Спосіб одержання гідроалюмінату літію

Спосіб одержання гідроалюмінату літію, що включає автоклавне розкладання літієвмісної мінеральної сировини лужним розчином з добавкою вапна, який відрізняється тим, що автоклавне розкладання ведуть при температурі 240-280°С протягом 1-2 годин, як літієвмісну мінеральну сировину беруть петалітову руду, як лужний розчин беруть розчин гідроксиду натрію з вмістом Na2OK 350-400г/дм3 у кількості, що відповідає розрахованому каустичному модулю від 14 до 18. Корисна модель відноситься до прикладної хімії, а саме, до одержання алюмінатів лужних металів, зокрема літію, обробкою відповідних мінералів гідроксидами лужних металів, і може бути використана для одержання гідроалюмінату літію. Відомий спосіб одержання гідроалюмінату літію шляхом взаємодії алюмінатних розчинів з гідроксидом або карбонатом літію (Авторське свідоцтво СРСР № 560408, МПК C01F 7/14, 1975 рік). При цьому з розчину, що містить 104 г/дм3 оксиду алюмінію, при введенні 8-12% гідроксиду літію (від ваги оксиду алюмінію в розчині) виділяють 60-80% АІ 2 О 3 і одержують продукт, що містить 7,65-9,82% Li2O і 90,18-92,35% АІ 2 О 3 (у перерахунку на прожарений алюмінат літію). Одержаний за цим способом гідроалюмінат літію містить менше ЫгО, ніж має бути згідно з теоретичною хімічною формулою. Для гідроалюмінату літію теоретичний вміст І_і2О становить 12,82%. Недоліком зазначеного способу є невисокий вміст літію в готовому продукті, бо разом з гідроалюмінатом літію в осад виділяється і гідроксид алюмінію, знижуючи масову частку літію у готовому продукті. Відомий також спосіб одержання гідроалюмінату літію за авторським свідоцтвом СРСР № 1271014, МПК4 С01 F 7/04, 1984 рік, що включає автоклавну обробку руди оборотним лужноалюмінатним розчином з добавкою вапна, відділення твердого залишку від розчину і розкладання останнього в присутності затравки, який відрізняється тим, що лужно-алюмінатний розчин беруть з концентрацією 100-130 г/дм3 Na2O, 0,5-3,0 г/дм ЫгО, з каустичним модулем 8-10. Додавання вапна ведуть до молярного співвідношення CaO:SiO2 = (1,8-2,0):1,0. При розчиненні гідроксиду або оксиду алюмінію в лужному розчині утворюється лужноалюмінатний розчин. У практиці глиноземного виробництва для характеристики таких розчинів застосовують каустичний модуль оск - відношення кількості Na2O до кількості АІ2Оз у розчині після вилуговування: а к = 1,645 m(Na2O) гл(АІ 2 О 3 )' де: m(Na2O) - маса Na2O; m(AI2O3) - маса АІ 2 О 3 ; 1,645 - відношення молярної маси АІ 2 О 3 до молярної маси Na2O. Розрахунковий модуль оск це розраховане теоретично можливе значення каустичного модуля для випадку повного розчинення оксиду або гідроксиду алюмінію. У практиці автоклавного розкладання мінералів, що містять сполуки алюмінію, каустичний модуль одержаного алюмінатного розчину завжди більший від розрахованого [А.И. Лайнер. Производство глинозема. Металлургиздат. -М., 1961, с 91 - 92]. За даними прикладів до АС СРСР № 1271014 руду, що містить 1,5% Li2O; 15,46% АІ2О3; 74,0% SiO2, завантажують в автоклав, додають розчин, що містить 107-120 г/дм3 Na2O, 0,97-2,55 г/дм3 І_і2О, 3,8-10,8 г/дм3 АІ2О3, ( а к =8,0-9,0) і вапно (оксид кальцію) до молярного співвідношення CaO:SiO2=(1,8-2,0):1,0 і витримують при 300°С С\І 00 со о> 10382 протягом 2 год Вилучення L12O у розчин становить розширення асортименту використовуваної 93,2-95,4% Розчин, що утворюється, охолоджують ЛІТІЄВОВМІСНОІ сировини за рахунок використання до 40°С, вносять затравку (свіжоосаджений петалітової руди Полохівського родовища пдродиалюмінат ЛІТІЮ) І перемішують протягом 10Для автоклавного розкладання брали пе16 год Осад, що утворюється, відокремлюють від талітову руду з Полохівського родовища в Кіроворозчину, промивають і сушать Вихід становить градському уранорудному районі Зразки пе83,0-85,7% талітової руди мали наступний ХІМІЧНИЙ склад, мас % Недоліком цього способу є порівняно значні енергетичні затрати, що зумовлені високою темІ_і2О 0,75, пературою автоклавного вилуговування АІ 2 О 3 14,65, За прототип вибрано відомий спосіб одержанSiO 2 74,19, ня пдроалюмінату ЛІТІЮ, ЩО наведений в авторсь(Na 2 O+K 2 O) 5,20, кому СВІДОЦТВІ СРСР № 1114001, МПК C01F 7/04, ІНШІ елементи 5,21 1983 рік За цим способом лтєвовмісну сировину Петалітову руду подрібнювали до розмірів (сподуменовий, лепідолітовий, цинвальдитовий шматочків - 0 , 2 5 мм Досліди проводили в авто3 концентрат) піддають при температурі 280-320°С клавах ємністю 100 см Нагрівали реакційну суміш автоклавному вилуговуванню оборотним лужним до температури 240-280°С протягом 1-2 годин розчином, що містить вапно у КІЛЬКОСТІ, достатній Різке охолодження (загартовування) здйснювали, для досягнення молярного співвідношення занурюючи автоклав у холодну воду ВІДДІЛЯЛИ CaO SiO2=1 1 , і з концентрацією у перерахунку на тверду фазу від рідкої фази У рідкій фазі визнаNa2O 400-450 г/дм3 У результаті автоклавного чали вміст Na 2 O, L12O, АІ2Оз У твердій фазі визнавилуговування ЛІТІЙ І алюміній переходять у розчали КІЛЬКІСНИЙ вміст Na2O, І_і2О, АІ2Оз, CaO, SiO 2 , чин, утворюючи алюмінати ЛІТІЮ І натрію, а крема також втрати при прожарюванні незем утворює нерозчинний натрієво-кальцієвий Далі можливість здійснення способу, що заявгідросилікат Розчин алюмінату ЛІТІЮ З а к =11-14 ляється, підтверджується наступними прикладами Приклад 1 В автоклав завантажують 8,05 г відокремлюють від твердого залишку Вилучення в петалітової руди наступного складу, % мас І_і2О розчин І_і2О і АІ2Оз з концентрату складає 88-92% 0,75, А АІ2Оз - 14,65, SiO 2 - 74,19, (Na 2 O + К2О) Розчин, що містить 5-6 г/дм3 І_і2О, 35-40 г/дм3 5,2 Додають 5,63г СаО і 40см 3 розчину NaOH з 3 АІ2Оз, 250-350 г/дм Na2OK розбавляють водою до масовою концентрацією у перерахунку на Na 2 O 3 200 г/дм Na2OK, охолоджують до 20-60°С, дода349,7г/дм3 Автоклав нагрівають до температури ють затравку - пдродиалюмінат ЛІТІЮ у КІЛЬКОСТІ 280°С і витримують при цій температурі протягом 100% від маси АІ2О3, що знаходиться у розчині, і 1год Потім автоклав швидко охолоджують у хопри постійному перемішуванні кристалізують лодній воді до кімнатної температури Рідку фазу кінцевий продукт протягом 35-56 годин, вихід якого ВІДДІЛЯЮТЬ від твердого залишку Об'єм рідкої фастановить 73-78% Далі осад промивають водою і зи становив 21см 3 , маса твердого залишку сушать Розчин, що залишився, використовують як 16,08г Аналізують рідку фазу на вміст Na 2 O, AI 2 O 3 оборотний для розкладання нових порцій сировита Li 2 O, а твердий залишок - на вміст АІ2Оз, и 2 О, ни Na 2 O, CaO, SiO 2 , а також втрати при прожарюСпільними ознаками зі способом, що заявванні Дані про склад рідкої та твердої фаз навеляється, є автоклавне розкладання ЛІТІЄВОВМІСНОІ дено у прикладі 1 таблиці За даними аналізів розмінеральної сировини лужним розчином з добавраховують ступінь вилучення АІ2Оз та І_і2О Для кою вапна АІ2Оз ступінь вилучення становить 78,8%, для І_і2О Причинами, що перешкоджають одержанню ступінь вилучення 91,7% потрібного технічного результату, є недостатня Приклад 2 Процес вели так, як описано у призбалансованість параметрів способу-прототипу кладі 1 за винятком того, що завантажували в авВ основу корисної моделі поставлена задача у токлав 9,47г петалітової руди, додавали 6,9г СаО і способі одержання пдроалюмінату ЛІТІЮ ШЛЯХОМ 30см 3 розчину NaOH з масовою концентрацією у ЗМІНИ параметрів способу забезпечити зменшення перерахунку на Na2O 448,9г/дм 3 , автоклав наенергетичних затрат за рахунок зниження темпегрівали до 240°С протягом 2год Дані про склад ратури автоклавного розкладання мінеральної рідкої та твердої фаз, а також про ступінь вилусировини, а також розширити асортимент чення АІ2Оз та Li2O наведено у прикладі 2 таблиці ЛІТІЄВОВМІСНОІ сировини Приклад 3 Процес вели так, як описано у приПоставлена задача вирішується тим, що у кладі 1 за винятком того, що завантажували в авспособі одержання пдро-алюмінату ЛІТІЮ ШЛЯХОМ токлав 8,9г петалітової руди, додавали 6,6г СаО і автоклавного розкладання ЛІТІЄВОВМІСНОІ 40см 3 розчину NaOH з масовою концентрацією у мінеральної сировини лужним розчином з добавперерахунку на Na 2 O 394,3г/дм 3 , автоклав накою вапна, згідно з корисною моделлю, автоклавгрівали до 280°С Дані про склад рідкої та твердої не розкладання ведуть при температурі 240-280°С фаз, а також про ступінь вилучення АІ2Оз та І_і2О протягом 1-2 годин, як лтєвовмісну мінеральну наведено у прикладі 3 таблиці сировину беруть петалітову руду, як лужний розСпосіб, що заявляється, може бути здійснений чин беруть розчин гідроксиду натрію з вмістом на стандартному обладнанні, не потребує викориNa2OK 350-400г/дм3 у КІЛЬКОСТІ, ЩО відповідає розстання дефіцитних реагентів рахованому каустичному модулю від 14 до 18 Технічним результатом способу, що заявляється, є зниження енергетичних затрат, а також і— о 2,38 1,45 19,2 15,8 18,4 1,53 1,05 0,52 16,48 19,11 18,41 34,52 33,45 36,01 СаО 35,80 35,36 35,94 7,80 7,95 7,86 Украї Сиїв, 1 368 О 89,0 92,4 со Ступінь вилучення компонентів, % мас 78,8 84,3 93,1 > ХІМІЧНИЙ склад осадів, % мас 1,03 0,04 0,03 СТВО ОСВІТ Підпи ГО Склад фільтрату, г/дм3 ни 24,5 34,3 33,0 НІСТ 45, о U О) і ш о /ІЦЬКО ГО тз • S О) * г власності р СП го тз ГО О) Витрати при прожарюванні о о р н О г го° о X о тз о S C D X 0) ш о к го * 9 C D ДУЛЬ к £ со Розрахований каустичний мо CD ТЗ X 1 ш СЛ q ^ Температура процесу, °С 1 S со CD CD ТЗ го X Концентрація ВИХІДНОГО розчину, г/дм3 Na2O О № прикладу со