Способ гранулирования солей лития

 

Изобретение относится к методам гранулирования солей лития. Сущность изобретения заключается в том, что в камеру вводят соль лития, создают режим "кипящего слоя" путем подачи нагретого теплоносителя и создания разрежения в пределах 5-40 мм вод.ст. Через форсунки при помощи сжатого воздуха подают раствор соли лития и гранулообразователь. По мере увеличения высоты "кипящего слоя" образующиеся гранулы солей лития поступают в узел приемки, а пылевидную фракцию с помощью вытяжного вентилятора направляют в абсорбер, а затем - на дальнейшую переработку. Способ позволяет получать гранулы солей лития, в частности хлорида, бромида лития, стойкие к разрушению, а также увеличить выход готовой продукции. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области химической промышленности, в частности к методам гранулирования солей лития, предназначенных для производства солей лития.

Соли лития обычно получают из карбоната лития или путем взаимодействия с кислотами. Практически все соли щелочных металлов легко растворяются в воде. Только литий образует несколько относительно труднорастворимых солей. Ионы щелочных металлов сильно гидратированы, что объясняет их растворимость в воде. Соли лития часто даже в кристаллическом состоянии содержат молекулы воды. Вследствие этого расфасовке и упаковке солей лития всегда уделяют особое внимание.

Известен способ гранулирования солей щелочных металлов, согласно которому смесь сульфата и хлорида калия расплавляют и гранулируют, приводя в контакт с вращающейся охлаждающей поверхностью (см. WO 96/29287, A1, Dead Sea Works LTD. , 26.09.96, C 01 D 3/22), недостатком которого является то, что при гранулировании солей лития конечный продукт нестоек, легко разлагается и неудобен при хранении и дальнейшем использовании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ гранулирования солей лития, включающий введение солей в камеру, обработку их водным реагентом в режиме турбулентного течения, образование гранул и выпуск гранул из камеры (см. US, 4320105, A, Lithium Corporation of America, 16.03.82, C 01 D 15/00) - прототип. Недостатком данного способа является низкое качество гранул солей лития и невысокий выход конечного продукта.

Технической задачей изобретения является создание такого способа получения гранул солей лития, который позволил бы обеспечить повышение их стойкости к разрушению, что, в конечном итоге, ведет к улучшению условий эксплуатации и увеличению выхода готовой продукции.

Поставленная задача решается тем, что в способе гранулирования солей лития, включающем введение солей в камеру, обработку их водным реагентом в режиме турбулентного течения, образование гранул и выпуск гранул из камеры, согласно изобретению, обработку солей осуществляют в присутствии гранулообразователя, в качестве водного реагента используют раствор соли лития, а обработку солей проводят в режиме "кипящего слоя" с подачей сжатого воздуха, при этом пылевидную фракцию солей лития выводят из камеры для дальнейшей переработки.

Технический результат в максимальной степени достигается при соблюдении следующих условий: - в качестве гранулообразователя используют карбамид, перекись водорода или другой гранулообразователь, который подбирают опытным путем для конкретной соли лития; - в качестве раствора соли лития используют растворы лития хлористого, бромистого или других солей; - обработку солей проводят при разряжении в камере 5-40 мм водного столба; - в качестве теплоносителя подают воздух, нагретый до температуры 380-420^oC; - раствор соли лития подают в диспергированном состоянии; - раствор соли лития подают через форсунки в струе сжатого воздуха; - водный раствор соли лития и гранулообразователь подают одновременно; - водный раствор соли лития и гранулообразователь подают в виде смеси в диспергированном состоянии; - пылевидную фракцию солей лития выводят из камеры путем вытяжки в абсорбер для дальнейшего использования в качестве исходного сырья.

На фиг. 1 изображена установка для гранулирования солей лития. Установка включает камеру 1 "кипящего слоя", люк 2 загрузки солей лития, узел 3 приемки гранул, трубопровод 4 для подачи теплоносителя и абсорбер 5 для выведения пылевидной фракции солей лития. Вентилятор 6 служит для создания разрежения в камере, тара 7 - для упаковки солей лития.

На фиг.2 представлена фотография готовой продукции - гранул солей лития.

Сущность предлагаемого способа поясняется примерами его осуществления.

Пример 1.

В камеру 1 "кипящего слоя" по трубопроводу 4 подают воздух, нагретый до температуры 400^oC, с помощью вытяжного вентилятора 6 создают разрежение 15 мм водного столба. Через люк 2 загружают хлорид лития и гипохлорид лития (LiOCl) для активации процесса реакции (в небольшом количестве). В нижнюю часть камеры через форсунки (не показаны) подают водный раствор хлористого лития в струе сжатого воздуха. Перед подачей в раствор хлористого лития добавляют карбамид ((NH₂)₂CO). При указанных условиях в камере "кипящего слоя" 1 происходят следующие реакции:

Молекулы гидрацина (N₂НK₄) являются активными центрами гранулообразования хлорида лития.

По мере увеличения высоты "кипящего слоя" в камере происходит выбрасывание гранул хлорида лития в узел 3 приемки и дальнейшее транспортирование в упаковочную тару 7.

В "кипящем слое" камеры 1 часть гранул истирается, образуя пылевидную фракцию. При помощи вытяжного вентилятора 6 пылевидную фракцию улавливают в абсорбере 5, из которого соединения направляют на переработку.

Пример 2.

При условиях, описанных в примере 1, в камеру 1 вводят бромид лития. Через форсунки подают водный раствор бромида лития в струе сжатого воздуха. Перед подачей в раствор бромида лития добавляют перекись водорода, В камере 1 "кипящего слоя" перекись водорода разрушается по следующей реакции:
H₂O₂→ H₂O+1/2O₂.
Атомарный кислород является активным центром гранулообразования бромида лития.

Размер получаемых гранул зависит от габаритных параметров рабочей части камеры 1 "кипящего слоя" и может быть изменен путем варьирования режима подачи водного раствора соли лития и гранулообразователя.

Использование предлагаемого способа приводит к повышению качества гранул солей лития путем повышения их стойкости к разрушению и, как следствие, к улучшению условий эксплуатации и к увеличению выхода готовой продукции.

Формула изобретения

1. Способ гранулирования солей лития, включающий введение в камеру, обработку их водным реагентом в режиме турбулентного течения, образование гранул и выпуск гранул из камеры, отличающийся тем, что обработку солей осуществляют в присутствии гранулообразователя, в качестве водного реагента используют раствор соли лития, а обработку солей проводят в режиме "кипящего слоя" с подачей теплоносителя и сжатого воздуха, при этом пылевидную фракцию солей лития выводят из камеры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гранулообразователя используют карбамид, перекись водорода.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве водного реагента используют растворы солей хлористого, бромистого лития.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку солей проводят при разрежении в камере 5-40 мм вод. ст.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве теплоносителя подают воздух, нагретый до температуры 380-420^oC.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор соли лития подают в диспергированном состоянии.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что раствор соли лития подают через форсунки в струе сжатого воздуха.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор соли лития и гранулообразователь подают одновременно.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что водный раствор соли лития и гранулообразователя подают в виде смеси в диспергированном состоянии.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что пылевидную фракцию солей лития выводят из камеры путем вытяжки в абсорбер для дальнейшей переработки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2