+

RU2196735C1 - Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate - Google Patents

Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate Download PDF

Info

Publication number
RU2196735C1
RU2196735C1 RU2001120338A RU2001120338A RU2196735C1 RU 2196735 C1 RU2196735 C1 RU 2196735C1 RU 2001120338 A RU2001120338 A RU 2001120338A RU 2001120338 A RU2001120338 A RU 2001120338A RU 2196735 C1 RU2196735 C1 RU 2196735C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
solution
lithium hydroxide
carbonate
concentration
Prior art date
Application number
RU2001120338A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Д. Рябцев
Н.М. Немков
Л.А. Серикова
Н.П. Коцупало
С.В. Сударев
Е.В. Мамылова
В.И. Титаренко
В.В. Мухин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех"
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 Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех" filed Critical Закрытое акционерное общество "Экостар-Наутех"
Priority to RU2001120338A priority Critical patent/RU2196735C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196735C1 publication Critical patent/RU2196735C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology of production of inorganic compounds. SUBSTANCE: invention refers to processes of extraction of monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate or technical lithium. Lithium carbonate is solved in sulfuric acid formed in anode chamber of membrane electrolyzer with obtainment of solution of lithium sulfate. Solution of lithium sulfate with concentration 180-200 kg/cu.m (3.3-3.6 kg eq/cu.m) displays high conduction and allows process of conversion of lithium sulfate to hydroxide to be conducted in electrolyzer with current density 5.0-15.0 A/dm and voltage drop across cell 4.7-5.1 V. Under conditions of membrane electrolysis formed solution of lithium hydroxide (catolyte) includes impurities of bivalent and trivalent metals contained in technical lithium carbonate or waste carrying Li2CO3. Solution of lithium hydroxide and lithium carbonate won within scope of technological process is utilized to purify anolyte from impurities. Concentration of lithium hydroxide in catolyte is kept at level 35.0-45.0 kg/cu.m. It is achieved when concentration of acid in anolyte equals 0.6-1.0 kg eq/cu.m. Keeping concentration of LiOH at level of 35.0-45.0 kg/cu.m is determined by least summary expenses on process of electrolysis and evaporation of solutions of LiOH. Content of impurities Na+ and K+ is maintained at level of 0.35-1.2 relative per cent in solutions of lithium hydroxide by extraction of portion of mother liquor. Monohydrate of lithium hydroxide formed in this case contains ≤0,060 mas.% of sodium (potassium) which can be washed out under conditions of counterflush prior to winning high-purity LiOH.H2O. Carbon dioxide at stage of neutralization of sulfuric acid by lithium carbonate is used for reclamation of lithium from mother liquors with production of lithium carbonate which is utilized in technological circuit to purify anolyte or is returned for operation of neutralization of sulfuric acid. EFFECT: potential for entrainment of technical lithium carbonate and waste containing lithium carbonate in process of extraction of high-purity monohydrate of lithium hydroxide. 4 cl, 6 dwg, 4 tbl

Description

Изобретение относится к области химической технологии получения неорганических соединений, а именно к способам получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития, или технического карбоната лития. The invention relates to the field of chemical technology for the production of inorganic compounds, and in particular to methods for producing lithium hydroxide monohydrate of high purity from materials containing lithium carbonate or technical lithium carbonate.

Известен способ получения раствора гидроксида лития из твердых карбонатсодержащих литиевых отходов путем их контакта с водой, отстаивания образующейся пульпы, декантации осветленной жидкой фазы с последующей ее фильтрацией и рециркуляцией полученного литийсодержащего раствора через центральную камеру электродиализатора с получением в катодной камере раствора гидроксида лития, в анодной камере раствора смеси кислот, в центральной камере - обессоленной жидкости, возвращаемой на операцию контакта твердых карбонатсодержащих литиевых отходов с водой (RU 2071819, опубл. 20.01.97). A known method of obtaining a solution of lithium hydroxide from solid carbonate-containing lithium waste by contacting them with water, settling the resulting pulp, decanting the clarified liquid phase, followed by its filtration and recirculation of the obtained lithium-containing solution through the central chamber of the electrodialyzer to obtain a lithium hydroxide solution in the cathode chamber, in the anode chamber solution of a mixture of acids, in the central chamber - desalted liquid returned to the contact operation of solid lithium carbonate waste with water (RU 2071819, publ. 20.01.97).

Недостатками данного способа являются низкая концентрация гидроксида лития в получаемом щелочном растворе (не более 25 кг/м3), низкая производительность процесса вследствие невысокой плотности тока (до 2 А/дм2), высокие удельные энергозатраты ввиду недостаточной концентрации лития в рециркулирующем растворе из-за низкой растворимости карбоната лития, с одной стороны, и использования трехкамерной электродиализной ячейки, с другой стороны.The disadvantages of this method are the low concentration of lithium hydroxide in the resulting alkaline solution (not more than 25 kg / m 3 ), the low productivity of the process due to the low current density (up to 2 A / dm 2 ), high specific energy consumption due to the insufficient concentration of lithium in the recycle solution due to the low solubility of lithium carbonate, on the one hand, and the use of a three-chamber electrodialysis cell, on the other hand.

Известен способ получения раствора гидроксида лития из материалов, содержащих соединения лития, в частности из отходов литиевых батарей /патент (New Zealand) WO 9859385, 1998/, включающий извлечение лития в виде хорошо растворимой его соли с получением раствора сульфата лития, электролиз сульфата лития в электрохимической ячейке, имеющей катодное и анодное пространства, разделенные катионообменной мембраной Nafion 350. Электролиз сульфата лития осуществляют при плотности тока 20 А/дм2 и падении напряжения на ячейке 5,3 В. При этом осуществляется вывод из катодного пространства раствора гидроксида лития (католита), а из анодного пространства - раствора сульфата лития в смеси с продуктом анодного процесса - серной кислотой (анолита). Выводимый из катодного пространства раствор гидроксида лития для очистки от примесей подвергают ультрафильтрации.A known method of producing a solution of lithium hydroxide from materials containing lithium compounds, in particular from waste lithium batteries / patent (New Zealand) WO 9859385, 1998 /, including the extraction of lithium in the form of its highly soluble salt to obtain a solution of lithium sulfate, electrolysis of lithium sulfate in an electrochemical cell having a cathode and anode space separated cation exchange membrane Nafion 350. lithium sulfate electrolysis is carried out at a current density of 20 A / dm 2 and the voltage drop across the cell is 5.3 V. in this case, output is carried out to the todnogo space lithium hydroxide solution (catholyte) and the anode of the space - lithium sulfate solution into the product mixture with the anode process - sulfuric acid (anolyte). The lithium hydroxide solution removed from the cathode space is subjected to ultrafiltration for purification from impurities.

К недостаткам данного способа следует отнести необходимость использования для получения чистого продукта дефицитных и дорогостоящих высокоселективных катионообменных мембран Nation 350, ограниченность вида сырья - литиевых батарей, а также необходимость применения для очистки от примесей полученного раствора гидроксида лития метода ультрафильтрации, требующего уникального оборудования (специальных высоконапорных насосов и специальных мембран). Кроме того, данный технологический процесс ограничивается получением лишь раствора LiOH и не содержит переделов, позволяющих производить в качестве конечного продукта высокочистый моногидрат гидроксида лития. The disadvantages of this method include the need to use scarce and expensive highly selective Nation 350 cation-exchange membranes to obtain a pure product, the limited type of raw materials — lithium batteries, and the need to use ultrafiltration method, which requires unique equipment (special high-pressure pumps), to clean impurities of the obtained lithium hydroxide solution and special membranes). In addition, this process is limited to obtaining only a LiOH solution and does not contain any redistributions that allow producing high-purity lithium hydroxide monohydrate as a final product.

Известен способ получения гидроксида лития высокой степени чистоты из природных рассолов, содержащих галогениды (хлориды и бромиды) лития, калия, кальция и магния, включающий сорбцию лития из рассола с получением раствора хлорида лития, его концентрирование и электрохимическую конверсию методом мембранного электролиза с получением раствора гидроксида лития, содержащего LiOH до 14,0 маc.%, кристаллизацию моногидрата гидроксида лития, карбонизацию части раствора LiOH с получением карбоната лития и утилизацию хлора и водорода (RU 2157338, опубл. 10.10.2000). Электрохимической конверсии подвергают смесь раствора хлорида лития с карбонатом лития, причем хлорид лития получают путем пропускания рассола через слой неорганического сорбента с последующим элюированием водой, получением раствора хлорида лития и его очисткой от примесей на катионите, а электролиз проводят в присутствии восстановителя при плотности тока 3-30 А/дм2. Отходящий анодный хлор улавливают бромсодержащим рассолом, катодный водород сжигают, а выделяющееся тепло используют для упаривания раствора гидроксида лития. Маточный раствор после кристаллизации LiOH•Н2О подвергают карбонизации путем прямого контакта с анодным газом с образованием пульпы карбоната лития, направляемой после сгущения на операцию получения смеси карбоната лития с раствором хлорида лития.A known method of producing lithium hydroxide of high purity from natural brines containing halides (chlorides and bromides) of lithium, potassium, calcium and magnesium, including sorption of lithium from brine to obtain a solution of lithium chloride, its concentration and electrochemical conversion by membrane electrolysis to obtain a hydroxide solution lithium containing LiOH up to 14.0 wt.%, crystallization of lithium hydroxide monohydrate, carbonization of a portion of LiOH solution to produce lithium carbonate and utilization of chlorine and hydrogen (RU 2157338, publ. 10.10.20 00). A mixture of a solution of lithium chloride with lithium carbonate is subjected to electrochemical conversion, moreover, lithium chloride is obtained by passing brine through a layer of inorganic sorbent, followed by elution with water, obtaining a solution of lithium chloride and its purification from impurities on cation exchange resin, and electrolysis is carried out in the presence of a reducing agent at a current density of 3- 30 A / dm 2 . The waste anode chlorine is captured by bromine-containing brine, the cathode hydrogen is burned, and the heat generated is used to evaporate the lithium hydroxide solution. The mother liquor after crystallization of LiOH • H 2 O is subjected to carbonization by direct contact with the anode gas to form lithium carbonate pulp, which is sent after thickening to the operation of obtaining a mixture of lithium carbonate with a solution of lithium chloride.

Недостатками данного способа являются низкая концентрация растворов хлорида лития, полученных в результате селективной сорбции лития из рассолов на неорганическом сорбенте (элюатов), которые применяют для получения раствора гидроксида лития, необходимость ионообменной очистки всего объема элюата от ионов Са2+ и Mg2+, повышенная токсичность процесса электрохимической конверсии LiCl в LiOH вследствие выделения в качестве побочного продукта газообразного хлора, что требует специальной защиты мембран ввиду их крайне низкой устойчивости в агрессивных средах, содержащих активный хлор, и необходимость использования восстановителя для исключения образования оксихлоридов.The disadvantages of this method are the low concentration of lithium chloride solutions obtained by selective sorption of lithium from brines on an inorganic sorbent (eluates), which are used to obtain a solution of lithium hydroxide, the need for ion exchange purification of the entire volume of the eluate from Ca 2+ and Mg 2+ ions , increased toxicity of the process of electrochemical conversion of LiCl to LiOH due to the release of chlorine gas as a by-product, which requires special protection of the membranes due to their extremely low stability in ag active media containing active chlorine, and the need to use a reducing agent to prevent the formation of oxychlorides.

По технической сущности и достигаемому результату этот способ является наиболее близким к заявляемому техническому решению и выбран в качестве прототипа. According to the technical nature and the achieved result, this method is the closest to the claimed technical solution and is selected as a prototype.

Предлагаемый способ позволяет исключить указанные недостатки, а именно отказаться от использования в качестве сырья только природных рассолов с получением растворов хлорида лития, требующих концентрирования и ионообменной очистки от примесей, кроме того, предлагаемый способ позволяет исключить образование анодного хлора в процессе электрохимической конверсии, обеспечивая тем самым длительный срок службы мембран. The proposed method allows to eliminate these drawbacks, namely, to refuse to use only natural brines as raw materials to obtain lithium chloride solutions that require concentration and ion-exchange purification of impurities, in addition, the proposed method allows to exclude the formation of anode chlorine in the process of electrochemical conversion, thereby ensuring long membrane life.

Сущность изобретения
Технический результат достигается тем, что материал, содержащий карбонат лития, или технический карбонат лития растворяют в кислоте, образующейся в анодной камере электролизера, с образованием сульфата лития. Раствор сульфата лития имеет высокую удельную электропроводимость, поэтому использование его для конверсии в гидроксид лития сопровождается снижением омических потерь в электролите и снижением напряжения при электролизе в целом Кроме того, при электролизе сульфатных растворов возможно использование свинцовых анодов, что значительно снижает стоимость электролизера (катодом в этом случае служит нержавеющая сталь). Выделяющийся на аноде кислород не создает проблем с его утилизацией, а образующаяся кислота позволяет легко осуществлять процесс воспроизводства сульфата лития из его карбоната. Электродные процессы описываются следующими реакциями:
H2O-2е-->2H++1/2О2

Figure 00000002
(на аноде) (1)
2O+2е-->2ОН-2
Figure 00000003
(на катоде) (2)
В результате анодного процесса генерируются Н+ - ионы, а перенос ионов лития в катодную камеру обеспечивает наличие свободных ионов SO42-, которые задерживаются катионообменной мембраной в анодной камере, поэтому в анолите всегда присутствует серная кислота. При контакте анолита с карбонатом лития в результате реакции нейтрализации образуется сульфат лития по реакции:
H2SO4+Li2CO3=Li2SO4+H2O+CO2
Figure 00000004
(3)
И таким образом, осуществляется воспроизводство раствора сульфата лития, при этом обеспечивается его концентрация 180-200 г/л (3,3-3,6 г-экв/л). Растворы с указанной концентрацией Li2SO4 имеют наиболее высокую электропроводимость, снижение концентрации ниже 180 г/л приводит к снижению электропроводимости раствора, повышение концентрации выше 200 г/л вызывает увеличение вязкости раствора. Конверсию таких растворов сульфата лития проводили при плотностях тока от 5 до 15 А/дм2. При указанных плотностях тока процесс протекает стабильно и не наблюдается поляризации мембран.SUMMARY OF THE INVENTION
The technical result is achieved by the fact that a material containing lithium carbonate, or technical lithium carbonate is dissolved in the acid formed in the anode chamber of the electrolyzer, with the formation of lithium sulfate. A solution of lithium sulfate has a high electrical conductivity, therefore, its use for conversion to lithium hydroxide is accompanied by a decrease in ohmic losses in the electrolyte and a decrease in voltage during electrolysis in general. In addition, lead anodes can be used in the electrolysis of sulfate solutions, which significantly reduces the cost of the electrolyzer case is stainless steel). Oxygen released at the anode does not create problems with its utilization, and the resulting acid makes it easy to reproduce lithium sulfate from its carbonate. Electrode processes are described by the following reactions:
H 2 O-2e -> 2H + + 1 / 2O 2
Figure 00000002
(on the anode) (1)
2 O + 2е - > 2ОН - + Н 2
Figure 00000003
(at the cathode) (2)
As a result of the anode process, H + ions are generated, and the transfer of lithium ions to the cathode chamber ensures the presence of free SO 4 2- ions, which are retained by the cation exchange membrane in the anode chamber, therefore sulfuric acid is always present in the anolyte. Upon contact of the anolyte with lithium carbonate as a result of the neutralization reaction, lithium sulfate is formed by the reaction:
H 2 SO 4 + Li 2 CO 3 = Li 2 SO 4 + H 2 O + CO 2
Figure 00000004
(3)
And thus, the reproduction of the lithium sulfate solution is carried out, while ensuring its concentration of 180-200 g / l (3.3-3.6 g-equiv / l). Solutions with the indicated concentration of Li 2 SO 4 have the highest electrical conductivity, a decrease in the concentration below 180 g / l leads to a decrease in the electrical conductivity of the solution, an increase in the concentration above 200 g / l causes an increase in the viscosity of the solution. The conversion of such lithium sulfate solutions was carried out at current densities from 5 to 15 A / dm 2 . At the indicated current densities, the process proceeds stably and membrane polarization is not observed.

Катионообменная мембрана обеспечивает перенос катионов из анодного пространства в катодное под действием электрического поля с образованием раствора гидроксида лития, в котором будут присутствовать катионы - примеси, содержащиеся в исходном карбонате лития (Na+, К+, Са2+ Mg2+, Fe3+ Al3+), что может загрязнять конечный продукт LiOH•H2O.The cation-exchange membrane provides the transfer of cations from the anode to the cathode under the action of an electric field with the formation of a lithium hydroxide solution in which cations - impurities contained in the initial lithium carbonate (Na + , K + , Ca 2+ Mg 2+ , Fe 3+) will be present Al 3+ ), which may contaminate the final product LiOH • H 2 O.

Технический результат достигается также тем, что способ включает химическую очистку части анолита от примесей Са2+ Mg2+, Fe3+ и Al3+ путем перевода их в нерастворимые соли при добавлении карбоната и гидроксида лития, получаемых в рамках технологической схемы:
Са2++Li2СО3=СаСО3

Figure 00000005
+2Li+ (4)
Mg2++2LiOH=Mg(OH)2
Figure 00000006
+2Li+(5)
Fe3++3LiOH=Fe(OH)3
Figure 00000007
+3Li+ (6)
Al3++3LiOH=Аl(ОН)3
Figure 00000008
+3Li+ (7)
4Аl(ОН)3+Li2СО3+nН2O=Li2CO3•4Аl(ОН)3•nН2O(ДГАЛ-СО3)
Figure 00000009
(8)
карбонатсодержащая разновидность двойного гидроксида алюминия и лития.The technical result is also achieved by the fact that the method involves the chemical purification of a part of the anolyte from Ca 2+ Mg 2+ , Fe 3+ and Al 3+ impurities by converting them into insoluble salts by adding carbonate and lithium hydroxide obtained as part of the technological scheme:
Ca 2+ + Li 2 CO 3 = CaCO 3
Figure 00000005
+ 2Li + (4)
Mg 2+ + 2 LiOH = Mg (OH) 2
Figure 00000006
+ 2Li + (5)
Fe 3+ + 3 LiOH = Fe (OH) 3
Figure 00000007
+ 3Li + (6)
Al 3+ + 3LiOH = Al (OH) 3
Figure 00000008
+ 3Li + (7)
4Al (OH) 3 + Li 2 CO 3 + nH 2 O = Li 2 CO 3 • 4Al (OH) 3 • nH 2 O (DGAL-CO 3 )
Figure 00000009
(8)
carbonate-containing variety of double hydroxide of aluminum and lithium.

Осуществление очистки анолита от указанных примесей позволяет получать конечный продукт высокой степени чистоты. The purification of the anolyte from these impurities allows you to get the final product of a high degree of purity.

Технический результат достигается также тем, что концентрацию раствора LiOH в катодной камере поддерживают на уровне 35-45 кг/м3, раствор LiOH упаривают до содержания 170-180 кг/м3, упаренный раствор охлаждают до 30-40oС. Полученные кристаллы LiOH•Н2О отделяют центрифугированием, а маточный раствор возвращают на упаривание, обеспечивая при этом условия для кристаллизации моногидрата гидроксида лития требуемой чистоты. Это достигается путем вывода части маточного раствора, содержащего ионы Na+ и К+ что позволяет избежать их накопления и поддерживать концентрацию указанных ионов в растворе LiOH, подаваемом на упаривание, на уровне 0,35-1,20 отн.%, тем самым обеспечить содержание примеси натрия в кристаллах LiOH•H2O≤0,06 мас.%. Затем кристаллы LiOH•H2O подвергают противоточной промывке, в результате которой содержание указанных примесей в кристаллах снижается до 0,002 мас.%.The technical result is also achieved by the fact that the concentration of the LiOH solution in the cathode chamber is maintained at 35-45 kg / m 3 , the LiOH solution is evaporated to a content of 170-180 kg / m 3 , the evaporated solution is cooled to 30-40 o C. The resulting LiOH crystals • H 2 O is separated by centrifugation, and the mother liquor is returned to evaporation, while providing conditions for crystallization of lithium hydroxide monohydrate of the required purity. This is achieved by removing part of the mother liquor containing Na + and K + ions, which avoids their accumulation and maintains the concentration of these ions in the LiOH solution supplied for evaporation at the level of 0.35-1.20 rel.%, Thereby ensuring the content impurities of sodium in crystals of LiOH • H 2 O≤0.06 wt.%. Then, LiOH • H 2 O crystals are subjected to countercurrent washing, as a result of which the content of these impurities in the crystals decreases to 0.002 wt.%.

Значение концентрации LiOH в католите на уровне 35-45 кг/м3 обусловлено наименьшими суммарными энергозатратами на процессы электролиза и упаривания растворов LiOH.The value of LiOH concentration in catholyte at the level of 35-45 kg / m 3 is due to the lowest total energy consumption for the electrolysis and evaporation of LiOH solutions.

Технический результат достигается также тем, что для создания концентрации LiOH в католите на уровне 35-45 кг/м3 необходимо поддерживать концентрацию кислоты в анолите на уровне 0,6-1,0 кг-экв/м3, так как при концентрации кислоты ниже 0,6 кг-экв/м3 есть опасность неполного растворения карбоната лития и осаждения его в мембранах, увеличение концентрации кислоты выше 1 кг-экв/м3 снижает перенос ионов лития.The technical result is also achieved by the fact that to create a concentration of LiOH in catholyte at the level of 35-45 kg / m 3 it is necessary to maintain the concentration of acid in the anolyte at the level of 0.6-1.0 kg-equiv / m 3 , since when the acid concentration is lower 0.6 kg-equiv / m 3 there is a danger of incomplete dissolution of lithium carbonate and its deposition in membranes, an increase in acid concentration above 1 kg-equivalent / m 3 reduces the transfer of lithium ions.

Технический результат достигается также тем, что углекислый газ со стадии нейтрализации серной кислоты используют для утилизации лития из щелочных маточных растворов в виде карбоната:
2LiOH(p)+СO2(T)=Li2СО3(т)

Figure 00000010
2О (9)
Полученная пульпа карбоната лития фильтруется, твердая фаза карбоната лития отделяется и после промывки подается на операцию очистки анолита или нейтрализации серной кислоты, а фаза раствора, содержащая карбонаты и гидроксиды щелочных металлов, выводится из технологического цикла.The technical result is also achieved by the fact that carbon dioxide from the stage of neutralization of sulfuric acid is used for the disposal of lithium from alkaline mother liquors in the form of carbonate:
2LiOH (p) + CO 2 (T) = Li 2 CO 3 (t)
Figure 00000010
+ H 2 O (9)
The resulting lithium carbonate pulp is filtered, the solid lithium carbonate phase is separated and, after washing, it is sent to the anolyte purification or sulfuric acid neutralization operation, and the solution phase containing alkali metal carbonates and hydroxides is removed from the technological cycle.

Предлагаемый способ получения моногидрата гидроксида лития, выполненный согласно изобретению, позволяет получать конечный продукт высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития, загрязненных примесями и представляющих собой плохо растворимые литиевые соединения, при минимальном расходе энергии и высоком выходе LiOH•Н2О.The proposed method for producing lithium hydroxide monohydrate, made according to the invention, allows to obtain the final product of high purity from materials containing lithium carbonate, contaminated with impurities and representing poorly soluble lithium compounds, with a minimum energy consumption and high yield of LiOH • H 2 O.

Перечень чертежей
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения, графиками и чертежами, где
на фиг.1 показана технологическая схема получения моногидрата гидроксида лития из технического карбоната путем мембранного электролиза сульфата лития;
на фиг.2 - принципиальная схема лабораторной установки для получения раствора LiOH из карбоната лития путем мембранного электролиза сульфата лития:
1 - мембранный электролизер; 2 - реактор для перевода Li2СО3 в сульфат лития; 3 - емкость для католита; 4 - насос; 5 - U-образный манометр; 6,7 - дозаторы воды в анолит и католит; 8 - гидрозатвор; 9,10 - фильтры; 11 - приемная емкость раствора LiOH;
на фиг. 3 - зависимость динамической вязкости - η, мПа•с (1) и удельной электрической проводимости - γ, См•см-1 - (2) от концентрации сульфата лития в растворе;
на фиг. 4 - зависимость переноса ионов лития от содержания кислоты в анолите при содержании LiOH в католите 45 г/л (j=10,2 А/дм2);
на фиг. 5 - на график зависимости изменения стоимости энергозатрат на получение 1 т LiOH•Н2О из чилийского карбоната лития от концентрации раствора LiOH, получаемого в результате электрохимической конверсии сульфата лития методом мембранного электролиза:
1) стоимость энергозатрат на мембранный электролиз;
2) стоимость энергозатрат на упаривание раствора;
3) суммарная стоимость комбинированного метода;
на фиг.6 - зависимость остаточного содержания примеси натрия в LiOH•Н2О после трехкратной промывки образцов (Скон.) от исходного содержания натрия в кристаллах (Сисх.).
List of drawings
In the future, the invention is illustrated by specific examples of its implementation, graphs and drawings, where
figure 1 shows a process flow diagram for producing lithium hydroxide monohydrate from industrial carbonate by membrane electrolysis of lithium sulfate;
figure 2 is a schematic diagram of a laboratory setup for producing a LiOH solution from lithium carbonate by membrane electrolysis of lithium sulfate:
1 - membrane electrolyzer; 2 - a reactor for converting Li 2 CO 3 to lithium sulfate; 3 - capacity for catholyte; 4 - pump; 5 - U-shaped manometer; 6.7 - water dispensers in anolyte and catholyte; 8 - water seal; 9.10 - filters; 11 - receiving capacity of the LiOH solution;
in FIG. 3 - dependence of dynamic viscosity - η, MPa • s (1) and electrical conductivity - γ, cm • cm -1 - (2) on the concentration of lithium sulfate in solution;
in FIG. 4 - dependence of the transfer of lithium ions on the acid content in the anolyte when the LiOH content in catholyte is 45 g / l (j = 10.2 A / dm 2 );
in FIG. 5 is a graph of the change in the cost of energy for producing 1 t of LiOH • H 2 O from Chilean lithium carbonate versus the concentration of LiOH solution obtained by electrochemical conversion of lithium sulfate by membrane electrolysis:
1) the cost of energy for membrane electrolysis;
2) the cost of energy for evaporation of the solution;
3) the total cost of the combined method;
figure 6 - dependence of the residual content of sodium impurities in LiOH • H 2 About after triple washing of the samples (C con. ) from the initial sodium content in the crystals (C ref. ).

Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения
Технология получения LiOH•Н2О высокой степени чистоты из материалов, содержащих Li2СО3, или технического карбона лития, включает следующие операции:
- перевод карбоната лития в раствор сульфата лития;
- очистку раствора сульфата лития от примесей Са, Mg, Fe, Al карбонатно-щелочным методом;
- получение конверсионных растворов щелочи (католита) методом мембранного электролиза;
- получение кристаллов LiOH•Н2О из конверсионной щелочи упариванием и кристаллизацией, отделение твердой фазы LiOH•Н2О от маточного раствора центрифугированием;
- противоточная промывка конденсатом (обессоленной водой) отжатого LiOH•Н2О от остатков маточного раствора с возвратом промывных вод на упаривание;
- карбонизация щелочных маточных растворов с получением пульпы Li2CO3, отделение твердой фазы фильтрованием, противоточная промывка конденсатом и возврат Li2CO3 в технологический процесс.
Information confirming the possibility of implementing the invention
The technology for producing LiOH • H 2 About a high degree of purity from materials containing Li 2 CO 3 , or technical lithium carbon, includes the following operations:
- translation of lithium carbonate into a solution of lithium sulfate;
- purification of a solution of lithium sulfate from impurities of Ca, Mg, Fe, Al carbonate-alkaline method;
- obtaining conversion solutions of alkali (catholyte) by the method of membrane electrolysis;
- obtaining crystals of LiOH • H 2 O conversion of the alkali evaporation and crystallization, separating the solid phase LiOH • H 2 O from the mother liquor by centrifugation;
- countercurrent washing with condensate (demineralized water) of squeezed LiOH • Н 2 О from the remains of the mother liquor with the return of the washing water to evaporation;
- carbonization of alkaline mother liquors to obtain Li 2 CO 3 pulp, separation of the solid phase by filtration, countercurrent washing with condensate and return of Li 2 CO 3 to the process.

На фиг.1 представлена предлагаемая технологическая схема получения моногидрата гидроксида лития. Figure 1 presents the proposed process flow diagram for producing lithium hydroxide monohydrate.

Технологическая цепочка имеет следующий порядок операций. Кислый раствор сульфата лития, полученный путем нейтрализации Н2SO4 карбонатом лития, подается на операцию электрохимической конверсии Li2SO4 в LiOH, после которой смесь сульфатного раствора и аноднообразующейся серной кислоты, полученной в результате электрохимической реакции, вновь возвращается на стадию получения сульфата лития (реакция 3) для восполнения литийсодержащего материала и нейтрализации избытка кислоты карбонатом лития. При этом происходит постоянная очистка анолита от примесей Са2+, Mg2+, Fe3+ Al3+, перешедших в раствор. Очистка осуществляется карбонатно-щелочным методом путем вывода части сульфатного раствора, нейтрализации кислотности твердым карбонатом лития и дополнительного подщелачивания концентрированным раствором LiOH, фильтрации с целью отделения осадка (СаСО3, Mg(OH)2, Fе(ОН)3, Аl(ОН)3 и ДГАЛ-СО3 (реакции 4-8) с последующим возвращением очищенного раствора сульфата лития в анодное пространство электролизера. Уровень рН сульфатного раствора регулируется расходом Li2CO3, а концентрация SO42- - путем введения H2O, количество которой в сульфатном растворе уменьшается в процессе электрохимической конверсии. Вывод газообразных продуктов из катодной (водород) и анодной (кислород) камер осуществляется через газоотделители. Образующийся в конверсионной установке раствор щелочи, концентрация которого поддерживается путем подачи воды, частично выводится из процесса и направляется на стадию упаривания. После упаривания, охлаждения упаренного раствора и кристаллизации пульпа LiOH•Н2O центрифугируется, полученные кристаллы направляются на промывку, а маточный раствор возвращается на упаривание, при этом часть маточного раствора выводится из процесса и поступает на стадию карбонизации для утилизации лития в виде Li2СО3. Образующаяся на стадии промывки кристаллов LiOH•Н2О промывная вода, представляющая собой высококонцентрированный раствор LiOH, возвращается на операцию упаривания, а частично используется на операции очистки анолита. Отмытые кристаллы после обезвоживания и сушки представляют собой товарный продукт.The technological chain has the following order of operations. An acidic solution of lithium sulfate obtained by neutralizing H 2 SO 4 with lithium carbonate is fed to the operation of electrochemical conversion of Li 2 SO 4 to LiOH, after which the mixture of sulfate solution and anode-forming sulfuric acid obtained as a result of the electrochemical reaction is returned to the stage of producing lithium sulfate (reaction 3) to make up for the lithium-containing material and neutralize the excess acid with lithium carbonate. In this case, the anolyte is constantly purified from Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 3+ Al 3+ impurities that have passed into the solution. The cleaning is carried out by the carbonate-alkaline method by removing part of the sulfate solution, neutralizing acidity with solid lithium carbonate and additional alkalization with a concentrated LiOH solution, filtering to separate the precipitate (CaCO 3 , Mg (OH) 2 , Fe (OH) 3 , Al (OH) 3 and DGAL-CO 3 (reactions 4-8), followed by the return of the purified lithium sulfate solution to the anode space of the cell.The pH of the sulfate solution is regulated by the flow rate of Li 2 CO 3 and the concentration of SO 4 2- by introducing H 2 O, the amount of which sulfate solution e decreases during the electrochemical conversion. Gaseous products are removed from the cathodic (hydrogen) and anode (oxygen) chambers through gas separators. The alkali solution formed in the conversion plant, the concentration of which is maintained by supplying water, is partially removed from the process and sent to the evaporation stage. evaporation, cooling crystallization and evaporated solution the pulp LiOH • H 2 O is centrifuged, the resulting crystals are directed to the washing and the mother liquor is returned to evaporation tion, wherein a portion of the mother liquor removed from the process and supplied to the carbonization step for recycling a lithium Li 2 CO 3. The wash water formed at the stage of washing the crystals of LiOH • H 2 O, which is a highly concentrated LiOH solution, is returned to the evaporation operation and is partially used in the anolyte purification operation. The washed crystals after dehydration and drying are a commercial product.

Образующийся в результате карбонизации маточного раствора LiOH карбонат лития отмывается от остатков щелочного маточного раствора и возвращается в технологический цикл. Промывная вода после промывки Li2CO3 возвращается на стадию карбонизации, а щелочные маточные растворы, содержащие некоторые количества Li, Na, К, выводятся в виде отходов или используются для нужд производства.The lithium carbonate formed as a result of carbonization of the mother liquor LiOH is washed from the residues of the alkaline mother liquor and returns to the production cycle. Wash water after washing with Li 2 CO 3 is returned to the stage of carbonization, and alkaline mother liquors containing some amounts of Li, Na, K are removed as waste or used for production needs.

Разработанная технологическая схема отличается комплексным подходом в решении проблемы использования в качестве литиевого сырья материалов, содержащих карбонат лития, или технического карбоната и позволяет получать моногидрат гидроксида лития высокой чистоты при использовании минимального количества реагентов, а также исключает образование отходов, в том числе вредных. The developed technological scheme is characterized by a comprehensive approach to solving the problem of using materials containing lithium carbonate or technical carbonate as lithium raw materials and allows to obtain high purity lithium hydroxide monohydrate using a minimum amount of reagents, and also eliminates the formation of waste, including harmful ones.

Ниже приводятся конкретные примеры, подтверждающие реализацию способа. The following are specific examples confirming the implementation of the method.

Пример 1. Конверсию раствора сульфата лития в гидроксид проводили на установке (фиг.2), основной частью которой является мембранный электролизер (1), имеющий катод из нержавеющей стали и свинцовый анод. Межэлектродное пространство электролизера разделено катионообменной мембраной МК-40, образуя анодную и катодную камеры, в камерах размещены перфорированные гофрированные сетки. Толщину камер изменяли от 2 до 16 мм. Рабочая площадь мембран и электродов составляла 0,78 дм2. Установка работала в проточно-циркуляционном режиме, циркуляцию анолита и католита с помощью перистальтического насоса (4) осуществляли по индивидуальным трактам через камеры электролизера.Example 1. The conversion of a solution of lithium sulfate to hydroxide was carried out on the installation (figure 2), the main part of which is a membrane electrolyzer (1) having a stainless steel cathode and a lead anode. The interelectrode space of the electrolyzer is divided by a MK-40 cation-exchange membrane, forming the anode and cathode chambers, perforated corrugated grids are placed in the chambers. The thickness of the chambers was varied from 2 to 16 mm. The working area of the membranes and electrodes was 0.78 DM 2 . The installation worked in a flow-circulation mode, the circulation of the anolyte and catholyte using a peristaltic pump (4) was carried out along individual paths through the cells of the electrolyzer.

Контроль за давлением в камерах проводили с помощью U - образного манометра (5). Концентрацию LiOH в католите поддерживали путем дозирования воды в емкость с конверсионной щелочью. Восполнение ионов Li и поддержание необходимого значения рН в анолите осуществляли путем подачи твердого карбоната лития в емкость (2). Туда же подавали воду для восполнения ее расхода на электрохимические реакции (см. реакции 1 и 2). The pressure in the chambers was monitored using a U - shaped pressure gauge (5). The concentration of LiOH in the catholyte was maintained by dosing water into a container with conversion alkali. The replenishment of Li ions and maintaining the required pH in the anolyte was carried out by supplying solid lithium carbonate to the tank (2). Water was also supplied there to replenish its consumption for electrochemical reactions (see reactions 1 and 2).

Отвод газообразных продуктов электродных реакций осуществляли из емкостей анолита и католита, причем для последнего дополнительно был установлен гидрозатвор (8), исключающий карбонизацию щелочи углекислым газом. The gaseous products of electrode reactions were removed from the tanks of anolyte and catholyte; moreover, a water trap was installed for the latter (8), which excludes carbonization of alkali with carbon dioxide.

Электропитание электролизера осуществляли от стабилизированного источника питания постоянного тока, снабженного приборами контроля величины тока и напряжения. The electrolyzer was powered from a stabilized DC power supply equipped with instruments for monitoring the magnitude of the current and voltage.

Контроль за ходом процесса осуществляли путем измерения концентраций в соответствующих растворах и объемов рабочих растворов. Monitoring the progress of the process was carried out by measuring the concentrations in the corresponding solutions and volumes of working solutions.

Исследования электрохимической конверсии карбоната лития через сульфат лития проводили в гальваностатическом режиме. Концентрация сульфата лития составляла 180-200 г/л (3,3-3,6 г-экв/л), которая соответствует наибольшей электропроводимости раствора Li2SO4. При увеличении концентрации Li2SO4 выше указанной повышается вязкость раствора (фиг.3). Объемная скорость потока растворов составляла 0,15 л/мин. Плотность тока изменяли в интервале 5-15 А/дм2 (I=6-12 А). При указанных плотностях тока существует прямолинейная зависимость напряжения от токовой нагрузки, что подтверждает отсутствие поляризации мембран. Температура процесса в зависимости от токовой нагрузки изменялась в интервале 30-40oС.Studies of the electrochemical conversion of lithium carbonate through lithium sulfate were carried out in the galvanostatic mode. The concentration of lithium sulfate was 180-200 g / l (3.3-3.6 g-eq / l), which corresponds to the highest electrical conductivity of the Li 2 SO 4 solution. With increasing concentration of Li 2 SO 4 above the specified increases the viscosity of the solution (figure 3). The volumetric flow rate of the solutions was 0.15 L / min. The current density was varied in the range of 5-15 A / dm 2 (I = 6-12 A). At the indicated current densities, there is a linear dependence of the voltage on the current load, which confirms the absence of polarization of the membranes. The temperature of the process depending on the current load varied in the range of 30-40 o C.

В ходе экспериментов определяли основные параметры процесса электролиза (перенос ионов лития через мембрану в катодную камеру, напряжение на электролизере, затраты электроэнергии на единицу получаемого продукта), а также состав конверсионной щелочи (католита) и влияние на него состава анолита. During the experiments, the main parameters of the electrolysis process were determined (transfer of lithium ions through the membrane to the cathode chamber, voltage on the cell, energy consumption per unit of the obtained product), as well as the composition of the conversion alkali (catholyte) and the effect of the composition of the anolyte on it.

Скорость переноса ионов лития в катодную камеру (ΔРLi+, гLi/ч•дм2) определяли по изменению концентрации ОН- ионов в католите и изменению его объема в единицу времени. Для электрохимической конверсии использовали технический карбонат лития, состав которого приведен в табл.1.The rate of transfer of lithium ions to the cathode chamber (ΔР Li + , gLi / h • dm 2 ) was determined by changing the concentration of OH - ions in catholyte and changing its volume per unit time. For electrochemical conversion, technical lithium carbonate was used, the composition of which is given in Table 1.

Результаты экспериментов, полученные при различных режимах, приведены в табл.2. The experimental results obtained in various modes are shown in table 2.

Как следует из табл. 2, в интервале токовых нагрузок 4-12 A (j=5-15 А/дм2) процесс конверсии Li2SO4-->LiOH протекает стабильно, напряжение изменяется в пределах 4,1-5,3 В. Концентрацию LiOH в католите получали от 44 до 82 г/л. Однако повышение концентрации LiOH приводило к некоторому снижению переноса лития (пример 4). Содержание H2SO4 в анолите в пределах 0,6-1,0 г-экв/л (кг-экв/м3) не влияет на процесс конверсии. Однако увеличение концентрации H2SO4 до 1,4 г-экв/л резко снижает перенос лития в катодную камеру (фиг.4).As follows from the table. 2, in the range of current loads of 4-12 A (j = 5-15 A / dm 2 ), the conversion process of Li 2 SO 4 -> LiOH proceeds stably, the voltage varies between 4.1-5.3 V. The concentration of LiOH in catholyte received from 44 to 82 g / l. However, an increase in LiOH concentration led to a slight decrease in lithium transfer (Example 4). The content of H 2 SO 4 in the anolyte in the range of 0.6-1.0 g-eq / l (kg-eq / m 3 ) does not affect the conversion process. However, increasing the concentration of H 2 SO 4 to 1.4 g-eq / L dramatically reduces the transfer of lithium into the cathode chamber (Fig. 4).

Пример 5. Раствор LiOH, полученный в примерах 1-3 и имеющий концентрацию LiOH~ 45 г/л, подвергали упариванию до получения пульпы с содержанием LiOH~ 180 г/л. Расчет суммарной стоимости процессов конверсии и упаривания для получения LiOH•H2O показывает, что концентрация LiOH в растворе для упаривания 35-45 кг/м3 является оптимальной (фиг.5). Содержание примесей Na и К определяли в растворах до упаривания и затем в образцах LiOH•H2O, выделенных из соответствующих растворов. Результаты анализа растворов и образцов LiOH•H2O приведены в табл.3. Из таблицы следует, что при повышении концентрации Na+ в растворе от 0,35 до 2,97 отн.% увеличивается его содержание в кристаллах LiOH•H2O от 0,008 до 0,145 маc.%.Example 5. The LiOH solution obtained in Examples 1-3 and having a LiOH concentration of ~ 45 g / L was evaporated to a pulp with a LiOH content of ~ 180 g / L. Calculation of the total cost of the processes of conversion and evaporation to obtain LiOH • H 2 O shows that the concentration of LiOH in the solution for evaporation of 35-45 kg / m 3 is optimal (figure 5). The content of Na and K impurities was determined in solutions prior to evaporation and then in LiOH • H 2 O samples isolated from the corresponding solutions. The results of the analysis of solutions and samples of LiOH • H 2 O are given in table.3. It follows from the table that with an increase in the concentration of Na + in the solution from 0.35 to 2.97 rel.%, Its content in LiOH • H 2 O crystals increases from 0.008 to 0.145 wt.%.

Пример 6. Образцы моногидрата гидроксида лития, полученные в опыте 5, подвергались трехстадийной промывке. В качестве промывочной жидкости использовали насыщенный раствор LiOH марки х.ч. в дистиллированной воде, отношение Vтв. :Vж=1:1 на каждой ступени промывки. Из табл.4 следует, что образцы 1-4, содержащие до 0,06 мас.% Na, оказалось возможным отмыть до содержания натрия в образце до 0,0024%, т.е. получить продукт товарного качества. При увеличении содержания Na в образце выше 0,06 мас.%, в частности до 0,092 мас. %, остаточное содержание Na в отмытом образце резко увеличивается и составляет 0,0103 мас.%, что не соответствует требуемому качеству.Example 6. Samples of lithium hydroxide monohydrate obtained in experiment 5 were subjected to a three-stage washing. A saturated liquid of grade H.Ch. grade was used as a washing liquid. in distilled water, the ratio of V TV . : V W = 1: 1 at each washing stage. From table 4 it follows that samples 1-4, containing up to 0.06 wt.% Na, it was possible to wash to a sodium content of up to 0.0024%, i.e. get a product of commercial quality. With an increase in the Na content in the sample above 0.06 wt.%, In particular up to 0.092 wt. %, the residual Na content in the washed sample increases sharply and amounts to 0.0103 wt.%, which does not correspond to the required quality.

Из примеров 5,6 следует, что содержание Na в отмываемых кристаллах LiOH•H2O не должно превышать 0,06 мас.%, что обеспечивается при поддержании концентрации Na в упариваемом растворе не выше 1,2 отн.%. После трехступенчатой промывки таких кристаллов получен товарный LiOH•Н2О, содержащий Na (К) на уровне 0,002 мас.%, что наглядно видно на графике - фиг.6.From examples 5.6 it follows that the Na content in the washed crystals of LiOH • H 2 O should not exceed 0.06 wt.%, Which is ensured while maintaining the concentration of Na in the evaporated solution not higher than 1.2 rel.%. After a three-stage washing of such crystals, a marketable LiOH • Н 2 О containing Na (K) at the level of 0.002 wt.% Was obtained, which is clearly seen in the graph - Fig.6.

Таким образом, способ позволяет использовать материалы, содержащие карбонат лития, или технический карбонат лития для получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты. Thus, the method allows the use of materials containing lithium carbonate, or commercial lithium carbonate to obtain lithium hydroxide monohydrate of high purity.

Промышленная применимость. Industrial applicability.

Предлагаемый способ позволяет вовлечь в производство технический карбонат лития, а также отходы, содержащие карбонат лития, для получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты. В настоящее время в Россию поступает дешевый чилийский карбонат лития, который содержит примеси одновалентных и многовалентных металлов, но может быть переработан в высокочистый гидроксид лития предлагаемым способом. Поскольку производство гидроксида лития из твердого алюмосиликатного сырья в настоящее время в России не функционирует, предлагаемый способ является весьма перспективным и может обеспечить страну ценным стратегическим продуктом. Для этого не потребуется строительства завода по его получению, т.к. имеющиеся площади на заводах, перерабатывавших ранее сподумен, позволят реализовать предлагаемый процесс на существующем оборудовании с минимальными затратами на приобретение промышленных электролизеров мембранного типа. The proposed method allows to involve in the production of industrial lithium carbonate, as well as waste containing lithium carbonate, to obtain lithium hydroxide monohydrate of high purity. At present, cheap Chilean lithium carbonate is supplied to Russia, which contains impurities of monovalent and multivalent metals, but can be processed into high-purity lithium hydroxide by the proposed method. Since the production of lithium hydroxide from solid aluminosilicate raw materials is currently not functioning in Russia, the proposed method is very promising and can provide the country with a valuable strategic product. This will not require the construction of a plant for its receipt, because the available space in plants that previously processed spodumene will allow the proposed process to be implemented on existing equipment with minimal costs for the purchase of industrial membrane-type electrolyzers.

Claims (5)

1. Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития, включающий электрохимическую конверсию хорошо растворимой соли лития в гидроксид лития методом мембранного электролиза, упаривание раствора и кристаллизацию моногидрата гидроксида лития, карбонизацию части раствора гидроксида лития (маточника) с получением карбоната лития и использованием его в технологическом процессе, отделение и утилизацию водорода, отличающийся тем, что в качестве растворимой соли лития используют сульфат лития, который получают путем прямого контакта материала, содержащего карбонат лития, или технического карбоната лития с кислотой, образующейся в анодной камере, причем концентрацию серной кислоты в анолите поддерживают на уровне 0,6-1,0 кг-экв/м3, необходимом для воспроизводства раствора сульфата лития с содержанием 3,3-3,6 кг-экв/м3, при этом часть полученного раствора сульфата лития после очистки от примесей двух- и трехвалентных металлов подвергают фильтрации и возвращают в анодное пространство электролизера, а концентрацию гидроксида лития в католите поддерживают равной 35-45 кг/м3, кристаллизацию моногидрата гидроксида лития из упаренного раствора проводят при концентрации примесных ионов натрия (калия) 0,35-1,2 отн. %, которая поддерживается за счет постоянного вывода части маточного раствора, полученные кристаллы моногидрата гидроксида лития подвергают противоточной промывке до содержания натрия (калия) ≤ 0,002 маc. %.1. A method of producing lithium hydroxide monohydrate of high purity from materials containing lithium carbonate, comprising electrochemical conversion of a readily soluble lithium salt to lithium hydroxide by membrane electrolysis, evaporation of the solution and crystallization of lithium hydroxide monohydrate, carbonization of a portion of the lithium hydroxide solution (mother liquor) to obtain carbonate lithium and its use in the technological process, separation and utilization of hydrogen, characterized in that as a soluble lithium salt is used lithium sulfate, which is obtained by direct contact of a material containing lithium carbonate, or technical lithium carbonate with the acid formed in the anode chamber, and the concentration of sulfuric acid in the anolyte is maintained at the level of 0.6-1.0 kg-equiv / m 3 required for the reproduction of a solution of lithium sulfate with a content of 3.3-3.6 kg-equiv / m 3 , while part of the obtained solution of lithium sulfate after purification from impurities of divalent and trivalent metals is filtered and returned to the anode space of the electrolyzer, and the concentration of lithium oxide in catholyte is maintained equal to 35-45 kg / m 3 , crystallization of lithium hydroxide monohydrate from one stripped off solution is carried out at a concentration of impurity sodium (potassium) ions of 0.35-1.2 rel. %, which is maintained due to the constant withdrawal of part of the mother liquor, the obtained crystals of lithium hydroxide monohydrate are subjected to countercurrent washing to a sodium (potassium) content of ≤ 0.002 wt. % 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что маточные растворы после отделения моногидрата гидроксида лития подают на карбонизацию углекислым газом, образующимся при нейтрализации серной кислоты карбонатом лития. 2. The method according to p. 1, characterized in that the mother liquor after separation of lithium hydroxide monohydrate is fed to carbonization by carbon dioxide formed during the neutralization of sulfuric acid by lithium carbonate. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что очистку анолита от примесей двух - и трехвалентных металлов осуществляют за счет вывода части анолита и добавления к нему карбоната и гидроксида лития с последующим отделением осадка. 3. The method according to p. 1, characterized in that the purification of the anolyte from impurities of two and trivalent metals is carried out by removing part of the anolyte and adding carbonate and lithium hydroxide to it, followed by separation of the precipitate. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что щелочь, диффундирующая из катодной камеры через мембрану, нейтрализует кислоту в примембранном слое со стороны анода, тем самым обеспечивая условия для устойчивости мембран МК-40. 4. The method according to p. 1, characterized in that the alkali diffusing from the cathode chamber through the membrane neutralizes the acid in the membrane layer from the anode side, thereby providing conditions for the stability of MK-40 membranes. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве анода электролизера используют свинцовые пластины, а в качестве катода - нержавеющую сталь. 5. The method according to p. 1, characterized in that the lead plate is used as the anode of the electrolyzer, and stainless steel is used as the cathode.
RU2001120338A 2001-07-20 2001-07-20 Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate RU2196735C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120338A RU2196735C1 (en) 2001-07-20 2001-07-20 Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120338A RU2196735C1 (en) 2001-07-20 2001-07-20 Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2196735C1 true RU2196735C1 (en) 2003-01-20

Family

ID=20251940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120338A RU2196735C1 (en) 2001-07-20 2001-07-20 Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196735C1 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312040C (en) * 2005-06-22 2007-04-25 广州锐鑫锂能新材料科技有限公司 Purification production technique for producing high pure and high clear lithium hydroxide from lithium hydroxide in industrial grade
US8431005B1 (en) 2010-06-24 2013-04-30 Western Lithium Corporation Production of lithium and potassium compounds
WO2014138933A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium hydroxide
CN107022769A (en) * 2017-04-13 2017-08-08 盛亮 A kind of method and device that high-purity monohydrate lithium hydroxide is extracted from the material containing lithium carbonate
WO2020162796A3 (en) * 2019-01-21 2020-10-22 Акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" Method for producing lithium hydroxide monohydrate
US11085121B2 (en) 2014-02-24 2021-08-10 Nemaska Lithium Inc. Methods for treating lithium-containing materials
US11083978B2 (en) 2016-08-26 2021-08-10 Nemaska Lithium Inc. Processes for treating aqueous compositions comprising lithium sulfate and sulfuric acid
US11142466B2 (en) 2017-11-22 2021-10-12 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
US11254582B2 (en) 2012-05-30 2022-02-22 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
RU2769609C2 (en) * 2021-03-31 2022-04-04 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate of high purity from materials containing lithium salts
US11697861B2 (en) 2013-10-23 2023-07-11 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
US12275650B2 (en) 2019-05-22 2025-04-15 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312040C (en) * 2005-06-22 2007-04-25 广州锐鑫锂能新材料科技有限公司 Purification production technique for producing high pure and high clear lithium hydroxide from lithium hydroxide in industrial grade
US8431005B1 (en) 2010-06-24 2013-04-30 Western Lithium Corporation Production of lithium and potassium compounds
US11634336B2 (en) 2012-05-30 2023-04-25 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
US11254582B2 (en) 2012-05-30 2022-02-22 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
WO2014138933A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium hydroxide
US11078583B2 (en) 2013-03-15 2021-08-03 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium hydroxide
US12168811B2 (en) 2013-10-23 2024-12-17 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
US11697861B2 (en) 2013-10-23 2023-07-11 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing lithium carbonate
US11085121B2 (en) 2014-02-24 2021-08-10 Nemaska Lithium Inc. Methods for treating lithium-containing materials
US11519081B2 (en) 2014-02-24 2022-12-06 Nemaska Lithium Inc. Methods for treating lithium-containing materials
US11083978B2 (en) 2016-08-26 2021-08-10 Nemaska Lithium Inc. Processes for treating aqueous compositions comprising lithium sulfate and sulfuric acid
CN107022769B (en) * 2017-04-13 2019-05-21 深圳市聚能永拓科技开发有限公司 A kind of method and device for extracting high-purity monohydrate lithium hydroxide from the material containing lithium carbonate
CN107022769A (en) * 2017-04-13 2017-08-08 盛亮 A kind of method and device that high-purity monohydrate lithium hydroxide is extracted from the material containing lithium carbonate
US11542175B2 (en) 2017-11-22 2023-01-03 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
US11142466B2 (en) 2017-11-22 2021-10-12 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
US12006231B2 (en) 2017-11-22 2024-06-11 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
RU2751710C2 (en) * 2019-01-21 2021-07-16 Акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" Method for producing high-purity lithium hydroxide monohydrate from materials containing lithium carbonate or lithium chloride
WO2020162796A3 (en) * 2019-01-21 2020-10-22 Акционерное общество "Ангарский электролизный химический комбинат" Method for producing lithium hydroxide monohydrate
US12275650B2 (en) 2019-05-22 2025-04-15 Nemaska Lithium Inc. Processes for preparing hydroxides and oxides of various metals and derivatives thereof
WO2022211681A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Ecostar-Nautech Co., Ltd A method for producing high purity lithium hydroxide monohydrate
RU2769609C2 (en) * 2021-03-31 2022-04-04 Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate of high purity from materials containing lithium salts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7083875B2 (en) Method for Producing Lithium Hydroxide Monohydrate from Boiled Water
US11649170B2 (en) Preparation of lithium carbonate from lithium chloride containing brines
US9222149B2 (en) Preparation of lithium carbonate from lithium chloride containing brines
CA2796849C (en) A process for making lithium carbonate from lithium chloride
CN104641018B (en) Method and apparatus for being produced from metal salt solution or reclaiming hydrochloric acid
EP0498484B1 (en) Process for electrolytic production of alkali metal chlorate and auxiliary chemicals
CN111268771A (en) Electrochemical method for dechlorinating and removing heavy metals from incineration fly ash water washing liquid
RU2751710C2 (en) Method for producing high-purity lithium hydroxide monohydrate from materials containing lithium carbonate or lithium chloride
RU2196735C1 (en) Process of extracting monohydrate of high-purity lithium hydroxide from materials containing lithium carbonate
CN102851684B (en) A kind of perhalogeno water function of mechanical steam recompression method alkali-making process and device
RU2157338C2 (en) Method of production of high-purity lithium hydroxide from natural brines
JPH033747B2 (en)
RU2769609C2 (en) Method for obtaining lithium hydroxide monohydrate of high purity from materials containing lithium salts
JP2015163583A (en) Method for producing lithium carbonate from lithium chloride
CN218778813U (en) Household garbage and carbon-connected capturing system
JPS602393B2 (en) Amino acid production method
EA041441B1 (en) METHOD FOR OBTAINING LITHIUM HYDROXIDE MONOHYDRATE FROM BRINES
CN202849553U (en) Full brine mechanical vapor recompression method alkali making device
GB2059437A (en) Recovery of silver from waste silver residues by electrolytic process
JP2015157753A (en) Process for making lithium carbonate from lithium chloride

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20150921

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20161013

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20170519

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180917

Effective date: 20180917

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载