Способ получения углекислого лития

 

I. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ЛИТИЯ, включающий карбонизацию раствора гидроксида лития, разделение суспензии углекислого лития, сушку осадка продукта, гидратацию пылевидной фракции отходящиз4 газов . да-Л- л. ;.Ч,; и возврат образовавшейся суспензии |на стадию разделения, отличающийся тем, что, с целью повышения однородности гранулометрического состава продукта при одновременном увеличении выхода фракции с большим размером частиц, суспензию пылевидной фракции углекислого лития подвергают рециркуляции в замкнутом цикле до достижения в ней массовой концентрации углекислого лития не более 60 г/л, перед возвратом на стадию разделения насыщают углекислотой до получения раствора с концентрацией бикарбоната лития, равной 8,5- 10,5 мас.%, и из полученного раствоi ра нагреванием вьщеляют в осадок СЛ углекислый литий. 2. Способ по п. 1,отлича ю ,щ и и с я тем, что вьделение осадка углекислого лития ведут при 85-95 С д

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

3 ЛФ

РЕСПУБЛИК

09! (Ш

4(5I) С 01 D 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3554265/23-26 (22) 21.02.83 (46) 30.01.85. Бюл. В 4 (72) Э.Б.Гитис, Ф.И.Стригунов, И.Д.Эайцев, С.К.Соляник, П.Д.Зекцер, Г.А.Трутнев, А.А.Шатов, А.Н.Малахов и B.Ñ.Ñàìóòêèí (53) 66!.834.622(088.8) (56) 1. Патент США Р 2413644,. кл. 23-30, 1946.

2. Технологический регламент

/ производства углекислого лития на

Стерлитамакском ПО "Сода", !98! (прототип). (54) (57) I СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕКИСЛОГО ЛИТИЯ, включающий карбоннзацию раствора гидроксида лития, разделение суспензии углекислого лития, сушку осадка продукта, гидратацию пылевидной фракции отходящиМ газов и возврат образовавшейся суспензии на стадию разделения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения однородности гранулометрического состава продукта при одновременном увеличении выхода фракции с большим размером частиц, суспензию пылевидной фракции углекислого лития подвергают рециркуляции в замкнутом цикле до достижения в ней массовой концент.рации углекислого лития не более

60 г/л, перед возвратом на стадию разделения насыщают углекислотой до получения раствора с концентрацией бикарбоната лития, равной 8,510,5 мас.Х, и из полученного раствора нагреванием выделяют в осадок углекислый литий.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что выцеление осадка углекислого лития ведут при 85-95 С.

t 1137018

Изобретение относится к способу получения углекислого лития, применяемого в производстве электровакуумного стекла, и может быть использовано в химической промышлен » ности

Известен способ получения угле; кислого лития путем карбонизацйи раствора гидроксида лития двуокисью 1и углерода при 20-100 С, отделения

О осадка углекислого лития от образовавшейся суспенэии и его термообраГранулометрический состав

Фракция,мм по снособу прототипу по требованиям ТУ

6-!8-27.

0-79

Отсутствует

0,71 ботки f1) .

15 -0,5+0,4 Не более 1

Не менее 40 28,3

-О;4+0,1

-0,1+0,045

-0,045

Не нори.

27,29

Не более

43,7

Цель изобретения - повышение однородности гранулометрического состава целевого продукта при одновременном увеличении выхода фракции с большим размером частиц.

Пбставленная цель достигается тем, что согласно способу получения углекислого лития, включающему карбонизацию раствора гидроксида лития, разделение образовавшейся суспензии углекислого лития, сушку. осадка целевого продукта, гидратацию пылевидной фракции отходящих газов и возврат образовавшейся суспензии на стадию разделения, суспенэию пыпевидной фракции углекислого лития подвергают рециркуляции в замкнутом цикле до достижения в ней массовой концентрации углекислого лития не более .60 г/л, перед возвратом на стадию разделения насыцают углекислотой до получения раствора с концентрацией бикарбоната лития, равной 8,5-10 мас.X. и нз полученного раствора нагреванием выделяют в осадок углекислый литий.

Выделение осадка углекислоголития ведут при 85-95 С.

О

Отличительными признаками способа являются приемы и режимы переработки суспензии уловленной пылевидной фракции углекислого лития, обуславливающие ее ерекристаллизацню, в результате которой образуются кристаллы углекислого лития, по гранулометриПолучаемый углекислоый литий имеет следующий граиулометрическйй состав(массовая доля фракции,Ж):

Фракция, мм

+0,4 0,84 20

-0,4+О,! 63,0

-О,!+0,045 24,77

-0,045 11,39

Недостатками способа являются большие потери целевого продукта с отходящими газами в процессе термообработки осадка углекислого лития.

Потери продукта пылевидной фракции составляют до 40Х.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения углекислого лития путем карбоннзации раствора гидроксида лития двуокисью углерода, разделения образовавшейся суспензии углекислого

35 лития, сушку осадка целевого продукта с последующим мокрщч,улавливанием пылевидной фракции из отходящих газов и возвратом супенэни углекнслого лития в процесс на

40 стадию разделения или на смещение с основной суспензией углекислого лития перед ее разделением.

Он позволяет практически полностью устранить потери продукта в виде пыли, поскольку они не превышают

0,1Ж $2) .

Недостаток способа - неоднородность гранулометрического состава целевого продукта из-за разбавления его мелкой фракцией, уловленной из отходящих газов. Получаемьй по дан-. ному способу продукт по гранулометри-55 ческому составу не отвечает требованиям ТУ 6-18-27, 0-79 "Литий углекислый".

+0,5 Отсутствует

i)37078 4 ческому составу соответствующие предъявляемым требованиям.

Рециркуляция суспенэии углекисло- . го лития, образовавшейся после улавливания его пыли, до концентрации, превышающей 60 г/л, приводит к тому, что на стадии насыщения такой сус- . пенэии углекислотой появляются кристаллы углекислого лития, которые на последующих стадиях процесса, 16 в частности, на стадии нагрева для выделения в осадок углекислого лития, выполняют роль затравки, что может приводить лишь к незначительному укрупнению кристаллов В конеч- 15 ном продукте, а в ряде случаев оказывает прямо противоположное действие, так как указанные кристаллы затравки не могут адсорбировать на своей поверхности достаточное количество растворенного вещества, что, -в конечном итоге, не приводит к росту кристаллов и отрицательно . сказывается на гранулометрии целевого продукта. Оптимальной является массовая концентрация Lt СО34560 г/л в насыщаемой углекислотой суспензии.

При более низких концентрациях цель достигается, однако в этом случае резко увеличивается количество циклов переработки суспенэии, что сопряжено с увеличением энергетических затрат, установкой дополнительного оборудования и появлением ° большого количества жидкой фазы в З5 системе.

Превышение в растворе массовой концентрации бикарбоната лития .более l0,5X приводит к тому, что в этом случае имеет место одновремен- 40 но с процессом растворения осадка углекислого пития обратный процесс выпадения. кристаллов, т.е. концентрация приближается к области пересыщения по бикарбонату, а при- 45 сутствие кристаллов отрицательно . .сказывается в процессе нагрева при .выделении в осадок углекислого лития на гранулометрню продукта.

Способ осуп6Вствляется следующим . 5а образом.

Раствор гидроксида лития с массовой концентрацией, равной 6-83, подают в реактор, где карбонизуют углекислотой с образованием суспен- 55 эии углекислого лития. Полученную суспенэив через промежуточный сбор ник суспензии передают на стадию разделения — барабанный вакуумфильтр. Осадок углекислого лития подвергают сушке и грануляции во вращающейся барабанной сушилке. Отходящие из печи газы проходят мокрув очистку в системе турбулентных промывателей, орошаемых фильтратом со стадии разделения, циркулирующим в замкнутом контуре через сборник орошающей суспенэни. После достижения в суспенэии массовой концентра-, ции i CO 45-60 г/л, но не более, последнюю перекачивают в реактор, снабженный паровой рубашкой, через которую суспензию охлаждают технической водой до 25 С н насыщают углекислым газом, подаваемым через вмонтированное газораспределительное устройство, до перехода углекислого лития в бикарбонат лития.. При достижении в растворе массовой концентрации бикарбаната лития 8,5"t0,Я отключают подачу. углекислоты и раст- . вор нагревают в этом же аппарате через паровую рубашку паром до 8595 С и выдерживают при этой темпера0 туре до практически полного выпадения в осадок углекислого лития. Полученную в результате такой перекристаллиэации суспеяэию углекислого лития передают в промежуточный сборник суспензии на стадии разделения, откуда затем она поступает с общим потоком суспенэии на барабанный вакуум-фильтр.

Пример l. 7 ° 5 м раствора гидроксида лития с содержанием массовой доли,1ОН 7,8Х подают в реактор, где карбониэуют углекислотой при 90 С в течение 50 мии. Сус0 пензив углекислого лития через промежуточный сборник направляют на разделение на барабанный шакрмфильтр, откуда осадок поступает в барабанную вращающуюся жечь, где его подвергают термообработке, затеи продукт охлаждают в барабанном холодильнике. Отходящие из печи газы подвергают мокрой очистке от пыли углекислого лития в замкнутом цикле, состоящем as двух последовательно установленных турбулентных промыва-:. телей и сборника орошавщей суслензиш.

При достижении в сусленэии массовой доли твердой взвеси t.iC0 45,8 г/л отбирают 4,5 и и лодавт в другой реактор, где охлаждают технической водой через паровую рубашку реактора до 25 С и насьацавт углекисльве газом, 0

1137078

Насыщение ведут до достижения в растворе массовой доли бикарбоната лития 8,5%. Полученный раствор затем нагревают паром через паровую рубашку в этом же реакторе до 95 С .и вью. держивают при этой температуре в течение 2 ч. Образовавшуюся суспензию углекислого лития передают на смешение с суспензией основного потока в промежуточный сборник суспензии, где присоединяют к основному потоку, подаваемому на фильтрацию.

После фильтрации и термообработки получают 1010 кг углекислого лития следующего гранулометрического состава(массовая доля фракции,%).

Фракция, мм

+0,4 0,37

-0,4+0,1 49,25

-0,1+0,045 34,74

-0,045 15,64

Пример 2. 7,5 м раствора гидроксида лития с содержанием массовой доли LiОН 6,6 подают в реактор, где карбонизируют углекислотой при 90 С в течение 40 мин. Суспензию углекислого лития через промежуточный сборник направляют на разделение на барабанный вакуум-фильтр, откуда осадок поступает в барабанную вращающуюся печь, где его подвергают термообработке и затем охлаждают в барабанном холодильнике. Отходящие из печи газы подвергают мокрой очистке от пыли углекислого лития в замкнутом цикле, состоящем из двух последовательно установленных турбулентных промывателей и сборника орошающей суспензии. При достижении в суспензии массовой дали твердой взвеси 1,jCOy 53,7 г/л отбирают 4,5 м из сборника орошающей суспензии и подают в другой реактор, где охлаждают технической водой, подаваемой через паровую рубашку реактора, до

25ОС, насыщают углекислым газом до получения раствора с массовой долей бикарбоната лития 9,5 . Полученный раствор нагревают паром через паровую рубашку в этом же реакторе. до

95 С и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. Образовавшуюся сусйензию углекислого лития гередают на смешение с основным потоком суспензии в промежуточный сборник суспензии, откуда она поступает на барабанныи вакуум-фильтр. После фильтрации и термообработки получают

-847 кг углекислого лития следующего гранулометрического состава(массовая долл фракции, ):

Фракция, мм

0,81

56,86

30,19 !

2,14

+0,4

5 -0,4+0,1

-0,1+0,045

-0,045

После фильтрации и термообработки получают 915 кг углекислого лития следу пцего гранулометрического состава(массовая доля фракции,X):

Фракция, мм

50 +0,4 0,79

-0,4+О, l 54, 71

-О, 1+О, 045 28,41

-0,045 16,09

55 Граиулометрический состав целевого продукта, получаемого при запредельных значениях концентраций

ЦСО и 1. НСО, приведен в таблице, !

Пример 3. 7,5 м раствора

10 гидроксида лития с содержанием мас- совой доли LI ОН 7,1 подают в реактор, где карбонизуют углекислотой при 90 С в течение 45 мин. СуспенО зию углекислого лития через промежуточный сборник направляют .на разделе.ние на барабанный вакуум-фильтр, откуда осадок поступает в барабанную вращающуюся печь, где его подвергают термообработке и затем охлаждают в барабанном холодильнике. Отходящие из печи газы подвергают мокрой очистке от пыли углекислого лития в замкнутом цикле, состоящем из двух последовательно установленных турбулентных промывателей и сборника орошающей суспензии. При достижении в суспензии массовой доли твердой взвеси l,iCO>59,7 г/л 4,5 м суспензии

3 отбирают из сборника орошающей суспензии и подают в реактор, где охлаждают технической водой через паровую рубашку реактора до 25 С и насьпцают

О углекислым газом до получения раствора с массовой долей бикарбоната лития 10,5%. Полученный раствор нагревают паром через паровую рубашку в этом же реакторе до 95ОС и выдерживают при этой температуре в течение 2 ч. Образовавшуюся суспензию углекислого лития передают на смешение с суспензией основного потока в промежуточный сборник суспензии, откуда она поступает на барабанный вакуум-фильтр.

1137078

Гранулометрический состав(массовая доля фракции,X) Условия опыта т

-0,4- -0,1+О,l мм + 0,045

+0,4 мм

-0,04

Массовая концентрация суспензии ). СО 65 г/л

28,4 20,4 50,)8

1,02

Массовая доля LiHCO в жидкой фазе SX

31,6 10,38 56,71

1,31

Массо ая доля LiHCO в жидкой фазе 10,8Х

56, 72

0,48

5,7 37,1

Составитель С Лотхова

Редактор Н.Киштулинец Техред А.Еикемезей КорректорЛ.Пилипенко

Заказ 10454/)7 Тираж 462 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, выход за указанные концентрационные пределы не обеспечивает получение углекислого лития требуемой улучшенной гранулометрии.

Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа по сравнению с известным является улучшение гранулометрического состава получаемого углекислого лития, благодаря чему он практически весь соответствует требованиям ТУ 6-)8-27.0-79. Это позво." ляет в производстве электровакуумного стекла увеличить выход годных кинескопов, сократить брак по стеклу .