химический каталог




Химия и технология соединений лития, рубидия и цезия

Автор В.E.Плющев, Б.Д.Степин

ьнейшей переработки, здесь невелико **.

Метод возгонки хлорида лития из сподумена интересен потому, ;Что позволяет организовать временное производство соединений Лития из сподумена на находящихся вблизи месторождений

: * Исключением является неиспытанный метод возгонки LiCl при 800—

i200° С {р = 5—20 мм рт. ст.) с применением на стадии разложения одного лишь р:аС12 [109, 183].

!· ** Более того, переработка технического LiCl на такое важное соединение Шития, как Li2C03, не встретит никаких затруднений, так как осаждение Li2COs ¦з растворов LiCl (в присутствии других хлоридов) более полное, чем из растворов Li2S04.

269

цементных заводах с тем, чтобы после получения солей лития в необходимом количестве снова переключить заводы на производство цемента. Именно так обстояло дело в период второй мировой войны, когда в США, еще не имевших в то время развитой литиевой промышленности, метод возгонки LiCl из сподумена был применен в крупных промышленных масштабах; клинкер использовался как высокосортный цементный материал [2]. В настоящее время метод возгонки LiCl снова оценивается [1] как побочный при условии производства цемента не менее ~ 100 г в сутки [54]. При удачном решении аппаратурных вопросов метод возгонки LiCl из сподумена может оказаться одним из лучших, так как он применим для извлечения лития из лепидолита, петалита и комплексных руд, содержащих бериллий, ниобий, тантал, олово, хлориды которых, так же как LiCl, летучи и могут быть разогнаны.

Именно поэтому после второй мировой войны непрерывно проводятся работы по дальнейшему изучению и усовершенствованию метода [53, 184—187] преимущественно в части очистки технического LiCl, возгонку которого рекомендуется [185] проводить из ?-сподумена (с добавкой в шихту песка), хотя, как было указано выше, метод применим и для а-сподумена [179]. В частности, в некоторых патентах [185] предусматривается улавливание LiCl из пыли и газов, пропускаемых через мокрый электрофильтр. Образующуюся пульпу фильтруют, раствор концентрируют до содержания в нем ~40% LiCl, затем отделяют хлорид натрия, а после охлаждения раствора — и хлорид калия. Кек со стадии фильтрования пульпы возвращается на стадию обжига шихты сподумена.

В одном из последних исследований, посвященных методу возгонки хлорида лития из сподумена, показан иной путь использования летучих компонентов, образующихся при обжиге ?-сподумена с известняком, хлоридом кальция и добавкой песка [188]: первоначально получают водный раствор продуктов реакции, содержащий 2% LiCl наряду с преобладающими количествами NaCl и КО. Последние отделяют после охлаждения (до 25—30° С) раствора, упаренного до содержания 40—44 вес.% LiCl. Из фильтрата LiCl селективно экстрагируют нерастворимым в воде полярным органическим растворителем («- или изобутанолом, н- или изо-пентанолом), Органический экстракт далее противоточно обрабатывают водой при 25° С, и растворитель, практически свободный от хлорида лития, возвращается в процесс; водный раствор содержит примерно 25 вес.% LiCl и <0,1% (от веса LiCl) NaCl и КО. После удаления отгонкой небольших количеств органического растворителя водный раствор упаривают досуха. Сухим остатком является LiCl высокой чистоты, из которого получают металлический литий; побочный продукт производства хлорида лития в данном случае — высококачественный клинкер типа портландцемента.

Карбонат лития потребляется в значительно большем количестве, чем хлорид, поэтому разработаны [185] варианты метода

270

возгонки LiCl, предусматривающие выделение карбоната лития из растворов, получаемых в результате улавливания хлорида лития из печных газов.

Из других щелочно-хлоридных смесей, предложенных для извлечения лития из его минералов, следует указать на смесь КО + К2СО3 [30, 34] и СаСОз + CaS04 + СаС12 [50]; последняя, хотя и содержит в своем составе сульфат кальция, приводит, однако, к образованию водоизвлекаемого хлорида лития, а не сульфата.

В заключение отметим, что другие щелочно-солевые смеси не получили самостоятельного значения в технологии соединений ли-, тия и не имели существенного значения в ее развитии, хотя, быть может, некоторые из них следовало бы испытать в укрупненном масштабе. В частности, заслуживает упоминания усовершенствованный способ переработки сподумена, петалита и лепидолита, по которому [189] руду смешивают с нитратами и гидроокисями щелочных металлов, например NaN03 и NaOH (можно NaN03 и Na2C03), и спекают при 450—700° С; спек выщелачивают водой, подкисленной серной кислотой. При извлечении лития из руд сподумена и петалита их необходимо обжигом при 1100° С переводить в ?-сподумен. Было показано, что в процессе спекания (при 630° С) предварительно обожженного при 1100—1135° С а-сподумена с NaN03 и Na2C03 (в весовом соотношении 5:1:1) практически весь литий переходит в растворимое состояние и легко извлекается из спека горячей водой, подкисленной серной кислотой. Нетрудно заметить, что большинство рассмотренных выше вариантов использования щелочно-хлоридных смесей предназначено для прямого получения из минералов лития его хлорида. Аналогичные цели преследуют предложения по непосредственному хлорированию минералов лития. Это направление изучено крайне мало, однако все же следует весьма кратко указать на буквально единичные исследования в этой области.

Первые опыты по хлорированию минералов лития были выполнены К- Сеттербергом [190]; затем А. Мак-Дугаль [191] предложил получать хлористый литий из лепидолита, сподумена, петалита и амблигонита, нагревая смесь этих минералов с углем в токе хлора. Аналогично хлорируется трифилин [192]; можно хлорировать этот минерал и в водной среде [193], причем выход лития в LiCl достигает 85%.

Хлорирование газообразным хлором в присутствии восстановителя при высоких температурах наряду с хлоридом лития дает в качестве побочного продукта SiCl4 и безводный А1С13. Оба хлорида широко используются, а потому могут окупить издержки по переработке сырья хлорным методом. Именно это делает экономически перспективным промышленное применение хлорирования для переработки даже низкопроцентного силикатного сырья.

Представляет интерес хлорирование в солевом расплаве, показавшее применительно к сподумену хорошие результаты: по

?71

данным Л. В. Зверева и 3. С. Барсуковой [194], хлорирование в расплаве NaCl + КО при 950° С на 98% переводит литий в хлорид.

Опыты проведены пока в лабораторных масштабах, и наряду с разработкой ряда технологических вопросов, связанных с процессом хлорирования, предстоит еще решать старый и трудный вопрос о фракционированной конденсации летучих продуктов, содержащих LiCl. Неясно также, будет ли вообще оправдано хлорирование минералов лития, поскольку они в своем большинстве не являются комплексным сырьем.

Переработка карбоната лития на технически важные соединения лития

При рассмотрении технологических методов переработки различного литийсодержащего сырья, успешно применяемых в настоящее время в промышленном масштабе, нетрудно заметить, что все они (за исключением известкового) предусматривают получение готового продукта в виде Li2C03. Карбонат лития потребляется в больших масштабах непосредственно и служит источником для получения многих соединений, среди которых особое значение имеют гидроокись лития и хлорид лития — пока единственный исходный материал для получения металлического лития. В связи с этим ниже рассматриваются пути переработки Li2C03 на LiOH · Н20 и LiCl.

Получение гидроокиси лития

Самый простой путь для получения гидроокиси лития — гидратация окиси лития. Окись лития, в свою очередь, могла бы быть получена в результате термической диссоциации карбоната лития. Однако разложение Li2C03 на воздухе протекает слабо даже при температуре плавления, так как в этих условиях давление диссоциации незначительно.

Давно известно, что при нагревании в вакууме диссоциация 1у12СОз может протекать довольно полно при температуре не ниже 1000° С; однако в этом случае образующаяся Li20 испаряется [195]. Правда, температуру разложения карбоната лития можно снизить за счет увеличения продолжительности процесса и применения более совершенного вакуума [196]. В. Кроль и А. Шлехтен [197] показали, что Li2COs может разлагаться в вакууме при температуре выше его температуры плавления, но для интенсификации процесса и облегчения удаления С02 необходимы различные добавки (например, СаО), что не является желательным, так как в дальнейшем необходимо отделять литий от введенных примесей. Опыты по разложению карбоната лития в смеси с углем не увенчались успехом [32, 198, 199]. Также не дало положительных ре-

272

зультатов исследование процесса разложения Li2C03 в атмосфере водорода и инертных газов [196].

В Советском Союзе С. И. Скляренко и сотр. [200] разработали электрохимический метод получения LiOH — электролиз водного раствора LiCl со стационарным и подвижным ртутным катодом, который с выделяющимся в нем литием образует амальгаму. Для достижения высокого выхода по току концентрация лития в амальгаме не должна превышать 0,002—0,004%. Поэтому при подвижном катоде ртуть должна протекать через электролизер с определенной скоростью. При катодной плотности тока 1700—2500 а/м2, температуре электролита 25—30° С и содержании в электролите 30—35 вес.% LiCl был достигнут выход по току около 97%. Литиевую амальгаму разлагают водой * и после упаривания раствора выделяют LiOH · Н20. Кристаллическая гидроокись лития, полученная из 97%-ного хлорида лития, имела примеси Na и К, не превышающие в сумме 0,07 вес.%; Fe, S, ?, О не были обнаружены.

К сожалению, в результате электролиза концентрация лития в амальгаме получается низкой, а хлорид лития — одна из самых дорогих солей лития; в этих условиях переходить от LiCl к LiOH при современных больших масштабах производства гидроокиси лития экономически невыгодно. Другое дело, если бы удалось осуществить электролитическое получение гидроокиси лития из водных растворов дешевых технических солей лития, прежде всего сульфата лития. Такой процесс был изучен Г. Е. Капланом, В. В. Муханц

страница 68
< 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
защитные щитки для голени
Хорошее предложение в KNS на APC SRT72RMBP - федеральный мегамаркет компьютерной техники.
аскона зима-лето
karmina burana

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
(24.06.2017)