Литигээр баялаг хлоридын давсны уусмалаас өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх арга.

Дээр дурдсан лити агуулсан түүхий эдийг боловсруулах аргын арилжааны бүтээгдэхүүн бол лити карбонат юм. Үл хамаарах зүйл бол шохойн арга юм. Лити карбонатыг шууд хэрэглэдэг бөгөөд үүнээс гадна гол нь гидроксид ба хлорид болох янз бүрийн литийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх эх үүсвэр болдог.

Литийн гидроксидыг бэлтгэх. Литийн гидроксидыг үйлдвэрлэх цорын ганц үйлдвэрлэлийн арга бол уусмал дахь шохойгоор исэлдүүлэх явдал юм.

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

34-р урвалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уусах чадварын (20 ºС) доорх өгөгдөл (Хүснэгт 5) нь урвалын тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэх ёстойг харуулж байна.

Хүснэгт 5

Үүний зэрэгцээ, 75 ºC температурт Li 2 CO 3 - Ca (OH) 2 - H 2 O систем дэх уусах чадварын талаархи мэдээллээс үзэхэд LiOH-ийн хамгийн их концентраци 36 г / л-ээс их байж болохгүй, өөрөөр хэлбэл. Зөвхөн шингэрүүлсэн LiOH уусмалыг авч болно. Идэмхийлэх үеийн анхны бүтээгдэхүүн нь нойтон лити карбонат юм. Лити карбонат ба кальцийн гидроксидыг реакторт холино; шохойг онолын 105% -ийн хэмжээгээр авдаг. Урвалын массыг буцалгах хүртэл халаана. Дараа нь целлюлозыг тунгааж, тунгалаг уусмалыг уусгана. Энэ нь 28.5-35.9 г/л LiOH агуулдаг. Шивхэг (кальцийн карбонат) нь литийг цааш нь гаргаж авахын тулд гурван үе шаттай эсрэг урсгалаар угаана. Үндсэн уусмалыг 166.6 г/л LiOH хүртэл ууршуулна. Дараа нь температур 40 ºС хүртэл буурдаг. Литийн гидроксидыг моногидрат LiOH∙H 2 O хэлбэрээр тусгаарлаж, талстууд нь центрифуг хийх замаар эхийн шингэнээс тусгаарлагддаг. Хүлээн авах цэвэр холболтүндсэн бүтээгдэхүүнийг дахин талстжуулна. Бэлэн бүтээгдэхүүн дэх литийн гарц 85-90% байна. Аргын гол сул тал бол өндөр шаардлагагарааны бүтээгдэхүүний цэвэр байдал. Лити карбонат агуулсан байх ёстой хамгийн бага тоо хэмжээхольц, ялангуяа хлорид. Муу уусдаг литийн алюминат үүсэхээс зайлсхийхийн тулд шохой нь хөнгөн цагаан агуулсан байх ёсгүй.

Лити хлорид бэлтгэх. Аж үйлдвэрийн аргаЛити хлоридын үйлдвэрлэл нь литийн карбонат эсвэл гидроксидыг уусгахад суурилдаг. давсны хүчил, карбонатыг ихэвчлэн ашигладаг:

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

LiOH + HCl → LiCl + H 2 O (38)

Техникийн литийн карбонат ба гидроксидыг агуулдаг мэдэгдэхүйц хэмжэээхлээд зайлуулах ёстой хольц. Лити карбонатыг ихэвчлэн уусдаг устөрөгчийн карбонат болгон хувиргах замаар цэвэршүүлж, дараа нь нүүрстөрөгчгүйжүүлж, Li 2 CO 3-ыг ялгаруулдаг. 0.87 г/л SO 4 2- ба 0.5% агуулсан литийн карбонатыг цэвэршүүлсний дараа шүлтлэг металлууд, хүхрийн ул мөр, 0.03-0.07% шүлтлэг металл агуулсан бүтээгдэхүүн гаргаж авдаг. Гидроксидыг цэвэршүүлэхийн тулд уусмалыг карбонжуулах замаар Li 2 CO 3-ийг дахин талстжуулах буюу тунадасжуулах аргыг ашигладаг. Схемийн диаграмКарбонатаас литийн хлоридын үйлдвэрлэлийг Зураг дээр үзүүлэв. 16.

Цагаан будаа. 16. Лити хлорид үйлдвэрлэх схем

Лити хлорид үйлдвэрлэх үйл явц нь хоёр хүндрэлтэй холбоотой байдаг - уусмалыг ууршуулах, давсны усгүйжүүлэх. Лити хлорид ба түүний уусмалууд нь идэмхий шинж чанартай, усгүй давс нь гигроскопийн шинж чанартай байдаг. Лити хлорид нь халах үед цагаан алт, танталаас бусад бараг бүх металлыг устгадаг тул тусгай хайлшаар хийсэн төхөөрөмжийг LiCl уусмалыг ууршуулах, керамик төхөөрөмжийг усгүйжүүлэхэд ашигладаг.

Лити хлорид авахын тулд нойтон карбонатыг ашигладаг бөгөөд үүнийг 30% HCl-ээр эмчилдэг. Үүссэн уусмал нь ~360 г/л LiCl (нягшил 1.18-1.19 г/см3) агуулдаг. Уусахын тулд бага зэрэг илүүдэл хүчил өгч, хутгасны дараа сульфатын ионуудыг барийн хлоридоор тунадаг. Дараа нь уусмалыг литийн карбонатаар саармагжуулж, LiOH нэмээд 0.01 N LiOH уусмал авна. Уусмалыг буцалгаж Ca, Ba, Mg, Fe болон бусад хольцыг гидроксид, карбонат эсвэл үндсэн карбонат хэлбэрээр гаргадаг.

Шүүлтүүр хийсний дараа 40% LiCl уусмалыг олж авах ба түүний нэг хэсгийг шууд хэрэглэдэг ихэнх ньусгүй давс болгон боловсруулж, усгүй литийн хлоридыг цуврал холбогдсон ууршилтын цамхаг, хатаах хүрдээр гаргаж авдаг. Лити хлорид дахь хольцын агууламжийг доор үзүүлэв (Хүснэгт 6).

Дээр дурдсан лити агуулсан түүхий эдийг боловсруулах аргын арилжааны бүтээгдэхүүн бол лити карбонат юм. Үл хамаарах зүйл бол шохойн арга юм. Лити карбонатыг шууд хэрэглэдэг бөгөөд үүнээс гадна гол нь гидроксид ба хлорид болох янз бүрийн литийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх эх үүсвэр болдог.

Литийн гидроксидыг бэлтгэх. Литийн гидроксидыг үйлдвэрлэх цорын ганц үйлдвэрлэлийн арга бол уусмал дахь шохойгоор идэмхийлэх явдал юм.

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

34-р урвалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уусах чадварын (20 ºС) доорх өгөгдөл (Хүснэгт 5) нь урвалын тэнцвэрийг баруун тийш шилжүүлэх ёстойг харуулж байна.

Хүснэгт 5

Үүний зэрэгцээ, 75 ºC температурт Li 2 CO 3 - Ca (OH) 2 - H 2 O систем дэх уусах чадварын талаархи мэдээллээс үзэхэд LiOH-ийн хамгийн их концентраци 36 г / л-ээс их байж болохгүй, өөрөөр хэлбэл. Зөвхөн шингэрүүлсэн LiOH уусмалыг авч болно. Идэмхийлэх үеийн анхны бүтээгдэхүүн нь нойтон лити карбонат юм. Лити карбонат ба кальцийн гидроксидыг реакторт холино; шохойг онолын 105% -ийн хэмжээгээр авдаг. Урвалын массыг буцалгах хүртэл халаана. Дараа нь целлюлозыг тунгааж, тунгалаг уусмалыг уусгана. Энэ нь 28.5-35.9 г/л LiOH агуулдаг. Шивхэг (кальцийн карбонат) нь литийг цааш нь гаргаж авахын тулд гурван үе шаттай эсрэг урсгалаар угаана. Үндсэн уусмалыг 166.6 г/л LiOH хүртэл ууршуулна. Дараа нь температур 40 ºС хүртэл буурдаг. Литийн гидроксидыг моногидрат LiOH∙H 2 O хэлбэрээр тусгаарлаж, талстууд нь центрифуг хийх замаар эхийн шингэнээс тусгаарлагддаг. Цэвэр нэгдлийг авахын тулд анхдагч бүтээгдэхүүнийг дахин талстжуулна. Бэлэн бүтээгдэхүүн дэх литийн гарц 85-90% байна. Аргын гол сул тал бол эхлэлийн бүтээгдэхүүний цэвэр байдалд тавигдах өндөр шаардлага юм. Лити карбонат нь хамгийн бага хэмжээний хольц, ялангуяа хлорид агуулсан байх ёстой. Муу уусдаг литийн алюминат үүсэхээс зайлсхийхийн тулд шохой нь хөнгөн цагаан агуулсан байх ёсгүй.

Лити хлорид бэлтгэх.Лити хлорид үйлдвэрлэх үйлдвэрлэлийн арга нь литийн карбонат эсвэл гидроксидыг давсны хүчилд уусгахад суурилдаг бөгөөд карбонатыг ихэвчлэн ашигладаг.

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

LiOH + HCl → LiCl + H 2 O (38)

Техникийн литийн карбонат ба гидроксид нь эхлээд зайлуулах ёстой их хэмжээний хольц агуулдаг. Лити карбонатыг ихэвчлэн уусдаг устөрөгчийн карбонат болгон хувиргах замаар цэвэршүүлж, дараа нь нүүрстөрөгчгүйжүүлж, Li 2 CO 3-ыг ялгаруулдаг. 0.87 г/л SO 4 2- ба 0.5% шүлтлэг металл агуулсан литийн карбонатыг цэвэршүүлсний дараа хүхрийн ул мөр, 0.03-0.07% шүлтлэг металл агуулсан бүтээгдэхүүнийг гаргаж авна. Гидроксидыг цэвэршүүлэхийн тулд уусмалыг карбонжуулах замаар Li 2 CO 3-ийг дахин талстжуулах буюу тунадасжуулах аргыг ашигладаг. Карбонатаас литийн хлорид үйлдвэрлэх бүдүүвч диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 16.

Цагаан будаа. 16. Лити хлорид үйлдвэрлэх схем

Лити хлорид үйлдвэрлэх үйл явц нь хоёр хүндрэлтэй холбоотой байдаг - уусмалыг ууршуулах, давсны усгүйжүүлэх. Лити хлорид ба түүний уусмалууд нь идэмхий шинж чанартай, усгүй давс нь гигроскопийн шинж чанартай байдаг. Лити хлорид нь халах үед цагаан алт, танталаас бусад бараг бүх металлыг устгадаг тул тусгай хайлшаар хийсэн төхөөрөмжийг LiCl уусмалыг ууршуулах, керамик төхөөрөмжийг усгүйжүүлэхэд ашигладаг.

Лити хлорид авахын тулд нойтон карбонатыг ашигладаг бөгөөд үүнийг 30% HCl-ээр эмчилдэг. Үүссэн уусмал нь ~360 г/л LiCl (нягшил 1.18-1.19 г/см3) агуулдаг. Уусахын тулд бага зэрэг илүүдэл хүчил өгч, хутгасны дараа сульфатын ионуудыг барийн хлоридоор тунадаг. Дараа нь уусмалыг литийн карбонатаар саармагжуулж, LiOH нэмээд 0.01 N LiOH уусмал авна. Уусмалыг буцалгаж Ca, Ba, Mg, Fe болон бусад хольцыг гидроксид, карбонат эсвэл үндсэн карбонат хэлбэрээр гаргадаг.

Шүүлтүүр хийсний дараа 40% LiCl уусмалыг авч, түүний нэг хэсгийг шууд хэрэглэж, дийлэнх хэсгийг усгүй давс болгон боловсруулж, усгүй литийн хлоридыг ууршуулах цамхаг болон цувралаар холбосон хатаах хүрдээр гаргаж авдаг. Лити хлорид дахь хольцын агууламжийг доор үзүүлэв (Хүснэгт 6):

Хүснэгт 6

Шинэ бүтээл нь хамааралтай химийн технологихүлээн авч байна органик бус нэгдлүүдмөн литийн карбонат үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно өндөр зэрэгтэйбайгалийн литийн хлоридын давсны уусмалаас цэвэр байдал. Лити агуулсан эрдэсээс өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх арга хлоридын давсны уусмалҮүнд: литийн хлоридын баяжмал үйлдвэрлэх, кальци, магни, сульфатын ионуудын үндсэн хольцоос литийн хлоридын баяжмалыг цэвэрлэх, цэвэршүүлсэн литийн хлоридын баяжмалаас литийн карбонатын урвалж тунадасжуулах. Лити карбонатын тунадасжилтыг 20-40 ° C температурт аммонийн бикарбонатын усан зутангаар хийдэг. Үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг урвалын эзэлхүүнээс зайлуулж, аммиакийн хольцоос цэвэршүүлсний дараа тунадасжуулсан литийн карбонатыг шингэн фазаас ялгаж, литийн бикарбонатын ханасан уусмал руу шилжүүлэхийн тулд нүүрстөрөгчжүүлэгч бодис болгон ашигладаг. Халах үед хольцгүй цэвэр литийн карбонат нь литийн бикарбонатын ханасан уусмалаас тунадасждаг. Лити карбонатын тунадасжуулах үйл ажиллагааны эхийн шингэнийг ууршуулж, аммонийн хлоридын хатуу фаз ба 300-350 г/л лити хлоридын концентрацитай шингэн фазыг олж авна. Шингэн фазыг хатуу фазаас салгаж, литийн карбонатын тунадасжуулах ажилд буцаж, аммонийн хлоридын хатуу фазыг угаана. ханасан уусмаламмонийн хлоридыг литийн хлоридын үлдэгдэлээс гаргаж, хатаана. Шинэ бүтээлийн үр дүн: литийн карбонатыг тунадасжуулах үйл явцад натрийн ионуудын оролцоог арилгах, эргэлтийн хэрэглээ. нүүрстөрөгчийн давхар исэлболон хог хаягдлын уусмалыг зайлуулах. 1 цалин f-ly, 4 өвчтэй, 1 ширээ.

Технологийн талбар

Энэхүү шинэ бүтээл нь органик бус нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх химийн технологийн салбарт, ялангуяа байгалийн давсны уусмалаас литийн карбонат болон лити агуулсан технологийн давсны хлоридын уусмалаас литийн карбонат үйлдвэрлэх аргуудтай холбоотой юм.

Орчин үеийн байдал

Литийн хүдрийг хүхрийн хүчлээр боловсруулах явцад үүссэн литийн сульфат агуулсан уусмалаас литийн карбонатыг тунадасжуулах алдартай арга байдаг. Хур тунадасны хувьд аммонийн бикарбонатын уусмалыг дулаанаар задлах эсвэл аммонийн бикарбонатын уусмалыг аммиакийн усаар урвалд оруулах замаар аммонийн карбонатыг ашигладаг. Нэг алхам дахь литийн карбонатын хур тунадасны хэмжээ ойролцоогоор 80% байна.

Энэ аргын сул тал нь: а) аммонийн бикарбонатыг карбонат болгон хувиргах үе шат шаардлагатай бөгөөд энэ үед аммонийн бикарбонатын зайлшгүй алдагдал гарч, үүний үр дүнд NH 4 HCO 3-ийн хэрэглээ 30-40% -иар нэмэгддэг. литийн карбонатыг тунадасжуулахад шаардагдах стехиометрийн хэмжээ; б) процесст хортой бодист хамаарах аммиакийн усыг ашиглах.

Лити агуулсан давсны уусмалаас литийн карбонат үйлдвэрлэх алдартай арга байдаг бөгөөд үүний дагуу литийн карбонатыг содын уусмалаар тунадаг нь галургийн түүхий эдээс литийн карбонат үйлдвэрлэх дэлхийн практикт түгээмэл байдаг. Үүнийг хийхийн тулд давсны уусмалыг 4-6.5 жингийн литийн агууламжтай болтол баяжуулж, бор, магни, хольцоос цэвэршүүлнэ. шүлтлэг шороон металлуудмэдэгдэж байгаа ашиглан химийн аргууд, дараа нь Na 2 CO 3-ийн ханасан уусмалыг өндөр температурт (ойролцоогоор 90 ° C) цэвэршүүлсэн, халаасан концентрацитай LiCl уусмалд оруулна.

Энэ аргын сул тал нь литийн хлоридтой харилцан үйлчлэлийн үр дүнд натрийн хлоридын уусмал болж хувирдаг содын уусмалыг ашиглах явдал бөгөөд энэ нь тунадасны зорилтот бүтээгдэхүүнээс зайлуулахын тулд их хэмжээний ус шаарддаг. Үүссэн бүтээгдэхүүн нь тодорхой хэмжээний натри агуулсан хэвээр байгаа бөгөөд үүний үр дүнд үйлдвэрлэсэн бүтээгдэхүүний чанар нь "техникийн" зэрэглэлээр хязгаарлагддаг.

Натрийн агууламж багатай өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх алдартай арга байдаг. Энэ аргын дагуу байгалийн давсны уусмалыг нарны ууршилтаар 6 орчим жингийн литийн агууламжтай болгож баяжуулдаг. дараа нь бор, кальци, магни, сульфатын ионуудын хольцоос цэвэрлэгддэг. Бороныг патентад тайлбарласны дагуу спиртээр хандлах замаар зайлуулдаг. Магнийг хоёр үе шаттайгаар арилгадаг. Эхнийх нь литийн карбонатын хур тунадасны үе шатаас төвлөрсөн давсны уусмалыг эхийн шингэнтэй хольж магнийн 97%-ийг зайлуулдаг. Хоёр дахь шатанд шохой, содын хольцыг литийн хлоридын концентрацитай уусмалд нэмж, Mg(OH) 2, CaCO 3 тунадасжуулна. Сүүлийнх нь байгаа нь магнийн гидроксидын тунадасыг шүүх чадварыг сайжруулдаг. Сульфатын ионууд нь барийн хлоридоор тунадасждаг. Хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс цэвэршүүлсэн LiCl-ийн төвлөрсөн уусмалыг урвалын дагуу литийн карбонатыг тунадасжуулахын тулд содын уусмалаар эмчилнэ.

мөн эхийн архи нь магнийн хур тунадасны эхний үе шатанд мөчлөгт буцаж ирдэг. Уг процессыг ойролцоогоор 90 хэмийн температурт гүйцэтгэдэг. Шүүж, усаар угааж, хатаасан литийн карбонат нь техникийн чанартай бөгөөд ердийн техникийн карбонат шиг 0.04 жингийн орчим натри агуулдаг.

Натрийн агууламж багатай Li 2 CO 3-ийг авахын тулд техникийн карбонатын целлюлозыг 10-40 хэмийн температурт нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй усаар (3-5% хатуу) карбонжуулах замаар бикарбонатын уусмал болгон хувиргадаг. Үүссэн LiHCO 3 уусмалыг (7-8 жингийн % литийн бикарбонат) нүүрстөрөгчгүйжүүлэгч рүү илгээж, температурыг 70-95 хэмд хадгална. LiHCO 3 уусмал задрахад цэвэр Li 2 CO 3 хуримтлагдаж, ялгарсан нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь техникийн литийн карбонатын целлюлозын нүүрсжилтийн үе шатанд буцаж ирдэг. Тунадасыг тасралтгүй зайлуулж, халуунаар шүүж, натригүйгээр ионгүйжүүлсэн усаар угаана. Литийн алдагдлыг багасгахын тулд уусдаг литийг агуулсан LiHCO 3-ийг нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үе шатаас гаргаж авсан эхийн шингэнийг эргэлтэнд оруулдаг. Умайн шингэний эргэлтийн тоог түүний дотор хуримтлагдсан натрийн ионы хольцын агууламжаар тодорхойлно.

Хүлээн авсан энэ аргаНатриас цэвэршүүлсэн литийн карбонат нь үндсэн бодисын жингийн 99.4% -ийг агуулдаг ба дараах хольцыг (жин.%) агуулдаг: Na - 0.0002, Mg - 0.0005, K - 0.00015, Ca - 0.012, SO 4   2 - - 0. Суурь материалын 99.995 жингийн хувийг агуулсан хэт өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатыг авахын тулд Li 2 CO 3 целлюлозын бикарбонатын үе шатны дараа LiHCO 3 уусмалыг Amberlite IRC-718 давирхайтай ион солилцооны баганагаар дарааллаар нь дамжуулна. уусмал дахь нийт хольцын агууламжийг жингийн 0.001% -иас бага болгох .

Техникийн мөн чанар, хүрсэн үр дүнгийн хувьд энэ арга нь нэхэмжилсэнтэй хамгийн ойр бөгөөд прототип болгон сонгосон.

Прототип аргын сул тал нь содыг Li 2 CO 3 тунадас болгон ашиглах бөгөөд энэ нь процесст натрийн ионыг макро хэмжээгээр нэвтрүүлж, мөн үүсэх болно. их хэмжээнийхаях боломжгүй натрийн хлоридын хаягдал уусмал (1 моль литийн карбонат тутамд 2 моль).

Шинэ бүтээлийн мөн чанар

Нэхэмжлэгдсэн шинэ бүтээлийн техникийн үр дүн нь литийн карбонатын тунадасжуулах үйл явцад натрийн ионуудын оролцоог арилгах, дахин боловсруулсан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашиглах, хаягдал уусмалыг устгах явдал юм.

Байгалийн анхны давсны уусмалыг гелиоконцентрацаар гаргаж авсан литийн хлоридын цэвэршүүлсэн баяжмалаас литийн карбонатыг тунадасжуулах, дараа нь кальци, магни, сульфатын ионуудын хольцоос цэвэршүүлэх замаар аммонийн усан зутангаар хийсэн нь техникийн үр дүнд хүрсэн юм. Бикарбонатыг 20-40°С-т хийж, үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг урвалын эзэлхүүнээс зайлуулж, тунадасжуулж, шингэн фазаас ялгаж, угаасан литийн карбонатыг литийн бикарбонатын ханасан уусмал болгон шилжүүлэхэд нүүрстөрөгчийн бодис болгон ашигладаг. дараа нь өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатыг гаргаж авахын тулд декарбонизаци хийнэ.

Мөн литийн карбонатын тунадасжуулах үйл ажиллагааны эх шингэн нь анх удаа урвалд ороогүй аммонийн бикарбонатын үлдэгдэл хэмжээнээс дулааны задралаар аммиак, нүүрстөрөгчийн давхар исэл болж, эсрэг гүйдлийн үед эх шингэнээс ялгардаг нь техникийн үр дүнд хүрсэн юм. аммиак ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл агуулсан зөөвөрлөгчийн хийн урсгалтай холбоо барих үед хийг хөргөх явцад эсрэг урсгалаар усаар аммиакаас цэвэршүүлж, аммонийн бикарбонатын уусмалыг гаргаж, аммонийн бикарбонатын усан зутан бэлтгэх ажилд илгээдэг.

Техникийн үр дүнд мөн аммонийн бикарбонатаас ангижруулсан эхийн шингэнийг ууршуулж, аммонийн хлоридын хатуу фаз, 300-350 г/л лити хлоридын концентрацитай шингэн фазыг олж авах; Шингэн фазыг хатуу фазаас салгаж, литийн хлоридын баяжмалаас литийн карбонатыг тунадасжуулах үйл ажиллагаанд буцаан авч, аммонийн хлоридын хатуу фазыг түүний ханасан уусмалаар угааж, литийн хлоридын үлдэгдлийг зайлуулж, хатаана. Энэ нь арилжааны бүтээгдэхүүн болгон олж авсан дайвар бүтээгдэхүүн юм.

Лити бикарбонатын уусмалыг нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үе шатанд ялгарсан нүүрстөрөгчийн давхар исэл нь литийн бикарбонатын уусмал руу шилжих үед нүүрстөрөгчийн давхар ислийн үлдэгдэлтэй холилдож, илүүдэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хэрэглэнэ. мэдэгдэж байгаа аргуудын аль нэгээр арилжааны нүүрстөрөгчийн давхар ислийг олж авах. Энэхүү техник нь технологийг хог хаягдалгүй болгож, өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатын өртөгийг бууруулж, агаар мандалд хий ялгаруулдаггүй.

Лити хлоридын төвлөрсөн уусмалын аммонийн бикарбонаттай харилцан үйлчлэл нь дараахь урвалын дагуу явагдана.

Литийн хуримтлалын зэрэг нь температураас хамаарах хамаарлыг 1-р зурагт үзүүлэв. Олж авсан мэдээллээс харахад харилцан үйлчлэл нь 20 ° C-аас доош температурт ч тохиолддог боловч температурыг 30-40 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх нь урвалыг хурдасгадаг. 40 хэмээс дээш харилцан үйлчлэлийн температурын цаашдын өсөлт нь литийн карбонат хэлбэрээр литийн хур тунадасны зэрэг буурахад хүргэдэг, учир нь энэ температурт аммонийн бикарбонат аммиакийн алдагдалд задардаг бөгөөд үүний үр дүнд стехиометрийн харьцаа өөрчлөгддөг. урвалд орох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн үйл ажиллагаа тасалдсан. Харилцааг дуусгахад шаардагдах хугацаа 60-120 минут, илүү тохиромжтой 90 минут байна. Лити карбонатын хур тунадасны хэмжээ 70-78% байна. Эхийн шингэн дэх литийн үлдэгдэл концентраци 9-10 г/л байна. Лити карбонатыг шүүж салгасны дараа үлдэгдэл эх шингэнийг урвалд ороогүй аммонийн бикарбонатыг зайлуулсны дараа лити хлоридын концентраци 300-350 г/л болтол 60 орчим удаа ууршуулж, литийн карбонатын тунадасжуулах үе шатанд буцаана. Ийнхүү нэг удаад литийн карбонатын тунадасны хэмжээ тийм ч өндөр биш байсан ч урвалд ороогүй литийн хлоридыг эргэлтэнд буцаах үед энэ нь нэмэгдэж, литийн хлоридын уусмалыг бараг бүрэн боловсруулдаг.

Лити хлоридын баяжмалаас өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх хаягдалгүй схемийг Зураг 2-т үзүүлэв. Лити хлоридын анхны концентрацитай уусмалыг литийн агууламжтай натрийн хлоридын давсны уусмалаас гелиоконцентрацийн аргаар гаргаж авах боломжтой бөгөөд энэ үед макро бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн давс (NaCl, KCl, CaSO 4, MgCl H 2 O) тунадасжиж, литийн хлоридын концентраци нэмэгддэг. Тунадасжсан давсыг зайлуулсны дараа төвлөрсөн уусмал байна дараагийн бүрэлдэхүүн(г / л): LiCl - 250-300; NaCl - 2; KCl - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4   2- - 0.2. Ийм уусмалыг патентад заасантай адил хольцоос цэвэрлэж, өөрөөр хэлбэл магни, кальцийн хольцын 90-97% -ийг литийн карбонатаар зайлуулж, кальцийн гидроксидын хольцыг ашиглан цаашдын цэвэршүүлэлтийг хийдэг. сод. Баяжуулсан уусмалыг барийн хлорид ашиглан сульфатын ионуудаас цэвэрлэнэ. Цэвэрлэсний дараа уусмал нь (г/л): LiCl - 300; NaCl - 0.08; KCl - 0.02; MgCl 2 - 0.008; CaCl 2 - 0.005; SO 4   2- - 0.005.

Хэрэв өвөрмөц онцлогтой холбоотой бол химийн найрлагадавсны уусмалд хадгалсан (кальци, магнийн хлоридын анхны агууламж маш өндөр), түүнийг гелиоконцентратлах боломжгүй, дараа нь сонгомол сорбент ашиглан литийн хлоридыг давсны уусмалаас гаргаж аваад дараа нь литийн хлоридын уусмал хэлбэрээр үүссэн элюатыг баяжуулж, цэвэршүүлнэ. дээр дурдсантай ижил аргаар.

Энэхүү цэвэршүүлсэн литийн хлоридын баяжмалыг аммонийн бикарбонатын зутантай холбоно. Урвал (2)-ын дагуу харилцан үйлчлэлийн дараа литийн карбонатын тунадасыг шүүж, өндөр цэвэршилттэй арилжааны литийн карбонатыг угаах үе шатнаас угаалгын усаар угааж, шүүлтүүр дээр шахаж, дараа нь үе шатнаас эргэлдэж буй эхийн шингэнээр нухаж авна. өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатыг шүүж, литийн бикарбонатын уусмал руу шилжүүлэхийн тулд литийн карбонатыг нүүрстөрөгчийн давхар ислээр нүүрсжүүлэх шатанд илгээнэ. Нүүрстөрөгчийн давхар ислийг мөн энд нийлүүлж, урвал (2) -аар ялгарч, урвалд ороогүй аммонийн бикарбонатаас литийн карбонатыг тунадасжуулах үе шатаас эхийн шингэнийг цэвэршүүлэх үе шатыг дамждаг.

Эхийн шингэнд литийн карбонатын тунадасыг салгасны дараа аммонийн хлоридын концентраци ˜200 г/л бөгөөд энэ нь ˜25% урвалд ороогүй аммонийн бикарбонат агуулдаг. Аммонийн бикарбонатын алдагдлыг арилгахын тулд эхийн шингэнийг литийн карбонатыг угаах үе шатаас эхлэн түүнд хавсаргасан угаалгын устай хамт 60 ° C-ийн температурт дулааны задралд оруулдаг бөгөөд үүний үр дүнд аммонийн бикарбонат нь задардаг. аммиак ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл, энэ нь урвалын үр дүнд үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар исэл болох тээвэрлэгч хийтэй харьцах үед эхийн шингэнээс ялгардаг. Гарсан аммиак нь урвалын дагуу ус болон нүүрстөрөгчийн давхар ислийн орчинд шингэдэг

аммонийн бикарбонатын уусмал үүссэн бөгөөд үүнийг урвалын үе шатанд аммонийн бикарбонатын целлюлоз бэлтгэхэд ашигладаг (2).

Аммиакийг бикарбонат-аммонийн уусмалаас агаарын десорбцийн аргаар салгах ажлыг 50-60 хэмийн температурт явуулсан. Уусмалаас аммиакийн десорбцийн түвшин 85-90% байна. Энэ нь 3-р зураг дээрх өгөгдлөөс тодорхой харагдаж байна. Аммиакийн хольцоос цэвэршүүлсэн аммиак шингээх үе шатнаас илүүдэл нүүрстөрөгчийн давхар ислийг литийн карбонатын нүүрсжилтийн үе шатанд илгээдэг.

Урвалд ороогүй аммонийн бикарбонатыг задалж, аммиак, нүүрстөрөгчийн давхар исэл хэлбэрээр нэрсэний дараа аммонийн хлорид болон урвалд ороогүй литийн хлорид агуулсан эхийн шингэнийг халаах эсвэл байгалийн нөхцөлд, жишээлбэл усан санд ууршуулна. Уусмал дахь литийн хлоридын концентраци 100 г/л хүрэхэд аммонийн хлоридын ханалт үүсч, хатуу аммонийн хлорид тунадасжиж эхэлдэг. Цаашид концентраци нэмэгдэх тусам литийн хлоридын концентраци нэмэгдэж, аммонийн хлоридын концентраци буурч эхэлдэг. Үүнийг 4-р зурагт тодорхой харуулав. Лити хлоридын концентраци 300 г/л хүрэх үед ууршуулсан уусмал дахь аммонийн хлоридын концентраци 82 г/л; 363 г/л концентрацид 55 г/л болж буурна. Шүүсэн хатуу аммонийн хлоридыг уусгахгүйн тулд ханасан уусмалаар угааж, 50-60 ° C температурт хатаана. Лити хлоридын концентрацитай уусмалыг тунадасжуулсан аммонийн хлоридыг ууршуулж, салгасны дараа процессын толгой руу буцаана.

Карбонжилтын шатанд тунадасны шатнаас литийн карбонатаас 3-5%-ийн хатуу фазын агууламжтай целлюлозыг бэлтгэж, өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шүүх шатнаас эхийн шингэнийг түүгээр 1000 000-ийн температурт дамжуулдаг. 2-4 цагийн турш 10-40 градусын температурт дараах урвал явагдана.

Дараа нь 7-8 жингийн литийн бикарбонат агуулсан литийн бикарбонатын уусмалыг уусаагүй хэсгүүдээс шүүж, нүүрстөрөгчгүйжүүлэх шат руу илгээнэ. 70-95°С-ийн температурт урвуу процесс явагдаж, литийн бикарбонатын ханасан уусмал задарч, цэвэр литийн карбонат ялгарч, уусмалд уусдаг бүх хольц үлдэнэ. Үүссэн цэвэр литийн карбонатын тунадасыг шүүж, ионгүйжүүлсэн усаар угааж, 1200С-ийн температурт хатаана. Энэ нь ( жин %) агуулсан: үндсэн бодис 99.9; Na - 0.0002; K - 0.00015; Mg - 0.0005; Ca - 0.002; NH 4 + - байхгүй.

Угаах усыг литийн карбонатыг угаах үе шатанд илгээж, нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үе шатнаас эхийн шингэнийг нүүрсжүүлэх үе шатаасаа өмнө литийн карбонатын нухаш руу буцаана. Түүнд хольц хуримтлагдах тусам эхийн шингэнийг эргэлтээс хэсэгчлэн эсвэл бүрмөсөн арилгаж, ионгүйжүүлсэн усаар солино. Хольцоор бохирдсон эхийн шингэнийг агуулагдах литийг ашиглахын тулд литийн хлоридын анхны төвлөрсөн уусмалыг урьдчилан цэвэрлэх шатанд илгээдэг.

Энэ процесст ялгарсан цэвэр нүүрстөрөгчийн давхар ислийг бараг ямар ч хольцгүй, дараахь аргуудын аль нэгний дагуу арилжааны бүтээгдэхүүн болох нүүрстөрөгчийн давхар ислийг авахын тулд илгээдэг. мэдэгдэж байгаа аргууд(шахсан эсвэл хуурай мөс).

Тиймээс гол өвөрмөц онцлогмэдүүлсэн шинэ бүтээл нь:

1) литигээр баялаг хлоридын давсны уусмалаас өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат авахын тулд аммонийн бикарбонатыг ашиглах;

2) дайвар бүтээгдэхүүн - NH 4 Cl ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийг борлуулсны улмаас хаягдалгүй арга.

3) хог хаягдлын шийдэл байхгүй;

4) коэффициентийг нэмэгдүүлэх ашигтай хэрэглэээхийн шингэнийг ууршуулсаны дараа процессын толгой руу буцаж ирсний улмаас литийн хлоридын анхны уусмал;

5) эхийн шингэнийг дулаанаар задлах явцад аммиакийг барьж, аммонийн бикарбонатын целлюлозыг бэлтгэх үе шатанд аммонийн бикарбонатын уусмал хэлбэрээр буцаах замаар аммонийн бикарбонатын үр ашгийг нэмэгдүүлэх;

6) содтой харьцуулахад хямд аммонийн бикарбонатыг ашиглах замаар өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатын өртгийг бууруулах, зам дагуу үйлдвэрлэсэн аммонийн хлорид, түүнчлэн өндөр цэвэршилттэй нүүрстөрөгчийн давхар ислийг борлуулах.

Эдгээр шинж чанарууд нь өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатыг гаргаж авах, хог хаягдалгүй болгох боломжийг олгодог. үйл явцлитийн агууламжтай байгалийн болон хиймэл хлоридын уусмалаас литийн карбонат авах.

Мэдээллийн эх сурвалжид ямар ч мэдээлэл байхгүй байгаа өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатыг авахын тулд литийн хлоридын уусмалыг аммонийн бикарбонаттай шууд урвалд оруулахыг анх удаа санал болгож буй шинэ бүтээл нь шинэлэг юм.

Зураг, хүснэгтийн жагсаалт

Зураг 1. Li 2 CO 3 (α, %) хэлбэрийн литийн хуримтлалын зэрэг нь температураас хамаарна.

Зураг 2. Өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх хаягдалгүй технологийн схем.

Зураг 3. Эхийн шингэнээс аммиакийн шингээлтийн зэрэг нь дамжсан хийн эзэлхүүнийг уусмалын эзэлхүүнтэй харьцуулсан харьцаанаас хамаарна.

Зураг 4. Урвалын аргаар гаргаж авсан эхийн шингэнийг ууршуулах явцад эхийн шингэн дэх NH 4 Cl-ийн агууламж (г/л) нь LiCl агууламжаас (г/л) хамаарах байдал.

Лити хлоридын төвлөрсөн уусмалыг аммонийн бикарбонаттай харилцан үйлчлэх явцад туршилтын нөхцөл ба Li 2 CO 3-ийн хур тунадасны түвшингийн талаархи мэдээллийг хүснэгтэд үзүүлэв.

Шинэ бүтээлийг хэрэгжүүлэх боломжийг баталгаажуулсан мэдээллийг жишээн дээр үзүүлэв.

20 л байгалийн хлоридын давсны уусмалын найрлага (г/л): LiCl - 9; NaCl - 182; KCl - 35.3; MgCl 2 - 54.2; CaCl 2 - 3.19; SO 4   2- - 2.8 (нийт эрдэсжилт ˜ 286 г/л) улайсдаг чийдэнгийн нөлөөн дор төвлөрсөн. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн уусмалын ханалтын хязгаарт хүрэхэд NaCl, KCl, CaSO 4, MgCl 2 · 6H 2 O давсууд тунадасжиж, LiCl агууламж нэмэгдэв. Тунадасжсан давсыг зайлуулсны дараа концентрацитай уусмал нь дараах найрлагатай (г / л): LiCl - 250; NaCl - 2; KCl - 0.4; MgCl 2 - 65.3; CaCl 2 - 0.91; SO 4   2- - 0.2. Энэхүү төвлөрсөн уусмалыг Ca 2+, Mg 2+, SO 4   2+ ионуудаас цэвэрлэв. Ca 2+ ба Mg 2+-аас анхдагч цэвэршүүлэх ажлыг Li 2 CO 3 ашиглан хийсэн.

80°С хүртэл халаасан 600 мл концентрацитай уусмал дээр 27.5 г Li 2 CO 3 нэмээд 1 цаг хутгана. Уусмал дахь LiCl-ийн концентраци 300 г/л хүртэл нэмэгдсэн. MgCl 2-ийн үлдэгдэл концентраци 6.5 г/л, CaCl 3 - 0.10 г/л байна. Төвлөрсөн LiCl уусмалыг Ca 2+, Mg 2+-аас илүү гүн цэвэрлэхийн тулд Mg(OH) 2-ийн тунадасжилтын үндсэн дээр 3 г Ca(OH) 2 ба 4.3 г Na 2 CO 3-ийн хольцыг нэвтрүүлсэн. болон CaCO 3. Уусмалыг тунадасаас салгаж, дараа нь SO 4   2- ионоос цэвэрлэв. Уусмал руу 0.26 г BaCl 2 хийж, рН 2 хүртэл хүчиллэгжүүлж, 80 0С хүртэл халааж, SO 4   2- ионууд уусдаггүй BaSO 4 хэлбэрээр бүрэн тунадасжих хүртэл хутгана. Тунадастай уусмалыг 6-8 цагийн турш үлдээж, тунадасны хэсгүүдийг томруулж, шүүнэ. Тиймээс LiCl-ийн цэвэршүүлсэн концентрацитай уусмалыг олж авсан.

500 мл литийн хлоридын концентрацитай уусмал (г/л): LiCl - 300; Mg - 0.008; Ca - 0.005, Na - 0.08, K - 0.02, SO 4 2- - 0.005-ийг 200 мл H 2 O, 279.7 г хатуу аммонийн бикарбонат агуулсан нухаш руу хийнэ. Үүссэн целлюлозыг 20 градусын температурт 1.5 цагийн турш хутгана. Үүссэн тунадасыг Buchner юүлүүр ашиглан шүүнэ. Уусмалаас анхдагч литийн карбонатын тунадасны хэмжээ 70.1% байна.

Нойтон тунадасны масс нь 30% орчим чийгшилтэй үед 142 г байна. Тунадасыг 300 мл нэрмэл усанд (W:T=3) нунтаглаж угаана. (г/л) агуулсан угаах ус: Li - 1.5; NSO 3 - 6; NH 4 + - 8; Cl - 17, эхийн архинд нэмнэ.

Эхийн шингэн нь (г/л) агуулдаг: Li - 10.3, HCO 3   - - 64.4, NH 4   + - 83.5, Cl - 171 (ууссан дахь давсны хувьд: LiCl ˜ 18%, NH 4 HCO 3). ˜ 25% ба NH 4 Cl - 57%). Эхийн шингэнийг түүнд хавсаргасан угаалгын устай хамт түүнээс урвалд ороогүй аммонийн бикарбонатыг шингээх үе шатанд хэрэглэнэ.

Эхийн шингэнээс аммиакийн десорбцийг 8 см диаметртэй багана дээр хийн урсгалын хурд 1.2 м 3 / цаг, хийн эзэлхүүн ба уусмалын эзлэхүүний харьцаа 2500. 1.5 цагийн дотор аммиакийн зэрэг Десорбци нь ~90% байв. Десорбци хийсэн аммиакийг 400С-ийн температурт усаар сорбцлох ажлыг десорбцитой ижил баган дээр явуулсан. Хийн эзэлхүүн ба уусмалын эзлэхүүний харьцаа 9000. Аммиакийн шингээлтийн зэрэг 98%-д хүрсэн. (Жишээ 2-ыг хэрэгжүүлэхэд 310 г/л агууламжтай, 200 мл эзэлхүүнтэй аммонийн бикарбонатын уусмал хэлбэрээр авсан аммиак ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ашигласан.)

Аммиакийг шингээх ажиллагааны дараа эхийн шингэнийг угаах усны хамт байгалийн нөхцөлд 22-25 хэмийн агаарын температурт ууршуулж, ууршуулна. харьцангуй чийгшил 25-30%. Үүссэн уусмалын 1 литрийг 80 цагийн турш ууршуулж, литийн хлоридын концентраци нь ойролцоогоор 300 г/л болно. Аммонийн хлоридын талстуудын тунадасыг (185.7 гр) Бюхнерийн юүлүүр дээр салгаж, уусдаг аммонийн алдагдлаас зайлсхийхийн тулд эхийн шингэнээс угааж, 400 мл NH 4 Cl (˜300 г/л) ханасан уусмалаар боловсруулав. угаах явцад хлорид. Угаах уусмал нь 4.9 г/л лити агуулдаг. NH 4 Cl талстыг 600С орчим температурт 14 цагийн турш хатаасны дараа литийн агууламж 0.09 жин%, чийгийн үлдэгдэл 0.6% ГОСТ-ийн шаардлагыг хангасан бүтээгдэхүүн гарган авсан. NH 4 Cl-ийн гарц нь 1 кг литийн карбонат тутамд 1.3 кг байв. Лити хлоридын ууршуулсан концентрацитай уусмал (NH 4 Cl-ийг салгасны дараа эхийн шингэн), агуулсан (г/л): Li - 50; NSO 3  - - 0.03; NH 4 + - 27.5; Cl - 264-ийг дараагийн туршилтуудад анхдагч литийн карбонатыг хуримтлуулах үе шатанд ашигласан (2-р жишээг үз).

Дараа нь анхдагч Li 2 CO 3-ийн нойтон угаасан тунадасыг нүүрстөрөгчийн давхар ислээр карбонжуулалтад оруулав. 142 г нойтон тунадас, 2000 мл нэрмэл уснаас цилиндрээс нийлүүлсэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг тараах зориулалттай сүвэрхэг керамик хошуугаар тоноглогдсон хутгагчтай реакторт 3.6% -ийн хатуу фазын концентрацитай нухаш бэлтгэсэн. 20 градусын температурт нүүрстөрөгчжүүлэх процессыг 2 цагийн турш явуулна. Үүссэн литийн бикарбонатын уусмалыг шүүж, 95 хэм хүртэл халаана. Энэ температурт нүүрстөрөгчгүйжүүлэх ажлыг 1 цагийн турш явуулсан. Үүссэн цэвэр литийн карбонатын тунадасыг Бюхнерийн юүлүүрээр шүүж эхийн шингэнээс салгаж, хутгагчтай реакторт 300 мл халуун ионгүйжүүлсэн усаар нунтаглан угаана. Угаасан литийн карбонатыг шүүж салгаж, 120 хэмд хатаана. Хуурай хатаасан бүтээгдэхүүн нь дараах найрлагатай байсан ( жин %): үндсэн бодис - 99.9; Na - 0.0002; K - 0.00015; Mg - 0.0005; Ca - 0.002, SO 4   2- - 0.003; NH 4 + - байхгүй.

Лити хлоридын төвлөрсөн уусмалыг аммонийн бикарбонаттай харилцан үйлчлэх нөхцөл, анхдагч литийн карбонатын хур тунадасны зэргийг хүснэгтэд үзүүлэв.

1-р жишээтэй адил боловч анхдагч литийн карбонатын тунадасжих үе шатанд 380 мл LiCl-ийн анхны төвлөрсөн уусмалыг (500 мл-ийн оронд) авч, 1-р жишээнд авсан 120 мл LiCl эхийн шингэнийг нэмнэ. уурших, тунадасжуулах үе шатанд NH 4 Cl (303 г/л LiCl ба 82 г/л NH 4 Cl агуулсан) ба 217 грамм хатуу NH 4 HCO 3, 200 мл аммонийн бикарбонатын уусмал агуулсан нухаш руу хийнэ. жишээ 1-д аммиак ба CO 2 шингээх үе шатанд 310 г/л аммонийн бикарбонат агуулсан. Үүссэн эхийн архины найрлага нь жишээ 1-тэй бараг ижил байна. Анхдагч литийн карбонатын тунадасны хэмжээ 74% байв. Энэ тохиолдолд 2-р зурагт үзүүлсэн схемийн дагуу олж авсан аммонийн бикарбонатын хоёрдогч уусмалыг ашигласантай холбоотойгоор хэрэглэсэн хатуу NH 4 HCO 3-ийн хэмнэлт 22% орчим байна.

Аж үйлдвэрийн хэрэглээ.

Санал болгож буй арга нь прототип аргатай харьцуулахад:

Содыг хямд үнэтэй урвалжаар солих - аммонийн бикарбонат, түүний өртөг нь содын үнээс ˜ 1.5 дахин бага;

˜150-200 г/л агууламжтай NaCl-ийн уусмал агуулсан эхийн шингэнийг гадагшлуулах замаар үйл явцыг байгаль орчинд ээлтэй болгох;

Эхийн архинаас арилжааны бүтээгдэхүүн болох аммонийн хлоридыг ялгахын тулд боловсруулна. үндэсний эдийн засагбордоо болон бохь болгон;

Дайвар бүтээгдэхүүн болох аммонийн хлорид ба нүүрстөрөгчийн давхар ислийг борлуулах замаар өндөр цэвэршилттэй литийн карбонатын зардлыг бууруулах;

Өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат үйлдвэрлэх битүү, хаягдалгүй технологийг бий болгох ажлыг хэрэгжүүлнэ.

Мэдээллийн эх сурвалжууд

1.Пат. CN No 1059702, өргөдөл. 09.10.90, хэвлэл. 25.03.92 / Ван Гүйин, Ши Ин.

2. Пат. АНУ-ын № 5219550, C 01 D 015/08, програм. 06.12.90, хэвлэл. 06/15/1993 / Браун П.М., Борыта Д.А.

3. Пат. АНУ-ын дугаар 6207126, C 22 V 26/12; C 01 F 5/2/2; 01 D 15/04, өргөдөл. 06/14/1999, хэвлэл. 2001.03.27 / Boryta D.A., Kullberg T.F., Thurston A.M. (прототип).

4. Пат. RF No 2223142, C 01 D 15/00, өргөдөл. 2001 оны 11 сарын 22, хэвлэн нийтлэх. 02/10/2004 / Менжерес Л.Т., Рябцев А.Д., Мамылова Е.В., Коцупало Н.П.

5. Пат. RF No 2234367, B 01 J 20/00, C 01 D 15/00, өргөдөл. 12/15/2002, хэвлэл. 08/20/2004 / Менжерес Л.Т., Рябцев А.Д., Мамылова Е.В., Коцупало Н.П.

1. Лити хлоридын давсны уусмалаас өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат гарган авах арга, үүнд литийн хлоридын баяжмал авах, литийн хлоридын баяжмалыг кальци, магни, сульфатын ионуудын үндсэн хольцоос цэвэршүүлэх, литийн хлоридын баяжмалыг цэвэршүүлэх, карбонатаас цэвэршүүлсэн урвалж тунадасжуулах арга. литийн хлоридын баяжмал, литийн карбонатыг угаах, угаасан литийн карбонатыг нүүрстөрөгчийн давхар исэлтэй литийн бикарбонатын ханасан уусмал руу шилжүүлэх, халах үед литийн бикарбонатын ханасан уусмалыг нүүрстөрөгчгүйжүүлэх, өндөр цэвэршилттэй хатуу литийн карбонатыг дахин бохирдлоос салгах. уусмал ба түүнийг хатаах нь цэвэршүүлсэн литийн хлоридын баяжмалаас литийн карбонатыг тунадасжуулах ажлыг 20-40 хэмийн температурт аммонийн бикарбонатын усан целлюлозоор хийж, үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг урвалын эзэлхүүнээс зайлуулж, түүнийг цэвэршүүлсний дараагаар тодорхойлогддог. аммиакийн хольцоос тунадасжуулж, ялгасан литийн карбонатыг шингэн фазаас литийн бикарбонатын ханасан уусмал руу шилжүүлэхийн тулд нүүрсжүүлэгч бодис болгон ашигладаг бөгөөд тунадасны үйл ажиллагааны эхийн шингэнийг литийн карбонатыг эхлээд бикарбонат ба үлдэгдэл хольцоос чөлөөлдөг. аммонийн карбонатыг дулааны задралаар аммиак ба нүүрстөрөгчийн давхар исэл болгон литийн карбонатын тунадасжуулах үйл ажиллагаанд үүссэн аммиак, нүүрсхүчлийн давхар исэл агуулсан зөөвөрлөгч хийн урсгалаар зайлуулж, харин зөөгч хийн урсгалыг хөргөх явцад усаар угааж, эсрэг урсгалаар аммиакаас цэвэршүүлдэг. аммонийн бикарбонатын уусмалыг аммонийн бикарбонатын усан целлюлозыг бэлтгэх ажиллагаанд илгээж, дараа нь ууршуулж, аммонийн хлоридын хатуу фаз ба 300-350 г/л лити хлоридын концентрацитай шингэн фазыг гаргаж, шингэн фазыг буцаана. тунадасны үйл ажиллагаанд литийн хлоридын баяжмалаас анхдагч литийн карбонат, аммонийн хлоридын хатуу фазыг литийн хлоридын үлдэгдлийг арилгахын тулд ханасан уусмалаар угааж, хатаана.

2. 1-р зүйлд заасны дагуу литийн бикарбонатын уусмалыг нүүрстөрөгчгүйжүүлэх үе шатанд ялгарсан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг литийн карбонатыг нүүрсжүүлэх үе шатнаас гарч буй нүүрстөрөгчийн давхар ислийн үлдэгдэлтэй хамт арилжааны зориулалтаар ашиглахаар тодорхойлогддог арга. нүүрстөрөгчийн давхар исэл.

Үүнтэй төстэй патентууд:

Шинэ бүтээлийг ашиглах боломжтой химийн үйлдвэр. Кальци-магнийн хлоридын төрлийн байгалийн давсны уусмалыг цогцоор нь боловсруулах арга нь магнийн хлоридын хольцтой талст кальцийн хлоридын гидрат үйлдвэрлэх, литийн баяжмалыг литийн нэгдэл болгон боловсруулах замаар литийн давсны уусмалыг баяжуулах явдал юм. Лити баяжуулах ажиллагааны дараа давсны уусмалаас натрийн хлоридоор баяжуулсан эхийн давсны уусмалын электролизээр бром, магнийн исэл, хлорыг гаргаж авдаг. Лити ба бромыг салгасны дараа давсны уусмалыг магнигаас цэвэрлэж, натрийн хлоридыг давсалж, NaCl талстаас салгах хүртэл ууршуулна. Энэхүү давсны уусмал эсвэл усыг талст хэлбэрийн кальцийн хлоридын гидратыг уусган 400-450 кг/м3 кальцийн хлорид агуулсан уусмал гаргаж авдаг. Кальцийн хлоридын уусмалыг натрийн гипохлориттой солилцоход кальцийн гипохлорит үүсгэдэг. Кальцийн хлоридын уусмалыг KU-2-8chs катион солилцогчийг H+ хэлбэрээс Са+ хэлбэрт шилжүүлэх замаар кальцийн бромидыг авна. Дараа нь кальцийг катион солилцогчоос бромтой урвалд оруулснаар олж авдаг гидробромик хүчилтэй хамт десорбци хийдэг. усан уусмаламмиакийн дериватив болох бууруулагч бодис. Кальцийн хлоридын уусмалыг кальцийн карбонатыг үйлдвэрлэхэд мөн ашигладаг. Энэхүү шинэ бүтээл нь ижил давсны уусмалаас гаргаж авсан урвалжуудыг ашиглан литийн нэгдлүүд, бром, магнийн ислийн хамт кальци-магнийн хлоридын төрлийн давсны уусмалаас кальцийн гипохлорит, кальцийн бромид, кальцийн карбонатыг авах боломжийг олгодог. 2 цалин f-ly, 3 ill., 10 ave.

Шинэ бүтээл нь химийн үйлдвэртэй холбоотой бөгөөд литийн нэгдлүүдийг үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно. Энэ арга нь 3 үе шаттай. Эхний шатанд дулааны задралшохойн чулуугаар шатаасан шохой (CaO) болон нүүрстөрөгчийн давхар ислийг . Хоёр дахь шатанд бүтээмжтэй лити агуулсан уусмалыг боловсруулдаг хийн хольц NH3 ба CO2-ийг 2:1-ийн молийн харьцаагаар авч, зорилтот бүтээгдэхүүн Li2CO3-ийн хатуу фаз ба аммонийн давс (NH4Cl, эсвэл NH4NO3, эсвэл (NH4) 2SO4) агуулсан эхийн уусмалыг олж авна. Гурав дахь шатанд аммонийн давсны уусмалыг шохойжуулж, аммиакийг гаргаж, Li2CO3 тунадасжуулах үйл ажиллагаанд буцаана. Энэхүү шинэ бүтээл нь Li-ion батерейны катодын материалыг үйлдвэрлэхэд хямд, боломжтой түүхий эдийг ашиглах боломжийг олгодог. 5 цалин f-ly, 6 ill., 7 ave.

Шинэ бүтээлийг химийн үйлдвэрт ашиглах боломжтой. Техникийн Li2CO3-аас хэт цэвэр литийн карбонат үйлдвэрлэх арга нь литийн бикарбонатын уусмалыг авахын тулд литийн карбонатыг дөрөв дахин их хэмжээгээр нүүрсжүүлэх процессыг явуулдаг. Карбонжуулах ажил дууссаны дараа үлдсэн хатуу Li2CO3-ыг литийн бикарбонатын уусмалаас ялгаж, өтгөрүүлсэн нухаш хэлбэрээр буцаагаад анхны Li2CO3 целлюлозыг бэлтгэх үйл ажиллагаанд оруулна. Дараа нь литийн бикарбонатын уусмалыг уусдаггүй хольцоос шүүж, шүүсэн бодисыг хольцын катионуудаас ион солилцооны аргаар цэвэршүүлж, литийн бикарбонатын уусмалыг нүүрстөрөгчийн давхар ислийг ялгаруулж халааж нүүрстөрөгчгүйжүүлнэ. Лити карбонатын целлюлозыг авч, литийн карбонатыг эхийн карбонатын уусмалаас салгаж, угаана. халуун усба хуурай. Энэхүү шинэ бүтээл нь механик химийн нунтаглалтын ажиллагааг халж, нүүрсжүүлэх үйл ажиллагааны эрчим хүчийг 1.6 дахин бууруулж, нүүрсжүүлэлтийн бүтээмжийг 1.8 дахин, хэт цэвэр Li2CO3-ийн гарцыг 98.6% хүртэл нэмэгдүүлэх, хэт цэвэр нунтаг авах процессыг явуулах боломжтой болсон. Li2CO3 тасралтгүй горимд. 2 n. 5 цалин f-ly, 2 өвчтэй, 5 ширээ, 4 гэх мэт.

Энэхүү шинэ бүтээл нь органик бус нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх химийн технологитой холбоотой бөгөөд байгалийн литийн хлорид агуулсан давсны уусмалаас өндөр цэвэршилттэй литийн карбонат гаргаж авах боломжтой.

Хуудас 2

Лити карбонат Li2CO3 нь халах үед тогтворгүй бөгөөд бусад шүлтлэг металлын карбонатуудаас хамаагүй бага усанд уусдаг. Li2CO3-ийн уусах чадвар нь уусмалын температур нэмэгдэх тусам буурдаг, түүнчлэн үйлдвэрлэлд хур тунадас болгон ашигладаг Na2CO3, K2CO3 байгаа үед. Бусад шүлтлэг металлын давстай (карбонатаас бусад) литийн карбонат нь давхар ба нарийн төвөгтэй давс үүсгэдэг. Халах үед магни, хөнгөн цагаан нь Li2CO3-тай маш хүчтэй (гал асаах) урвалд орж, литий нь металл болж хувирдаг.  

Лити карбонатууд нь муу уусдаг, хлоридууд нь зөвхөн органик уусгагчид уусдаг, карбонатууд, нитратууд нь халаахад тогтворгүй байдаг.  

Лити карбонатыг олон литийн давс үйлдвэрлэхэд ашигладаг.  

Лити карбонат Li2CO3 - өнгөгүй талст, усанд бага зэрэг уусдаг; пиротехникийн үйлдвэрлэлд, хуванцарыг катализатор болгон үйлдвэрлэхэд, металлурги, шил, керамик үйлдвэрлэлд ашигладаг. Лити оксид 1L2O - өнгөгүй талстууд; Устай амархан урвалд орж, CO шингээнэ. Литийн гидроксид LiOH - өнгөгүй талстууд, бусад шүлтлэг металлын гидроксидээс усанд бага уусдаг; их хэмжээгээршүлтлэг батерейны электролитийн нэмэлт болгон хэрэглэдэг органик химистеарат, оксистеарат, олеат, литийн пальмтат үйлдвэрлэхэд зориулагдсан, агаарын хөлдөлт ба халуунд тэсвэртэй тосолгооны материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг. цэргийн техник; дээр шумбагч онгоцууд LiOH нь агаараас CO2 шингээхэд ашиглагддаг. Литийн сульфат Li2SO4 - өнгөгүй талстууд, усанд сайн уусдаг; датчикийн толгой үйлдвэрлэхэд хэт авианы согог илрүүлэхэд ашигладаг.  

Литийн карбонатууд ба PA бүлгийн элементүүд нь зөвхөн усгүй төлөвт мэдэгддэг бөгөөд Be-ийн карбонатууд ба IA бүлгийн элементүүд нь гигроскопийн бодис бөгөөд талст гидрат үүсгэдэг. өөр агуулгатайусны молекулууд. UzCO3-аас бусад IA бүлгийн элементүүдийн карбонатууд 800 - 900 С-т задрахгүйгээр хайлж, усанд сайн уусдаг бол литийн болон PA бүлгийн элементүүдийн карбонатууд халах үед хайлж задарч, усанд бага зэрэг уусдаг.  

Лити карбонатыг шаазан аяганд 20-25 хувийн давсны хүчлийн уусмалд уусгаж, зарим дутагдалтай үед уусгана.  

Лити карбонатыг эм зүйд антидепрессант эм болгон ашигладаг.  

Лити карбонат Li2CO3 нь литийн хлоридын төвлөрсөн уусмалыг цутгахад үүссэн цагаан талст нунтаг юм. аммиакийн уусмаламмонийн карбонат ба хольцыг халаана. Натри, калийн давстай үед илүү уусдаг, аммонийн давстай үед илүү сайн уусдаг. Устөрөгчийн урсгалд 780 хүртэл халаахад карбонат бүрэн задрах болно.  

Лити карбонат нь шингэрүүлсэн эрдэс ба цууны хүчиламмонийн давстай үед тунадас үүсгэдэггүй. Тиймээс аммонийн карбонат нь литийн ионыг бүрэн тунадасжуулахгүй.  

Лити карбонат нь илүү уусдаг хүйтэн усхалуунаас илүү. Үүнийг заримдаа карбонатыг цэвэршүүлэхэд ашигладаг. Шүлтлэг шороон металлын нэгэн адил CO2 агуулсан усанд бикарбонат үүсдэг гэж үзэж болно. Лити бикарбонатыг хатуу төлөвт аваагүй.  

Лити карбонат нь анхны бүтээгдэхүүнбусад ихэнх лити давсыг авахын тулд .  

Лити карбонат нь цагаан талст тунадас хэлбэрээр тунадас үүсгэдэг боловч уусмал дахь Li ба COd ионы концентраци хангалттай өндөр байх тохиолдолд л үүсдэг.  

Лити карбонат нь усанд мэдэгдэхүйц уусдаг бөгөөд үүний үр дүнд литийн катионууд уусмалаас бүрэн тунадас үүсгэдэггүй. Тиймээс литийн давс, уусдаг карбонатын төвлөрсөн уусмалыг урвалыг явуулахад ашигладаг. Усанд литийн карбонатын уусах чадвар температур нэмэгдэх тусам буурдаг тул урвалыг халаах замаар явуулах нь дээр. Лити карбонат нь хүчилд уусдаг.