RU2110595C1 - Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития - Google Patents
Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110595C1 RU2110595C1 RU95117395A RU95117395A RU2110595C1 RU 2110595 C1 RU2110595 C1 RU 2110595C1 RU 95117395 A RU95117395 A RU 95117395A RU 95117395 A RU95117395 A RU 95117395A RU 2110595 C1 RU2110595 C1 RU 2110595C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- separation chamber
- bypass channel
- impurities
- metal
- Prior art date
Links
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 35
- 239000012535 impurity Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 title claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 4
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- -1 lithium nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000011882 ultra-fine particle Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано для очистки лития металлического. Для удаления примесей из жидкого лития исходную емкость соединяют с сепарационной камерой перепускным каналом, заполненным инертной по отношению к литию жидкостью, улавливающей примеси. Сепарационная камера имеет отстойник, расположенный ниже уровня перепускного канала. Устройство может быть снабжено перфорированной перегородкой, расположенной в сепарационной камере выше уровня перепускного канала, или сифонной трубой, установленной в исходной емкости. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии редких щелочных металлов и может быть использовано для рафинирования лития в процессе его производства.
Металлический литий, как правило, получают электролизом эквимольной смеси при температуре 450 - 500oC.
Трудности производства металлического лития высокой чистоты связаны с его высокой химической активностью и особенностями распределения некоторых приместных элементов в объеме лития. Как правило, катионный состав лития, получаемого электролизом расплавленных солей, определяется качеством исходного хлорида лития. Анионообразующие приместные элементы склонны к образованию в металле второй фазы, распределены в металле неравномерно.
Для очистки лития от калия и натрия используют устройство, представляющее собой закрытый герметичный корпус, включающий верхнюю подогреваемую часть с резервуаром, в котором литий перемешивается, а примеси выпариваются. В нижней части расположен конденсатор и отводящая труба для создания пониженного давления [1]. Известно также устройство для рафинирования жидкого металлического лития [2], в котором через поверхность жидкого лития в емкости проходят патрубки, соединенные с верхней частью емкости и образующие замкнутую систему для циркуляции лития. В систему входят нагреватели и холодильник, обеспечивается подача защитного газа. Очистка лития осуществляется через его поверхность путем удаления примесей.
Наиболее близким к заявляемому является устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития [3], в котором жидкометаллический литий отделяется от примесей в сепарационной камере, расположенной в оболочке, за счет уменьшения скорости потока. Примеси отделяются на сетке, литий возвращается в исходную емкость. Основным недостатком устройства является то, что твердые включения, выделяемые на сетке, склонны к разогреву при контакте с воздухом, возможно загорание при смене сетки или ее очистке. Кроме того, забивание сетки снижает эффективную работу устройства во времени.
Целью заявляемого технического решения является обеспечение эффективной очистки от примесей и обеспечение безопасности процесса.
Названная цель достигается тем, что исходная емкость и сепарационная камера соединены в нижнем основании исходной емкости перепускным каналом, заполненным инертной по отношению к литию жидкостью, а сепарационная камера имеет отстойник, расположенный ниже уровня перепускного канала. Устройство отличается и тем, что сепарационная камера имеет перфорированную перегородку, расположенную выше уровня перепускного канала. Кроме того, исходная емкость имеет сифонную трубу, конец которой находится на уровне оси перепускного канала в емкости.
На чертеже представлен вариант заявляемого устройства.
Устройство состоит из исходной емкости 1, в которую литий может быть залит или расплавлен в ней, с герметичной крышкой 2, патрубком 7 для аргона, сифонной трубой 6 и сепарационной камерой 3 с отстойником 10 и перфорированной перегородкой 5. Перепускной канал 4, заполненный инертной жидкостью, соединяет между собой исходную емкость и сепарационную камеру, образуя сообщающиеся сосуды. Патрубок 8 предназначен для слива очищенного металла, затвор 9 - для удаления примесей вместе с инертной жидкостью.
Устройство работает следующим образом.
Инертная жидкость заливается до верхнего уровня перепускного канала 4, емкость нагревается до температуры жидкого лития (нагреватели не показаны). Исходный литий заливается в емкость 1, крышка 2 закрывается. К патрубку 7 присоединяется осушенный аргон через ротаметр и вентиль с небольшим избыточным давлением. В процессе передавливания лития в перепускном канале 4 происходит интенсивный массообмен на границе раздела фаз, в процессе которого приместные включения переходят в инертную по отношению к литию жидкость и оседают в отстойнике сепарационной камеры 3. В сепарационной камере литий за счет малой плотности всплывает и выливается через патрубок слива очищенного металла 8. Выделенные примеси вместе с частью инертной жидкости выводятся через затвор 9 отстойника периодически. Для тонкой очистки лития выше уровня перепускного канала в сепарационной камере устанавливается перфорированная перегородка (сетка или слой специального адсорбента) 5. Ультрадисперсные частицы, задержанные перегородкой, после окончания цикла при обратном токе металла смываются вниз и в конечном итоге остаются в отстойнике. По окончании цикла очистки порции металла, залитого в исходную емкость, подача аргона прекращается и заливается новая порция металла. Для полной замены отработанной инертной жидкости металл, оставшийся в устройстве, кристаллизуется (охлаждается ниже температуры плавления), сифонная труба 6 сообщается с атмосферой, отработанная инертная жидкость сливается через затвор отстойника. После заполнения свежей инертной жидкостью работа устройства возобновляется без освобождения его от остатков металла.
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что примесные элементы, ассоциированные в виде другой фазы тем или иным образом в литии, по плотности отличаются от фазы металлического лития. За счет внутренних процессов примесные фазы дифундируют при перемешивании к границе раздела между поверхностью лития и инертной жидкостью. Переход посторонних фаз из лития обусловлен силами межфазного взаимодействия и более высокой плотностью примесных частиц. После перемешивания более плотный слой жидкости отстаивается вместе с извлеченными из лития примесями и отделяется от лития.
Сущность заявляемого технического решения подтверждается следующим примером.
Пример 1. Два килограмма лития поместили в опытный образец устройства, в качестве инертной жидкости использовали трансформаторное масло. Процесс очистки исходного лития осуществляли при температуре 220oC под незначительным давлением аргона в исходной емкости, расход которого задавался ротаметром. После окончания цикла очистки от отстойника с трансформаторным маслом слито 18 г твердой фазы, экстрагированной из исходного металла. Анализ металла после очистки показал, что содержание кальция снизилось в 8 раз, алюминия в 2,5 раза, железа в 2 раза, азота в 9 раз. Рентгенофазный анализ выделенных из металла продуктов показал, что основу составляют электролит (KCl, LiCl) и нитриды лития.
Таким образом, наряду с эффективной очисткой от нитридов достигнуты ощутимые показатели по кальцию, алюминию и железу.
Заявляемое устройство имеет большие перспективы для внедрения в промышленном масштабе. По эффективности процесса очистки оно конкурентноспособно с фильтрацией металла, а по производительности и условиям безопасности превосходит на порядок.
Claims (3)
1. Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития, содержащее исходную емкость с крышкой и патрубком для перемешивания и сепарационную камеру, отличающееся тем, что исходная емкость и сепарационная камера соединены в нижнем основании исходной емкости перепускным каналом, заполненным инертной по отношению к литию жидкостью, исходная емкость выполнена с патрубком для транспорта металла, а сепарационная камера имеет отстойник, расположенный ниже уровня перепускного канала.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено перфорированной перегородкой, расположенной в сепарационной камере выше уровня перепускного канала.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено сифонной трубой, установленной в исходной емкости, причем нижний конец трубы расположен на уровне оси перепускного канала.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117395A RU2110595C1 (ru) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95117395A RU2110595C1 (ru) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95117395A RU95117395A (ru) | 1997-09-20 |
| RU2110595C1 true RU2110595C1 (ru) | 1998-05-10 |
Family
ID=20172790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95117395A RU2110595C1 (ru) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2110595C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187569C2 (ru) * | 2000-11-02 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ рафинирования лития и установка для его осуществления |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2581080B1 (fr) * | 1985-04-24 | 1987-06-19 | Metaux Speciaux Sa | Procede et dispositif de purification du lithium |
-
1995
- 1995-10-05 RU RU95117395A patent/RU2110595C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2581080B1 (fr) * | 1985-04-24 | 1987-06-19 | Metaux Speciaux Sa | Procede et dispositif de purification du lithium |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187569C2 (ru) * | 2000-11-02 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" | Способ рафинирования лития и установка для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NO170162B (no) | Anlegg for kontinuerlig rensing av aluminium og aluminiumlegeringer. | |
| US3753690A (en) | Treatment of liquid metal | |
| US2863558A (en) | Filtering molten aluminous metal | |
| KR850001739B1 (ko) | 편석을 이용한 금속 정제 공정 | |
| JPH0680177B2 (ja) | 液体の処理方法 | |
| NO166540B (no) | Gjenanvendbart filtermedium for filtrering av smeltet metall. | |
| US2987391A (en) | Method for melting and treating aluminum | |
| US3305351A (en) | Treatment of aluminum with aluminum fluoride particles | |
| US4277280A (en) | Apparatus and method for removal of alkali and alkaline earth metals from molten aluminium | |
| RU2489506C2 (ru) | Способ и устройство электронно-лучевой или плазменной плавки металла из кристаллизатора в кристаллизатор | |
| NO133148B (ru) | ||
| US4295884A (en) | Process for treating a molten metal or alloy using liquid and solid flux | |
| RU2110595C1 (ru) | Устройство для удаления примесей из жидкометаллического лития | |
| RU2139363C1 (ru) | Способ рафинирования лития и установка для его осуществления | |
| US4515600A (en) | Process for the removal of the slag portion from molten mixtures of slag and silicon using a semipermeable separating wall | |
| RU2090639C1 (ru) | Устройство для рафинирования алюминия и его сплавов | |
| US4325539A (en) | Device for treating a molten metal or alloy using liquid and solid flux | |
| US4101393A (en) | Method of cleaning filter bags in a system for effluent gas recycling and recovery from electrolytic cells for production of aluminum from aluminum chloride | |
| RU2236476C1 (ru) | Способ рафинирования лития и установка для его осуществления | |
| RU2829048C1 (ru) | Аппарат для извлечения цинка из отходов гартцинка и способ его использования | |
| GB2030597A (en) | Filtering Aluminium | |
| WO2000058527A1 (en) | Apparatus and method for flux-free refining of magnesium and magnesium alloys | |
| RU1582680C (ru) | Способ рафинирования алюминия | |
| Achim et al. | Removal of Lithium in Commercial Metal | |
| SK34193A3 (en) | Process for preparation of nonporous casting alloy of aluminum and device for implementing this method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20071006 |