- •1. Физические и химические свойства лития и его основных соединений.
- •2. Как используют в технологии отличия в химических свойствах лития и его соединений от свойств других щелочных элементов.
- •3. Области применения и сырьевые источники лития.
- •4. Основные технологические блоки переработки литиевого минерального сырья
- •5. Основные технологические блоки переработки литиевого гидроминерального сырья.
- •6. Сернокислотный способ переработки сподумена, технологическая схема, достоинства, недостатки.
- •7. Сульфатный способ переработки сподумена, технологическая схема, достоинства, недостатки.
- •8. Известковый способ переработки сподумена, технологическая схема, достоинства, недостатки. Пути интенсификации.
- •9. Переработка карбоната лития в хлорид лития. Технологическая схема.
- •10.Сернокислотный способ переработки лепидолита. Основные отличия от переработки сподумена.
- •11.Извлечение лития из солевых рассолов (технология с использованием хлорида кальция, «сульфатный процесс», сорбция).
- •12.Переработка карбоната лития в гидроксид лития. Технологическая схема.
- •13.Способы получения металлического лития (электрохимический способ, вакуум термический способ). Получение лития электролитическим способом
- •Получение лития вакуумтермическим способом
- •14.Методы рафинирования металлического лития.
4. Основные технологические блоки переработки литиевого минерального сырья
5. Основные технологические блоки переработки литиевого гидроминерального сырья.
Блок концентрирования: Концентрируют двумя путями:
• естественным путем – из соларов рассол перекачивают в карты (испарение; вымораживание)
• на заводах - вакуумная выпарка
Блок очистки от примесей:
• Очистка от взвешенных примесей Отстаивание (бассейны отстойники) и фильтрование песчанно-гравийные фильтры). Очистка от нефтяных остатков (коагулянты: ПАА и Al2 (SO4 )3 )
• Очистка от радиоактивности (переработка пластовых вод). Газообразные радионуклиды (радон, торон) - отстаивание в бассейнах
• Остальные примеси Соосаждением с гидроксидами железа или алюминия. При наличии в воде железа - подщелачиване, до рН осаждения гидроксида железа.
• Очистка от щелочеземельных элементов От магния – добавлением гидроксида кальция. При наличии бора – бормагниевое удобрение. От кальция как в стандартных схемах. Щелочные элементы - сорбция.
Блок осаждения соединений лития: Выбор осадителя зависит от исходной концентрации лития
Требования при выборе осадителя:
• Стоимость;
• Возможность регенерации;
• Возможность реализации полученного соединения.
6. Сернокислотный способ переработки сподумена, технологическая схема, достоинства, недостатки.
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:
L i2O∙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.