CZ308122B6 - Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ308122B6 CZ308122B6 CZ2018-250A CZ2018250A CZ308122B6 CZ 308122 B6 CZ308122 B6 CZ 308122B6 CZ 2018250 A CZ2018250 A CZ 2018250A CZ 308122 B6 CZ308122 B6 CZ 308122B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- product
- lithium
- exchange membrane
- membranes
- membrane
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
- B01D61/463—Apparatus therefor comprising the membrane sequence AC or CA, where C is a cation exchange membrane
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/42—Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
- B01D61/44—Ion-selective electrodialysis
- B01D61/46—Apparatus therefor
- B01D61/48—Apparatus therefor having one or more compartments filled with ion-exchange material, e.g. electrodeionisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/02—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
- C01D15/08—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D5/00—Sulfates or sulfites of sodium, potassium or alkali metals in general
- C01D5/06—Preparation of sulfates by double decomposition
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Urology & Nephrology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Electrolytic Production Of Non-Metals, Compounds, Apparatuses Therefor (AREA)
Abstract
Způsob výroby chemických sloučenin lithia, jako je hydroxid, hydrogenuhličitan nebo uhličitan lithný, metodou elektrodialýzy, spočívá ve výměně iontů mezi roztokem síranu lithného a roztokem hydroxidu sodného, hydrogenuhličitanu sodného nebo uhličitanu sodného. Tato výměna iontů probíhá v elektrickém poli na soustavě iontovýměnných membrán (obr. 1a) obsahující alespoň jednu sekvenci anion výměnných membrán (AMP, AMO) a kation výměnných membrán (CMP, CMO), vzájemně se střídajících a vytvářejících alespoň čtyři mezimembránové prostory (C1, D1, C2, D2). V těchto mezimembránových prostorech po obou stranách membrán proudí roztoky uvedených chemických sloučenin a to tak, že v prvním mezimembránovém prostoru (C1), od kladné elektrody – anody (+), mezi první kation výměnnou membránou (CMO) vedlejšího produktu a první anion výměnnou membránou (AMO) vedlejšího produktu proudí roztok vedlejšího produktu síranu sodného a ve třetím mezimembránovém prostoru (C2), od kladné elektrody – anody (+), mezi druhou kation výměnnou membránou (CMP) hlavního produktu a druhou anion výměnnou membránou (AMP) hlavního produktu pak roztok produktu hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného. Ve čtvrtém mezimembránovém prostoru (D2), od kladné elektrody – anody (+), mezi druhou anion výměnnou membránou (AMP) hlavního produktu a kation výměnnou membránou (CMO) vedlejšího produktu proudí roztok hlavního zdroje aniontů - hydroxidu, hydrogenuhličitanu nebo uhličitanu sodného a ve druhém mezimembránovém prostoru (D1), od kladné elektrody – anody (+), mezi první anion výměnnou membránou (AMO) vedlejšího produktu a druhou kation výměnnou membránou (CMP) hlavního produktu potom roztok hlavního zdroje kationtů – síranu lithného. Zařízení k provádění tohoto způsobu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby chemických sloučenin lithia, jako je hydroxid, hydrogenuhličitan nebo uhličitan lithný, metodou elektrodialýzy, která spočívá ve výměně iontů mezi roztokem síranu lítaného (LÍ2SO4) a roztokem hydroxidu sodného (NaOH), hydrogenuhličitanu sodného (NaHCOs) nebo uhličitanu sodného (NazCOs). Dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu.
Dosavadní stav techniky
Hydroxid lithný, hydrogenuhličitan lithný nebo uhličitan lithný se vyrábějí reakcí síranu lítaného (LÍ2SO4) s některou z následujících látek: hydroxid sodný (NaOH), hydrogenuhličitan sodný (NaHCOs) nebo uhličitan sodný (Na2CO3). Reakce probíhají podle následujících chemických rovnic:
LÍ2SO4 + 2 NaOH 2 LiOH + Na2SO4
LÍ2SO4 + 2 NaHCO3 2 L1HCO3 + Na2SO4
LÍ2SO4 + Na2CO3 —* LÍ2CO3 + Na2SO4
V současné době jsou známy především 2 možnosti, jak realizovat syntézu:
První možností syntézy je konverze v reaktoru: roztoky sloučenin se smíchají v reaktoru, kde spolu reagují a řízeným ohříváním/ochlazením a neutralizací se vysráží produkt - např. LÍ2CO3. Takové řešení je předmětem čínského patentu CN 1486931. Nevýhodami uvedeného postupu jsou úrovně stupně konverze, vznik úsad na povrchu reaktoru při krystalizaci a nutnost dočišťování produktu na úroveň aplikovatelnosti pro baterie.
Obdobný postup pro třetí rovnici je popsán v článku Electrodialytic concentrating lithium salt from primary resource, kdy se koncentrovaný roztok síranu lítaného směšuje v reaktoru s uhličitanem sodným.
U řešení podle patentu CN 1486931 je pak hlavní nevýhodou vícekrokové čištění produktu. Po reakci typu
LÍ2SO4 + 2 NaOH 2 LiOH + Na2SO4 je nutné reakční směs ochladit na teplotu v intervalu od - 10 do - 5 °C, která zajistí krystalizaci Na2SO4. Po filtraci krystalů síranu sodného je získán surový LiOH. Pro vyšší čistotu musí být z matečného roztoku po krystalizaci odstraněny sírany. Matečný roztok je smíchán s hydroxidem bamatým. Cílem uvedené operace je provést reakci
Na2SO4 + Ba(OH)2 2 NaOH + BaSO4
Po následné filtraci následují koncentrační kroky. Po odpaření přečištěného hydroxidu lítaného následuje jeho krystalizace pro separaci vlhkého koláče ve formě LÍOH.H2O. Finální krok výroby je sušení produktu. Obdobná purifikační sekvence bude nutná i pro postup z článku Electrodialytic concentrating lithium salt from primary resource.
Při známé syntéze pomocí membránové technologie - s využitím kation výměnných, anion výměnných, nebo i bipolámích membrán dochází k separaci lithia přes kation výměnnou
- 1 CZ 308122 B6 membránu ze soli. Jako možné zdrojové soli lze uvažovat síran lithný, chlorid lithný, dusičnan nebo dusitan lithný. Uvedené koncepty cílí na produkci čistého hydroxidu lithného nebo uhličitanu lithného. Taková řešení jsou předmětem čínských patentů CN 103882468, CN 106946275, CN 107298450, a případně německého patentu DE 102013016671.
U řešení podle patentů CN 103882468, CN 106946275, CN 107298450, a případně DE 102013016671 probíhá výměna iontů při elektrodialýze s bipolámími membránami. Hnací silou je stejnosměrné napětí, v zařízení pro elektrodialýzu je umístěna kation výměnná membrána, bipolámí membrána a případně anion výměnná membrána. Díky principu bipolámí elektrodialýzy vznikne hydroxid lithný LiOH a korespondující kyselina např. sírová, chlorovodíková nebo dusičná. Proces výroby hydroxidu lithného je optimalizován podle zdroje suroviny, jako jsou solná jezera, nebo hydrometalurgické zpracování baterií. Nevýhodou tohoto způsobu ovšem je, že produkt (LÍ2CO3) nevzniká přímo, ale až následnou neutralizací. Další nevýhodou je nutnost robustní předúpravy pro eliminaci nežádoucích kovů, jako jsou hořčík, který může zničit bipolámí membránu. V membránových procesech je také nutno dbát na selektivitu membrán, protože znečištění vyráběného LiOH pomocí síranových iontů vyvolává nutnost aplikace srážení hydroxidem bamatým. Výše uvedené patenty cílí buď na výrobu hydrátu hydroxidu lithného nebo na výrobu uhličitanu lithného.
V japonském patentu JP 2004083324 A je popisována elektrodialýza metathese pro výrobu dusitanu lithného díky reakci síranu lithného a dusitanu sodného. Vhodným poměrem koncentrací jednotlivých složek je možné dosáhnout minimálního znečištění L1NO2 ionty sodíku i síranovými anionty. Nevýhodou uvedeného procesu je nesouměrnost membrán na konci a začátku svazku, protože je nutné zabránit oxidaci dusitanu na dusičnan a transferu sodíku do produktu. Standardní svazky elektrodialýzy bývají běžně ukončovány u anolytu i katolytu buď kation výměnnými, anion výměnnými nebo bipolámími membránami, protože drží iontovou rovnováhu mezi kationty a anionty.
V dokumentu US 2006000713 AI je princip metathese využit pro přípravu oxidačních činidel. Základní nevýhodou uvedeného konceptu je nutnost aplikace speciálních membrán na bázi PTFE nebo PVDF, které jsou chemicky odolné vůči oxidaci. Dále musí být během reakce podvojné záměny počítáno i s elektrodovými reakcemi, které genemjí kyselé a zásadité produkty, protože oxidačně potenciál vyráběných sloučenin klesá s rostoucím pH výsledného roztoku oxidačního činidla.
Doposud nebylo nalezeno řešení k získání meziproduktu ve formě hydrogenuhličitanu lithného.
Podstata vynálezu
K odstranění výše uvedených nedostatků při zachování progresivních znaků elektrolytického procesu přispívá do značné míry způsob výroby chemických sloučenin lithia, jako je hydroxid, hydrogenuhličitan nebo uhličitan lithný, metodou elektrodialýzy podle vynálezu. Ta spočívá ve výměně iontů mezi roztokem síranu lithného (LÍ2SO4) a roztokem hydroxidu sodného (NaOH), primárního hydrogenuhličitanu sodného (NaHCOs) nebo uhličitanu sodného (Na2CC>3), která probíhá v elektrickém poli na soustavě iontovýměnných membrán obsahující alespoň jednu sekvenci anion výměnných membrán a kation výměnných membrán, vzájemně se střídajících a vytvářejících alespoň čtyři mezimembránové prostory. Základní opakující se motiv je vyšrafován na obr. 1b.
Podstata vynálezu spočívá vtom, že k uskutečnění podvojné záměny iontů přechází přes membrány s indexovým označením P (viz obr. la a 1b) ionty tvořící po rekombinaci hlavní produkt - konkrétně přes kation výměnnou membránu CMP hlavního produktu lithný kationt a přes anion výměnnou membránu AMP hlavního produktu hydroxidový, hydrogenuhličitanový nebo uhličitanový aniont a přes membrány s indexovým označením O přechází ionty tvořící po
-2 CZ 308122 B6 rekombinaci vedlejší produkt síran sodný - konkrétně přes kation výměnnou membránu CMO vedlejšího produktu sodný kationt a přes anion výměnnou membránu AMO vedlejšího produktu síranový aniont. Základní opakující se motiv čtyř mezimembránových prostorů Cl. Dl, C2, D2 je zakončen kation výměnnou membránou. V mezimembránových prostorech Cl, Dl, C2, D2 po obou stranách membrán proudí roztoky uvedených chemických sloučenin a to tak, že v prvním mezimembránovém prostoru Cl. od kladné elektrody - anody +, mezi první kation výměnnou membránou CMO vedlejšího produktu a první anion výměnnou AMO vedlejšího produktu proudí roztok vedlejšího produktu síranu sodného a ve třetím mezimembránovém prostoru C2 od kladné elektrody - anody + mezi druhou kation výměnnou membránou CMP hlavního produktu a druhou anion výměnnou membránou AMP hlavního produktu proudí roztok hlavního produktu hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného. Ve čtvrtém mezimembránovém prostoru D2 od kladné elektrody - anody +, mezi druhou anion výměnnou membránou AMP hlavního produktu a kation výměnnou membránou CMO vedlejšího produktu proudí roztok hlavního zdroje aniontů - hydroxidu, hydrogenuhličitanu nebo uhličitanu sodného a ve druhém mezimembránovém prostoru Dl od kladné elektrody - anody +, mezi první anion výměnnou membránou AMO vedlejšího produktu a druhou kation výměnnou membránou CMP hlavního produktu potom roztok hlavního zdroje kationtů - síranu lithného.
Koncentrace vstupních roztoků síranu lithného, hydroxidu sodného, primárního hydrogenuhličitanu sodného nebo uhličitanu sodného je s výhodou v rozmezí 0,1 až 1,0 mol/1. Koncentrace získaných roztoků produktů - síranu sodného, hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného je vyšší než 0,1 mol/1. Teplota roztoků při provozu je s výhodou v rozmezí 10 až 60 °C, preferenčně v rozmezí 20 až 50 °C. Finální koncentrace amfolytů je omezena jejich rozpustností v závislosti na teplotě.
Zařízení k provádění způsobu podle vynálezu je tvořeno elektrodami, mezi nimiž je uložena soustava iontovýměnných membrán obsahující alespoň jednu sekvenci anion výměnných membrán AMP, AMO a kation výměnných membrán CMP, CMO, vzájemně se střídajících a vytvářejících alespoň čtyři mezimembránové prostory Cl, Dl, C2, D2 pro roztoky vstupních a výstupních chemických sloučenin elektrodialytické dvojité výměny iontů. lontovýměnnými membránami jsou s výhodou membrány homogenního nebo heterogenního typu v tloušťce 0,1 až 1,0 mm a s permselektivitou více než 90 %, mezi kterými jsou dále umístěny rozdělovače o tloušťce 0,1 až 2,0 mm vyrobené z polymemího materiálu zajišťující distribuci roztoků, jejich vzájemnou nemísitelnost a mechanickou oporu mezimembránového prostoru.
Napětí mezi elektrodami je s výhodou 1,0 až 2,5 V na sekvenci čtyř membrán - membránový kvadruplet při proudové hustotě 30 až 300 A/m2.
Výhodami způsobu výroby hydrogenuhličitanu lithného podle vynálezu je získání velice čistého roztoku hlavního produktu - např. L1HCO3, který splňuje limity na aplikaci v bateriích, při vysokém stupni konverze. Samotná konverze probíhá v zařízení elektrodialyzéru vyrobeného z komponent na bázi polymemích materiálů, které nepodléhají korozi. Přínosy uvedeného řešení spočívají v přípravě roztoku na horní hranici nasycení s velmi vysokou čistotou pro použití v bateriích. Pro další výrobu komoditní chemikálie lze využít obdobu Solvayova procesu, který se používá ve výrobě uhličitanu sodného, kde se vzniklý hydrogenuhličitan lithný odfiltruje a zahříváním (kalcinací) převede na uhličitan lithný. V porovnání s patentem CN 1486931, kdy se produkt získává vymrazováním, je nový postup čištění spojen se stále rostoucí teplotou, která řídí jak krok krystalizace hydrogenuhličitanu lithného během odpařování, tak i následné kalcinace uhličitanu lithného jako finálního produktu.
Objasnění výkresů
K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložený výkres, kde
-3 CZ 308122 B6 obr. la představuje funkční schéma způsobu výroby hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného metodou elektrodialýzy na jedné (základní) sekvenci iontovýměnných membrán, obr. 1b představuje znázornění opakujícího se základního motivu schématu způsobu výroby hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného metodou elektrodialýzy na jedné (vyšrafované) sekvenci iontovýměnných membrán, obr. 2 představuje příkladné uspořádání pěti sekvencí čtyř membrán - membránových kvadrupletů.
Příklad uskutečnění vynálezu
Pro testování byla použita laboratorní jednotka P EDR-Z/4x (firmy MemBrain) pro elektrodialýzu-metathesi (dále jen EDM). Jednotka obsahovala 5 nádrží o objemu 0,25 až 2 litry a 5 odstředivých čerpadel s magnetickou vložkou pro cirkulaci roztoků v mezimembránových prostorech Cl. C2, Dl, D2 vytvořených sekvencemi anion výměnných membrán AMP, AMO a kation výměnných membrán CMP, CMO (schéma jedné základní sekvence - viz obr. 1b). Logika transportu iontů spočívá v systému migrace přes membrány s indexem P, kdy v mezilehlé komoře dochází k výrobě primárního produktu - viz obr. la. Konkrétně se jednalo o následující roztoky:
• diluát 1 - roztok vstupního síranu lithného (LÍ2SO4) proudící druhým mezimembránovým prostorem Dl mezi první anion výměnnou membránou AMO a druhou kation výměnnou membránou CMP, • diluát 2 - roztok vstupního hydroxidu sodného (NaOH), primárního hydrogenuhličitanu sodného (NaHCOs) nebo uhličitanu sodného (NazCCk) proudící čtvrtým mezimembránovým prostorem D2 mezi druhou anion výměnnou membránou AMP kation výměnnou membránou CMO, • koncentrát 1 - roztok vedlejšího produktu - síranu sodného (NazSOA proudící prvním mezimembránovým prostorem Cl mezi první kation výměnnou membránou CMO a druhou anion výměnnou membránou AMO.
• koncentrát 2 - roztok hlavního produktu - hydroxidu lithného (LiOH), primárního hydrogenuhličitanu lithného (LÍHCO3) nebo uhličitanu lithného (LÍ2CO3) proudící třetím mezimembránovým prostorem C2 mezi druhou kation výměnnou membránou CMP a druhou anion výměnnou membránou AMP.
• elektrodový roztok - roztok síranu sodného (Na2SO4).
Jednotka byla vybavena měřením průtoků, teploty, vodivostí a pH pro každý okruh individuálně a elektrickým zdrojem stejnosměrného napětí o výkonu 90 W. EDM modul byl osazen 11 ks kation výměnných membrán CM (RALEX CM-PP) a 10 ks anion výměnných membrán AM (RALEX AM-PP), vzájemně se střídajících a tvořících 5 sekvencí membrán (kvadrupletů) - viz schéma na obr. 2. Při tom každá ze sekvencí membrán měla uspořádání podle obr. la. Efektivní plocha jedné membrány byla 64 cm2.
Test byl proveden vsádkovým způsobem. Byly zpracovávány vstupní roztoky LÍ2SO4 - druhý mezimembránový prostor Dl, množství 0,5 litru, koncentrace 0,92 mol/1 a NaHCCL - čtvrtý mezimembránový prostor D2, množství 1,1 litru, koncentrace 0,92 mol/1.
-4CZ 308122 B6
Roztoky EDM modulem cirkulovaly rychlostí 0,5 1/min a jejich teplota byla 30 °C. Pracovní napětí bylo v intervalu od 6,7 do 12,0 V a elektrický proud byl nastaven na 1,28 A. Tímto způsobem bylo získáno 1000 ml hlavního produktu L1HCO3 - třetí mezimembránový prostor C2 o koncentraci 0,69 mol/1 a 1100 ml vedlejšího produktu NazSCh - první mezimembránový prostor Cl o koncentraci 0,38 mol/1. Hlavní produkt byl doplňováním demivody udeřován pod hranicí srážení. Obsah síry v hlavním produktu byl 0,115 g/1 a obsah lithia byl 4,78 g/1. Čistota produktu z hlediska molámího obsahu lithia v čitateli vůči sumě lithia a síry ve jmenovateli byla 99,5%. V elektrodových komorách po celou dobu experimentu protékal roztok NazSO4 o koncentraci 0,07 mol/1.
Průmyslová využitelnost
Vyráběné chemické sloučeniny lithia - hydroxid, hydrogenuhličitan nebo uhličitan lithný mají široké použití ve výrobě baterií.
PATENTOVÉ NÁROKY
Claims (5)
1. Způsob výroby chemických sloučenin lithia, jako je hydroxid, hydrogenuhličitan nebo uhličitan lithný, metodou elektrodialýzy, která spočívá ve výměně iontů mezi roztokem síranu lithného a roztokem hydroxidu sodného, hydrogenuhličitanu sodného nebo uhličitanu sodného, s tím, že tato výměna iontů probíhá v elektrickém poli na soustavě iontovýměnných membrán obsahující alespoň jednu sekvenci anion výměnných membrán (AMP, AMO) a kation výměnných membrán (CMP, CMO), vzájemně se střídajících a vytvářejících alespoň čtyři mezimembránové prostory (Cl, Dl, C2, D2), vyznačující se tím, že k uskutečnění podvojné záměny iontů přechází přes membrány s indexovým označením (P) ionty tvořící po rekombinaci hlavní produkt, a konkrétně přes kation výměnnou membránu (CMP) hlavního produktu lithný kationt a přes anion výměnnou membránu (AMP) hlavního produktu hydroxidový, hydrogenuhličitanový nebo uhličitanový aniont, a přes membrány s indexovým označením (O) přechází ionty tvořící po rekombinaci vedlejší produkt síran sodný, a konkrétně přes kation výměnnou membránu (CMO) vedlejšího produktu sodný kationt a přes anion výměnnou membránu (AMO) vedlejšího produktu síranový aniont, a dále tím, že základní opakující se motiv čtyř mezimembránových prostorů (Cl, Dl, C2, D2) je zakončen kation výměnnou membránou a v mezimembránových prostorech (Cl, Dl, C2, D2) po obou stranách membrán proudí roztoky uvedených chemických sloučenin a to tak, že v prvním mezimembránovém prostoru (Cl), od kladné elektrody - anody (+), mezi první kation výměnnou membránou (CMO) vedlejšího produktu a první anion výměnnou (AMO) vedlejšího produktu proudí roztok vedlejšího produktu síranu sodného, a ve třetím mezimembránovém prostoru (C2) od kladné elektrody - anody (+) mezi druhou kation výměnnou membránou (CMP) hlavního produktu a druhou anion výměnnou membránou (AMP) hlavního produktu proudí roztok hlavního produktu, tj. hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného, ve čtvrtém mezimembránovém prostoru (D2) od kladné elektrody - anody (+), mezi druhou anion výměnnou membránou (AMP) hlavního produktu a kation výměnnou membránou (CMO) vedlejšího produktu proudí roztok hlavního zdroje aniontů, tj. hydroxidu, hydrogenuhličitanu nebo uhličitanu sodného a ve druhém mezimembránovém prostoru (Dl) od kladné elektrody - anody (+), mezi první anion výměnnou membránou (AMO) vedlejšího produktu a druhou kation výměnnou membránou (CMP) hlavního produktu potom roztok hlavního zdroje kationtů, tj. síranu lithného.
-5 CZ 308122 B6
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že koncentrace vstupních roztoků síranu lithného, hydroxidu sodného, hydrogenuhličitanu sodného nebo uhličitanu sodného jev rozmezí 0,1 až 1,0 mol/1 a koncentrace získaných roztoků produktů, tj. síranu sodného, hydroxidu lithného, hydrogenuhličitanu lithného nebo uhličitanu lithného je vyšší než 0,1 mol/1.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že teplota roztoků při provozuje v rozmezí 10 až 60 °C, především pak v rozmezí 20 až 50 °C.
4. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, vyznačující se tím, že je tvořeno elektrodami, mezi nimiž je uložena soustava iontovýměnných membrán obsahující alespoň jednu sekvenci anion výměnných membrán (AMP, AMO) a kation výměnných membrán (CMP, CMO), vzájemně se střídajících a vytvářejících alespoň čtyři mezimembránové prostory (Cl, Dl, C2, D2) pro roztoky vstupních a výstupních chemických sloučenin elektrodialytické dvojité výměny iontů, při čemž iontovýměnnými membránami jsou membrány homogenního nebo heterogenního typu v tloušťce 0,1 až 1,0 mm a s permselektivitou více než 90 %, mezi kterými jsou dále umístěny rozdělovače o tloušťce 0,1 až 2,0 mm vyrobené z polymemího materiálu k zajištění distribuce a vzájemné nemísitelnosti roztoků a dále mechanické opory mezimembránového prostoru.
5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že mezi elektrodami je napětí 1,0 až 2,5 V na sekvenci čtyř membrán, membránový kvadruplet, při proudové hustotě 30 až 300 A/m2.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-250A CZ308122B6 (cs) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu |
| CN201980035434.6A CN112218704B (zh) | 2018-05-29 | 2019-05-24 | 通过电渗析法制备锂化合物的方法和实施该方法的装置 |
| EP19750051.5A EP3801842A2 (en) | 2018-05-29 | 2019-05-24 | Process for preparing lithium chemical compounds by electrodialysis method and apparatus for performing this process |
| PCT/CZ2019/050025 WO2019228577A2 (en) | 2018-05-29 | 2019-05-24 | Process for preparing lithium chemical compounds by electrodialysis method and apparatus for performing this process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2018-250A CZ308122B6 (cs) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2018250A3 CZ2018250A3 (cs) | 2020-01-15 |
| CZ308122B6 true CZ308122B6 (cs) | 2020-01-15 |
Family
ID=67551037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2018-250A CZ308122B6 (cs) | 2018-05-29 | 2018-05-29 | Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3801842A2 (cs) |
| CN (1) | CN112218704B (cs) |
| CZ (1) | CZ308122B6 (cs) |
| WO (1) | WO2019228577A2 (cs) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113694733B (zh) * | 2020-05-20 | 2022-11-25 | 国家能源投资集团有限责任公司 | 一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法 |
| CN112174172A (zh) * | 2020-11-03 | 2021-01-05 | 严永生 | 一种电渗析方法提纯浓缩氟化铍的制备方法 |
| CN113023750A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-25 | 河北工业大学 | 一种利用电渗析生产氢氧化钠的装置及方法 |
| WO2022241518A1 (en) * | 2021-05-19 | 2022-11-24 | Plastic Fabricators (WA) Pty Ltd t/a PFWA | Electrodialysis cell |
| US20230226494A1 (en) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | Ionic Solutions Ltd. | Process and apparatus for high recovery in electrodialysis and electrodeionization systems |
| CN114634191A (zh) * | 2022-03-30 | 2022-06-17 | 温州大学新材料与产业技术研究院 | 一种高纯度硝酸锂的生产装置及方法 |
| CN116239090B (zh) * | 2022-12-30 | 2024-06-11 | 杭州蓝然技术股份有限公司 | 一种磷酸锂制备磷酸和氢氧化锂的工艺 |
| CN116251477B (zh) * | 2023-03-23 | 2023-10-10 | 河北云瑞化工设备有限公司 | 一种碳酸锂的提取装置及方法 |
| CN116808832B (zh) * | 2023-08-29 | 2023-12-22 | 杭州匠容道环境科技有限公司 | 通过置换电渗析工艺生产氢氧化锂的方法和装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013159194A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Nemaska Lithium Inc. | Processes for preparing lithium hydroxide |
| CN103864249A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-06-18 | 中国科学技术大学 | 一种由盐湖卤水提取氢氧化锂的方法 |
| WO2014138933A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Nemaska Lithium Inc. | Processes for preparing lithium hydroxide |
| WO2016175613A1 (ko) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 수산화리튬, 및 탄산리튬의 제조 방법 및 그 장치 |
| CN107299361A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-10-27 | 江苏力泰锂能科技有限公司 | 利用可溶性锂盐溶液制备氢氧化锂溶液的电渗析装置 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB812377A (en) * | 1956-01-18 | 1959-04-22 | Exxon Research Engineering Co | A regenerative process for spent aqueous alkaline solutions |
| NL86370C (cs) * | 1955-08-24 | |||
| JP2001104743A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Norihisa Miyamatsu | 空中の極性物質除去装置 |
| US20060000713A1 (en) * | 2004-07-01 | 2006-01-05 | Carus Corporation | Methods and apparatus for electrodialysis salt splitting |
| US7459088B2 (en) * | 2004-09-13 | 2008-12-02 | The University Of South Carolina | Water desalination process and apparatus |
| JP2011031232A (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-17 | Kee:Kk | 水酸化リチウムの製造方法 |
| JP5769409B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-08-26 | 株式会社アストム | 水酸化リチウムの製造方法 |
| CN105983251A (zh) * | 2015-02-16 | 2016-10-05 | 秦才东 | 溶液中离子的交换和浓缩方法及装置 |
| KR101700684B1 (ko) * | 2015-04-30 | 2017-01-31 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 수산화리튬, 및 탄산리튬의 제조 방법 및 그 장치 |
| US20190233297A1 (en) * | 2016-10-10 | 2019-08-01 | Posco | Method of preparing lithium compound |
| KR101887173B1 (ko) * | 2016-10-10 | 2018-08-09 | 주식회사 포스코 | 리튬 화합물의 제조 방법 |
| CN107162023A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-09-15 | 合肥工业大学 | 一种硝酸钾的制备***及制备方法 |
-
2018
- 2018-05-29 CZ CZ2018-250A patent/CZ308122B6/cs unknown
-
2019
- 2019-05-24 EP EP19750051.5A patent/EP3801842A2/en active Pending
- 2019-05-24 WO PCT/CZ2019/050025 patent/WO2019228577A2/en unknown
- 2019-05-24 CN CN201980035434.6A patent/CN112218704B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013159194A1 (en) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | Nemaska Lithium Inc. | Processes for preparing lithium hydroxide |
| WO2014138933A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Nemaska Lithium Inc. | Processes for preparing lithium hydroxide |
| CN103864249A (zh) * | 2014-03-28 | 2014-06-18 | 中国科学技术大学 | 一种由盐湖卤水提取氢氧化锂的方法 |
| WO2016175613A1 (ko) * | 2015-04-30 | 2016-11-03 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 수산화리튬, 및 탄산리튬의 제조 방법 및 그 장치 |
| CN107299361A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-10-27 | 江苏力泰锂能科技有限公司 | 利用可溶性锂盐溶液制备氢氧化锂溶液的电渗析装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112218704A (zh) | 2021-01-12 |
| CZ2018250A3 (cs) | 2020-01-15 |
| EP3801842A2 (en) | 2021-04-14 |
| CN112218704B (zh) | 2023-03-28 |
| WO2019228577A3 (en) | 2020-01-09 |
| WO2019228577A2 (en) | 2019-12-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ308122B6 (cs) | Způsob výroby chemických sloučenin lithia metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| AU2017258936B2 (en) | Processes for preparing lithium hydroxide | |
| KR101711854B1 (ko) | 수산화리튬 및 탄산리튬의 제조 방법 | |
| EP0096239B1 (en) | Electrodialytic water splitting process for conversion of alkali metal sulfate values derived from spent rayon spin baths | |
| US4219396A (en) | Electrodialytic process | |
| CN109250733B (zh) | 制备碳酸锂的方法 | |
| US4238305A (en) | Electrodialytic process for the conversion of impure soda values to sodium hydroxide and carbon dioxide | |
| US3787304A (en) | Production of hf from fluorine by-products | |
| FI94063C (fi) | Menetelmä alkalimetalli- tai ammoniumperoksodisulfaattisuolojen ja alkalimetallihydroksidin samanaikaiseksi valmistamiseksi | |
| RU2010142997A (ru) | Восстановление лития из водных растворов | |
| WO1998059385A1 (en) | Lithium recovery and purification | |
| RU2751710C2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих карбонат лития или хлорид лития | |
| CN1073169C (zh) | 联合制备过氧化二硫酸钠和氢氧化钠溶液的电化学方法 | |
| CN110683693A (zh) | 一种电渗析与反渗透集成转化法硫酸钠型废水处理的方法 | |
| US2796395A (en) | Electrolytic desalting of saline solutions | |
| JPH033747B2 (cs) | ||
| JP2005058896A (ja) | ヨウ化水素酸の選択分離方法、ヨウ化水素酸中の硫酸および硫酸塩の除去方法、ヨウ化水素酸の精製方法、ヨウ化水素酸の製造方法およびヨウ素アルカリ塩類の製造方法 | |
| US5242553A (en) | Chloric acid-alkali metal chlorate mixtures for chlorine dioxide generation | |
| CN211056871U (zh) | 一种电渗析与反渗透集成转化法硫酸钠型废水处理的装置 | |
| CZ304507B6 (cs) | Způsob výroby dusičnanu draselného metodou elektrodialýzy a zařízení k provádění tohoto způsobu | |
| RU2769609C2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из материалов, содержащих соли лития | |
| JPH0336566B2 (cs) | ||
| RU2412748C2 (ru) | Способ концентрирования основных аминокислот электродиализом | |
| JPS6318669B2 (cs) | ||
| JP4167030B2 (ja) | 亜硝酸ニッケル水溶液の製造方法 |