લિથિયમ-સમૃદ્ધ ક્લોરાઇડ બ્રિન્સમાંથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિ.

ઉપર ચર્ચા કરેલ લિથિયમ ધરાવતા કાચા માલની પ્રક્રિયા કરવાની પદ્ધતિઓમાં વ્યાપારી ઉત્પાદન લિથિયમ કાર્બોનેટ છે. અપવાદ એ ચૂનો પદ્ધતિ છે. લિથિયમ કાર્બોનેટનો સીધો ઉપયોગ થાય છે અને વધુમાં, તે વિવિધ લિથિયમ સંયોજનોના ઉત્પાદન માટે સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે, જેમાંથી મુખ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ક્લોરાઇડ છે.

લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી. લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું ઉત્પાદન કરવાની એકમાત્ર ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ એ છે કે દ્રાવણમાં ચૂનો વડે કોસ્ટિફિકેશન છે:

Li 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2LiOH + CaCO 3 (36)

પ્રતિક્રિયા 34 (કોષ્ટક 5) ના ઘટકોની દ્રાવ્યતા (20 ºС) પરનો નીચેનો ડેટા દર્શાવે છે કે પ્રતિક્રિયાના સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડવું જોઈએ:

કોષ્ટક 5

તે જ સમયે, 75 ºC પર Li 2 CO 3 - Ca(OH) 2 - H 2 O સિસ્ટમમાં દ્રાવ્યતા પરના ડેટા પરથી તે અનુસરે છે કે LiOH ની મહત્તમ સાંદ્રતા 36 g/l કરતાં વધુ ન હોઈ શકે, એટલે કે. માત્ર પાતળું LiOH ઉકેલો મેળવી શકાય છે. કોસ્ટિકાઇઝેશન દરમિયાન પ્રારંભિક ઉત્પાદન ભીનું લિથિયમ કાર્બોનેટ છે. લિથિયમ કાર્બોનેટ અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ રિએક્ટરમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે; ચૂનો સૈદ્ધાંતિક 105% ની માત્રામાં લેવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા સમૂહ ઉકળતા માટે ગરમ થાય છે. પછી પલ્પ સ્થાયી થાય છે અને સ્પષ્ટ દ્રાવણને ડીકેંટ કરવામાં આવે છે. તેમાં 28.5-35.9 g/l LiOH હોય છે. સ્લરી (કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ)ને વધુ લિથિયમ કાઢવા માટે ત્રણ-તબક્કાના કાઉન્ટરકરન્ટ વોશિંગને આધિન કરવામાં આવે છે. મુખ્ય દ્રાવણ 166.6 g/l LiOH માં બાષ્પીભવન થાય છે. પછી તાપમાન 40 ºС સુધી ઘટી જાય છે. લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને મોનોહાઇડ્રેટ LiOH∙H 2 O ના રૂપમાં અલગ કરવામાં આવે છે, જેનાં સ્ફટિકો સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા મધર લિકરથી અલગ પડે છે. પ્રાપ્ત કરવા માટે શુદ્ધ જોડાણપ્રાથમિક ઉત્પાદન પુનઃસ્થાપિત થયેલ છે. ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટમાં લિથિયમની ઉપજ 85-90% છે. પદ્ધતિનો મુખ્ય ગેરલાભ એ છે ઉચ્ચ માંગપ્રારંભિક ઉત્પાદનોની શુદ્ધતા માટે. લિથિયમ કાર્બોનેટ હોવું આવશ્યક છે ન્યૂનતમ જથ્થોઅશુદ્ધિઓ, ખાસ કરીને ક્લોરાઇડ્સ. નબળા દ્રાવ્ય લિથિયમ એલ્યુમિનેટની રચનાને ટાળવા માટે ચૂનામાં એલ્યુમિનિયમ હોવું જોઈએ નહીં.

લિથિયમ ક્લોરાઇડની તૈયારી. ઔદ્યોગિક પદ્ધતિલિથિયમ ક્લોરાઇડનું ઉત્પાદન લિથિયમ કાર્બોનેટ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડના વિસર્જન પર આધારિત છે. હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડ, અને કાર્બોનેટ સામાન્ય રીતે વપરાય છે:

Li 2 CO 3 + HCl → 2LiCl + H 2 O + CO 2 (37)

LiOH + HCl → LiCl + H 2 O (38)

ટેકનિકલ લિથિયમ કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોક્સાઇડ સમાવે છે નોંધપાત્ર રકમઅશુદ્ધિઓ કે જે પહેલા દૂર કરવી જોઈએ. લિથિયમ કાર્બોનેટને સામાન્ય રીતે અત્યંત દ્રાવ્ય હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટમાં રૂપાંતરિત કરીને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ લી 2 CO 3 નું ડેકાર્બોનેટ અને મુક્તિ થાય છે. 0.87 g/l SO 4 2- અને 0.5% ધરાવતા લિથિયમ કાર્બોનેટના શુદ્ધિકરણ પછી આલ્કલી ધાતુઓ, એક ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે જેમાં સલ્ફર અને 0.03-0.07% આલ્કલી ધાતુઓ હોય છે. હાઇડ્રોક્સાઇડને શુદ્ધ કરવા માટે, સોલ્યુશનના કાર્બોનેશન દ્વારા Li 2 CO 3 નું પુનઃસ્થાપન અથવા અવક્ષેપનો ઉપયોગ થાય છે. યોજનાકીય રેખાકૃતિકાર્બોનેટમાંથી લિથિયમ ક્લોરાઇડનું ઉત્પાદન ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 16.

ચોખા. 16. લિથિયમ ક્લોરાઇડના ઉત્પાદન માટે યોજનાકીય આકૃતિ

લિથિયમ ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા બે મુશ્કેલીઓ સાથે સંકળાયેલી છે - ઉકેલોનું બાષ્પીભવન અને મીઠાનું નિર્જલીકરણ. લિથિયમ ક્લોરાઇડ અને તેના ઉકેલો ખૂબ જ કાટરોધક છે, અને નિર્જળ મીઠું અત્યંત હાઇગ્રોસ્કોપિક છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડ, જ્યારે ગરમ થાય છે, પ્લેટિનમ અને ટેન્ટેલમ સિવાય લગભગ તમામ ધાતુઓનો નાશ કરે છે, તેથી ખાસ એલોયથી બનેલા સાધનોનો ઉપયોગ LiCl ઉકેલોના બાષ્પીભવન માટે થાય છે, અને સિરામિક સાધનોનો ઉપયોગ નિર્જલીકરણ માટે થાય છે.

લિથિયમ ક્લોરાઇડ મેળવવા માટે, ભીના કાર્બોનેટનો ઉપયોગ થાય છે, જેને 30% HCl સાથે ગણવામાં આવે છે. પરિણામી દ્રાવણમાં ~360 g/l LiCl (ઘનતા 1.18-1.19 g/cm3) હોય છે. ઓગળવા માટે, એસિડનો એક નાનો જથ્થો આપવામાં આવે છે અને, હલાવતા પછી, સલ્ફેટ આયનો બેરિયમ ક્લોરાઇડ સાથે અવક્ષેપિત થાય છે. પછી સોલ્યુશનને લિથિયમ કાર્બોનેટ સાથે તટસ્થ કરવામાં આવે છે અને 0.01 N LiOH સોલ્યુશન મેળવવા માટે LiOH ઉમેરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોક્સાઇડ, કાર્બોનેટ અથવા મૂળભૂત કાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં Ca, Ba, Mg, Fe અને અન્ય અશુદ્ધિઓને મુક્ત કરવા માટે ઉકેલને ઉકાળવામાં આવે છે.

ફિલ્ટર કર્યા પછી, 40% LiCl સોલ્યુશન મેળવવામાં આવે છે, જેનો એક ભાગ સીધો ઉપયોગ થાય છે, અને સૌથી વધુનિર્જળ મીઠામાં પ્રક્રિયા કરીને, નિર્જળ લિથિયમ ક્લોરાઇડ શ્રેણી-જોડાયેલ બાષ્પીભવન ટાવર અને સૂકવણી ડ્રમમાં મેળવવામાં આવે છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડમાં અશુદ્ધિઓની સામગ્રી નીચે આપેલ છે (કોષ્ટક 6).

ઉપર ચર્ચા કરેલ લિથિયમ ધરાવતા કાચા માલની પ્રક્રિયા કરવાની પદ્ધતિઓમાં વ્યાપારી ઉત્પાદન લિથિયમ કાર્બોનેટ છે. અપવાદ એ ચૂનો પદ્ધતિ છે. લિથિયમ કાર્બોનેટનો સીધો ઉપયોગ થાય છે અને વધુમાં, તે વિવિધ લિથિયમ સંયોજનોના ઉત્પાદન માટે સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે, જેમાંથી મુખ્ય હાઇડ્રોક્સાઇડ અને ક્લોરાઇડ છે.

લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડની તૈયારી. લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનું ઉત્પાદન કરવાની એકમાત્ર ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ એ છે કે દ્રાવણમાં ચૂનો વડે કોસ્ટિફિકેશન છે:

Li 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2LiOH + CaCO 3 (36)

પ્રતિક્રિયા 34 (કોષ્ટક 5) ના ઘટકોની દ્રાવ્યતા (20 ºС) પરનો નીચેનો ડેટા દર્શાવે છે કે પ્રતિક્રિયાના સંતુલનને જમણી તરફ ખસેડવું જોઈએ:

કોષ્ટક 5

તે જ સમયે, 75 ºC પર Li 2 CO 3 - Ca(OH) 2 - H 2 O સિસ્ટમમાં દ્રાવ્યતા પરના ડેટા પરથી તે અનુસરે છે કે LiOH ની મહત્તમ સાંદ્રતા 36 g/l કરતાં વધુ ન હોઈ શકે, એટલે કે. માત્ર પાતળું LiOH સોલ્યુશન્સ મેળવી શકાય છે. કોસ્ટિકાઇઝેશન દરમિયાન પ્રારંભિક ઉત્પાદન ભીનું લિથિયમ કાર્બોનેટ છે. લિથિયમ કાર્બોનેટ અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ રિએક્ટરમાં મિશ્ર કરવામાં આવે છે; ચૂનો સૈદ્ધાંતિક 105% ની માત્રામાં લેવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા સમૂહ ઉકળતા માટે ગરમ થાય છે. પછી પલ્પ સ્થાયી થાય છે અને સ્પષ્ટ દ્રાવણને ડીકેંટ કરવામાં આવે છે. તેમાં 28.5-35.9 g/l LiOH હોય છે. સ્લરી (કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ)ને વધુ લિથિયમ કાઢવા માટે ત્રણ-તબક્કાના કાઉન્ટરકરન્ટ વોશિંગને આધિન કરવામાં આવે છે. મુખ્ય દ્રાવણ 166.6 g/l LiOH માં બાષ્પીભવન થાય છે. પછી તાપમાન 40 ºС સુધી ઘટી જાય છે. લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડને મોનોહાઇડ્રેટ LiOH∙H 2 O ના રૂપમાં અલગ કરવામાં આવે છે, જેનાં સ્ફટિકો સેન્ટ્રીફ્યુગેશન દ્વારા મધર લિકરથી અલગ પડે છે. શુદ્ધ સંયોજન મેળવવા માટે, પ્રાથમિક ઉત્પાદન પુનઃસ્થાપિત કરવામાં આવે છે. ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટમાં લિથિયમની ઉપજ 85-90% છે. પદ્ધતિનો મુખ્ય ગેરલાભ એ પ્રારંભિક ઉત્પાદનોની શુદ્ધતા માટે ઉચ્ચ આવશ્યકતાઓ છે. લિથિયમ કાર્બોનેટમાં ઓછામાં ઓછી અશુદ્ધિઓ, ખાસ કરીને ક્લોરાઇડ્સ હોવા જોઈએ. નબળા દ્રાવ્ય લિથિયમ એલ્યુમિનેટની રચનાને ટાળવા માટે ચૂનામાં એલ્યુમિનિયમ હોવું જોઈએ નહીં.

લિથિયમ ક્લોરાઇડની તૈયારી.લિથિયમ ક્લોરાઇડનું ઉત્પાદન કરવાની ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડમાં લિથિયમ કાર્બોનેટ અથવા હાઇડ્રોક્સાઇડને ઓગળવા પર આધારિત છે અને સામાન્ય રીતે કાર્બોનેટનો ઉપયોગ થાય છે:

Li 2 CO 3 + HCl → 2LiCl + H 2 O + CO 2 (37)

LiOH + HCl → LiCl + H 2 O (38)

તકનીકી લિથિયમ કાર્બોનેટ અને હાઇડ્રોક્સાઇડમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં અશુદ્ધિઓ હોય છે જેને પહેલા દૂર કરવી આવશ્યક છે. લિથિયમ કાર્બોનેટને સામાન્ય રીતે અત્યંત દ્રાવ્ય હાઇડ્રોજન કાર્બોનેટમાં રૂપાંતરિત કરીને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ લી 2 CO 3 નું ડેકાર્બોનેટ અને મુક્તિ થાય છે. 0.87 g/l SO 4 2- અને 0.5% અલ્કલી ધાતુઓ ધરાવતા લિથિયમ કાર્બોનેટને શુદ્ધ કર્યા પછી, સલ્ફર અને 0.03-0.07% ક્ષારયુક્ત ધાતુઓ ધરાવતું ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે. હાઇડ્રોક્સાઇડને શુદ્ધ કરવા માટે, સોલ્યુશનના કાર્બોનેશન દ્વારા Li 2 CO 3 નું પુનઃસ્થાપન અથવા અવક્ષેપનો ઉપયોગ થાય છે. કાર્બોનેટમાંથી લિથિયમ ક્લોરાઇડના ઉત્પાદનની યોજનાકીય રેખાકૃતિ ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 16.

ચોખા. 16. લિથિયમ ક્લોરાઇડના ઉત્પાદન માટે યોજનાકીય રેખાકૃતિ

લિથિયમ ક્લોરાઇડ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા બે મુશ્કેલીઓ સાથે સંકળાયેલી છે - ઉકેલોનું બાષ્પીભવન અને મીઠાનું નિર્જલીકરણ. લિથિયમ ક્લોરાઇડ અને તેના ઉકેલો ખૂબ જ કાટરોધક છે, અને નિર્જળ મીઠું અત્યંત હાઇગ્રોસ્કોપિક છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડ, જ્યારે ગરમ થાય છે, પ્લેટિનમ અને ટેન્ટેલમ સિવાય લગભગ તમામ ધાતુઓનો નાશ કરે છે, તેથી ખાસ એલોયથી બનેલા સાધનોનો ઉપયોગ LiCl ઉકેલોના બાષ્પીભવન માટે થાય છે, અને સિરામિક સાધનોનો ઉપયોગ નિર્જલીકરણ માટે થાય છે.

લિથિયમ ક્લોરાઇડ મેળવવા માટે, ભીના કાર્બોનેટનો ઉપયોગ થાય છે, જેને 30% HCl સાથે ગણવામાં આવે છે. પરિણામી દ્રાવણમાં ~360 g/l LiCl (ઘનતા 1.18-1.19 g/cm3) હોય છે. ઓગળવા માટે, એસિડનો એક નાનો જથ્થો આપવામાં આવે છે અને, હલાવતા પછી, સલ્ફેટ આયનો બેરિયમ ક્લોરાઇડ સાથે અવક્ષેપિત થાય છે. પછી સોલ્યુશનને લિથિયમ કાર્બોનેટ સાથે તટસ્થ કરવામાં આવે છે અને 0.01 N LiOH સોલ્યુશન મેળવવા માટે LiOH ઉમેરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોક્સાઇડ, કાર્બોનેટ અથવા મૂળભૂત કાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં Ca, Ba, Mg, Fe અને અન્ય અશુદ્ધિઓને મુક્ત કરવા માટે ઉકેલને ઉકાળવામાં આવે છે.

ગાળણ પછી, 40% LiCl સોલ્યુશન મેળવવામાં આવે છે, જેનો એક ભાગ સીધો ઉપયોગ થાય છે, અને મોટા ભાગના નિર્જલીય મીઠામાં પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે અને બાષ્પીભવન ટાવર અને ડ્રાયિંગ ડ્રમમાં શ્રેણીમાં જોડાયેલા હોય છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડમાં અશુદ્ધિઓની સામગ્રી નીચે આપેલ છે (કોષ્ટક 6):

કોષ્ટક 6

પૃષ્ઠ 2

લિથિયમ કાર્બોનેટ Li2CO3 જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે અસ્થિર હોય છે અને તે અન્ય આલ્કલી ધાતુઓના કાર્બોનેટ કરતાં પાણીમાં ઘણું ઓછું દ્રાવ્ય હોય છે. Li2CO3 ની દ્રાવ્યતા વધતા દ્રાવણના તાપમાન સાથે, તેમજ Na2CO3 અને K2CO3ની હાજરીમાં ઘટે છે, જેનો ઉપયોગ તેના વરસાદ માટે ઉદ્યોગમાં થાય છે. અન્ય આલ્કલી ધાતુઓ (કાર્બોનેટ સિવાય) ના ક્ષાર સાથે, લિથિયમ કાર્બોનેટ ડબલ અને જટિલ ક્ષાર બનાવે છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે મેગ્નેશિયમ અને એલ્યુમિનિયમ Li2CO3 સાથે ખૂબ જ હિંસક રીતે (ઇગ્નીશન સાથે) પ્રતિક્રિયા આપે છે અને લિથિયમ ઘટીને ધાતુ બની જાય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ નબળી રીતે દ્રાવ્ય હોય છે, ક્લોરાઇડ માત્ર કાર્બનિક દ્રાવકોમાં ઓગળી જાય છે, જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે કાર્બોનેટ અને નાઈટ્રેટ્સ અસ્થિર હોય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટનો ઉપયોગ ઘણા લિથિયમ ક્ષાર બનાવવા માટે થાય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ Li2CO3 - રંગહીન સ્ફટિકો, પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય; આતશબાજીમાં વપરાય છે, ઉત્પ્રેરક તરીકે પ્લાસ્ટિકના ઉત્પાદનમાં, આમાં: ધાતુશાસ્ત્ર, કાચ અને સિરામિક્સના ઉત્પાદનમાં. લિથિયમ ઓક્સાઇડ 1L2O - રંગહીન સ્ફટિકો; પાણી સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે અને CO શોષી લે છે. લિથિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ LiOH - રંગહીન સ્ફટિકો, અન્ય આલ્કલી ધાતુઓના હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ કરતાં પાણીમાં ઓછા દ્રાવ્ય, મોટી માત્રામાંઆલ્કલાઇન બેટરીના ઇલેક્ટ્રોલાઇટમાં ઉમેરણ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, માં કાર્બનિક રસાયણશાસ્ત્રઉડ્ડયન માટે હિમ- અને ગરમી-પ્રતિરોધક લ્યુબ્રિકન્ટના ઉત્પાદનમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સ્ટીઅરેટ, ઓક્સીસ્ટેરેટ, ઓલિટ અને લિથિયમ પામટેટના ઉત્પાદન માટે લશ્કરી સાધનો; ચાલુ સબમરીન LiOH નો ઉપયોગ હવામાંથી CO2 શોષવા માટે થાય છે. લિથિયમ સલ્ફેટ Li2SO4 - રંગહીન સ્ફટિકો, પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય; પ્રોબ હેડના ઉત્પાદન માટે અલ્ટ્રાસોનિક ખામી શોધમાં વપરાય છે.  

લિથિયમના કાર્બોનેટ અને PA જૂથના તત્વો માત્ર નિર્જળ અવસ્થામાં જ ઓળખાય છે, અને Be ના કાર્બોનેટ અને IA જૂથના તત્વો હાઇગ્રોસ્કોપિક પદાર્થો છે જે સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટ બનાવે છે. વિવિધ સામગ્રીપાણીના અણુઓ. UzCO3 સિવાયના જૂથ IA તત્વોના કાર્બોનેટ, 800 - 900 C તાપમાને વિઘટન વિના પીગળી જાય છે અને તે પાણીમાં અત્યંત દ્રાવ્ય હોય છે, જ્યારે લિથિયમ અને PA જૂથના ઘટકોના કાર્બોનેટ જ્યારે ગરમ થાય ત્યારે ગલન થઈ જાય છે અને પાણીમાં સહેજ દ્રાવ્ય હોય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ પોર્સેલિન કપમાં હાઇડ્રોક્લોરિક એસિડના 20 - 25 ટકા દ્રાવણમાં ઓગળવામાં આવે છે, જે કેટલીક ઉણપમાં લેવામાં આવે છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટનો ઉપયોગ ફાર્માકોલોજીમાં એન્ટીડિપ્રેસન્ટ દવા તરીકે થાય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ Li2CO3 એ સફેદ સ્ફટિકીય પાવડર છે, જે લિથિયમ ક્લોરાઇડના સાંદ્ર દ્રાવણને રેડીને બનાવવામાં આવે છે. એમોનિયા સોલ્યુશનએમોનિયમ કાર્બોનેટ અને મિશ્રણને ગરમ કરવું. સોડિયમ અને પોટેશિયમ ક્ષારની હાજરીમાં વધુ દ્રાવ્ય અને એમોનિયમ ક્ષારની હાજરીમાં પણ વધુ સારું. જ્યારે હાઇડ્રોજનના પ્રવાહમાં 780 સુધી ગરમ થાય છે ત્યારે કાર્બોનેટ સંપૂર્ણપણે અલગ થઈ જાય છે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ પાતળું ખનિજ અને દ્રાવ્ય છે એસિટિક એસિડઅને એમોનિયમ ક્ષારની હાજરીમાં અવક્ષેપ થતો નથી. પરિણામે, એમોનિયમ કાર્બોનેટ લિથિયમ આયનોને સંપૂર્ણપણે અવક્ષેપિત કરતું નથી.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ વધુ દ્રાવ્ય છે ઠંડુ પાણીગરમ કરતાં. આનો ઉપયોગ ક્યારેક કાર્બોનેટને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે. એવું માની શકાય છે કે CO2 ધરાવતા પાણીમાં, બાયકાર્બોનેટ બને છે, જેમ કે કિસ્સામાં. આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓ. લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ નક્કર સ્થિતિમાં પ્રાપ્ત થયું ન હતું.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ છે મૂળ ઉત્પાદનમોટાભાગના અન્ય લિથિયમ ક્ષાર મેળવવા માટે.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ સફેદ સ્ફટિકીય અવક્ષેપના રૂપમાં અવક્ષેપ કરે છે, જો કે, માત્ર એવા કિસ્સામાં કે જ્યાં દ્રાવણમાં લિ અને સીઓડી આયનોની સાંદ્રતા પૂરતી ઊંચી હોય.  

લિથિયમ કાર્બોનેટ પાણીમાં નોંધપાત્ર રીતે દ્રાવ્ય છે, જેના પરિણામે લિથિયમ કેશન્સ દ્રાવણમાંથી સંપૂર્ણપણે અવક્ષેપ કરતું નથી. તેથી, પ્રતિક્રિયા કરવા માટે લિથિયમ ક્ષાર અને દ્રાવ્ય કાર્બોનેટના કેન્દ્રિત ઉકેલોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા પ્રાધાન્ય ગરમી સાથે હાથ ધરવામાં આવે છે, કારણ કે પાણીમાં લિથિયમ કાર્બોનેટની દ્રાવ્યતા વધતા તાપમાન સાથે ઘટે છે. લિથિયમ કાર્બોનેટ એસિડમાં ઓગળી જાય છે.  

શોધનો સંબંધ છે રાસાયણિક તકનીકપ્રાપ્ત અકાર્બનિક સંયોજનોઅને લિથિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે વાપરી શકાય છે ઉચ્ચ ડિગ્રીકુદરતી લિથિયમ ક્લોરાઇડ બ્રિન્સમાંથી શુદ્ધતા. લિથિયમ-બેરિંગ ખનિજોમાંથી ઉચ્ચ શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ બનાવવાની પદ્ધતિ ક્લોરાઇડ બ્રિન્સસમાવેશ થાય છે: લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતાનું ઉત્પાદન, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સલ્ફેટ આયનોની અશુદ્ધિઓના મુખ્ય જથ્થામાંથી લિથિયમ ક્લોરાઇડ ધ્યાન કેન્દ્રિતનું શુદ્ધિકરણ, શુદ્ધ લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટનું રીએજન્ટ અવક્ષેપ. લિથિયમ કાર્બોનેટનો વરસાદ 20-40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર જલીય એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સ્લરી સાથે કરવામાં આવે છે. પરિણામી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પ્રતિક્રિયાના જથ્થામાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, જે એમોનિયાની અશુદ્ધિઓમાંથી શુદ્ધ થયા પછી, લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપિત અને પ્રવાહી તબક્કામાંથી લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કાર્બનાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાંથી શુદ્ધ લિથિયમ કાર્બોનેટ અશુદ્ધિઓથી મુક્ત થાય છે. લિથિયમ કાર્બોનેટ રેસીપીટેશન ઓપરેશનમાંથી મધર લિકરનું બાષ્પીભવન થાય છે, જે એમોનિયમ ક્લોરાઇડનો નક્કર તબક્કો અને 300-350 ગ્રામ/લી લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા સાથે પ્રવાહી તબક્કો મેળવે છે. પ્રવાહી તબક્કો નક્કર તબક્કાથી અલગ થઈ જાય છે અને લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપની કામગીરીમાં પાછો આવે છે, અને એમોનિયમ ક્લોરાઈડનો નક્કર તબક્કો ધોવાઇ જાય છે. સંતૃપ્ત ઉકેલલિથિયમ ક્લોરાઇડના અવશેષોમાંથી એમોનિયમ ક્લોરાઇડ અને સૂકવવામાં આવે છે. શોધનું પરિણામ: લિથિયમ કાર્બોનેટ વરસાદની પ્રક્રિયામાં સોડિયમ આયનોની સહભાગિતાને દૂર કરવી, પરિભ્રમણનો ઉપયોગ કાર્બન ડાયોક્સાઇડઅને કચરાના ઉકેલોનો નિકાલ. 1 પગાર f-ly, 4 બીમાર., 1 ટેબલ.

ટેકનિકલ ક્ષેત્ર

આ શોધ અકાર્બનિક સંયોજનોના ઉત્પાદન માટે રાસાયણિક તકનીકના ક્ષેત્ર સાથે સંબંધિત છે, ખાસ કરીને કુદરતી બ્રિન્સ અને લિથિયમ ધરાવતા તકનીકી ખારા ક્લોરાઇડ સોલ્યુશનમાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિઓ સાથે.

કલા રાજ્ય

સલ્ફ્યુરિક એસિડ સાથે લિથિયમ અયસ્કની સારવાર દરમિયાન રચાયેલી લિથિયમ સલ્ફેટ-સમાવતી દ્રાવણમાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપ માટે જાણીતી પદ્ધતિ છે. વરસાદ માટે, એમોનિયમ કાર્બોનેટનો ઉપયોગ થાય છે, જે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણના થર્મલ વિયોજન દ્વારા અથવા એમોનિયા પાણી સાથે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણની પ્રતિક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. એક પગલામાં લિથિયમ કાર્બોનેટ વરસાદની ડિગ્રી આશરે 80% છે.

આ પદ્ધતિના ગેરફાયદા છે: a) એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટને તેના કાર્બોનેટમાં રૂપાંતરિત કરવાના તબક્કાની જરૂરિયાત, જેમાં એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનું અનિવાર્ય નુકસાન થાય છે, જેના પરિણામે NH 4 HCO 3 નો વપરાશ 30-40% વધે છે. લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપ માટે જરૂરી stoichiometric જથ્થો; b) પ્રક્રિયા માટે એમોનિયા પાણીનો ઉપયોગ, જેને ઝેરી પદાર્થ તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે.

લિથિયમ ધરાવતા ખારામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટ બનાવવાની જાણીતી પદ્ધતિ છે, જે મુજબ લિથિયમ કાર્બોનેટને સોડા સોલ્યુશન વડે અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે, જેમ કે હલર્જિક કાચા માલમાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદન માટે વિશ્વ પ્રથામાં સામાન્ય છે. આ કરવા માટે, ખારાને ˜4-6.5 wt.% ની લિથિયમ સામગ્રી પર કેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે, જે બોરોન, મેગ્નેશિયમ અને આલ્કલાઇન પૃથ્વી ધાતુઓની અશુદ્ધિઓથી શુદ્ધ થાય છે, જે જાણીતી છે. રાસાયણિક પદ્ધતિઓ, અને પછી Na 2 CO 3 ના સંતૃપ્ત દ્રાવણને એલિવેટેડ તાપમાન (લગભગ 90 ° સે) પર શુદ્ધ, ગરમ કેન્દ્રિત LiCl દ્રાવણમાં દાખલ કરવામાં આવે છે.

આ પદ્ધતિનો ગેરલાભ એ સોડા સોલ્યુશનનો ઉપયોગ છે, જે, લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, સોડિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશનમાં રૂપાંતરિત થાય છે, જેને અવક્ષેપિત લક્ષ્ય ઉત્પાદનમાંથી દૂર કરવા માટે પાણીનો મોટો વપરાશ જરૂરી છે. તેમ છતાં પરિણામી ઉત્પાદનમાં સોડિયમની ચોક્કસ માત્રા હોય છે અને પરિણામે, ઉત્પાદિત ઉત્પાદનની ગુણવત્તા "તકનીકી" ગ્રેડ સુધી મર્યાદિત હોય છે.

ઓછી સોડિયમ સામગ્રી સાથે ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવા માટે જાણીતી પદ્ધતિ છે. આ પદ્ધતિ અનુસાર, કુદરતી ખારા સૌર બાષ્પીભવન દ્વારા લગભગ 6 wt.% ની લિથિયમ સામગ્રીમાં કેન્દ્રિત થાય છે. અને પછી બોરોન, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ અને સલ્ફેટ આયનોની અશુદ્ધિઓથી શુદ્ધ થાય છે. પેટન્ટમાં વર્ણવ્યા મુજબ, બોરોન દારૂ સાથે નિષ્કર્ષણ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે. મેગ્નેશિયમ બે તબક્કામાં દૂર કરવામાં આવે છે. પ્રથમ લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપના તબક્કામાંથી 97% મેગ્નેશિયમને મધર લિકર સાથે મિશ્રિત કરીને દૂર કરે છે. બીજા તબક્કે, લિથિયમ ક્લોરાઇડના સાંદ્ર દ્રાવણમાં ચૂનો અને સોડાનું મિશ્રણ ઉમેરવામાં આવે છે અને Mg(OH) 2 અને CaCO 3 અવક્ષેપિત થાય છે. બાદમાંની હાજરી મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ અવક્ષેપની ફિલ્ટરક્ષમતા સુધારે છે. સલ્ફેટ આયનો બેરિયમ ક્લોરાઇડ દ્વારા અવક્ષેપિત થાય છે. અશુદ્ધ ઘટકોમાંથી શુદ્ધ થયેલ LiCl ના સાંદ્ર દ્રાવણને પછી પ્રતિક્રિયા અનુસાર લિથિયમ કાર્બોનેટને અવક્ષેપિત કરવા માટે સોડાના દ્રાવણથી સારવાર આપવામાં આવે છે.

અને મધર લિકર મેગ્નેશિયમ વરસાદના પ્રથમ તબક્કા માટે ચક્રમાં પરત આવે છે. પ્રક્રિયા લગભગ 90 ° સે તાપમાને હાથ ધરવામાં આવે છે. ફિલ્ટર કરેલું, પાણીથી ધોયેલું અને સૂકાયેલું લિથિયમ કાર્બોનેટ ટેક્નિકલ ગ્રેડનું હોય છે અને સામાન્ય ટેકનિકલ કાર્બોનેટની જેમ તેમાં લગભગ 0.04 wt.% સોડિયમ હોય છે.

ઓછી સોડિયમ સામગ્રી સાથે Li 2 CO 3 મેળવવા માટે, તે 10-40 ° સે તાપમાને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે પાણી (3-5% નક્કર) સાથે તકનીકી કાર્બોનેટ પલ્પને કાર્બોનાઇઝ કરીને બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણમાં રૂપાંતરિત થાય છે. LiHCO 3 (7-8 wt.% લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ) નું પરિણામી સોલ્યુશન ડીકાર્બોનાઇઝર પર મોકલવામાં આવે છે, જેમાં તાપમાન 70-95°C પર જાળવવામાં આવે છે. જ્યારે LiHCO 3 સોલ્યુશન વિઘટિત થાય છે, ત્યારે શુદ્ધ Li 2 CO 3 જમા થાય છે, અને છોડવામાં આવેલો કાર્બન ડાયોક્સાઈડ ટેકનિકલ લિથિયમ કાર્બોનેટ પલ્પના કાર્બનાઈઝેશન સ્ટેજ પર પાછો ફરે છે. અવક્ષેપને સતત દૂર કરવામાં આવે છે, ગરમ હોય ત્યારે ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને સોડિયમ વિના ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી ધોવાઇ જાય છે. LiHCO 3 ડેકાર્બોનાઇઝેશન સ્ટેપમાંથી મધર લિકર, જેમાં દ્રાવ્ય લિથિયમ હોય છે, તે લિથિયમના નુકસાનને ઘટાડવા માટે ફરતા કરવામાં આવે છે. ગર્ભાશયના પ્રવાહીની ક્રાંતિની સંખ્યા તેમાં સંચિત સોડિયમ આયન અશુદ્ધિઓની સામગ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

દ્વારા પ્રાપ્ત આ પદ્ધતિસોડિયમમાંથી શુદ્ધ થયેલ લિથિયમ કાર્બોનેટમાં 99.4 wt.% મુખ્ય પદાર્થ અને નીચેની અશુદ્ધિઓ (wt.%) હોય છે: Na - 0.0002, Mg - 0.0005, K - 0.00015, Ca - 0.012, SO 4 - 2 - 30. 99.995 wt.% આધાર સામગ્રી ધરાવતું અતિ-ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે, Li 2 CO 3 પલ્પના બાયકાર્બોનેશનના તબક્કા પછી LiHCO 3 સોલ્યુશન એમ્બરલાઇટ IRC-718 રેઝિન સાથે આયન વિનિમય કૉલમમાંથી પસાર થાય છે. દ્રાવણમાં કુલ અશુદ્ધિઓની સામગ્રીને 0.001 wt.% કરતા ઓછી કરવા માટે.

તકનીકી સાર અને પ્રાપ્ત પરિણામની દ્રષ્ટિએ, આ પદ્ધતિ દાવો કરેલ પદ્ધતિની સૌથી નજીક છે અને તેને પ્રોટોટાઇપ તરીકે પસંદ કરવામાં આવી હતી.

પ્રોટોટાઇપ પદ્ધતિના ગેરફાયદામાં સોડાનો Li 2 CO 3 પ્રક્ષેપણ તરીકે ઉપયોગ થાય છે, જે પ્રક્રિયામાં સોડિયમ આયનોના મેક્રો જથ્થાને રજૂ કરે છે, તેમજ રચના મોટી માત્રામાંસોડિયમ ક્લોરાઇડનો કચરો ઉકેલ (લિથિયમ કાર્બોનેટના 1 મોલ દીઠ 2 mol), જેનો નિકાલ કરી શકાતો નથી.

શોધનો સાર

દાવો કરેલ શોધનું તકનીકી પરિણામ એ છે કે લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપની પ્રક્રિયામાં સોડિયમ આયનોની સહભાગિતાને દૂર કરવી, રિસાયકલ કરેલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ અને કચરાના ઉકેલોને દૂર કરવું.

તકનીકી પરિણામ એ હકીકત દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે કે શુદ્ધ લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટના વરસાદને કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ અને સલ્ફેટ આયનોની અશુદ્ધિઓમાંથી તેના અનુગામી શુદ્ધિકરણ સાથે મૂળ કુદરતી બ્રિનના હેલિયોકન્સન્ટ્રેશન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે, જે એમોનિયમના જલીય સ્લરી સાથે હાથ ધરવામાં આવે છે. 20-40°C પર બાયકાર્બોનેટ, તેને ઉત્પાદિત કાર્બન ડાયોક્સાઇડની પ્રતિક્રિયાના જથ્થામાંથી દૂર કરીને, જેનો ઉપયોગ કાર્બનાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે અવક્ષેપને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે થાય છે, જે પ્રવાહી તબક્કાથી અલગ પડે છે અને લિથિયમ કાર્બોનેટને લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં ધોવાઇ જાય છે. પછી ઉચ્ચ શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે ડીકાર્બોનાઇઝેશનને આધિન.

ટેકનિકલ પરિણામ એ હકીકત દ્વારા પણ પ્રાપ્ત થાય છે કે લિથિયમ કાર્બોનેટ રેસીપીટેશન ઓપરેશનના મધર લિકરને પ્રથમ અપ્રક્રિયા વગરના એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના અવશેષ જથ્થામાંથી એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડમાં થર્મલ વિઘટન દ્વારા મુક્ત કરવામાં આવે છે, જે તેના કાઉન્ટરકરન્ટ દરમિયાન મધર સોલ્યુશનમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ધરાવતા વાહક ગેસના પ્રવાહ સાથે સંપર્ક, એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનું સોલ્યુશન મેળવવા માટે ઠંડુ કરતી વખતે પાણીથી કાઉન્ટરકરન્ટ ધોવાથી ગેસ એમોનિયામાંથી શુદ્ધ થાય છે, જે જલીય એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સ્લરી તૈયાર કરવાની કામગીરી માટે મોકલવામાં આવે છે.

ટેક્નિકલ પરિણામ એ હકીકત દ્વારા પણ પ્રાપ્ત થાય છે કે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટમાંથી મુક્ત મધર લિકરનું બાષ્પીભવન થાય છે, જેમાં એમોનિયમ ક્લોરાઇડનો નક્કર તબક્કો અને 300-350 g/l ની લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા સાથે પ્રવાહી તબક્કો પ્રાપ્ત થાય છે; પ્રવાહી તબક્કો નક્કર તબક્કાથી અલગ થઈ જાય છે અને લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપની કામગીરીમાં પાછો આવે છે, અને એમોનિયમ ક્લોરાઇડનો નક્કર તબક્કો લિથિયમ ક્લોરાઇડના અવશેષોને દૂર કરવા માટે તેના સંતૃપ્ત દ્રાવણથી ધોવાઇ જાય છે અને સૂકવવામાં આવે છે. તે વાણિજ્યિક ઉત્પાદન તરીકે મેળવેલ આડપેદાશ છે.

લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનના ડીકાર્બોનાઇઝેશનના તબક્કે છોડવામાં આવેલો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ લિથિયમ કાર્બોનેટના કાર્બોનેટના તબક્કામાંથી આવતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડના શેષ જથ્થા સાથે મિશ્રિત થાય છે જ્યારે બાદમાં લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે, અને વધારાના કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ થાય છે. કોઈપણ જાણીતી પદ્ધતિઓ દ્વારા વ્યવસાયિક કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવવા માટે. આ ટેકનિક ટેક્નોલોજીને કચરા-મુક્ત બનાવવાનું, ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા લિથિયમ કાર્બોનેટની કિંમત ઘટાડવા અને વાતાવરણમાં ગેસના પ્રકાશનને દૂર કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સાથે લિથિયમ ક્લોરાઇડના કેન્દ્રિત દ્રાવણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પ્રતિક્રિયા અનુસાર આગળ વધે છે:

તાપમાન પર લિથિયમ ડિપોઝિશનની ડિગ્રીની અવલંબન ફિગ 1 માં રજૂ કરવામાં આવી છે. પ્રાપ્ત ડેટા પરથી તે સ્પષ્ટ છે કે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા 20 ° સે કરતા ઓછા તાપમાને પણ થાય છે, પરંતુ તાપમાનને 30-40 ° સે સુધી વધારવાથી પ્રતિક્રિયાને વેગ મળે છે. 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી ઉપરની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના તાપમાનમાં વધુ વધારો લિથિયમ કાર્બોનેટના સ્વરૂપમાં લિથિયમ વરસાદની ડિગ્રીમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, કારણ કે આ તાપમાન શ્રેણીમાં એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ એમોનિયાના નુકસાન સાથે વિઘટિત થાય છે અને પરિણામે, સ્ટોઇકિયોમેટ્રિક ગુણોત્તર પ્રતિક્રિયા આપતા ઘટકોનું વિક્ષેપ થાય છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયા પૂર્ણ કરવા માટે જરૂરી સમય 60-120 મિનિટ છે, પ્રાધાન્યમાં 90 મિનિટ. લિથિયમ કાર્બોનેટ વરસાદની ડિગ્રી 70-78% છે. મધર લિકરમાં લિથિયમની અવશેષ સાંદ્રતા 9-10 g/l છે. લિથિયમ કાર્બોનેટને ગાળણ દ્વારા અલગ કર્યા પછી, બાકીની મધર લિકર, બિનપ્રક્રિયા વગરના એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટને દૂર કર્યા પછી, 300-350 g/l ની લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાં લગભગ 60 વખત બાષ્પીભવન થાય છે અને લિથિયમ કાર્બોનેટ વરસાદના તબક્કામાં પાછું આવે છે. આમ, એક સમયે લિથિયમ કાર્બોનેટ વરસાદની ખૂબ ઊંચી ડિગ્રી ન હોવા છતાં, પ્રક્રિયા વિનાના લિથિયમ ક્લોરાઇડના ચક્રમાં પાછા ફરવા સાથે, તે વધે છે અને લિથિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશન લગભગ સંપૂર્ણ રીતે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.

લિથિયમ ક્લોરાઇડ કોન્સન્ટ્રેટમાંથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ બનાવવાની કચરો-મુક્ત યોજના ફિગ.2 માં બતાવવામાં આવી છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડનું પ્રારંભિક સંકેન્દ્રિત દ્રાવણ લિથિયમ ધરાવતા સોડિયમ ક્લોરાઇડ બ્રાઇનમાંથી હેલિયોકન્સન્ટ્રેશન દ્વારા મેળવી શકાય છે, જે દરમિયાન મેક્રોકોમ્પોનન્ટ્સ (NaCl, KCl, CaSO 4, MgCl H 2 O) ના ક્ષાર અવક્ષેપિત થાય છે, અને લિથિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા વધે છે. અવક્ષેપિત ક્ષારને દૂર કર્યા પછી, કેન્દ્રિત સોલ્યુશન હોય છે આગામી લાઇનઅપ(g/l): LiCl - 250-300; NaCl - 2; કેસીએલ - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4 2- - 0.2. આવા સોલ્યુશનને પેટન્ટમાં દર્શાવ્યા મુજબ અશુદ્ધિઓથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, એટલે કે, લિથિયમ કાર્બોનેટનો ઉપયોગ કરીને 90-97% મેગ્નેશિયમ અને કેલ્શિયમ અશુદ્ધિઓ દૂર કરવામાં આવે છે, અને કેલ્શિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડના મિશ્રણનો ઉપયોગ કરીને તેમાંથી વધુ શુદ્ધિકરણ હાથ ધરવામાં આવે છે. સોડા બેરિયમ ક્લોરાઇડનો ઉપયોગ કરીને સલ્ફેટ આયનોથી કેન્દ્રિત દ્રાવણને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. સફાઈ કર્યા પછી, ઉકેલમાં (g/l): LiCl - 300; NaCl - 0.08; કેસીએલ - 0.02; MgCl 2 - 0.008; CaCl 2 - 0.005; SO 4 2- - 0.005.

જો વિચિત્રતાને કારણે રાસાયણિક રચનાબ્રિન (કેલ્શિયમ અને મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ્સની ખૂબ જ ઊંચી પ્રારંભિક સામગ્રી), તેને હેલિયોકન્સન્ટ્રેટ કરવું અશક્ય છે, પછી લિથિયમ ક્લોરાઇડ પસંદગીયુક્ત સોર્બેન્ટનો ઉપયોગ કરીને બ્રિનમાંથી કાઢવામાં આવે છે, અને પછી લિથિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશનના સ્વરૂપમાં પરિણામી એલ્યુએટને કેન્દ્રિત અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. ઉપર વર્ણવ્યા પ્રમાણે જ રીતે.

આ શુદ્ધ કરેલ લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતાને એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સ્લરી સાથે સંપર્કમાં લાવવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા (2) અનુસાર ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા પછી, લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે, ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા વ્યવસાયિક લિથિયમ કાર્બોનેટને ધોવાના સ્ટેજથી ધોવાના પાણીથી ધોવાઇ જાય છે, ફિલ્ટર પર સ્ક્વિઝ કરવામાં આવે છે, પછી તેમાંથી ફરતા મધર લિકર સાથે પલ્પ કરવામાં આવે છે. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટના ફિલ્ટરેશનનો તબક્કો અને તેને લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે લિથિયમ કાર્બોનેટના કાર્બનીકરણના તબક્કામાં મોકલવામાં આવે છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ પણ અહીં પૂરો પાડવામાં આવે છે, જે પ્રતિક્રિયા (2) દ્વારા છોડવામાં આવે છે, અને અપ્રક્રિયા વિનાના એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટમાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપના તબક્કામાંથી મધર લિકરના શુદ્ધિકરણના તબક્કામાંથી પસાર થાય છે.

મધર લિકરમાં, લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપને અલગ કર્યા પછી, એમોનિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા ~200 g/l છે અને તેમાં ~25% અપ્રક્રિયા ન કરાયેલ એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ છે. એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના નુકસાનને દૂર કરવા માટે, મધર લિકર, લિથિયમ કાર્બોનેટ ધોવાના સ્ટેજથી તેની સાથે જોડાયેલા વોશિંગ વોટર સાથે, લગભગ 60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને થર્મલ વિઘટનને આધિન છે, જેના પરિણામે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનું વિઘટન થાય છે. એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, જે ગેસ કેરિયર સાથેના સંપર્ક દરમિયાન મધર લિકરમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, જે પ્રતિક્રિયા દ્વારા રચાયેલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છે (2). મુક્ત થયેલ એમોનિયા પાણી દ્વારા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડની હાજરીમાં પ્રતિક્રિયા અનુસાર શોષાય છે.

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશન રચાય છે, જેનો ઉપયોગ પ્રતિક્રિયાના તબક્કે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ પલ્પ તૈયાર કરવા માટે થાય છે (2).

હવાના વિસર્જન દ્વારા બાયકાર્બોનેટ-એમોનિયમ સોલ્યુશનમાંથી એમોનિયાનું વિભાજન 50-60 ° સે તાપમાને હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. સોલ્યુશનમાંથી એમોનિયાના ડિસોર્પ્શનની ડિગ્રી 85-90% છે. આ ફિગ. 3 માં ડેટા પરથી સ્પષ્ટપણે જોવા મળે છે. એમોનિયા શોષણ સ્ટેજમાંથી વધારાનો કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, એમોનિયા અશુદ્ધિઓથી શુદ્ધ, લિથિયમ કાર્બોનેટ કાર્બનાઇઝેશન સ્ટેજ પર મોકલવામાં આવે છે.

અપ્રક્રિયા વિનાના એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના વિઘટન અને એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના સ્વરૂપમાં તેના નિસ્યંદન પછી, એમોનિયમ ક્લોરાઇડ અને બિનપ્રક્રિયા વિનાનું લિથિયમ ક્લોરાઇડ ધરાવતું મધર લિકર ગરમ કરીને અથવા કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં, ઉદાહરણ તરીકે, પૂલમાં બાષ્પીભવન થાય છે. જ્યારે સોલ્યુશનમાં લિથિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા લગભગ 100 g/l સુધી પહોંચે છે, ત્યારે એમોનિયમ ક્લોરાઇડ સંતૃપ્તિ પ્રાપ્ત થાય છે અને નક્કર એમોનિયમ ક્લોરાઇડ અવક્ષેપ કરવાનું શરૂ કરે છે. વધુ એકાગ્રતા સાથે, લિથિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા વધે છે, અને એમોનિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા ઘટવા લાગે છે. આ ફિગ. 4 માં સ્પષ્ટપણે દર્શાવવામાં આવ્યું છે. જ્યારે લિથિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા 300 g/l સુધી પહોંચે છે, ત્યારે બાષ્પીભવન દ્રાવણમાં એમોનિયમ ક્લોરાઇડની સાંદ્રતા 82 g/l છે; 363 g/l ની સાંદ્રતા પર તે ઘટીને 55 g/l થાય છે. ફિલ્ટર કરેલ ઘન એમોનિયમ ક્લોરાઇડને વિસર્જન ટાળવા માટે સંતૃપ્ત દ્રાવણથી ધોવામાં આવે છે અને 50-60 ° સે તાપમાને સૂકવવામાં આવે છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડનું સંકેન્દ્રિત દ્રાવણ, બાષ્પીભવન અને અવક્ષેપિત એમોનિયમ ક્લોરાઇડને અલગ કર્યા પછી, પ્રક્રિયાના વડા પર પરત કરવામાં આવે છે.

કાર્બનીકરણના તબક્કે, 3-5% ની નક્કર તબક્કાની સામગ્રી સાથેનો પલ્પ વરસાદના તબક્કામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટમાંથી તૈયાર કરવામાં આવે છે અને ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા લિથિયમ કાર્બોનેટ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના ગાળણના તબક્કામાંથી મધર લિકર તાપમાન પર તેમાંથી પસાર થાય છે. 2-4 કલાક માટે 10-40 ° સે નીચેની પ્રતિક્રિયા થાય છે:

લિથિયમ બાયકાર્બોનેટનું પરિણામી દ્રાવણ, જેમાં 7-8 wt.% લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ હોય છે, તે પછી વણ ઓગળેલા કણોમાંથી ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે અને ડીકાર્બોનાઇઝેશન સ્ટેજ પર મોકલવામાં આવે છે. 70-95°C ના તાપમાને, વિપરીત પ્રક્રિયા થાય છે અને લિથિયમ બાયકાર્બોનેટનું સંતૃપ્ત દ્રાવણ વિઘટિત થાય છે, શુદ્ધ લિથિયમ કાર્બોનેટ મુક્ત કરે છે, અને બધી દ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓ દ્રાવણમાં રહે છે. શુદ્ધ લિથિયમ કાર્બોનેટના પરિણામી અવક્ષેપને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે, ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી ધોવાઇ જાય છે અને 120 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને સૂકવવામાં આવે છે. તેમાં (wt.%): મુખ્ય પદાર્થ 99.9; ના - 0.0002; કે - 0.00015; એમજી - 0.0005; Ca - 0.002; NH 4+ - ગેરહાજર.

ધોવાનું પાણી લિથિયમ કાર્બોનેટ ધોવાના તબક્કામાં મોકલવામાં આવે છે, અને ડેકાર્બોનાઇઝેશન સ્ટેજમાંથી મધર લિકર તેના કાર્બનાઇઝેશનના તબક્કા પહેલા લિથિયમ કાર્બોનેટના પલ્પિંગમાં પરત આવે છે. જેમ જેમ તેમાં અશુદ્ધિઓ એકઠી થાય છે તેમ, મધર લિકરને આંશિક અથવા સંપૂર્ણ રીતે પરિભ્રમણમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે, તેને ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી બદલીને. અશુદ્ધિઓથી દૂષિત મધર લિકરને તેમાં રહેલા લિથિયમનો ઉપયોગ કરવા માટે લિથિયમ ક્લોરાઇડના પ્રારંભિક સંકેન્દ્રિત દ્રાવણના પ્રારંભિક શુદ્ધિકરણના તબક્કામાં મોકલવામાં આવે છે.

આ પ્રક્રિયામાં શુદ્ધ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છોડવામાં આવે છે, જે વ્યવહારીક રીતે અશુદ્ધિઓથી મુક્ત થાય છે, જે નીચેની કોઈપણ પદ્ધતિઓ અનુસાર વ્યવસાયિક ઉત્પાદન આડપેદાશ - કાર્બન ડાયોક્સાઇડ મેળવવા માટે મોકલવામાં આવે છે: જાણીતી પદ્ધતિઓ(સંકુચિત અથવા સૂકો બરફ).

આમ, મુખ્ય વિશિષ્ટ લક્ષણોદાવો કરેલ શોધ છે:

1) લિથિયમ-સમૃદ્ધ ક્લોરાઇડ બ્રિન્સમાંથી ઉચ્ચ શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનો ઉપયોગ;

2) ઉપ-ઉત્પાદનોના વેચાણને કારણે કચરો મુક્ત પદ્ધતિ - NH 4 Cl અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ.

3) કચરાના ઉકેલોની ગેરહાજરી;

4) ગુણાંકમાં વધારો ફાયદાકારક ઉપયોગલિથિયમ ક્લોરાઇડનું પ્રારંભિક સોલ્યુશન મધર લિકરના બાષ્પીભવન પછી પ્રક્રિયાના માથા પર પાછા આવવાને કારણે;

5) મધર લિકરના થર્મલ વિઘટન દરમિયાન એમોનિયાને પકડીને એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટની કાર્યક્ષમતા વધારવી અને એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ પલ્પ તૈયાર કરવાના તબક્કે પ્રક્રિયાના માથામાં એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના દ્રાવણના સ્વરૂપમાં પરત કરીને;

6) એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના ઉપયોગ દ્વારા ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા લિથિયમ કાર્બોનેટની કિંમત ઘટાડવી, જે સોડા કરતા સસ્તી છે, અને રસ્તામાં ઉત્પાદિત કોમર્શિયલ એમોનિયમ ક્લોરાઇડનું વેચાણ, તેમજ ઉચ્ચ-શુદ્ધતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડ.

સંયોજનમાં આ લાક્ષણિકતાઓ ઉચ્ચ શુદ્ધતાના લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા અને કચરા-મુક્ત બનાવવાનું શક્ય બનાવે છે. પ્રક્રિયાલિથિયમ-બેરિંગ કુદરતી અને માનવસર્જિત ક્લોરાઇડ ઉકેલોમાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવું.

દાવો કરાયેલી શોધ નવલકથા છે, કારણ કે પ્રથમ વખત ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે લિથિયમ ક્લોરાઇડના સોલ્યુશનની એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સાથે સીધી પ્રતિક્રિયા કરવાની દરખાસ્ત કરવામાં આવી છે, જેના વિશે માહિતીના ઉપલબ્ધ સ્ત્રોતોમાં કોઈ માહિતી નથી.

રેખાંકનો અને કોષ્ટકોની સૂચિ

ફિગ.1. તાપમાન પર Li 2 CO 3 (α, %) ના સ્વરૂપમાં લિથિયમ જમા થવાની ડિગ્રીની અવલંબન.

ફિગ.2. ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદન માટે કચરો-મુક્ત તકનીકી યોજના.

ફિગ.3. દ્રાવણના જથ્થામાં પસાર થતા ગેસના જથ્થાના ગુણોત્તર પર મધર લિકરમાંથી એમોનિયા ડિસોર્પ્શનની ડિગ્રીનું નિર્ભરતા.

ફિગ.4. પ્રતિક્રિયા (2) દ્વારા મેળવેલા મધર લિકરના બાષ્પીભવન દરમિયાન LiCl સાંદ્રતા (g/l) પર મધર લિકરમાં NH 4 Cl સામગ્રી (g/l) ની અવલંબન.

કોષ્ટક એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સાથે લિથિયમ ક્લોરાઇડના કેન્દ્રિત દ્રાવણની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દરમિયાન પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ અને Li 2 CO 3 ના વરસાદની ડિગ્રી પર ડેટા રજૂ કરે છે.

શોધના અમલીકરણની સંભાવનાની પુષ્ટિ કરતી માહિતી ઉદાહરણોમાં રજૂ કરવામાં આવી છે.

20 l કુદરતી ક્લોરાઇડ બ્રાઇન કમ્પોઝિશન (g/l): LiCl - 9; NaCl - 182; કેસીએલ - 35.3; MgCl 2 - 54.2; CaCl 2 - 3.19; SO 4 2- - 2.8 (કુલ ખનિજીકરણ ˜ 286 g/l) અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવાના પ્રભાવ હેઠળ કેન્દ્રિત હતું. જ્યારે ઘટકો માટે સોલ્યુશનની સંતૃપ્તિ મર્યાદા પહોંચી ગઈ, ત્યારે ક્ષાર NaCl, KCl, CaSO 4 અને MgCl 2 ·6H 2 O અવક્ષેપિત થયા, અને LiCl સાંદ્રતામાં વધારો થયો. અવક્ષેપિત ક્ષારને દૂર કર્યા પછી, કેન્દ્રિત દ્રાવણમાં નીચેની રચના (g/l): LiCl - 250; NaCl - 2; કેસીએલ - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4 2- - 0.2. આ કેન્દ્રિત દ્રાવણ Ca 2+ , Mg 2+ અને SO 4+2+ આયનોમાંથી શુદ્ધ કરવામાં આવ્યું હતું. Ca 2+ અને Mg 2+ માંથી પ્રાથમિક શુદ્ધિકરણ Li 2 CO 3 નો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું.

Li 2 CO 3 ના 27.5 ગ્રામને 80 ° સે સુધી ગરમ કરીને 600 મિલીલીટરમાં ઉમેરવામાં આવ્યું અને MgCO 3 અને CaCO 3 ના અવક્ષેપને ફિલ્ટર કરવામાં આવ્યું. દ્રાવણમાં LiCl સાંદ્રતા વધીને 300 g/l થઈ ગઈ. MgCl 2 ની શેષ સાંદ્રતા 6.5 g/l, CaCl 3 - 0.10 g/l હતી. Ca 2+, Mg 2+ માંથી કેન્દ્રિત LiCl દ્રાવણના ઊંડા શુદ્ધિકરણ માટે, Mg(OH) 2 ના અવક્ષેપના આધારે તેમાં 3 ગ્રામ Ca(OH) 2 અને Na 2 CO 3 નું 4.3 ગ્રામ મિશ્રણ દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું. અને CaCO 3. સોલ્યુશનને અવક્ષેપથી અલગ કરવામાં આવ્યું હતું અને પછી SO 4-2- આયનોથી શુદ્ધ કરવામાં આવ્યું હતું. BaCl 2 નું 0.26 ગ્રામ સોલ્યુશનમાં દાખલ કરવામાં આવ્યું હતું, pH 2 પર એસિડિફાઇડ કરવામાં આવ્યું હતું અને 80°C સુધી ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં સુધી SO 4-2- આયનો સંપૂર્ણપણે અદ્રાવ્ય BaSO 4 ના રૂપમાં ઉતરી ન જાય ત્યાં સુધી હલાવતા રહો. કાંપ સાથેના સોલ્યુશનને 6-8 કલાક માટે કાંપના કણોને મોટું કરવા માટે છોડી દેવામાં આવે છે અને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. આમ, LiCl નું શુદ્ધ સંકેન્દ્રિત દ્રાવણ મેળવવામાં આવ્યું હતું.

500 મિલી લિથિયમ ક્લોરાઇડના સંકેન્દ્રિત દ્રાવણ (g/l): LiCl - 300; એમજી - 0.008; Ca - 0.005, Na - 0.08, K - 0.02, SO 4-2- - 0.005 એક પલ્પમાં રેડવામાં આવે છે જેમાં 200 મિલી H 2 O અને 279.7 ગ્રામ નક્કર એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ હોય છે. પરિણામી પલ્પને 20 ° સે તાપમાને 1.5 કલાક માટે હલાવો. પરિણામી અવક્ષેપને બુકનર ફનલનો ઉપયોગ કરીને ફિલ્ટર કરવામાં આવે છે. દ્રાવણમાંથી પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટના વરસાદની ડિગ્રી 70.1% છે.

લગભગ 30% ની ભેજ પર ભીના કાંપનો સમૂહ 142 ગ્રામ છે. તેને 300 મિલી નિસ્યંદિત પાણી (W:T=3) માં પલ્પ કરીને ધોવાઇ જાય છે. ધોવાનું પાણી (g/l): Li - 1.5; NSO 3 - 6; NH 4+ - 8; Cl - 17, મધર દારૂમાં ઉમેરવામાં આવે છે.

મધર લિકર (g/l) સમાવે છે: Li - 10.3, HCO 3 - - 64.4, NH 4 + - 83.5, Cl - 171 (જે દ્રાવણમાં ક્ષારની ટકાવારીમાં છે: LiCl ˜ 18%, NH 4 HCO 3 ˜ 25% અને NH 4 Cl - 57%). મધર લિકર, તેની સાથે જોડાયેલા વોશિંગ વોટર સાથે, તેમાંથી અપ્રક્રિયા વગરના એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના ડિસોર્પ્શનના તબક્કે વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે.

મધર લિકરમાંથી એમોનિયાનું શોષણ 8 સે.મી.ના વ્યાસવાળા સ્તંભ પર 1.2 મીટર 3/કલાકના ગેસના પ્રવાહના દરે અને 2500ના સોલ્યુશનના જથ્થામાં ગેસના જથ્થાના ગુણોત્તર પર હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. 1.5 કલાકમાં, એમોનિયાની ડિગ્રી ડિસોર્પ્શન ~90% હતું. લગભગ 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ તાપમાને પાણી સાથે ડીસોર્બ્ડ એમોનિયાનું વિસર્જન એ જ સ્તંભ પર ડિસોર્પ્શન તરીકે કરવામાં આવ્યું હતું. ગેસના જથ્થા અને ઉકેલના જથ્થાનો ગુણોત્તર 9000 હતો. એમોનિયા શોષણની ડિગ્રી 98% સુધી પહોંચી. (ઉદાહરણ 2 ને અમલમાં મૂકવા માટે 310 g/l ની સાંદ્રતા અને 200 ml ના જથ્થા સાથે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણના સ્વરૂપમાં કબજે કરાયેલ એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.)

એમોનિયા ડિસોર્પ્શન ઓપરેશન પછી ધોવાના પાણી સાથે મધર લિકર પછી 22-25 ડિગ્રી સેલ્સિયસના હવાના તાપમાને કુદરતી પરિસ્થિતિઓમાં બાષ્પીભવનને આધિન કરવામાં આવ્યું હતું અને સંબંધિત ભેજ 25-30%. પરિણામી સોલ્યુશનનું 1 લિટર આશરે 300 g/l ની લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાં 80 કલાક માટે બાષ્પીભવન કરવામાં આવ્યું હતું. એમોનિયમ ક્લોરાઇડ સ્ફટિકો (185.7 ગ્રામ) ના અવક્ષેપિત અવક્ષેપને બુકનર ફનલ પર અલગ કરવામાં આવ્યો હતો અને દ્રાવ્ય એમોનિયમના નુકસાનને ટાળવા માટે NH 4 Cl (˜300 g/l) ના સંતૃપ્ત દ્રાવણના 400 મિલી સાથે સારવાર કરીને મધર લિકરમાંથી તેને ધોવામાં આવ્યો હતો. ધોવા દરમિયાન ક્લોરાઇડ. વોશ સોલ્યુશનમાં 4.9 g/l લિથિયમ હોય છે. NH 4 Cl સ્ફટિકોને લગભગ 60°C ના તાપમાને 14 કલાક સુધી સૂકવ્યા પછી, GOST ની જરૂરિયાતોને પૂરી કરીને 0.09 wt.% ની લિથિયમ સામગ્રી અને 0.6 wt.% ની અવશેષ ભેજ સાથે ઉત્પાદન મેળવવામાં આવ્યું હતું. NH 4 Cl ની ઉપજ લિથિયમ કાર્બોનેટના 1 કિલો દીઠ 1.3 કિગ્રા હતી. લિથિયમ ક્લોરાઇડનું બાષ્પીભવન કેન્દ્રિત દ્રાવણ (NH 4 Cl અલગ કર્યા પછી મધર લિકર), જેમાં (g/l): Li - 50; NSO 3 - - 0.03; NH 4+ - 27.5; Cl - 264 નો ઉપયોગ પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટના જુબાનીના તબક્કે અનુગામી પ્રયોગોમાં કરવામાં આવ્યો હતો (ઉદાહરણ 2 જુઓ).

પ્રાથમિક Li 2 CO 3 ના ભીના ધોયેલા અવક્ષેપ પછી કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે કાર્બનાઇઝેશનને આધિન કરવામાં આવ્યું હતું. 142 ગ્રામ ભીના કાંપ અને 2000 મિલી નિસ્યંદિત પાણીમાંથી, સ્ટિરર સાથે રિએક્ટરમાં 3.6% ની ઘન તબક્કાની સાંદ્રતા સાથે પલ્પ તૈયાર કરવામાં આવ્યો હતો, જે સિલિન્ડરમાંથી પૂરા પાડવામાં આવતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડને વિખેરવા માટે છિદ્રાળુ સિરામિક નોઝલથી સજ્જ હતો. 20 ° સે પર, કાર્બનાઇઝેશન પ્રક્રિયા 2 કલાક માટે હાથ ધરવામાં આવી હતી. પરિણામી લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશન ફિલ્ટર અને 95°C સુધી ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું. આ તાપમાને ડીકાર્બોનાઇઝેશન 1 કલાક માટે હાથ ધરવામાં આવ્યું હતું. શુદ્ધ લિથિયમ કાર્બોનેટના પરિણામી અવક્ષેપને બુચનર ફનલ પર ગાળણ દ્વારા મધર લિકરથી અલગ કરવામાં આવ્યો હતો અને સ્ટિરર વડે રિએક્ટરમાં 300 મિલી ગરમ ડીયોનાઇઝ્ડ પાણીથી પલ્પ કરીને ધોવામાં આવ્યો હતો. ધોયેલા લિથિયમ કાર્બોનેટને ગાળણ દ્વારા અલગ કરવામાં આવ્યું હતું અને 120 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર સૂકવવામાં આવ્યું હતું. સૂકા સૂકા ઉત્પાદનમાં નીચેની રચના (wt.%) હતી: મુખ્ય પદાર્થ - 99.9; ના - 0.0002; કે - 0.00015; એમજી - 0.0005; Ca - 0.002, SO 4 2- - 0.003; NH 4+ - ગેરહાજર.

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સાથે લિથિયમ ક્લોરાઇડના કેન્દ્રિત સોલ્યુશનની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટેની શરતો અને પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટના વરસાદની ડિગ્રી પરનો ડેટા કોષ્ટકમાં રજૂ કરવામાં આવ્યો છે.

ઉદાહરણ 1 ની જેમ જ, પરંતુ પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટના અવક્ષેપના તબક્કે, LiCl (500 mlને બદલે) ના પ્રારંભિક સાંદ્ર દ્રાવણમાંથી 380 ml લો, ઉદાહરણ 1 માં મેળવેલ LiCl ના મધર લિકરનું 120 ml ઉમેરો. NH 4 Cl ના બાષ્પીભવન અને વરસાદના તબક્કે ( 303 g/l LiCl અને 82 g/l NH 4 Cl ધરાવે છે), અને 217 ગ્રામ ઘન NH 4 HCO 3 અને 200 ml એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણ ધરાવતા પલ્પમાં રેડવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે 1 એમોનિયા અને CO 2 ના શોષણના તબક્કે અને 310 g/l એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ ધરાવે છે. પરિણામી મધર લિકરની રચના ઉદાહરણ 1 જેવી લગભગ સમાન છે. પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટના વરસાદની ડિગ્રી 74% હતી. આ કિસ્સામાં, આકૃતિ 2 માં પ્રસ્તુત યોજના અનુસાર મેળવેલ એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટના ગૌણ દ્રાવણના ઉપયોગને કારણે વપરાશમાં લેવાયેલ ઘન NH 4 HCO 3 માં બચત લગભગ 22% જેટલી છે.

ઔદ્યોગિક લાગુ.

સૂચિત પદ્ધતિ, પ્રોટોટાઇપ પદ્ધતિની તુલનામાં, પરવાનગી આપે છે:

સોડાને સસ્તા રીએજન્ટથી બદલો - એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ, જેની કિંમત સોડાની કિંમત કરતાં ˜ 1.5 ગણી ઓછી છે;

˜150-200 g/l ની સાંદ્રતા સાથે NaCl સોલ્યુશન ધરાવતા મધર લિકરના સ્રાવને દૂર કરીને પ્રક્રિયાને પર્યાવરણને અનુકૂળ બનાવો;

મધર લિકરને તેમાંથી વ્યાપારી ઉત્પાદનને અલગ કરવા માટે પ્રક્રિયા કરો - એમોનિયમ ક્લોરાઇડ, જેમાં વપરાય છે રાષ્ટ્રીય અર્થતંત્રખાતર અને પ્રવાહ તરીકે;

આડપેદાશો - એમોનિયમ ક્લોરાઇડ અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના વેચાણ દ્વારા પરિણામી ઉચ્ચ શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટની કિંમતમાં ઘટાડો;

ઉચ્ચ શુદ્ધતાના લિથિયમ કાર્બોનેટના ઉત્પાદન માટે બંધ, કચરા-મુક્ત તકનીકની રચનાનો અમલ કરો.

માહિતી સ્ત્રોતો

1.પેટ. CN નંબર 1059702, અરજી. 09.10.90, જાહેર. 03.25.92 / વાંગ ગુઇઇંગ, શી યિંગ.

2. પેટ. US નંબર 5219550, C 01 D 015/08, અરજી. 06.12.90, પબ્લિક. 06/15/1993 / બ્રાઉન P.M., બોરીટા ડી.એ.

3. પેટ. યુએસ નંબર 6207126, સી 22 વી 26/12; C 01 F 5/2/2; 01 D 15/04 થી, અરજી. 06/14/1999, પબ્લિક. 03.27.2001 / બોરીટા ડી.એ., કુલબર્ગ ટી.એફ., થર્સ્ટન એ.એમ. (પ્રોટોટાઇપ).

4. પેટ. આરએફ નંબર 2223142, સી 01 ડી 15/00, અરજી. 11/22/2001, પબ્લિક. 02/10/2004 / Menzheres L.T., Ryabtsev A.D., Mamylova E.V., Kotsupalo N.P.

5. પેટ. આરએફ નંબર 2234367, બી 01 જે 20/00, સી 01 ડી 15/00, અરજી. 12/15/2002, પબ્લિક. 08/20/2004 / Menzheres L.T., Ryabtsev A.D., Mamylova E.V., Kotsupalo N.P.

1. લિથિયમ ક્લોરાઇડ બ્રિન્સમાંથી ઉચ્ચ શુદ્ધતાના લિથિયમ કાર્બોનેટનું ઉત્પાદન કરવાની પદ્ધતિ, જેમાં લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા મેળવવા, કેલ્શિયમ, મેગ્નેશિયમ, સલ્ફેટ આયનોની અશુદ્ધિઓના મુખ્ય જથ્થામાંથી લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતાને શુદ્ધ કરવું, લિથિયમ કાર્બોનેટના રિએજન્ટ અવક્ષેપનો સમાવેશ થાય છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા, લિથિયમ કાર્બોનેટ ધોવા, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ સાથે લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં ધોવાઇ લિથિયમ કાર્બોનેટનું સ્થાનાંતરણ, જ્યારે ગરમ કરવામાં આવે ત્યારે લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણનું ડીકાર્બોનાઇઝેશન, ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા ઘન લિથિયમ કાર્બોનેટને અશુદ્ધિઓમાંથી મુક્ત કરવામાં આવે છે. સોલ્યુશન અને તેની સૂકવણી, જેમાં લાક્ષણિકતા છે કે શુદ્ધ કરેલ લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતામાંથી લિથિયમ કાર્બોનેટનો વરસાદ 20-40 ° સે તાપમાને જલીય પલ્પ એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ સાથે કરવામાં આવે છે, પરિણામી કાર્બન ડાયોક્સાઇડને પ્રતિક્રિયાના જથ્થામાંથી દૂર કરે છે, જે તેને શુદ્ધ કર્યા પછી. એમોનિયાની અશુદ્ધિઓમાંથી, લિથિયમ બાયકાર્બોનેટના સંતૃપ્ત દ્રાવણમાં પ્રવાહી તબક્કામાંથી અવક્ષેપિત અને અલગ થયેલા લિથિયમ કાર્બોનેટને સ્થાનાંતરિત કરવા માટે કાર્બનાઇઝિંગ એજન્ટ તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, અને લિથિયમ કાર્બોનેટના અવશેષ મિશ્રણમાંથી પ્રથમ પ્રવાહીને મુક્ત કરવામાં આવે છે. એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડમાં થર્મલ વિઘટન દ્વારા એમોનિયમ કાર્બોનેટ લિથિયમ કાર્બોનેટ અવક્ષેપ કામગીરીમાં રચાયેલ એમોનિયા અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ ધરાવતા વાહક ગેસના પ્રવાહ દ્વારા દૂર કરવામાં આવે છે, જ્યારે કેરિયર ગેસ પ્રવાહને ઠંડું કરતી વખતે પાણીથી તેના પ્રતિવર્તી ધોવા દ્વારા એમોનિયાને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનું સોલ્યુશન, જલીય એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ પલ્પ તૈયાર કરવાની કામગીરી માટે મોકલવામાં આવે છે, અને પછી બાષ્પીભવન થાય છે, એમોનિયમ ક્લોરાઇડનો નક્કર તબક્કો અને 300-350 g/l ની લિથિયમ ક્લોરાઇડ સાંદ્રતા સાથે પ્રવાહી તબક્કો મેળવીને, પ્રવાહી તબક્કો પાછો આવે છે. લિથિયમ ક્લોરાઇડ કોન્સન્ટ્રેટમાંથી વરસાદની કામગીરી માટે પ્રાથમિક લિથિયમ કાર્બોનેટ, અને એમોનિયમ ક્લોરાઇડના નક્કર તબક્કાને લિથિયમ ક્લોરાઇડના અવશેષોને દૂર કરવા માટે સંતૃપ્ત દ્રાવણથી ધોવાઇ જાય છે અને સૂકવવામાં આવે છે.

2. દાવા 1 મુજબની પદ્ધતિ, જેમાં લાક્ષણિકતા છે કે લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનના ડીકાર્બોનાઇઝેશનના તબક્કે છોડવામાં આવેલ કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, લિથિયમ કાર્બોનેટના કાર્બનીકરણના તબક્કામાંથી આવતા કાર્બન ડાયોક્સાઇડના અવશેષ જથ્થા સાથે, વ્યવસાયિક મેળવવા માટે વપરાય છે. કાર્બન ડાયોક્સાઇડ.

સમાન પેટન્ટ:

માં શોધનો ઉપયોગ કરી શકાય છે રાસાયણિક ઉદ્યોગ. કેલ્શિયમ-મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ પ્રકારના કુદરતી બ્રિન્સની જટિલ પ્રક્રિયા માટેની પદ્ધતિમાં મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડના મિશ્રણ સાથે કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ સ્ફટિકીય હાઇડ્રેટનું ઉત્પાદન અને લિથિયમ સંયોજનોમાં લિથિયમ સાંદ્રતાની વધુ પ્રક્રિયા સાથે લિથિયમમાં બ્રિનનું સંવર્ધન શામેલ છે. લિથિયમ સંવર્ધન કામગીરી પછી બ્રિનમાંથી, બ્રોમિન, મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ અને ક્લોરિન સોડિયમ ક્લોરાઇડથી સમૃદ્ધ મધર બ્રિનના વિદ્યુત વિચ્છેદન દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. લિથિયમ અને બ્રોમાઇનને અલગ કર્યા પછી, મેગ્નેશિયમથી ખારાને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, જ્યાં સુધી સોડિયમ ક્લોરાઇડ મીઠું ન ચડાવાય અને NaCl સ્ફટિકોથી અલગ ન થાય ત્યાં સુધી બાષ્પીભવન થાય છે. 400-450 kg/m3 કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ ધરાવતું દ્રાવણ મેળવવા માટે આ ખારા અથવા પાણીનો ઉપયોગ સ્ફટિકીય કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ હાઇડ્રેટને ઓગળવા માટે થાય છે. કેલ્શિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ ઉત્પન્ન કરવા માટે સોડિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ સાથે વિનિમય પ્રતિક્રિયામાં કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ થાય છે. કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડના સોલ્યુશનનો ઉપયોગ KU-2-8chs કેશન એક્સ્ચેન્જરને H+ ફોર્મમાંથી Ca+ ફોર્મમાં રૂપાંતર કરીને કેલ્શિયમ બ્રોમાઇડ મેળવવા માટે થાય છે. પછી હાઇડ્રોબ્રોમિક એસિડ સાથે કેશન એક્સ્ચેન્જરમાંથી કેલ્શિયમ શોષાય છે, જે બ્રોમિન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને મેળવવામાં આવે છે. જલીય દ્રાવણએક ઘટાડનાર એજન્ટ જે એમોનિયાનું વ્યુત્પન્ન છે. કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ બનાવવા માટે પણ થાય છે. આ શોધ એ જ ખારામાંથી મેળવેલા રીએજન્ટનો ઉપયોગ કરીને લિથિયમ સંયોજનો, બ્રોમિન અને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ સાથે કેલ્શિયમ-મેગ્નેશિયમ ક્લોરાઇડ પ્રકારના બ્રિનમાંથી કેલ્શિયમ હાઇપોક્લોરાઇટ, કેલ્શિયમ બ્રોમાઇડ અને કેલ્શિયમ કાર્બોનેટ મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે. 2 પગાર f-ly, 3 બીમાર., 10 ave.

આ શોધ રાસાયણિક ઉદ્યોગ સાથે સંબંધિત છે અને તેનો ઉપયોગ લિથિયમ સંયોજનોના ઉત્પાદનમાં થઈ શકે છે. પદ્ધતિમાં 3 તબક્કાઓ શામેલ છે. પ્રથમ તબક્કે થર્મલ વિઘટનક્વિકલાઈમ (CaO) અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરવા માટે ચૂનાનો પત્થર. બીજા તબક્કે, ઉત્પાદક લિથિયમ ધરાવતા ઉકેલની પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે ગેસ મિશ્રણ NH3 અને CO2, 2:1 ના દાઢ ગુણોત્તરમાં લેવામાં આવે છે, લક્ષ્ય ઉત્પાદન Li2CO3 અને એમોનિયમ મીઠું (NH4Cl, અથવા NH4NO3, અથવા (NH4)2SO4) ધરાવતું મધર સોલ્યુશન મેળવવા માટે. ત્રીજા તબક્કે, એમોનિયમ મીઠાના દ્રાવણને કેલ્સાઈન કરવામાં આવે છે, જે એમોનિયા ઉત્પન્ન કરે છે, જે Li2CO3 અવક્ષેપ કામગીરીમાં પરત આવે છે. આ શોધ લી-આયન બેટરી માટે કેથોડ સામગ્રીના ઉત્પાદનમાં સસ્તા અને ઉપલબ્ધ કાચા માલનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. 5 પગાર f-ly, 6 બીમાર., 7 ave.

આ શોધનો ઉપયોગ રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં થઈ શકે છે. ટેકનિકલ Li2CO3 માંથી અલ્ટ્રા-પ્યોર લિથિયમ કાર્બોનેટ ઉત્પન્ન કરવાની પદ્ધતિમાં લિથિયમ બાયકાર્બોનેટનું સોલ્યુશન મેળવવા માટે લિથિયમ કાર્બોનેટના ચાર ગણા વધારા સાથે કાર્બનાઇઝેશન પ્રક્રિયા હાથ ધરવાનો સમાવેશ થાય છે. કાર્બોનાઇઝેશન ઓપરેશન પૂર્ણ થયા પછી નક્કર Li2CO3 નો બાકીનો ભાગ લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનથી અલગ કરવામાં આવે છે અને, જાડા પલ્પના સ્વરૂપમાં, મૂળ Li2CO3 પલ્પ તૈયાર કરવાની કામગીરીમાં પાછો આવે છે. પછી લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ સોલ્યુશનને ગાળણ દ્વારા અદ્રાવ્ય અશુદ્ધિઓમાંથી શુદ્ધ કરવામાં આવે છે, ફિલ્ટ્રેટ અશુદ્ધતા કેશન્સમાંથી શુદ્ધ આયન-વિનિમય છે, અને લિથિયમ બાયકાર્બોનેટ દ્રાવણને કાર્બન ડાયોક્સાઇડના પ્રકાશન સાથે ગરમ કરીને ડીકાર્બોનાઇઝ કરવામાં આવે છે. લિથિયમ કાર્બોનેટ પલ્પ મેળવવામાં આવે છે, લિથિયમ કાર્બોનેટ મધર કાર્બોનેટ સોલ્યુશનથી અલગ કરવામાં આવે છે અને ધોવાઇ જાય છે. ગરમ પાણીઅને શુષ્ક. આ શોધ યાંત્રિક રાસાયણિક ગ્રાઇન્ડીંગની કામગીરીને નાબૂદ કરવાનું શક્ય બનાવે છે, કાર્બનાઇઝેશન કામગીરીની ઉર્જા તીવ્રતા 1.6 ગણી ઘટાડે છે, કાર્બનાઇઝેશન ઉત્પાદકતામાં 1.8 ગણો વધારો કરે છે, અને અલ્ટ્રાપ્યોર Li2CO3 ની ઉપજ 98.6% અને અલ્ટ્રાપ્યોર મેળવવાની પ્રક્રિયા હાથ ધરે છે. સતત મોડમાં Li2CO3. 2 એન. 5 પગાર f-ly, 2 બીમાર., 5 કોષ્ટકો, 4 વગેરે.

આ શોધ અકાર્બનિક સંયોજનોના ઉત્પાદન માટે રાસાયણિક તકનીક સાથે સંબંધિત છે અને તેનો ઉપયોગ કુદરતી લિથિયમ ક્લોરાઇડ ધરાવતા બ્રિન્સમાંથી ઉચ્ચ-શુદ્ધતા લિથિયમ કાર્બોનેટ મેળવવા માટે થઈ શકે છે.