Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов - RU2019130117A

1. Способ получения моногидрата гидроксида лития высокой степени чистоты из поликомпонентных литиеносных рассолов, включающий сорбционное выделение из рассола первичного литиевого концентрата на сорбционно-десорбционных колоннах с неподвижным слоем селективного к LiCl гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl в виде водного раствора, содержащего хлорид лития на уровне 4-6 кг/м³ и макрокомпоненты рассола в виде примесей, обратноосмотическое концентрирование первичного литиевого концентрата с получением потока пермиата в виде деминерализованного водного раствора и потока обратноосмотического литиевого концентрата с общей минерализацией 50-60 кг/м³, реагентное удаление кальция и магния в виде нерастворимых соединений из хлоридного литиевого концентрата, декарбонизацию очищенного от кальция и магния хлоридного литиевого концентрата путем подкисления, электродиализное концентрирование очищенного от кальция и магния и декарбонизированного хлоридного литиевого концентрата с получением потока литийсодержащего диализата, смешиваемого с первичным литиевым концентратом перед операцией его обратноосмотического концентрирования и потока электродиализного литиевого концентрата, глубокую ионообменную очистку хлоридного литиевого концентрата на ионите Lewatit 208-TP в Li-форме с последующими кислотной и щелочной стадиями регенерации отработанного ионита и переработкой образующихся литийсодержащих регенерационных растворов, упаривание прошедшего ионообменную очистку хлоридного литиевого концентрата с высаливанием хлоридов натрия и калия, получение продуктивного хлоридного литиевого раствора путем разбавления упаренного хлоридного литиевого концентрата деминерализованной водой в виде конденсата сокового пара операций упаривания, электрохимическую конверсию мембранным электролизом продуктивного хлоридного литиевого раствора с получением катодного водорода, анодного хлора, утилизируемого в хлорсодержащие товарные продукты и водного раствора гидроксида лития, упаривание раствора LiOH, кристаллизацию LiOH^.H₂O, промывку и сушку кристаллов, отличающийся тем, что исходный поликомпонентный литиеносный рассол перед селективным из него извлечением LiCl с использованием гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl очищают от твердофазных примесей фильтрацией, получая продуктивный литиеносный рассол, основной поток которого направляют на операцию селективного извлечения LiCl, а заданную часть потока используют для регенерации отработанных фильтров, подавая образующийся отработанный регенерат фильтров на осветление, осветлённый регенерат смешивают с исходным поликомпонентным литиеносным рассолом, направленным на операцию фильтрации, сгущенный регенерат подвергают осадительному центрифугированию, смешивая образующийся фугат с осветленным регенератом, в свою очередь подаваемым на смешение с исходным поликомпонентным природным литиеносным рассолом, выгружаемый при центрифугировании осадок твердофазных примесей захоранивают, продуктивный литиеносный рассол пропускают в режиме фильтрации через слой гранулированного сорбента в колонне до появления проскоковой концентрации LiCl в потоке на выходе из колонны, фильтрацию рассола через насыщенный LiCl слой гранулированного сорбента прекращают, оставшийся в колонне продуктивный рассол вытесняют из колонны первой порцией оборотной литийсодержащей промывной жидкостью, фильтруемой через слой сорбента порционно, и смешивают с продуктивным литиеносным рассолом, количество порций определяют заданным уровнем остаточного содержания макрокомпонентов рассола в сорбенте, находящемся в колонне, при этом в качестве последней порции промывной жидкости используют пресную воду, первую порцию, находящейся в колонне отработанной литийсодержащей промывной жидкости, вытесняют второй порцией литиеносной промывной жидкости и также смешивают с продуктивным литиеносным рассолом, вторую и последующие порции промывной литийсодержащей жидкости используют в следующем цикле вытеснения рассола из насыщенного LiCl слоя гранулированного сорбента, первичный литиевый концентрат – водный раствор LiCl с содержанием макрокомпонентов рассола в виде примесей получают фильтрацией заданного объема пресной воды через слой сорбента в колонне после завершения стадии удаления продуктивного рассола, полученный поток первичного литиевого концентрата декарбонизируют подкислением и направляют на операцию нанофильтрации для безреагентной очистки от основного количества примесей в виде магния, кальция и сульфат ионов, основной поток очищенного нанофильтрацией от магния, кальция и сульфат ионов первичного литиевого концентрата, обогащенного литием, направляют на операцию обратноосмотического концентрирования, а сбросной поток, обогащенный магнием и кальцием, смешивают с продуктивным литиеносным рассолом, поток электродиализного хлоридного литиевого концентрата, образующийся после электродиализного концентрирования обратноосмотического литиевого концентрата подвергают реагентной очистке от кальция, магния и сульфат-ионов, смешивая его с раствором бикарбоната лития, полученного обработкой углекислым газом заданного объема отработанного упаренного католита, отработанным щелочным регенератом и хлоридом бария, реагентно очищенный электродиализный хлоридный литиевый концентрат отделяют от образующегося осадка примесей фильтрацией, осадок промывают деминерализованной водой, образовавшийся отработанный промывной раствор смешивают с основным потоком очищенного нанофильтрацией первичного литиевого концентрата, а реагентно очищенный электродиализный хлоридный литиевый концентрат после подкисления соляной кислотой до рН=6-8 направляют на глубокую ионообменную очистку от остаточного количества примесей, используя при этом образующийся в результате кислотной регенерации отработанного ионита отработанный кислотный регенерат в качестве вспомогательного подкисляющего агента на операции декарбонизации первичного литиевого концентрата перед его нанофильтрацией и, переводя отрегенерированный раствором соляной кислоты ионит Lewatit 208-TP в литий форму заданным объемом отработанного упаренного католита, а образующийся отработанный щелочной регенерат направляют в качестве реагента на операцию реагентной очистки электродиализного хлоридного литиевого концентрата, поток выводимого на операции электролиза отработанного содержащего сульфат-ионы анолита направляют в качестве основного подкисляющего агента на операцию декарбонизации первичного литиевого концентрата, отделение высоленных из прошедшего глубокую ионообменную очистку и упаренного электродиализного хлоридного раствора кристаллов NaCl, KCl и Na₂B₂O₇^.10H₂O осуществляют центрифугированием с последующей их отмывкой заданным объемом деминерализованной воды от остатков литийсодержащего маточного раствора операции упаривания очищенного электродиализного хлоридного литиевого концентрата и смешением образующегося отработанного литийсодержащего раствора с очищенным электродиализным хлоридным литиевым концентратом перед его упариванием, получение концентрированной соляной кислоты водной абсорбцией при охлаждении хлористого водорода, производимого сжиганием очищенного от остатков католита потока катодного водорода в потоке очищенного от остатков анолита анодного хлора.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный упаренный католит после использования его заданных объемов для перевода ионита Lewatit 208-TP в Li-форму, подщелачивания электродиализного литиевого концентрата до заданного показателя рН на операции его реагентной очистки, направляют на смешение с оборотным, содержащим NaHCO₃, KHCO₃ и LiHCO₃ бикарбонатным раствором, образующуюся при смешении пульпу Li₂CO₃ в карбонатном растворе Na₂CO₃, K₂CO₃, Li₂CO₃ концентрируют удалением заданного количества воды путем барботажа через нее нагретого выше 100°С заданного объема атмосферного воздуха, твердую фазу образовавшегося карбоната лития отделяют от упаренного карбонатного раствора центрифугированием, карбонатный раствор обрабатывают углекислым газом до полного перевода карбонатов в бикарбонаты, выпавшие в осадок бикарбонаты натрия и калия отфильтровывают, промывают деминерализованной водой, образующийся отработанный литийсодержащий бикарбонатный раствор направляют на смешение с отработанным упаренным католитом, полученный при этом карбонат лития промывают деминерализованной водой, получая после сушки и фасовки товарный карбонат лития высокой степени чистоты, образовавшийся в результате промывки Li₂CO₃ отработанный промывной литийсодержащий карбонатный раствор направляют либо на операцию смешения с отработанным упаренным католитом и оборотным бикарбонатным литийсодержащим раствором и концентрирования упариванием либо на операцию реагентной очистки электродиализного литиевого концентрата, полученные кристаллы NaHCO₃ и KHCO₃ сушат и используют на хознужды или после декарбонизации раствором соляной кислоты смешивают с отработанным по литию маточным рассолом.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что мелкую фракцию сорбента ДГАЛ-Cl, содержащуюся в потоках отработанного по литию маточного рассола, вытесненную из слоя сорбента продуктивного литиеносного рассола и отработанной промывной литийсодержащей жидкости выводят фильтрацией этих потоков на фильтрах тонкой очистки, уловленные на фильтрах частицы селективного сорбента ДГАЛ-Cl возвращают на производство гранулированного селективного сорбента ДГАЛ-Cl.