9. Переработка карбоната лития в хлорид лития. Технологическая схема.

Безводный хлорид лития, служащий исходным материалом для производства лития, обычно получают из карбоната лития. Содержание примесей, %: натрия 0,12; кальция 0,03; алюминия 0,05; железа 0,005; сульфат-иона 0,1; оксида кремния 0,05; фосфат-иона 0,005.

Для получения хлорида лития обычно требуется предварительная очистка карбоната лития от примесей. Очистку проводят методом перекристаллизации через хорошо растворимый бикарбонат лития (способ Труста). С этой целью через водную суспензию Li₂CO₃ пропускают СО₂, что приводит к переходу лития в раствор в виде бикарбоната LiHCO₃.

При кипячении раствора бикарбонат разрушается, из раствора осаждается очищенный Li₂CO₃.

Для получения хлорида лития влажный карбонат растворяют в 30 %-ной соляной кислоте. Раствор очищают от примесей, выпаривают (трудности выпаривания и последующего обезвоживания хлорида обусловлены высокой коррозирующей способностью LiCl и его растворов, для выпаривания используют аппараты из керамики или специальных сплавов, а для обезвоживания хлорида – керамическую аппаратуру), кристаллизуют хлорид LiCl∙Н₂О, хлорид обезвоживают (сушат) при 120 – 150 ^оС с получением LiCl.

10.Сернокислотный способ переработки лепидолита. Основные отличия от переработки сподумена.

Для переработки лепидолита применимы те же методы, что и для сподумена, но взаимодействие лепидолита с реагентами протекает в более мягких условиях, что определяется его большей химической активностью. В результате обогащения получают концентрат лепидолита, содержащий 3-4 % оксида лития. Лепидолит в качестве изоморфных примесей содержит рубидий и цезий, извлечение которых должно быть предусмотрено схемой. Из различных вариантов переработки лепидолита наибольший интерес представляет сернокислотная схема, реализуемая в различных вариантах. По одному из вариантов тонко измельченный (до 0,09 мм) лепидолит смешивают в стальном реакторе с концентрированной серной кислотой, количество которой составляет 110 % от массы минерала. Смесь выдерживают 30 мин, затем медленно нагревают в течение 8 ч от 110 до 340 ºС. Степень разложения минерала при этом >94 %. Сульфатизированную массу в теплом состоянии выщелачивают водой. Выделившийся осадок диоксида кремния отфильтровывают. В раствор переходят соли вех щелочных металлов (Li, Na, K, Rb, Cs), алюминия, железа, марганца. Для удаления алюминия в раствор вносят сульфат калия в расчете на образование алюмокалиевых квасцов, с которыми выделяются рубидий и цезий в виде соответствующих квасцов. Маточный раствор после отделения квасцов нейтрализуют карбонатом кальция для отделения остатка алюминия в виде гидроксида. После этого осаждают кальций, магний, железо и марганец щавелевой кислотой и раствором аммиака. В результате получают чистый раствор сульфата лития, из которого карбонатом калия осаждают технический карбонат лития, который промывают и сушат при 60 ºС. Извлечение лития в карбонат – не более 70 %.

При переработке руд, содержащих минералы лития, основные потери происходят на стадии обогащения. Так, при содержании в концентрате 4-5 % Li₂O извлечение лития в карбонат по сернокислотной схеме составляет 85-90 %, а выход лития в готовый продукт из руды – 50-55 %, так как при флотации в концентрат извлекается только 60-70 % Li₂O. Это обстоятельство явилось стимулом для изучения возможности применения кислотных технологических схем к переработке непосредственно сподуменовой руды. Лучшие результаты были получены для сернокислотной схемы. Была создана технологическая схема переработки сподуменовой руды на основе ее взаимодействия с серной кислотой.

Руду, содержащую 25 % сподумена (~1,5 % Li₂O, обжигают при 1095 ºС, продукт охлаждают до 65 ºС, из-мельчают до минус 0,07 мм, сульфатизируют при 230 ºС концентрированной серной кислотой и выщелачивают водой. Раствор нейтрализуют известняком, фильтруют и обрабатывают последовательно гидроксидом кальция и карбонатом натрия для осаждения Mg(OH)₂и CaCO₃. Отфильтрованный раствор упаривают до содержания 150 г/л Li₂SO₄и обрабатывают кальцинированной содой. Выход лития в карбонат – до 80 %; схема применима к рудам, содержащим не менее 1 % Li₂O.