RU2688593C1 - Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов - Google Patents
Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688593C1 RU2688593C1 RU2018129921A RU2018129921A RU2688593C1 RU 2688593 C1 RU2688593 C1 RU 2688593C1 RU 2018129921 A RU2018129921 A RU 2018129921A RU 2018129921 A RU2018129921 A RU 2018129921A RU 2688593 C1 RU2688593 C1 RU 2688593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- brine
- sorption
- sorbent
- chloride
- Prior art date
Links
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 109
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 8
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 74
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 239000012267 brine Substances 0.000 claims abstract description 41
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 41
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 claims abstract description 39
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 2
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 abstract description 19
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 18
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 12
- 238000003795 desorption Methods 0.000 abstract description 9
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 16
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 13
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical class [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229940024548 aluminum oxide Drugs 0.000 description 3
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 3
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 235000011147 magnesium chloride Nutrition 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- -1 borate ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N ethyl n-ethoxycarbonylcarbamate Chemical compound CCOC(=O)NC(=O)OCC PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-M hydroxide;hydrate Chemical compound O.[OH-] JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N lithium aluminate Chemical compound [Li+].[O-][Al]=O YQNQTEBHHUSESQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide monohydrate Substances [Li+].O.[OH-] GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940040692 lithium hydroxide monohydrate Drugs 0.000 description 1
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L magnesium chloride Substances [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000009853 pyrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012312 sodium hydride Substances 0.000 description 1
- 229910000104 sodium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
- C01D15/00—Lithium compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области гидрометаллургии лития, в частности к способу извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов из природных рассолов, технологических растворов и сточных вод нефтегазодобывающих, химических, химико-металлургических и биохимических производств. Способ включает получение литиевого концентрата путем сорбционного обогащения исходного рассола по литию в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола обессоленной водой, которую подают в направлении, обратном направлению фильтрования исходного литийсодержащего рассола, в объеме, равном от 90 до 130% от объема используемого гранулированного сорбента в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, направление рассола после отмывки в поток исходного литийсодержащего рассола, подаваемого на сорбцию, десорбцию хлорида лития с сорбента с получением первичного литиевого концентрата - раствора хлорида лития с примесями магния и кальция, и очистку литиевого концентрата от примесей. Изобретение обеспечивает повышение эффективности извлечения лития, исключение потери лития, уменьшение количества технологических стадий и количества применяемых химических реагентов, снижение себестоимости товарного литийсодержащего продукта и сокращение объема сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации. 1 ил., 1 пр.
Description
Изобретение относится к области пирометаллургии лития и может быть использовано для извлечения лития из природных рассолов, технологических растворов и сточных вод нефтегазодобывающих, химических, химико-металлургических и биохимических производств.
Известен способ извлечения лития из рассолов с использованием гранулированного сорбента на основе диоксида марганца (ИСМ-1), которым заполняется колонка для работы в циклах сорбции-десорбции лития. Десорбцию лития осуществляют 0,2 н. раствором азотной кислоты (Остроушко Ю.И., Дегтерева Т.В. Гидроминеральное сырье - неисчерпаемый источник лития. Аналитичесикй обзор. - М: ЦНИИАТОМИНФОРМ, 1999. - 64 с.).
Недостатками способа являются использование на стадии десорбции лития агрессивного и опасного химического реагента - азотной кислоты, обладающей пожаровзрыво-опасными свойствами и выделяющей токсичные пары, а также необходимость утилизации или нейтрализации отработанной азотной кислоты; необходимость последующей очистки элюатов от примесей кальция и магния.
Известен способ извлечения лития из рассолов на основе кристаллического алюмината лития LiCl⋅2Al(ОН)3⋅nH2O, синтезированного внутри пор макропористой ионообменной смолы, и использования данного сорбента в сорбционных колонках с неподвижным фильтрующим слоем, с элюированием (десорбцией) лития и последовательным пропусканием элюата через систему колонок для его концентрирования (патент США №4291001, кл. 423-179.5, 1981). С этой целью к элюату добавляют соль неконкурирующего металла, например, NaCl или CaCl2. Система колонок эксплуатируется при условии нагревания рассола до температуры более 60°С.
Недостатками способа являются сложность аппаратурного оформления (система колонн), использование соли для концентрирования элюата, высокие энергетические затраты, т.к. необходимо использование только нагретых рассолов для извлечения лития.
Известен способ получения хлорида лития из растворов и установка для его осуществления с использованием гранулированного сорбента (заявка WO №03/037794, МПК C01D 15/04. Опубл. 08.05.2003). Использование гранулированного сорбента на основе дефектной разновидности соединения LiCl⋅2Al(НО)3⋅mH2O вместо кристаллических гранул, содержащих гидратированное соединение LiCl/Al(ОН)3, позволяет проводить все без исключения операции процесса обогащения при комнатной температуре, получая при этом первичный литиевый концентрат с содержанием LiCl 5,2-6,0 г/л и общим содержанием примесей (MgCl2+CaCl2) не более 5,0 г/л, что позволяет в дальнейшем концентрировать его по хлориду лития до ≥300 г/л и использовать для получения LiCl и Li2CO3. При этом использование установки с движущимся слоем гранулированного сорбента позволяет предельно минимизировать массу единовременной его загрузки.
Также известен способ селективного сорбционного извлечения лития из рассолов (патент RU №2050330, МПК C02F 1/28, опубл. 20.12.1995) путем контактирования рассола с гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащего двойного гидроксида алюминия лития с последующей десорбцией лития обессоленной водой с получением в качестве алюата раствора хлорида лития.
Недостатком данных способов является использование в процессе обогащения движущегося гранулированного слоя сорбента, что приводит к механическому износу за счет истирания гранул, который составляет в год более 37% от массы единовременной загрузки сорбента. Кроме того, для реализации способа обогащения с движущимся слоем сорбента требуется сложное и уникальное оборудование. Также к недостаткам следует отнести отмывку гранул сорбента от примесей щелочных и щелочно-земельных элементов раствором хлорида лития, что приводит к его загрязнению и, соответственно, дополнительным затратам на его очистку, что в конечном счете повысит себестоимость произведенного товарного литийсодержащего продукта.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки (патент RU №2516538, МПК C01D 15/04, опубл. 20.05.2014), включающий получение литиевого концентрата путем сорбционного обогащения рассола по литию в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития; отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола; десорбцию хлорида лития с сорбента с получением первичного литиевого концентрата - раствора хлорида лития с примесями хлоридов магния и кальция, ионообменную очистку литиевого концентрата от примесей, концентрирование раствора хлорида лития, получение одноводного хлорида лития.
Недостатком данного способа является то, что отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола осуществляют первичным литиевым концентратом или раствором хлорида натрия, что в случае с первичным литиевым концентратом приведет к дополнительному загрязнению порядка 15% объема производимого первичного литиевого концентрата примесями хлоридов магния и кальция и, соответственно, дополнительным затратам на его очистку, а в случае с раствором хлорида натрия - к необходимости нести постоянные затраты на приобретение хлорида натрия (поваренной соли) и утилизацию отработанного раствора хлорида натрия, а также затраты на содержание и обслуживание реагентного хозяйства (емкостного, насосного оборудования), что в конечном счете повышает себестоимость произведенного товарного литийсодержащего продукта (карбоната, хлорида, фторида, бромида, моногидрата гидроксида и др.).
Техническими задачами изобретения являются повышение эффективности сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов за счет снижения содержания примесей, исключения потерей лития, упрощение технологии путем уменьшения количества технологических стадий и количества применяемых химических реагентов, минимизации сточных вод, подлежащих переработке и/или утилизации, снижение себестоимости товарного литийсодержащего продукта.
Технические задачи решаются способом сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов, включающим получение литиевого концентрата путем сорбционного обогащения рассола по литию в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола, десорбцию хлорида лития с сорбента обессоленной водой с получением первичного литиевого концентрата - раствора хлорида лития с примесями хлоридов магния и кальция, очистку первичного литиевого концентрата от примесей.
Новым является то, что отмывку рассола из слоя гранулированного сорбента осуществляют водой в направлении, обратном направлению фильтрования исходного литийсодержащего хлоридного рассола в объеме, равном от 90 до 130% от объема используемого гранулированного сорбента в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, а рассол после отмывки направляют в поток исходного литийсодержащего рассола, подаваемого на сорбцию.
Сущность способа заключается в следующем. В качестве сырья используют исходный литийсодержащий хлоридный рассол, представляющий собой природный рассол (например, попутно добываемая пластовая вода при добыче нефти, вода геотермальных источников и др.), технологический раствор или сточные воды нефтегазодобывающих, химических, химико-металлургических и биохимических производств. Исходный литий-содержащий хлоридный рассол подают в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль, представляющий собой вертикальную колонну, загруженную гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития. Сорбцию лития из исходного литийсодержащего хлоридного рассола осуществляют в сорбционно-десорбционном модуле с неподвижным слоем сорбента путем фильтрования исходного рассола на проток или порциями в направлений фильтрования снизу вверх. По достижении насыщения сорбента по литию фильтрование исходного литийсодержащего хлоридного рассола прекращают и отмывают слой гранулированного сорбента от рассола обессоленной водой (например, дистиллированной) в направлении сверху вниз в объеме, равном от 90 до 130% от объема гранулированного сорбента, используемого в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, а вытесненный рассол направляют в поток исходного литийсодержащего рассола, подаваемого в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль для обработки следующей порции исходного литийсодержащего хлоридного рассола. Далее осуществляют десорбцию лития пропусканием свежей обессоленной воды через сорбционно-десорбционный обогатительный модуль на проток или порциями в направлении движения потока сверху вниз. Полученный в результате десорбции раствор представляет собой первичный литиевый концентрат, который содержит в своем составе минимальные концентрации примесей кальция и магния.
Далее полученный первичный литиевый концентрат подвергают более глубокой очистке от магния и кальция и последующему концентрированию любым из известных способов, например, по вариантам, предложенным в патенте RU№2516538, МПК C01D 15/04:
- естественным путем до содержания хлорида лития 220-350 кг/м3 с последующим отделением выпавших осадков MgCl2⋅6H2O и CaCl2⋅6Н2О, жидкую фазу разбавляют до содержания хлорида лития 190-210 кг/м3 и раствор подвергают реагентной очистке от примесей: магния, кальция, сульфат- и борат-ионов, затем концентрированный раствор хлорида лития подвергают очистке на полиамфолите Lewatit 208-ТР в Li-форме с получением вторичного литиевого концентрата;
- ионообменной очисткой первичного литиевого концентрата на катионите КУ-2-8 в Li-форме с последующей его регенерацией и переводом в Li-форму; затем очищенный раствор хлорида лития подвергают обратноосмотическому концентрированию с получением промежуточного концентрата с содержанием хлорида лития 60-65 кг/м3 и потока обессоленной воды; промежуточный литиевый концентрат подвергают упариванию термическим путем до содержания 190-210 кг/м3 хлорида лития и реагентной очистке от примесей борат- и сульфат-ионов с получением вторичного литиевого концентрата;
- очисткой первичного литиевого концентрата от примесей магния и кальция при контакте с карбонатом лития; очищенный раствор хлорида лития концентрируют вначале обратноосмотическим путем с получением промежуточного Литиевого концентрата и потока обессоленной воды; затем промежуточный литиевый концентрат подвергают упариванию термическим путем до содержания 450 кг/м3 хлорида лития для высаливания хлорида натрия с последующим разбавлением раствора хлорида лития до 190-210 кг/м3 и реагентной очисткой от примесей с получением вторичного литиевого концентрата;
- ионообменной очисткой первичного литиевого концентрата от примесей магния и кальция на катионите КУ-2-8 в Na-форме с последующей регенерацией катионита и переводом его в Na-форму; очищенный раствор хлоридов лития и натрия подвергают обратноосмотическому концентрированию с получением промежуточного концентрата состава хлорида лития 25-30 кг/м3 и хлорида натрия 30-35 кг/м3 и потока обессоленной воды; затем осуществляют концентрирование термическим путем до содержания хлорида лития 450 кг/м3 с одновременным высаливанием и отделением хлорида натрия; полученный раствор хлорида лития разбавляют обессоленной водой до концентрации хлорида лития 190-210 кг/м3 с последующей реагентной очисткой от примесей и получением вторичного литиевого концентрата.
Вторичные литиевые концентраты, полученные любым из указанных вариантов, используют для получения товарного литийсодержащего продукта, например, карбоната, фторида, бромида, гидроксида, моногидрата гидроксида лития и др.
Предлагаемый способ имеет перед прототипом следующие преимущества:
- технологические: повышение эффективности сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов за счет снижения содержания примесей, исключения потерей лития, упрощение аппаратурного оформления технологии обогащения рассола по литию путем уменьшения количества технологических узлов и стадий (например, отсутствие необходимости в реагентном хозяйстве для приготовления и дозирования раствора хлорида натрия, отсутствие в необходимости дополнительной очистки литиевого концентрата от примесей кальция и магния);
- экологические: отсутствие сброса загрязненного раствора хлорида натрия, образованного после отмывки насыщенного литием сорбента от рассола;
- экономические: сокращение количества применяемых химических реагентов и затрат на содержание и обслуживание реагентного хозяйства; сокращение затрат на очистку литиевого концентрата от примесей магния и кальция, что в конечном счете приведет к снижению себестоимости товарного литийсодержащего продукта.
Фиг. 1 - Зависимость концентрации металла от объема пропущенной обессоленной воды при отмывке и десорбции гранулированного сорбента.
Примеры конкретного исполнения.
Исходный литийсодержащий хлоридный рассол, имеющий следующий ионный состав, г/дм3: лития Li+ - 0,0075; натрия Na+ - 57,11; хлора Cl- - 129,49; магния Mg2+ - 3,72; кальция Са2+ - 17,62, фильтруют в направлении снизу вверх через сорбционно-десорбционный обогатительный модуль, представляющий собой вертикальную колонну, загруженную гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития. Объем используемого сорбента - 8,1 дм3. Доводят сорбент до состояния насыщения путем фиксирования выравнивания до и после сорбционно-десорбционного обогатительного модуля концентрации лития в рассоле и процесс фильтрования исходного литийсодержащего хлоридного рассола прекращают. После чего на сорбционно-десорбционный обогатительный модуль с насыщенным сорбентом в направлении сверху вниз подают обессоленную (дистиллированную) воду, одновременно определяя концентрации в воде лития, кальция и магния на выходе сорбционно-десорбционного обогатительного модуля. Результаты исследований представлены на фиг. 1.
При подаче обессоленной воды объемом от 7,3 до 10,5 дм3, что составляет от 90 до 130% от объема используемого гранулированного сорбента, отмывается основная часть содержащихся в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле примесей кальция и магния в количестве 95,3-98,8% и 95,0-98,5% соответственно. Данный эффект отмывки от примесей гранулированного сорбента в прототипе достигается либо подачей порций первичного литиевого концентрата, либо раствора NaCl, что в любом случае повышает себестоимость произведенного товарного литийсодержащего продукта, Поскольку в первом случае требуются дополнительные затраты на последующую очистку первичного литиевого концентрата от примесей, а во втором случае - дополнительные затраты на приобретение хлорида натрия, утилизацию отработанного его раствора и содержание реагентного хозяйства для приготовления и подачи раствора хлорида натрия.
Далее в предлагаемом способе обессоленную воду, содержащую примеси кальция и магния с концентрациями 9,015-10,644 и 2,340-2,725 г/дм3 соответственно, направляют в поток исходного литийсодержащего рассола, подаваемого в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль для обработки следующей порции исходного литийсодержащего хлоридного рассола. Поскольку концентрация кальция и магния в обессоленной воде после отмывки не превышает концентрации кальция и магния в исходном литийсодержащем хлоридном рассоле, то их смешение не приведет к негативным последствиям, например осадкообразованию солей кальция и магния. Также подача обессоленной воды после отмывки в поток следующей порции обрабатываемого исходного литийсодержащего рассола в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле способствует тому, что литий, содержащийся в обессоленной воде после отмывки с концентрацией 0,0352-0,0634 г/дм3, будет уловлен сорбентом на сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, что исключит потери лития в процессе его извлечения из литийсодержащего хлоридного рассола.
Далее после отмывки насыщенного гранулированного сорбента на сорбционно-десорбционном обогатительном модуле путем подачи следующих порций обессоленной воды проводят непосредственно саму десорбцию лития с сорбента с получением первичного литиевого концентрата с концентрацией лития 0,15-0,67 г/дм3 и минимальным содержанием примесей на уровне 0,042-0,108 г/дм3 кальция и 0,026-0,048 г/дм3 магния соответственно, который далее подвергают более глубокой очистке от магния и кальция и последующему концентрированию любым из известных способов.
Claims (1)
- Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов, включающий получение литиевого концентрата путем сорбционного обогащения рассола по литию в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола, десорбцию хлорида лития с сорбента с получением первичного литиевого концентрата - раствора хлорида лития с примесями магния и кальция, очистку литиевого концентрата от примесей, отличающийся тем, что отмывку рассола из слоя гранулированного сорбента осуществляют обессоленной водой в направлении, обратном направлению фильтрования исходного литийсодержащего рассола, в объеме, равном от 90 до 130% от объема используемого гранулированного сорбента в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, а рассол после отмывки направляют в поток исходного литийсодержащего рассола, подаваемого на сорбцию.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129921A RU2688593C1 (ru) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018129921A RU2688593C1 (ru) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688593C1 true RU2688593C1 (ru) | 2019-05-21 |
Family
ID=66637010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018129921A RU2688593C1 (ru) | 2018-08-16 | 2018-08-16 | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688593C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751948C1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-07-21 | Акционерное общество «Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы» | Способ переработки гидроминерального литийсодержащего сырья |
| RU2763955C1 (ru) * | 2021-08-15 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов |
| RU2784157C1 (ru) * | 2022-06-07 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Способ селективного экстракционного извлечения лития из водного щелочного раствора, содержащего хлориды лития, натрия, калия и гидроксид натрия |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4291001A (en) * | 1979-12-26 | 1981-09-22 | The Dow Chemical Company | Recovery of lithium from brine |
| RU2050330C1 (ru) * | 1993-02-16 | 1995-12-20 | Научно-производственное акционерное общество "Экостар" | Способ селективного сорбционного извлечения лития из рассолов и устройство для его осуществления |
| WO2003037794A1 (de) * | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Eurosina Technology Consulting & Project Development Gmbh | Verfahren zur gewinnung von lithiumchlorid aus salzlaugen und anlage zur durchführung des verfahrens |
| RU2516538C2 (ru) * | 2012-02-17 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостра-Наутех" | Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки |
-
2018
- 2018-08-16 RU RU2018129921A patent/RU2688593C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4291001A (en) * | 1979-12-26 | 1981-09-22 | The Dow Chemical Company | Recovery of lithium from brine |
| RU2050330C1 (ru) * | 1993-02-16 | 1995-12-20 | Научно-производственное акционерное общество "Экостар" | Способ селективного сорбционного извлечения лития из рассолов и устройство для его осуществления |
| WO2003037794A1 (de) * | 2001-10-25 | 2003-05-08 | Eurosina Technology Consulting & Project Development Gmbh | Verfahren zur gewinnung von lithiumchlorid aus salzlaugen und anlage zur durchführung des verfahrens |
| RU2516538C2 (ru) * | 2012-02-17 | 2014-05-20 | Закрытое акционерное общество (ЗАО) "Экостра-Наутех" | Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2751948C1 (ru) * | 2021-02-09 | 2021-07-21 | Акционерное общество «Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы» | Способ переработки гидроминерального литийсодержащего сырья |
| WO2022173331A2 (en) | 2021-02-09 | 2022-08-18 | Joint Stock Company "Axion – Rare And Noble Metals" | Method of processing hydro-mineral lithium-containing feedstock |
| WO2022173331A3 (en) * | 2021-02-09 | 2023-03-09 | Joint Stock Company "Axion – Rare And Noble Metals" | Method of processing hydro-mineral lithium-containing feedstock |
| DE112022001017T5 (de) | 2021-02-09 | 2024-01-11 | Joint Stock company "Axion - Rare and Noble Metals" | Verfahren zur Verarbeitung von hydro-mineralischem Lithium enthaltendem Einsatzmaterial |
| RU2763955C1 (ru) * | 2021-08-15 | 2022-01-11 | Акционерное общество "Аксион - Редкие и Драгоценные Металлы" | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов |
| WO2023022627A1 (en) | 2021-08-15 | 2023-02-23 | Joint Stock Company "Axion – Rare And Noble Metals" | Method for lithium sorption extraction from lithium-containing brines |
| RU2784157C1 (ru) * | 2022-06-07 | 2022-11-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) | Способ селективного экстракционного извлечения лития из водного щелочного раствора, содержащего хлориды лития, натрия, калия и гидроксид натрия |
| RU2797807C1 (ru) * | 2022-09-25 | 2023-06-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | Пакетированный адсорбент для сорбции веществ из масло-, жиро-, нефтезагрязненной воды |
| RU2816073C1 (ru) * | 2023-07-17 | 2024-03-26 | Акционерное общество "Аксион Редкие и Драгоценные Металлы" (АО "АРДМ") | Способ сорбционного получения литиевого концентрата из литийсодержащего раствора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102479262B1 (ko) | 염수로부터 수산화리튬 일수화물을 제조하는 방법 | |
| US11396452B2 (en) | Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate | |
| US10662075B2 (en) | Method and apparatus for the recovery and deep treatment of polluted acid | |
| RU2516538C2 (ru) | Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки | |
| US9255011B2 (en) | Method for producing lithium carbonate | |
| US9493881B2 (en) | Sulfate-based electrolysis processing with flexible feed control, and use to capture carbon dioxide | |
| KR101623437B1 (ko) | 리튬 회수 장치 및 그 방법 | |
| CN101234767A (zh) | 淡化后浓海水综合利用工艺 | |
| RU2724779C1 (ru) | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений | |
| WO2021212214A1 (en) | Lithium extraction process | |
| RU2688593C1 (ru) | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих хлоридных рассолов | |
| CN114162837A (zh) | 一种废盐资源化处理***及其处理方法 | |
| CN111547892A (zh) | 一种锰化工氨氮废水的处理方法 | |
| RU2656452C2 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов и установка для его осуществления | |
| RU2751948C1 (ru) | Способ переработки гидроминерального литийсодержащего сырья | |
| RU2193008C2 (ru) | Способ получения гидроокиси лития из рассолов и установка для его осуществления | |
| RU2720420C1 (ru) | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов | |
| CN106086405A (zh) | 一种高盐含氯体系的净化除杂方法 | |
| AU2017246245B2 (en) | Mineral recovery and method for treatment of water having carbonate alkalinity | |
| JP3045378B2 (ja) | 海水の複合処理用の方法 | |
| RU2763955C1 (ru) | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов | |
| RU2456239C1 (ru) | Способ получения бромистого кальция из природных бромсодержащих рассолов хлоридного кальциевого типа | |
| RU2780216C2 (ru) | Способ получения бромидных солей при комплексной переработке бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий (варианты) | |
| RU2257265C1 (ru) | Способ регенерации слабокислотных карбоксильных катионитов | |
| SU1678771A1 (ru) | Способ получени минеральных веществ из морской воды |