DE1060148B - Verfahren zum Aufschluss von Lithiumerzen mit Alkalisulfat - Google Patents

Description

• Verfahren zum Aufschluß von Lithiumerzen mit Alkalisulfat Im Patent 1037 147 ist ein Verfahren zum Aufschluß von Lithiumerzen mit Alkalisulfat beschrieben, bei dem die Erz-Alkalisulfat-Mischung vor der Glühbehandlung granuliert bzw. pelletisiert wird. Die Formgebung der Erz-Alkalisulfat-Mischung kann unter Zusatz geringer Mengen Schwefelsäure durchgeführt werden. Die Arbeitsweise ist hierbei am Beispiel des Kaliumsulfats erläutert. Es ist jedoch auch bereits angegeben, daß auch Sulfatgemische, z. B. Kaliumsulfat-Natriumsulfat, verwendet werden können.
• Es wurde nun gefunden, daß bei Mitverwen:dung von Natriumsulfat und insbesondere bei Verwendung von Natriumsulfat als alleiniges Alkalisulfat die Schwefelsäure nicht nur als Bindemittel wirkt, sondern die Schwefelsäure für die Aufschlußreaktion erforderlich ist und dementsprechend bemessen werden muß.
• Es war bereits bekannt, daß man lithiumhaltige Erze, insbesondere solche auf Phosphatbasis, durch Glühen mit Natriumbisulfat aufschließen kann, wobei das Lithium in die wasserlösliche Form übergeführt wird. Dieses Verfahren hat sich für silikatische Erze nicht bewährt, da bei diesen Erzen zur Erzielung einer befriedigenden Lithiumausbeute sehr große Mengen an diesem Aufschlußmittel angewandt werden müssen, wodurch ein erheblicher Teil des in dem Erz stets vorhandenen A12 03 mit aufgeschlossen wird. Die Entfernung dieser Mengen A1203 aus den Lithiumlaugen ist mit erheblichen Lithiumverlusten verbunden.
• Arbeitet man beim Lithiumaufschluß in der Weise, daß man vor dem Glühen das Erz-Alkalisulfat-Gemisch zu Körpern formt, die vorzugsweise eine Teilchengröße von 3 bis 8 mm besitzen, wie dies durch Granulieren, Pelletisieren oder Brikettieren vorgenommen werden kann, so ist beim Natriumsulfat eine höhere Azidität erforderlich als beim Kaliumsulfat, um eine genügende Lithiumausbeute zu erhalten. Man arbeitet daher bei der Verwendung von Natriumsulfat als Aufschlußmittel mit einem Gemisch von Natriumsulfat und Schwefelsäure, wobei auf 2',0 Mol Nag S 04 vorzugsweise mindestens 1 Mol H2 S 04 angewandt wird. Beispielsweise verwendet man auf 2 Mol Nag S 04 etwa 1,5 Mol 112 S 04. Eine wesentliche Steigerung des Verhältnisses von H2 S 04: Na," S 04 ist zu vermeiden, da bei einem Verhältnis von H2 S 04: Nag S 04 von 1 : 1, wie es dem Bisulfat entspricht, die oben angegebenen Nachteile auftreten.
• Beim Arbeiten mit Zusätzen von Natriumsulfat und Schwefelsäure wird auch gegebenenfalls ein Teil des im Erz vorhandenen Kaliums mit aufgeschlossen und geht als Kaliumsulfat in Lösung. Führt man die Alkalisulfate aus wirtschaftlichen Gründen nach Ab- trennung- des Lithiüms und gegebenenfalls der mitaufgeschlossenen anderen Alkalimetalle Rubidium und Caesium zu neuem Aufschluß zurück, so. kommt man zwangläufig zu der Verwendung gemischter Sulfate zum Aufschluß. Hierbei wird die Schwefelsäure in der oben angegebenen Menge auf das Natriumsulfat berechnet und das Kaliumsulfat nur bezüglich der Pelletisierung bei der Bemessung der Schwefelsäure berücksichtigt.
• Man kann das Aufschlußgemisch aus Natriumsulfat und Schwefelsäure oder aus Natriumsulfat und Natriumbisulfat ansetzen und auch von Anfang an Kaliumsulfat hinzufügen, jeweils unter Beachtung der oben angegebenen Richtlinien und unter Mitverwendung von genügend Flüssigkeit zum Formen.
• Bei der Verwendung oder Mitverwendung von Natriumsulfat ist es bei der Formung besonders vorteilhaft, diese bei Temperaturen oberhalb 40° C vorzunehmen, da in diesem Temperaturgebiet eine Hydratbildung des Natriumsulfats nicht stattfinden kann. Die Bildung von wasserhaltigem Natriumsulfat (Glaubersalz) ist zu vermeiden, weil sonst die Formlinge, beispielsweise Pellets, beim Erhitzen erweichen können.
• Die Formkörper werden zweckmäßigerweise vor dem eigentlichen Glühprozeß auf etwa 250° C erhitzt, wobei die Mischung so, weit erhärtet, daß die Formkörper ohne Gefahr des Klebens gelagert werden können. Die vorerhitzten Formkörper können dann sehr rasch auf die Reaktionstemperatur von 850 bis 900° C erhitzt werden, ohne daß Sintererscheinungen auftreten. Ausführungsbeispiel 1 100 Gewichtsteile feingemahlener Lepidolith mit 3,95 % Li2 O wurden mit 46,5 Gewichtsteilen Nag S 04 innig gemischt und diese Mischung hierauf auf einem vorgeheizten Schrägteller-Granulator bei einer Temperatur von 80 bis 100° C mit 20 Gewichtsteilen 96%iger Schwefelsäure pelletisiert. Die so erhaltenen Pellets in einer Größe von etwa 8 mm wurden in einem Drehrohr langsam auf 890° C erhitzt, wobei darauf geachtet wurde, daß die Anheizzone bis zu einer Temperatur von 300° C möglichst groß war. Die den Drehrohrofen mit etwa 880° C verlassenden Pellets wurden durch einfache Sickerlaugung ausgelaugt, wobei 92 % des im Erz vorhandenen Lithiums in Lösung gingen. Die Pellets behielten bei der La,ugung ihre ursprüngliche Form, so daß sich eine Filtration der Lauge von dem unlöslichen Rückstand erübrigte. Die Lithiumsulfatlauge wurde durch eine Vorfällung mit wenig Soda von den in geringer Menge in Lösung befindlichen Verunreinigungen, wie Eisen und Tonerde, befreit und hierauf das Lith'ium mit Hilfe von Soda als Lithiumcarbonat ausgefällt. Ausführungsbeispiel 2 100 Gewichtsteile Lepidolith der gleichen Zusammensetzung wie im Beispiel 1 wurden mit 48 Gewichtsteilen einer Alkalisulfatrnischung, die 83% Nag S 04 und 17d/o K2 S 04 enthielt, auf einem Schrägteller-Granulator mit 18 Gewichtsteilen 96%iger Schwefelsäure pelletisiert. Diese Pellets wurden anschließend auf einem Trockenband bei 250°C getrocknet und unmittelbar darauf in einem Drehrohr bei 900°C geglüht. Die das Drehrohr verlassenden geglühten Pellets wurden in einem zylindrischen Gefäß von 1 m Durchmesser und 2 m Höhe, das unten mit einem Rost versehen war, nach Art der Sickerlaugung mit heißem Wasser ausgelaugt. Hierbei gingen 92,5'°/o des im Erz vorhandenen Lithiums neben dem überschüssigen Natrium-Kalium-Sulfat in Lösung. Nach Ausfällung der störenden Verunreinigungen (Fe2 03, A12 03 USW') mit Kalkmilch wurde das Lithium mit Soda als Karbonat gefällt und abfiltriert. Die Lauge wurde eingedampft und hierauf durch Kristallisieren ein Gemisch von Natriumsulfat Kaliumsulfat erhalten, das zu neuem Aufschluß benutzt wurde. Die resultierende Mutterlauge, die entsprechend der Löslichkeit des Lithiumkarbonats noch etwas Lithium gelöst enthielt, wurde zum Auslaugen von neuem Glühgut benutzt, also im Kreislauf geführt.

Claims (4)

1. PATENT ANS PR QCIIE: 1. Verfahren zum Aufschluß von Lithiumerzen mit Alkalisulfat nach Patent 1037 147, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Natriumsulfat als Aufschlußmittel die Menge der mitverwendeten Schwefelsäure so abgestimmt wird, daß pro Mol Nag S 04 mindestens 0,5 Mol H2 S 04 angewandt und vorzugsweise das Mengenverhältnis des Natriumbisulfats nicht überschritten wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die geformte, beispielsweise pelletisierte, granulierte oder brikettierte Mischung mit einer vorzugsweisen Teilchengröße von 3 bis 8 mm vor der Glühbehandlung bei einer Temperatur von etwa 250° C getrocknet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Natriumsulfat und Natriumbisulfat verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zum Aufschluß benutzte Natriumsulfat nach der Abtrennung des in Lösung gegangenen Lithiums und gegebenenfalls Rubidiums und Caesiums, gegebenenfalls zusammen mit dem beim Aufschluß eingebrachten ganz oder teilweise zu neuem Aufschluß zurückgenommen wird.