Сернокислотный способ

Технология производства соединений лития из рудных концентратов

Продуктами переработки литиевых концентратов являются соли лития (карбонат, сульфат, хлорид) и гидроксид. Наиболее распространенный конечный продукт – карбонат лития, который служит исходным материалом для получения других соединений, в частности хлорида лития, из которого производят металлический литий.

В промышленной практике преимущественно применяют три способа разложения литиевых концентратов: сернокислотный, сульфатный (спекание с K₂SO₄) и известковый. Кроме того, иногда используют известково-хлоридный способ.

Разложение серной кислотой используют для литиевых концентратов всех типов: сподуменовых, лепидолитовых и амблигонитовых. В результате разложения концентрата концентрированной серной кислотой при 200 – 250 ^оС и последующего выщелачивания продукта водой получают растворы, содержащие сульфат лития, из которых осаждают карбонат лития.

Переработка сподумена. Для эффективного разложения сподумена серной кислотой необходима предварительная термическая обработка его. Проводят обжиг в барабанной или трубчатой вращающейся печи при 1100 ^оС (α-сподумен переходит в β-сподумен). Полученный продукт смешивают с концентрированной серной кислотой и подают в барабанную вращающуюся печь, где в течение 15 минут проводят сульфатизацию при 250 ^оС:

Li₂O∙Al₂O₃∙4SiO₂ + H₂SO₄ ^{250-300 C} Li₂SO₄ + H₂O + Al₂O₃∙4SiO₂ (4.2)

При водном выщелачивании продукта сульфатизации литий избирательно извлекается в водный раствор, раствор содержит сравнительно мало примесей. Для нейтрализации избытка серной кислоты (до рН = 6 - 6,5) в раствор подают мел. Отфильтрованный раствор очищают от магния нейтрализацией известью (рН = 12 - 14), а затем от кальция осаждением СаСО₃ содой. Из очищенного раствора насыщенным раствором соды осаждают карбонат лития Li₂CO₃.

Li₂SO₄ + Na₂CO₃ = Li₂CO₃ ↓ + Na₂SO₄ (4.3)

Осадок содержит 96 – 97 % Li₂CO₃. Извлечение лития в готовый продукт 85 - 90 %.

Переработка лепидолита. Лепидолит можно непосредственно сульфатизировать серной кислотой при 320 - 330 ^оС. Дл ускорения процесса иногда применяют предварительное плавление лепидолита при 1090 ^оС, превращая его в стеклообразную массу, которую после измельчения сульфатизируют.

Получаемые при переработке лепидолита сернокислые растворы содержат Li₂SO₄, K₂SO₄, Na₂SO₄, Al₂(SO₄)₃. SiO₂ остается в твердом продукте. Большую часть алюминия из растворов выделяют в форме калиевых квасцов K[Al(SO₄)₂]∙12H₂O, охлаждая растворы до -5 - 0 ^оС и добавляя сульфат калия. Дополнительно алюминий выделяют из нейтрализованного раствора в составе Al(OH)₃. В процессе последующего выпаривания раствора кристаллизуется часть K₂SO₄ и Na₂SO₄. Из отфильтрованного раствора осаждают карбонат лития также как и в схеме переработки сподумена.

Достоинства способа: экономичность, высокое извлечение, простота оборудования.

Недостатки способа: тяжелый процесс сульфатизации, высокий расход серной кислоты.

Дата добавления: 2014-01-11