ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исторические сведения из "Литий, его химия и технология " Описанные в настоящем разделе способы вскрытия силикатных литиевых минералов были предложены на первых этапах развития литиевой промышленности. В то время стоимость и сложность переработки не имели большого значения, так как масштабы производства лития были незначительны и ограничивались его применением. Вначале основным промышленным минералом был лепидолит, поэтому большая часть способов вскрытия была разработана для него. Однако многие из этих способов пригодны также для разложения сподумена и петалита. [c.121] Общая продолжительность нагревания составляла 8 ч. [c.122] Спекшаяся масса выщелачивалась водой нерастворимый остаток отфильтровывался. Для выделения алюминия к раствору прибавлялся сернокислый калий первые порции алюмокалиевых квасцов были обогащены рубидием и цезием. Для окончательного удаления алюминия раствор обрабатывался углекислым кальцием. После выделения из раствора железа, марганца и кальция щавелевой кислотой и аммиаком получался чистый раствор сульфата лития. Из этого раствора поташем осаждался карбонат лития, осадок промывался водой и сушился при 60°. [c.122] Технический карбонат лития, содержащий примеси кальция, магния, калия и натрия, перечищался по методу Труста [5] пропусканием углекислого газа через суспензию карбоната лития. При этом получался легкорастворимый бикарбонат лития, концентрация которого в растворе составляла 50—60 г л соли в пересчете на карбонат лития. После отделения нерастворимых примесей нестойкая двууглекислая соль разрушалась кипячением,. литий при этом выделялся из раствора в виде карбоната. [c.122] По методу прямого вскрытия лепидолита сульфатизацией долгое время работала фабрика Шеринга в Берлине (метод Фаль-зингера — Шеринга) [4, 6, 7]. Сульфатизация измельченного лепидолита проводилась при нагревании в каменной ванне, вделанной в пламенную печь. Образующиеся в конце процесса комки переносились в печь, где прокаливались до удаления избытка серной кислоты и образовавшейся из лепидолита плавиковой кислоты. [c.122] Полученный спек обрабатывался водой в реакторах, футерованных свинцом. Нерастворимый остаток представлял собой кремнекислоту с примесью неразложившегося лепидолита ( 0,3%). К раствору добавлялся сернокислый калий в количестве, необходимом для образования квасцов, которые кристаллизовались после упаривания раствора в медных котлах. Мелкокристаллический осадок квасцов отделялся на центрифуге. Для окончательного удаления алюминия из раствора к фильтрату при кипячении добавлялось известковое молоко. Для перевода сульфата лития в хлорид раствор обрабатывался хлоридом бария. Полученный раствор хлористого лития упаривался досуха и литий экстрагировался из сухого остатка абсолютным спиртом. [c.122] Кобель [8] впервые указал, что предварительно прокаленные слюды вскрываются кислотами легче, чем сырые минералы. Шреттер [9, 10] использовал этот принцип для получения соединений лития. Минерал прокаливался, измельчался и обрабатывался концентрированной соляной кислотой. Полное вскрытие достигалось только при тонком измельчении огарка. Нерастворимый в кислоте остаток отфильтровывался. После окисления железа азотной кислотой примеси осаждались углекислым аммонием из очищенного раствора литий выделялся в виде карбоната. [c.122] Мерцинский [11] предложил разлагать предварительно про каленный лепидолит серной кислотой. После очистки раствора от примесей углекислым аммонием сульфаты щелочных металлов переводились в хлориды действием хлористого бария. Раствор упаривался досуха и хлористый литий экстрагировался из остатка абсолютным спиртом. [c.123] В промышленном масштабе этот способ применялся на заводах в Саксонии (метод Петерсона) [3, 16]. Лепидолит сплавлялся в пламенной печи в стекловидную массу. Плав гранулировался и измельчался, затем масса обрабатывалась серной кислотой плотностью 1,7 г/ш в количестве, равном весу минерала. Обработка серной кислотой проводилась в освинцованных чанах при тщательном перемешивании и нагревании. Смесь оставлялась на 24 ч, после чего кипятилась с водой. Фильтрат после отделения нерастворимого остатка упаривался до плотности 1,38 г см и кристаллизовался кристаллы содержали рубидий, цезий и калий в виде квасцов. Для осаждения остального алюминия в виде алюмокалиевых квасцов к маточному раствору прибавлялся поташ. После отделения квасцов раствор снова упаривался до плотности 1,32 г/сж , при этом кристаллизовались сульфаты калия и натрия. [c.123] Из очищенного таким образом раствора литий осаждался содой оставшийся в растворе литий выделялся в виде фосфата фосфорнокислым натрием и аммиаком фосфорнокислый литий превращался в гидроокись прокаливанием с окисью кальция с последующей обработкой спека водой. [c.123] В 1932 г. в Советском Союзе под руководством Бурксера [17] проводились работы по применению метода Петерсона для вскрытия отечественного лепидолита. Сырая лепидолитовая руда с содержанием приблизительно 1,2% окиси лития обогащалась вручную. Полученный концентрат имел химический состав, приведенный в табл. 25. [c.123] По второму варианту лепидолит сплавлялся с поташем, добавленным в количестве 0,1—0,2 вес. ч. Сплав после охлаждения измельчался и обрабатывался так же, как и в первом варианте. Для лепидолита пробы 1 добавка 0,1 вес. ч. поташа повысила выход лития в карбонат до 70%, а 0,2 вес. ч. — до 82%. [c.124] Ряд авторов [18—22] описывает вскрытие лепидолита серной кислотой после предварительного спекания с известью. В 1903 г. в США [23] для промышленного получения лития применялось вскрытие предварительно сплавленного сподумена минеральными кислотами. Сподумен плавился в шахтной печи с флюсами для разложения силикатов, расплав гранулировался. Гранулы высушивались со смесью NaHS04 + Na l в пламенной печи литий при этом переходил в хлорид вследствие образования хлористого водорода при взаимодействии бисульфата натрия с хлористым натрием. Сухой остаток обрабатывался водой (рис. 45). Пульпа нейтрализовалась известью, после чего избыток кальция и бария осаждался рассчитанным количеством серной кислоты. Сульфаты и нерастворимый остаток отфильтровывались, промывались водой, причем промывные воды объединялись с фильтратом. Из горячего раствора действием соды осаждался карбонат лития. Полученный углекислый литий тщательно промывался и сушился. Раствор после осаждения карбоната лития упаривался досуха остаток плавился с коксом в вагранке, плав растворялся в воде и из раствора кристаллизовался девятиводный сульфид натрия, являвшийся побочным продуктом производства. [c.124] Большое количество способов предложено для вскрытия силикатных литиевых минералов спеканием или сплавлением с солями щелочных и щелочноземельных элементов. Лепидолит, например, может быть разложен путем сплавления его с солями бария [24]. Для этого смесь измельченного лепидолита сплавляется с карбонатом и сульфатом бария в соотношении 2 2 1. Дальнейшая обработка плава с целью извлечения лития очень сложна, метод не обеспечивает полного извлечения лития из минерала. Аналогичный метод применялся для разложения петалита. [c.124] Берцелиус, Гунц и- Бенуа [21, 25] разработали метод получения литиевых соединений из сподумена путем сплавления минерала со щелочью. Сподумен сплавлялся с едким калием, после чего обрабатывался при кипячении азотной кислотой. Кальций и алюминий осаждались из раствора углекислым аммонием после отделения осадка фильтрат упаривался досуха. Сухой остаток прокаливался с углем, при этом образовывались соответствующие карбонаты. Карбонат калия экстрагировался из спека водой в нерастворимом остатке находился чистый карбонат лития. [c.126] Арфведзон [26] вскрывал лепидолит сплавлением с поташем. В советском патенте [27] так же рекомендуется проводить сплавление лепидолита с поташем. Плав после охлаждения обрабатывается серной кислотой, из раствора литий осаждается в виде карбоната или фосфата. Фукс [28] предложил для вскрытия лепидолита спекание с известью. [c.126] Для вскрытия литиевых минералов могут быть использованы сульфаты различных металлов. В качестве сульфатизирующего агента при спекании применялись сульфаты кальция, магния, железа, натрия и др. [4, 18, 29—31 ]. В США разработан метод вскрытия литиевых минералов бисульфатом калия. Недостатком процесса является получение растворов, сильно загрязненных примесями, так как при сплавлении в растворимую форму переходят многие другие элементы [32]. [c.126] Вскрытие литиевых минералов гипсом или смесью гипс-известь, гипс-известняк исследовалось многими авторами и опробовалось в промышленном масштабе Американской литиевой корпорацией [33—36]. Разложение сподумена смесью гипс-известь, гипс-известняк проводится при температуре 1050—1150° в течение одного-двух часов. Оптимальным является расход гипса в количестве 200% от стехиометрически необходимого и извести или известняка — 75—100% от веса минерала. При этом степень вскрытия минерала составляет 80—85%. [c.126] Вернуться к основной статье