logo search
Лекции по МРМ

4.1.5.3. Известковый способ

Известковый способ заключается в спекании литиевых концентратов (сподумена или лепидолита) с известью или мелом. При последующем выщелачивании спека водой получают раствор, содержащий гидроксид лития, который кристаллизуется в результате выпаривания раствора в составе моногидрата LiOH∙Н2О. Его сушат, получают готовую продукцию. Наиболее широко способ применяют для переработки сподуменовых концентратов (рис. 4.2).

Рис. 4.2 – Схема переработки литиевых концентратов известковым способом

Сподумен. При спекании в барабанных печах при 1150 - 1200 оС образуется алюминат лития и силикат кальция:

Li2O∙Al2O3∙4SiO2 + 8 CaO = Li2O∙Al2O3 + 4 (2CaO∙SiO2) (4.5)

Li2O∙Al2O3∙4SiO2 + 8 CaCO3 = Li2O∙Al2O3 + 4 (2CaO∙SiO2) + CO2↑ (4.6)

Избыток CaO 10 – 20 %.

При выщелачивании спека водой в 2 – 3 стадии в присутствии избытка извести алюминат лития реагирует с Са(ОН)2 с образованием гидроксида лития:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (4.7)

Li2O∙Al2O3ТВ + 2 Ca(OH)2раств = 2 LiOHраств + 2 СаО∙Al2O3тв (4.8)

Выщелачивание спека ведут в 2 – 3 стадии при 90 оС, в течение 2 – 3 ч (на каждой стадии). Содержащиеся в спеке алюминаты калия и натрия также реагируют с Са(ОН)2, образуя KOH и NaOH. Остаток от выщелачивания содержит кальциевые силикаты, алюмосиликаты, различные двойные соли, до 0,0Х % Li2O.

Гидроксид лития LiOH∙H2O кристаллизуют из растворов путем выпаривания под вакуумом. Выпаривание проводят в несколько стадий (8 – 10 раз)до плотности 1,2 г/см3. Из растворов с концентрацией LiOH 160 г/л после охлаждения выделяются кристаллы LiOH∙H2O, которые отделяют от маточного раствора центрифугированием. Маточный раствор возвращается на выпаривание. По мере накопления примесей маточные растворы периодически выводят из цикла и направляют на регенерацию.

Если необходимо, кристаллы LiOH∙H2O очищают перекристаллизацией, используя для растворения очищенную воду. Для получения безводного гидроксида лития моногидрат обезвоживают при 600 - 650 оС.

Известковый способ применяют также при переработке лепидолитовых концентратов. В отличие от сподумена спекание лепидолита с известью (или мелом) проводят при более низкой температуре (900 - 950 оС).

К преимуществам известкового способа относятся его применимость к любым типам литиевых концентратов, возможность прямого получения гидроксида лития, дешевизна реагентов, возможность использования отходов (шлаков, содержащих силикаты и алюминаты кальция) для производства вяжущих строительных материалов, а также возможность попутного получения солей калия из маточных растворов (безотходное производство).

Недостатки:

1) применим к богатым литиевым концентратам (> 5 % Li), однако и в этом случае извлечение в готовый продукт не превышает 70 %, что обусловлено ограниченной растворимостью гидроксида лития и способностью шламов после выщелачивания к схватыванию;

2) необходимость применения чистого, с минимальным содержанием примесей известняка;

2) необходимость выпаривания больших объемов растворов, что требует больших энергозатрат;

3) большие объемы технологического оборудования.