[go: up one dir, main page]

RU2114058C1 - Method of lithium chloride producing - Google Patents

Method of lithium chloride producing Download PDF

Info

Publication number
RU2114058C1
RU2114058C1 RU96101083A RU96101083A RU2114058C1 RU 2114058 C1 RU2114058 C1 RU 2114058C1 RU 96101083 A RU96101083 A RU 96101083A RU 96101083 A RU96101083 A RU 96101083A RU 2114058 C1 RU2114058 C1 RU 2114058C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
solution
catalyst
hydroxide
lithium chloride
Prior art date
Application number
RU96101083A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96101083A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Мерзляков
Original Assignee
Сергей Анатольевич Мерзляков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Анатольевич Мерзляков filed Critical Сергей Анатольевич Мерзляков
Priority to RU96101083A priority Critical patent/RU2114058C1/en
Publication of RU96101083A publication Critical patent/RU96101083A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2114058C1 publication Critical patent/RU2114058C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology, hydrometallurgy, inorganic chemistry. SUBSTANCE: method involves interaction of lithium hydroxide or lithium carbonate suspension with chlorine and obtained solution is heated to 50-100 C at pH 11 in the presence of catalyst consisting of metal hydroxides. Then catalyst-containing precipitate is removed and recovered its to reuse. Solution is subjected for cleaning from aluminium impurity by its precipitation as hydroxide that is separated from solution and the latter is fed to production of commercial lithium chloride. EFFECT: decreased loss of lithium and catalyst. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области гидрометаллургии щелочных металлов, в частности к получению хлорида лития. The invention relates to the field of hydrometallurgy of alkali metals, in particular to the production of lithium chloride.

Известно промышленное получение хлорида лития взаимодействием гидроокиси или карбоната лития с соляной кислотой. It is known to produce lithium chloride by reacting lithium hydroxide or carbonate with hydrochloric acid.

Однако при получении металлического лития электролизом расплава солей выделяется газообразный хлор, который необходимо утилизировать. However, upon receipt of lithium metal by electrolysis of molten salts, chlorine gas is released, which must be disposed of.

Известно, что при взаимодействии хлора с раствором гидроокиси лития возможны реакции

Figure 00000001

причем на холоде образуется преимущественно гипохлорит лития, а при нагревании - хлорат лития.It is known that reactions of chlorine with a solution of lithium hydroxide are possible reactions
Figure 00000001

moreover, in the cold, predominantly lithium hypochlorite is formed, and when heated, lithium chlorate.

Аналогично протекают реакции взаимодействия суспензии карбоната лития с хлором. The reactions of the interaction of a suspension of lithium carbonate with chlorine proceed similarly.

Figure 00000002

Известны способы очистки хлоридных растворов от гипохлорита и хлората взаимодействием их с восстановителями, авт.св. N 617366,C 01 В 11/06,1977 г. , 865800, МКИ C 01 D 3/14, 1979 г.
Figure 00000002

Known methods for cleaning chloride solutions from hypochlorite and chlorate by their interaction with reducing agents, ed. N 617366, C 01 B 11 / 06.1977, at 865800, IPC C 01 D 3/14, 1979, the

Однако использование восстановителей загрязняет раствор хлорида лития и экономически нецелесообразно. However, the use of reducing agents pollutes the lithium chloride solution and is not economically feasible.

Известен способ очистки хлоридных растворов от хлората путем подкисления соляной кислотой нагретого до 60 -100oC хлоридно-хлоратного рассола с последующим разложением образующейся двуокиси хлора ультрафиолетовым излучением (патент США N 4169773, кл. 204-298, 1978 г.).A known method of purification of chloride solutions from chlorate by acidification with hydrochloric acid heated to 60 -100 o C chloride-chlorate brine, followed by decomposition of the resulting chlorine dioxide by ultraviolet radiation (US patent N 4169773, CL 204-298, 1978).

Недостатком данного способа очистки раствора от хлората применительно к производству хлорида лития методом абсорбции газообразного хлора гидроокисью лития является дополнительный расход соляной кислоты для создания кислой среды и газообразный хлор, получаемый в результате разложения двуокиси хлора:

Figure 00000003

который необходимо утилизировать, что приводит к перепроизводству хлорида лития по отношению к затраченному на производство лития металлического. К тому же двуокись хлора при определенных условиях разлагается со взрывом (Г.Реми, Курс неорганической химии, Т. 1, с. 862, 1963 г.).The disadvantage of this method of purification of the solution from chlorate in relation to the production of lithium chloride by the method of absorption of chlorine gas by lithium hydroxide is the additional consumption of hydrochloric acid to create an acidic environment and chlorine gas resulting from the decomposition of chlorine dioxide:
Figure 00000003

which must be disposed of, which leads to the overproduction of lithium chloride in relation to the spent on the production of lithium metal. In addition, under certain conditions, chlorine dioxide decomposes with an explosion (G.Remi, Inorganic chemistry course, T. 1, p. 862, 1963).

Наиболее близким техническим решением разрушения гипохлорита при получении хлорида лития способом абсорбции газообразного хлора (хлорвоздушной смеси) является использование в качестве катализатора окиси меди, окиси железа, гидроокиси никеля и гидроокиси кобальта, а для разрушения хлората-двуокиси марганца. Очистка полученного раствора хлорида лития от остаточного гипохлорита и хлората лития, а также от алюминия, содержащегося в исходном сырье, и металлов катализатора заключается в разрушении остаточного гипохлорита и хлората нагреванием до 80 - 100oC в кислой среде, и осаждении гидрооксидов металлов катализатора и алюминия при pH 10,0 - 11,0, так как при более низком значении pH в растворе остаются металлы катализатора, а при более высоком pH в раствор переходит алюминий в виде гидроалюмината лития (Справочник химика. Т. IV, с. 56 -57).The closest technical solution for the destruction of hypochlorite in the preparation of lithium chloride by the method of absorption of gaseous chlorine (air-chlorine mixture) is the use of copper oxide, iron oxide, nickel hydroxide and cobalt hydroxide as a catalyst, and for the destruction of manganese chlorate dioxide. The purification of the resulting solution of lithium chloride from residual hypochlorite and lithium chlorate, as well as from aluminum contained in the feedstock and catalyst metals, consists in the destruction of residual hypochlorite and chlorate by heating to 80-100 o C in an acidic environment, and the precipitation of metal hydroxides of catalyst and aluminum at a pH of 10.0 - 11.0, since at lower pH the catalyst metals remain in the solution, and at a higher pH, aluminum passes into the solution in the form of lithium hydroaluminate (Handbook of a chemist. T. IV, p. 56 -57) .

Однако при осаждении гидрооксидов алюминия и металлов катализатора из раствора хлорида лития образуются гидратные осадки, имеющие сложную структуру состава:
(Li,Me)[Al(OH,Cl)] и Li[Me(OH,Cl)]
где Me - металлы катализатора. (Сборник докладов VI Всесоюзной конференции по химии технологии щелочных элементов. Ашхабад 1983 г. "О сложных структурах гидроалюмината лития и его анионсодержащих производных" Н.П.Томилов, Е.Г.Девяткина, А.С.Бергер), что исключает повторное использование катализатора без дополнительной очистки от алюминия. К тому же при контакте с воздухом во время хранения (до переработки) гидроалюминат лития поглощает углекислоту (Сборник докладов II Всесоюзного совещания по редким щелочным элементам 13-16 октября 1964 г., Новосибирск "Свойства гидроалюмината лития" Н.П.Коцупало, И.В.Гусева и другие), и в гидратных осадках происходят модификационные превращения двойных и многокомпонентных гидрооксидов с образованием продуктов, устойчивых в растворе соляной кислоты. Экспериментально установлено, что данные гидратные осадки после недельного и более длительного хранения полностью растворяются соляной кислотой только при достижении кислотности раствора 2,95 -3,05 нормали. Но растворение гидратных осадкой при кислотности 2,95 -3,05 нормали с последующим осаждением гидрооксида алюминия при pH 4,0 - 4,2, с целью извлечения металлов катализатора не дает желаемого результата, так как при осаждении гидрооксида алюминия из раствора хлорида лития и металлов катализатора образуются осадки, имеющие сложную структуру состава (Li,Me)[Al(OH,Cl)]
Результаты экспериментов приведены в таблице.
However, during the precipitation of aluminum hydroxides and catalyst metals from a solution of lithium chloride, hydrate precipitates are formed having a complex composition structure:
(Li, Me) [Al (OH, Cl)] and Li [Me (OH, Cl)]
where Me are the catalyst metals. (Collection of reports of the VI All-Union Conference on the Chemistry of Technology of Alkaline Elements. Ashkhabad 1983 "On the Complex Structures of Lithium Hydroaluminate and Its Anion-Containing Derivatives" by N.P. Tomilov, E.G. Devyatkina, A.S. Berger), which excludes reuse catalyst without additional purification from aluminum. In addition, when exposed to air during storage (prior to processing), lithium hydroaluminate absorbs carbon dioxide (Collection of reports of the II All-Union Meeting on Rare Alkaline Elements October 13-16, 1964, Novosibirsk "Properties of Lithium Hydroaluminate" N.P. Kotsupalo, I. V. Guseva and others), and in hydrated sediments, modification transformations of binary and multicomponent hydroxides occur with the formation of products that are stable in a solution of hydrochloric acid. It was experimentally established that these hydrated precipitates after a week or longer storage are completely dissolved by hydrochloric acid only when the acidity of the solution is 2.95 -3.05 normal. But the dissolution of hydrated sediment at an acidity of 2.95 -3.05 normal, followed by precipitation of aluminum hydroxide at pH 4.0 - 4.2, in order to extract catalyst metals does not give the desired result, since when precipitating aluminum hydroxide from a solution of lithium chloride and catalyst metals precipitates are formed having a complex composition structure (Li, Me) [Al (OH, Cl)]
The experimental results are shown in the table.

Из приведенных данных таблицы видно, что при осаждении гидрооксида алюминия из раствора хлорида лития, где лития 26 г/л, содержание никеля в растворе падает в несколько раз за счет осаждения гидроалюмината никеля. Поэтому извлечение никеля из гидратных осадков в случае использования гидрооксида никеля в качестве компонента катализатора не превышает 25% при соотношении Al: Ni = 2,25:1, а увеличение содержания алюминия в исходном сырье и соответственно в гидратных осадках делает извлечение никеля невозможным. Использование в качестве компонентов катализатора других гидрооксидов тяжелых металлов переменной валентности показало, что при осаждении гидрооксида алюминия также имеет место соосаждение в виде гидроалюминатов, и извлечение металлов катализатора в аналогичных условиях не превышает 20 - 30%. Поэтому гидратные осадки, содержащие гидрооксиды алюминия и металлов катализатора, где содержание лития составляет 26 - 30 г/л, идут в отходы, т.к. литий химически связан в виде двойных и многокомпонентных гидрооксидов. From the data in the table it is seen that during the precipitation of aluminum hydroxide from a solution of lithium chloride, where lithium is 26 g / l, the nickel content in the solution drops several times due to the precipitation of nickel hydroaluminate. Therefore, the extraction of nickel from hydrated precipitates in the case of using nickel hydroxide as a catalyst component does not exceed 25% with an Al: Ni ratio of 2.25: 1, and an increase in the aluminum content in the feedstock and, accordingly, in hydrated precipitates makes nickel extraction impossible. The use of other variable valence heavy hydroxides as catalyst components has shown that precipitation of aluminum hydroxide also results in coprecipitation in the form of hydroaluminates, and the extraction of catalyst metals under similar conditions does not exceed 20-30%. Therefore, hydrated precipitates containing aluminum hydroxides and catalyst metals, where the lithium content is 26 - 30 g / l, go to waste, because lithium is chemically bound in the form of binary and multicomponent hydroxides.

Известно, что при нагревании до 200oC 91,5% гидроалюмината лития разлагается на гидрооксид алюминия в форме метагидроокиси - AlO(OH) и гидроокись лития (Сборник докладов III Всесоюзного совещания по редким щелочным элементам, г. Пермь 1968 г. "Гидролиз гидроалюмината лития" О.Г.Евтеева, Н.П.Коцупало).It is known that when heated to 200 o C, 91.5% of lithium hydroaluminate decomposes into aluminum hydroxide in the form of metahydroxide - AlO (OH) and lithium hydroxide (Collection of reports of the III All-Union Conference on Rare Alkaline Elements, Perm, 1968 "Hydrolysis of hydroaluminate lithium "O.G. Evteeva, N.P. Kotsupalo).

Однако данный способ извлечения лития из гидроалюмината требует специального оборудования, к тому же температурное разрешение многокомпонентных гидрооксидов не изучено. However, this method of extracting lithium from hydroaluminate requires special equipment; moreover, the temperature resolution of multicomponent hydroxides has not been studied.

Целью изобретения является сокращение потерь лития и катализатора, а также уменьшение отходов производства. The aim of the invention is to reduce the loss of lithium and catalyst, as well as reducing production waste.

Поставленная цель достигается тем, что раствор, полученный взаимодействием гидроокиси лития с хлором в присутствии катализатора, нагревают до 50 - 100 oC при pH > 11, так как при pH>11 алюминий находится в растворе (Справочник химика. Т. IV, с. 56-57), а при температуре раствора выше 50oC, как установлено экспериментально, резко возрастает скорость каталитической реакции перехода гипохлорита лития в хлорид с выделением кислорода, а не с выделением хлора и двуокиси хлора, как при нагревании в кислой среде, при этом гидрооксиды металлов катализатора коагулируются, что повышает фильтруемость раствора. Затем раствор фильтруют, осадок, содержащий коагулированные гидрооксиды металлов катализатора, где содержание алюминия в сухом веществе осадка составляет не более 0,5% вес., что исключает накопление алюминия в технологической системе, направляют на стадию взаимодействия раствора гидроокиси лития с хлором, а фильтрат, где содержание гипохлорита и хлората лития зависит от температуры и длительности нагрева, переводят в кислую среду с pH < 4, и при температуре 70 - 100oC осаждают гидрооксид алюминия в интервале pH 5,5 - 8,5, так как при гидролизе из кислой среды и температуре выше 70oC, как установлено экспериментально, в осадок выпадает гидрооксид алюминия в форме AlO(OH), который не содержит химически связанный литий, как в случае осаждения гидроалюмината лития - Li[Al(OH)4]. Указанный интервал pH осаждения позволяет из фильтрата получать товарный хлорид лития с содержанием Al < 6,4•10-4 вес. %, а при pH < 5,5 и pH > 8,5 содержание алюминия в товарном хлориде возрастает. Осадок AlO(OH) после промывки конденсатом, где содержание лития зависит от качества промывки, является товарным продуктом.This goal is achieved by the fact that the solution obtained by the interaction of lithium hydroxide with chlorine in the presence of a catalyst is heated to 50 - 100 o C at pH> 11, since at pH> 11 aluminum is in solution (Handbook of a chemist. T. IV, p. 56-57), and when the temperature of the solution is above 50 o C, it has been experimentally established that the catalytic reaction of lithium hypochlorite to chloride is sharply increased with the evolution of oxygen, and not with the evolution of chlorine and chlorine dioxide, as when heated in an acidic environment, Coaguli catalyst metal hydroxides They increase the filterability of the solution. Then the solution is filtered, the precipitate containing coagulated metal hydroxides of the catalyst, where the aluminum content of the dry substance of the precipitate is not more than 0.5 wt%, which excludes the accumulation of aluminum in the technological system, is sent to the stage of interaction of the lithium hydroxide solution with chlorine, and the filtrate, wherein the content of hypochlorite and chlorate in lithium depends on the temperature and duration of heating, is converted in an acidic environment with pH <4, and at a temperature of 70 - 100 o C precipitated aluminum hydroxide in the range of pH 5.5 - 8.5, since hydrolysis of puss oh medium and a temperature above 70 o C, as determined experimentally, is precipitated aluminum hydroxide in the form of AlO (OH), which contains no chemically bound lithium, as in the case of lithium deposition hydroaluminate - Li [Al (OH) 4]. The specified range of pH deposition allows you to get from the filtrate commercial lithium chloride with an Al content of <6.4 • 10 -4 weight. %, and at pH <5.5 and pH> 8.5, the aluminum content in the commodity chloride increases. The precipitate AlO (OH) after washing with condensate, where the lithium content depends on the quality of washing, is a commercial product.

Изобретение также можно использовать для очистки растворов хлоридов щелочных металлов от гипохлорита и хлората и для извлечения лития из гидроалюмината, например, полученного по способу (Сборник докладов VI Всесоюзной конференции по химии и технологии щелочных элементов. Ашхабад 1983 г. "Извлечение лития из малоконцентрированных литий содержащих отходов" Н.К. Ефимов, А.И.Горбунов и другие) путем его разрушения соляной кислотой и осаждения алюминия в виде гидрооксида в форме метагидроокиси. The invention can also be used to purify solutions of alkali metal chlorides from hypochlorite and chlorate and to extract lithium from hydroaluminate, for example, obtained by the method (Collection of reports of the VI All-Union Conference on Chemistry and Technology of Alkaline Elements. Ashgabat 1983, "Extraction of lithium from low-concentration lithium containing waste "N.K. Efimov, A.I. Gorbunov and others) by its destruction by hydrochloric acid and precipitation of aluminum in the form of hydroxide in the form of metahydroxide.

Claims (1)

Способ получения хлорида лития, включающий взаимодействие раствора гидроксида лития или суспензии карбоната лития с хлором, отличающийся тем, что раствор, полученный в результате взаимодействия исходных реагентов, нагревают до 50 - 100oC при pH > 11 в присутствии катализатора, состоящего из гидроксидов металлов, после чего осадок, содержащий катализатор, отделяют и возвращают его на повторное использование, а раствор подвергают очистке от примесей алюминия осаждением его в виде гидроксида, который отделяют от раствора, и последний направляют на производство товарного хлорида лития.A method for producing lithium chloride, comprising reacting a solution of lithium hydroxide or a suspension of lithium carbonate with chlorine, characterized in that the solution obtained by reacting the starting reagents is heated to 50-100 ° C. at pH> 11 in the presence of a catalyst consisting of metal hydroxides, after which the precipitate containing the catalyst is separated and returned for reuse, and the solution is purified from aluminum impurities by precipitation in the form of hydroxide, which is separated from the solution, and the latter is sent for the production of commercial lithium chloride.
RU96101083A 1996-01-11 1996-01-11 Method of lithium chloride producing RU2114058C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101083A RU2114058C1 (en) 1996-01-11 1996-01-11 Method of lithium chloride producing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96101083A RU2114058C1 (en) 1996-01-11 1996-01-11 Method of lithium chloride producing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96101083A RU96101083A (en) 1998-03-20
RU2114058C1 true RU2114058C1 (en) 1998-06-27

Family

ID=20175930

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96101083A RU2114058C1 (en) 1996-01-11 1996-01-11 Method of lithium chloride producing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2114058C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2186729C2 (en) * 2000-05-30 2002-08-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method of production of lithium chloride
RU2300497C1 (en) * 2005-09-22 2007-06-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method of production of lithium chloride
CN115638421A (en) * 2022-10-18 2023-01-24 重庆天齐锂业有限责任公司 Comprehensive recovery method of metal lithium slag and chlorine gas

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU617366A1 (en) * 1977-01-17 1978-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана Method of detoxication of hypochlorite solutions

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU617366A1 (en) * 1977-01-17 1978-07-30 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт титана Method of detoxication of hypochlorite solutions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Плюще В.Е. и др. Химия и технология редких и рассеянных элементов. Ч. 1 - Высшая школа , 1976. Краткая химическая энциклопедия. Т. 11. - Советская энциклопедия, 1963, с. 987. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2186729C2 (en) * 2000-05-30 2002-08-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method of production of lithium chloride
RU2300497C1 (en) * 2005-09-22 2007-06-10 Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" Method of production of lithium chloride
CN115638421A (en) * 2022-10-18 2023-01-24 重庆天齐锂业有限责任公司 Comprehensive recovery method of metal lithium slag and chlorine gas

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4215094A (en) Method for the removal of organic substances from alkali metal aluminate solution
CA2736379C (en) Process for the production of high purity magnesium hydroxide
US6692710B1 (en) Method for obtaining magnesium by leaching a laterite material
EA009841B1 (en) A process for the recovery of value metals from material containing base metal oxides
US20040219082A1 (en) Selective recovery of aluminium, cobalt and platinum values from a spent catalyst composition
AU2013362874B2 (en) Method for producing a solid scandium-containing material of enhanced scandium content
FR2575149A1 (en) PROCESS FOR RECOVERING VALUE PRODUCTS FROM RED MUD FROM THE BAYER PROCESS
JPH0123417B2 (en)
RU2114058C1 (en) Method of lithium chloride producing
NZ203890A (en) A process for recovery of ai and fe salts from acidic waste waters and the production of aluminosilicate crystalline zeolites from the recovered ai salts
CA2251626C (en) Method for recovering sodium from alkaline industrial waste
KR20010085545A (en) Process for recovering catalyst transition metals from salt-containing reaction mixtures
AU660169B2 (en) Recovering aluminium and flourine from flourine containing waste materials
EP0487379B1 (en) Method of anti-pollution treatment of a used refining catalyst and complete recuperation of the different metal constituents of this catalyst
US4495160A (en) Removal and recovery of magnesium, strontium and barium from brines
AU2010225463A1 (en) Removing organic impurities from Bayer process liquors
RU2198842C2 (en) Method of magnesium oxide producing
RU2744291C1 (en) Method of extraction of copper (i) oxide cu2o from multicomponent sulfate solutions of heavy non-ferrous metals
WO2016137356A1 (en) Method for processing solutions comprising non-ferrous metals
JPH09268333A (en) Separation of nickel in iron chloride solution
RU2244044C1 (en) Method for producing magnesium from serpentinite
RU2295494C2 (en) Magnesium oxide production process
AU728854B2 (en) The production of calcium carbonate and of magnesium oxide from impure sources of calcium and magnesium
RU2711068C1 (en) Nickel chloride production method
SU534508A1 (en) Method for separating cobalt from chlorine-ion containing solutions