтрат же после концентрирования перерабатывается на Li2C03.

Оригинальными, но малоизученными являются предложенные в последние годы методы ионообменного извлечения лития из фосфатных руд таких минералов, как амблигонит* [42, 43] и трифи-лин [66]. Согласно Р. Клементу [66], измельченный трифилин перемешивают с катионитом в ?-форме и с водой в объеме взятого катионита; по окончании реакции раствор отделяют от катионита и последний промывают 2 н. H2S04 для перевода поглощенного лития в раствор в виде сульфата лития. Выделяется литий из раствора обычным путем — в форме Li2C03.

Как указывалось выше, водорастворимые соли лития могут быть получены обработкой растворами серной кислоты различных химических концентратов, например смешанных нерастворимых фосфатов, таких, как Li2NaP04, LiNa2P04, LiNaKP04, LiK2P04 и др. [67]. В этом случае к раствору, получаемому после обработки фосфатов серной кислотой, добавляют растворимую соль кальция (хлорид или нитрат) и осадок, содержащий фосфат и сульфат кальция, отфильтровывают. Для дальнейшей очистки к раствору можно добавить карбонат натрия, чтобы осадить СаС03, после чего раствор (или соль, полученная при упаривании) может быть использован для получения желаемого соединения лития.

Особый интерес среди смешанных фосфатов лития представляет концентрат дилитийнатрийфосфата Li2NaP04 («ликонс») — сравнительно новый (с 1938 г.) источник литиевого сырья, получаемый на комбинате Трона (штат Калифорния, США). Ликонс получают при переработке рапы озера Сирлс в качестве побочного

* Извлечение лития этим методом из амблигонита ничем не отличается от Извлечения лнтия из лепидолита (см. стр. 234).

16 З.к. 191

241

продукта в процессе производства ценных солей бора, калия и натрия и в количестве, определяемом спросом на эти основные продукты [15].

Первой стадией переработки рапы является концентрирование ее в испарителях. При этом дилитийнатрийфосфат (строго говоря, смесь различных фосфатов с явным преобладанием Li2NaP04) осаждается в виде тонкодиспергированных частиц вместе с бер-кеитом Na2C03>2Na2S04, входя в состав кека беркеита, удаляемого из выпарных аппаратов *. Объяснение причин образования Li2NaP04 во время выпаривания и концентрирования рассола [68] не совсем убедительно, но надо иметь в виду, что наряду с хлоридом лития рапа содержит также фосфат натрия.

В процессе последующего выщелачивания кека беркеита карбонатом натрия получают раствор беркеита, в котором труднорастворимое соединение лития образует твердую фазу в виде суспензии. Эту суспензию отделяют аэрацией [69] при использовании в качестве флотореагентов легких минеральных масел и производных жирных кислот **. Пенный продукт (литийсодержащий шлам) обезвоживают, высушивают и таким образом превращают в концентрат [69], перерабатываемый на Li2C03. Осветленный раствор беркеита после завершения флотации поступает на дальнейшую переработку. Состав концентрата Li2NaP04 (вес.%) [15]:

Li20 ........ 20,0-22,0 Н20....... 2,0

Na2C03....... 17,0 Р205 ...... 50,0

Na2S04....... 2,0

Хотя этот богатейший по содержанию Li20 концентрат— не руда, методы его переработки близки к рудной технологии. После измельчения в шаровой мельнице ликонс обрабатывают концентрированной серной кислотой, получая смесь твердых сульфатов лития и натрия в виде шлама и разбавленную фосфорную кислоту, которые разделяют центрифугированием [71]. В процессе упаривания разбавленной фосфорной кислоты, содержащей много лития и натрия, получают 70—80%-ную Н3Р04— ценный побочный продукт производства — и дополнительное количество сульфатов лития и натрия, присоединяемых к их основной массе.

Смесь сульфатов лития и натрия растворяют в воде, и непро-реагировавший фосфат, после доведения значения рН раствора до 9, выпадает в осадок и отделяется от раствора. Для осаждения карбоната лития в чистый раствор смеси сульфатов вливают горячий раствор соды [15, 70—72].

* Концентрированный щелок поступает на обработку для получения поташа, буры и брома.

** Годовая производительность флотационного завода к

страница 60
< 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
аренда экрана москва
Рекомендуем фирму Ренесанс - наружные лестницы в дом - цена ниже, качество выше!
кресло ch 687
аренда клаовой

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
(11.12.2016)