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Verfahren zur Aufarbeitung von Lithiumerzen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zur Aufarbeitung von Lithiumerzen, insbesondere von a- undf-Spodumen,
durch Rösten, um daraus Lithium-und andere Alkalisalze mit hoher Reinheit zu gewinnen.
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Es ist bekannt, Lithium enthaltende Erze in Gegenwart von Calciumcarbonat
zu rösten, anschließend das Röstprodukt mit Wasser auszulaugen und die resultierende
rohe Lithiumcarbonatlösung mittels Salzsäure zu behandeln und das Lithiumchlorid
nach verschiedenen dazwischengeschalteten Reinigungsstufen zu gewinnen. Bei einem
anderen bekannten Verfahren wird das Lithiumerz mit Schwefelsäure unter Röstbedingungen
behandelt, wobei sich das Sulfat bildet, und dieses wird als wäßrige Lösung durch
Auslaugen mit Wasser gewonnen. Bei einem weiteren Verfahren wird das Erz mit Kaliumsulfat
geröstet, um Lithiumsulfat zu bilden, und dieses wird gleichfalls durch Auslaugen
gewonnen. Das durch diese Verfahren erhaltene Lithiumsulfat wird anschließend durch
Behandeln mit Natriumcarbonat zum Lithiumcarbonat umgewandelt, und daraus wird nach
ausgedehnten dazwischengeschalteten Reinigungsstufen technisch reines Lithiumcarbonat
erhalten.
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Aus den USA.-Patentschriften 2 627 452 und 2 726 138 ist es bekannt,
Lithiumerze, insbesondere a- und ß-Spodumen, durch Abrösten mit Calciumcarbonat,
Sand und Calciumchlorid bei etwa 1100 bis l200° C zu behandeln, wobei ein Zementklinker
anfällt und Chloride von Lithium, Natrium und Kalium in Gasform entweichen, die
abgetrennt und in Wasser gelöst werden. Die so erhaltenen Chloridlösungen werden
eingedampft, aus den abgeschiedenen Chloriden werden Kalium- und Natriumchlorid
abgetrennt, und aus der verbleibenden konzentrierten Lithiumsalzlösung wird nur
technisch reines Lithiumchlorid durch Extraktion gewonnen.
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Wenn man auf diese Weise auch zu verhältnismäßig reinem Lithiumchlorid
kommt, so lassen diese bekanntgewordenen Verfahren jedoch noch vieleWünsche offen.
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Aus der präparativen organischen Chemie ist Lithium, sei es als Metall
oder sei es als Salz, nicht mehr wegzudenken, und sogar in manchen großtechnischen
Verfahren ist seine Anwesenheit nicht mehr zu entbehren. Bei diesen Verfahren ist
es aber wesentlich, daß die Reinheit der angewandten Lithiumverbindungen oder des
Lithiums selbst weit über eine technisch reine Qualität hinausgeht. Mittels der
zuletzt geschilderten bekannten Verfahren ist aber eine solche Reinheit nicht erzielbar.
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Hinzu kommt noch, daß Lithiumerze in der Natur verhältnismäßig selten
sind und meist nur geringe Lithiummengen enthalten. Bei den oben geschilderten vorbekannten
Verfahren treten nun beträchtliche Verluste in Lithiumverbindungen dadurch auf,
daß in den abgetrennten Natrium- und Kaliumsalzen als auch in den :Mutterlaugen
immer noch Lithiumverbindungen vorhanden sind, die auf diese Weise der Industrie
mit ihrem steigenden Lithiumbedarf verlorengehen.
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Dieser steigende Bedarf der Industrie an Lithium macht es nun notwendig,
auch diese an sich geringen Mengen nicht verlorengehen zu lassen.
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Es ist deshalb ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, Aufarbeitungsmethoden
aufzuzeigen, die es ermöglichen, auch die geringsten Lithiumsalzmengen der Lithium
verarbeitenden Industrie zu erhalten.
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Aufbauend auf den Verfahren der genannten USA.-Patentschriften betrifft
deshalb die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Aufarbeitung von Lithiumerzen,
insbesondere von a- oder fl-Spodumen, bei dem man die Lithiumerze mit Calciumcarbonat,
Sand und Calciumchlorid bei etwa 1100 bis 1200° C abröstet, den gebildeten
Zementklinker abtrennt und die beim Rösten entweichenden Chloriddämpfe abscheidet
und in Wasser löst, worauf die Chloridlösungen auf Lithium-, Natrium- und Kaliumverbindungen
aufgearbeitet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Weise durchgeführt,
daß man die so erhaltenen Chloridlösungen mit dem in einer nachfolgenden Verfahrensstufe
abgeschiedenen Gemisch aus Natriumchlorid und Lithiumcarbonat versetzt, aus der
so erhaltenen Aufschlämmung festes Natriumchlorid bei einer Temperatur von ungefähr
25 bis 30° C abtrennt, aus der Mutterlauge durch Zusatz von Natriumcarbonat und
Erhitzen auf 60 bis 100° C Lithiumcarbonat ausfällt, die nach dessen Abtrennung
verbleibende Restlösung auf 40 bis 65"/a Feststoffe eindampft und bei 90 bis 100°C
das Gemisch aus
Natriumchlorid und Lithiumcarbonad ausscheidet,
mit dem man die durch Auswaschen der Dämpfe erhaltenen Chloridlösungen versetzt,
und daß man aus der Restlösung durch Abkühlen auf etwa 0 bis 5° C Kaliumchlorid
ausscheidet.
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In einer besonderen Ausführungsform soll das erfindungsgemäße Verfahren
so durchgeführt werden, daß die nach Abtrennung, des Kaliumchlorids verbleibende
Lösung zum Auswaschen der Chloride aus den dem Zementofen entweichenden Dämpfen
benutzt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich somit von den bisher
bekanntgewordenen Verfahren vor allem dadurch, daß das Lithium aus der Lösung der
Chloride in der Wärme als Carbonat ausgefällt wird und daß die verbleibende Mutterlauge,
die Na Cl, K Cl und Li C 03 enthält, aufgearbeitet wird, indem sie auf 40 bis 65%
Feststoffe eingedampft wird, so daß sich bei 90 bis 100° C rohes Natriumchlorid
zusammen mit dem Lithiumcarbonat ausscheidet. Dieses Gemisch von Na
Cl und
Li
CO, wird dann abgetrennt und aus der Mutterlauge K C1 durch Abkühlen auf
etwa 0 bis
5' C isoliert. Wenn es auch an sich bekannt ist, daß sich Lithium
als Carbonat ausfällen läßt und daß sich Na Cl und K Cl auf Grund ihrer verschiedenen
Löslichkeit trennen lassen, so hätte man erwarten müssen, daß die nach Abtrennung
des Lithiumcarbonats verbleibenden Lösungen neben Na Cl und K C1 nur noch wenig
Lithiumcarbonat enthalten würden und daß sie sich bezüglich der Ausscheidung von
Na Cl bzw. K C1 nicht viel anders verhalten würden wie Lösungen, die nur Na Cl und
K C1 enthalten, und daß die letzten Spuren von Lithiumcarbonat durch Umkristallisieren
herausgeholt werden könnten. Die vorliegende Erfindung sieht aber nun an dieser
Stelle eine weitere neuartige Maßnahme vor, bei welcher das durch Lithiumsalz verunreinigte
Na Cl in der durch Auswaschen der den Zementofen verlassenden Dämpfe erhaltenen
Chloridlösung aufgeschlämmt wird, wodurch reines NaCI zu gewinnen und jeglicher
Verlust an Lithium zu vermeiden ist. Dieses Ergebnis ist bei der Zusammensetzung
der Chloridlösung und angesichts des Umstandes, daß es sich dabei überhaupt nicht
um ein Umkristallisieren handelt, als überraschend zu werten. Hinzu kommt noch,
daß aus der Aufschlämmung vor der Behandlung mit Natriumcarbonat festes reines Natriumchlorid
bei einer Temperatur von ungefähr 25 bis
30' C gewonnen wird, was ungefähr
Raumtemperatur entspricht. Da somit reines NaCI bei Raumtemperatur und Kaliumchlorid
bei 0 bis 5'C, der Temperatur des schmelzenden Eises, abgeschieden werden sollen,
werden Temperaturbereiche verwendet, die ohne besondere Maßnahmen in der Technik
leicht einzuhalten sind. Zusammen mit der Vermeidung jeglichen Lithiumverlustes
wird durch das vorliegende Verfahren somit ein Zusammenwirken verfahrenstechnischer
Kautelen zu einem Höchstmaß an Ausbeute und Reinheit der zu gewinnenden Substanzen
erzielt. Beispiel 1 Ein typisches Pegmatit-Erz von Kings Mountain North Carolina
hat folgende Bestandteile in Gewichtsprozent: 32 bis 36% Feldspat, 28 bis 34% Quarz,
26 bis 32% Spodumen, 4 bis 6% Glimmer, 0,03% Casserit (Zinnerz) und 0,01 bis 0,03%
Beryl, und diese Materialien haben folgende durchschnittliche Analysenwerte:
| Spodu- |
| Feldspatl Quarz Glim- Zu- |
| men mer sammen |
| Si 02 . . . . . . . . . 61,29 65,2 98,5 61,9 84,00 |
| A1203 ........ 30,85 22,6 0,4 31,1 15,02 |
| Fee 03 . . . . . . . 0,20 0,07 0,05 0,3 0,09 |
| CaO . . . . . . . . 0,38 0,42 0,2 0,26 |
| Mg0 ....... 0,26 0,18 0,2 0,07 |
| Lit O ........ 6,84 0,32 0,4 1,92 |
| Nag O . . . . . . . . 0,61 6,51 0,62 2,43 |
| K2 0 ......... 0,82 4,32 6,10 1,92 |
Dieses Erz wird zu groben Stücken mit einer Teilchengröße von etwa 2,5 bis 5,1 cm
Durchmesser gebrochen, und anschließend wird das Spodumen daraus abgetrennt, z.
B. durch ein Sink- oder Flotationsverfahren. Die spezifischen Gewichte der Bestandteile
des Pegmatit-Erzes sind folgende:
| Quarz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,65 bis 2,66 |
| Beryl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,68 bis 2,76 |
| Feldspat ................... 2,70 |
| Glimmer . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,80 bis 2,90 |
| Spodumen ................. 3,1 bis 3,2 |
| Casserit ................... 6,8 bis 7,0 |
und die ersten vier können durch «#'ermischen mit einer wäßrigen Ferrosiliziumaufschlämmung
mit einer Flotationsdichte von ungefähr 2,90 abgetrennt werden, indem diese Materialien
dadurch von dem Spodumen und dem Casserit abflotiert werden, wobei sich die letzteren
am Boden absetzen. Bei diesem Verfahren beträgt der durchschnittliche Lithiumgehalt
des Konzentrates ungefähr das Dreifache des rohen Erzes, und die Verwendung eines
solchen Konzentrates erhöht merklich deshalb den Lithiumsalzausstoß pro Röststufe.
Gleichfalls erhöht sich die Ausbeute an Lithiumsalz bezüglich der Menge an angewendetem
Calciumchlorid.
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Das in diesem Konzentrat befindliche Spodumen ist in der harten a-Form,
und dieses wird auf eine Temperatur von 900 bis 1100° C erhitzt, bis es zu der weicheren
ß-Form umgewandelt ist, z. B. durch Rösten in einem gewöhnlichen Brennofen mit gepulverter
Kohle und Luft.
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Das resultierende rohe f-Spodumen kann dann durch einen magnetischen
Abscheider geführt werden, wobei irgendein vorhandenes Eisenoxyd, wenn eine weiße
Art von Zementklinkern erwünscht ist, entfernt wird. Es kann auch einer leichten
Vermahlung unterworfen werden, um grobe Stücke zu entfernen, und diese Art der Aufarbeitung
kann der Eisenoxydabscheidung vorangehen.
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Das rohe ß-Spodutnen wird mit Sand, Calciumcarbonat und Calciumchlorid
vermischt. Der Sand und das Calciumcarbonat, z. B. gut vermahlener Kalkstein, werden
zugefügt, um die Zusammensetzung des Erzrückstandes zu modifizieren, damit ein Portlandzementklinker
mit guten Eigenschaften ermöglicht wird, und das Calciumcarbonat unterstützt dies,
indem es dafür sorgt, daß die Reaktionsmischung in porösem Zustand bleibt und nicht
an den Wänden des Brennofens anbackt. Es wird bevorzugt, diese Bestandteile vor
dem Rösten zusammenzumischen, um eine gute Berührung zwischen ihnen zu erreichen.
Diese Vermischung kann beispielsweise durch Naßvermahlung
herbeigeführt
werden. Die resultierende Mischung hat folgende Zusammensetzung: 100 Teile ß-Spodumen,
64 Teile Sand, 590 Teile Kalkstein und 29,5 Teile Calciumchlorid (als 40o/oige wäßrige
Lösung).
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Diese Mischung wird durch einen Zement-Drehröstofen bei ungefähr 1100
bis 1200° C hindurchgeführt. Höhere Temperaturen sollten vermieden werden, weil
sie dazu neigen, die Mischung zum Schmelzen zu bringen, wodurch verursacht wird,
daß sie zu wenig porös und deshalb zu wenig reaktionsfähig ist, und niedrigere,
obgleich noch wirksame Temperaturen sind insofern weniger erwünscht, da sie keine
vollständige Umsetzung und keine Verflüchtigung der Lithiumverbindung gewährleisten.
Theoretisch sollte das dabei entwickelte gasförmige Material enthalten: 19 Teile
Lithiumchlorid, 1,3 Teile Natriumchlorid und 1,0 Teile Kaliumchlorid, und bei der
Durchführung in der Praxis betragen diese Mengen ungefähr 90 bis 95 0/0.
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Der als Nebenprodukt erhaltene Portlandzementklinker hat folgende
Zusammensetzung:
| S102 . . . . . . . . 23,00o/0 |
| A1203 . . . . . . . 6.220/0 |
| C A O . . . . . . . . 66,600/0 |
| Fe20s ....... 0,044°/0 |
| Mg 0 . . . . . . . . 0,03 0/0 (unter Vernachlässigung |
| des Mg 0 im Kalk). |
Dies stellt einen hochwertigen Zementklinker dar, mit niedrigem Magnesium- und Eisengehalt.
Er wird zu pulverförmigem Zement in gewöhnlicher Weise, z. B. in einer Kugelmühle,
umgewandelt.
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Die gasförmige Mischung, die aus dem Ausfüllende des Brennofens entweicht,
wird vorzugsweise durch einen Wärmeaustauscher geführt, z. B. einen Abhitzekessel,
um soviel wie möglich an Hitze wiederzugewinnen, die für andere Zwecke, z. B. zur
Erzeugung von Dampf, verwendet wird. Bei dieser Verfahrensstufe setzt sich aus dem
gasförmigen Strom Staub ab, und dieser enthält den Hauptanteil der verflüchtigten
Alkalichloride der gasförmigen Mischung; dieser Staub wird gemischt und gerührt
mit Wasser oder der Mutterlauge aus der Kaliumchloridgewinnungsstufe, und im wesentlichen
werden die gesamten löslichen Chloride im Staub dabei gelöst. Es wird ausreichend
Wasser verwendet, um die Aufschlämmung in flüssiger Form zu halten und die Bildung
von Klumpen zu verhüten, um ein Einschließen und Festhalten wesentlicher Mengen
der Alkalichloride zu vermeiden. Diese Aufschlämmung wird filtriert oder zentrifugiert,
und der abgeschiedene Festbestandteil oder Filterkuchen wird zu dem Zementbrennofen
zurückgeführt oder mit dem nächsten Absatz darin eingeführt. Auf diese Weise wird
schließlich der gesamte Gehalt an Alkalichlorid des Staubes als Chlorid wiedergewonnen.
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Andererseits kann der abgeschiedene Staub direkt zu dem Zementbrennofen
zur Wiederbehandlung zurückgeführt werden, wodurch schließlich Verluste an darin
befindlichen Alkalichloriden ausgeschaltet werden.
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Nach der Hindurchführung durch den Wärmeaustauscher wird die gasförmige
Mischung in Berührung mit Wasser oder dem Filtrat oder der Mutterlauge aus der Staubauslaugstufe
gebracht, um irgendwelche darin befindlichen Alkalisalze zu gewinnen, und das restliche
Gas wird verworfen; ausgeführt wird das soeben geschilderte Verfahren vorzugsweise
nach dem Gegenstromprinzip in einem Sprüh- oder Berieselungssturm.
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Andererseits kann die gasförmige Mischung in ihre Festbestandteile
und ihre Gasanteile nach dem Cottrellverfahren getrennt werden, vorzugsweise nach
Hindurchführung durch einen Wärmeaustauscher, oder an Stelle der Hindurchführung
durch einen Wärmeaustauscher. Das ausströmende Gas kann gewaschen oder verworfen
werden, und die Alkalichloride werden aus den Festbestandteilen wie oben beschrieben
gewonnen.
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Bezugnehmend auf die Zeichnung wird das Erz durch die Leitung 1 in
die Mühle 2 geführt, in welcher es sorgfältig vermahlen wird, und anschließend wird
es durch die Leitung 3 zu dem Abscheider 4 geführt, woraus Feldspat, Quarz, Glimmer
usw. durch die Leitung 5 entfernt werden, und das angereicherte a-Spodumen wird
daraus durch die Leitung 6 zu dem Brennofen 7 geführt, in welchem es durch Erhitzung
auf eine Temperatur von 900 bis 1000° C mit durch Leitung 8 eingeführtem Brennstoff
und Luft zu ß-Spodumen umgewandelt wird. Anschließend wird es durch Leitung 9 zu
dem magnetischen Abscheider 10 geführt, aus welchem das Eisenoxyd durch Leitung
11
entfernt wird, und das restliche Material wird durch die Leitung 12 zu
der Mühle 13 gebracht, in welcher es fein gemahlen und anschließend durch die Leitung
14 zu dem Mischer 15 geführt wird. Darinnen wird es mit Sand, Kalkstein und Calciumchlorid
als 40°/oige wäßrige Lösung vermischt, wobei die letzteren Bestandteile durch die
Leitung 16 zugeführt werden. Durch die Leitung 17 können abgetrennte Festbestandteile
oder Filterkuchen im Kreislauf dazu zurückgeführt werden. Die resultierende Mischung
wird durch Leitung 18 zu dem Röstofen 19 geführt, in welchem sie bei einer Temperatur
von 1000 bis 1200° C mit durch Leitung 20 eingeführtem Brennstoff und Luft geröstet
wird. Die als Nebenprodukt anfallenden Portlandzementklinker werden durch die Leitung
21 entfernt, und die entwickelte gasförmige Mischung wird daraus durch Leitung 22
zu dem Abhitzekessel 23 geführt, und der darin niedergeschlagene Staub wird daraus
durch die Leitung 24 zu der Extraktionsanlage 25 geführt, in welcher er mit durch
die Leitung 26 zugeführtem Wasser oder mit der durch die Leitung 27 zugeführten,
im Kreislauf geführten Mutterlauge oder mit beiden in Berührung gebracht wird, und
die resultierende Mischung wird durch die Leitung 28 zu dem Abscheider 29 (Filter
oder Schleuder) gebracht, in welchem die Festbestandteile daraus abgetrennt und
durch die Leitung 17 zum Mischer 15 zurückgeführt werden. Das Filtrat oder die Flüssigkeit
daraus wird über die Leitung 30 zu dem Wäscher 31 gebracht, in welchem es mit durch
Leitung 32 aus dem Abhitzekessel stammenden zugeführten Gasen in Berührung gebracht
wird, und die gewaschenen Gase werden durch die Leitung 33 abgeführt und verworfen.
Die resultierende Chloridlösung wird durch die Leitung 34 zu dem Mischer 35 gebracht,
in welchem sie mit durch Leitung 36 im Kreislauf geführtem Gemisch aus Natriumchlorid
und Lithiumcarbonat und bedarfsweise mit durch Leitung 27a zugeführter Mutterlauge
vermischt wird. Die resultierende Mischung wird durch die Leitung 37 zu der Abtrennvorrichtung
38 geführt (Filter oder Schleuder), in welcher im wesentlichen reines, festes Natriumchlorid
bei 25 bis 30° C abgetrennt und durch die
Leitung 39 entfernt wird.
Das resultierende Filtrat oder die Mutterlauge wird daraus durch die Leitung 40
zu dem Mischer 41 geführt, in welchem es mit wasserfreiem Natriumcarbonat, zugeführt
durch Leitung 42, vermischt und auf eine Temperatur von 60 bis 100° C, z. B. 100°
C, gebracht wird, und die resultierende Mischung wird durch Leitung 43 zu dem Abscheider
44 (Filter oder Schleuder) geführt, in welchem Lithiumcarbonat als Endprodukt und
mit hoher Reinheit bei dieser Temperatur abgetrennt und durch die Leitung 45 abgeführt
wird.
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Das resultierende Filtrat oder Mutterlauge wird durch die Leitung
46 zu dem Verdampfer 47 geführt, in welchem es auf eine Konzentration von ungefähr
55 0fo an Gesamtfestbestandteilen, z. B. durch Entfernen von 100 Teilen Wasser,
eingeengt wird, wobei das entfernte Wasser durch Leitung 48 abgezogen und
verworfen werden kann (oder im Kreislauf zur Extraktionsanlage durch Zuführung in
Leitung 27, nicht gezeigt, geführt werden kann). Die resultierende konzentrierte
Mutterlauge wird daraus durch die Leitung 49 zu dem Abscheider
50 (Filter oder Schleuder) geführt, in welchem rohes, festes Natriumchlorid,
das einen kleinen Anteil an Lithiumcarbonat enthält, bei ungefähr 100° C abgetrennt
und daraus durch Leitung 36 zu dem Mischer 35 zurückgeführt wird. Das resultierende
Filtrat oder die Mutterlauge wird daraus durch die Leitung 51 zu dem Kühler 52 gebracht,
in welchem es auf Temperaturen von 0 bis 5' C abgekühlt wird, und daraus
durch die Leitung 53 zu dem Abscheider 54 (Filter oder Schleuder) geführt wird,
in welchem im wesentlichen reines Kaliumchlorid als Nebenprodukt bei dieser Temperatur
daraus abgetrennt und durch die Leitung 55 entfernt wird. Das resultierende Filtrat
oder die Mutterlauge wird daraus durch die Leitung 27 zu dem Extraktionsgefäß 25
oder bedarfsweise durch Leitung 27a zu dem Mischer 35 zurückgeführt.
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Fiir technische Zwecke wird es bevorzugt, das Verfahren in kontinuierlicher
Weise zu betreiben unter Gewinnung im wesentlichen aller Alkalimetallbestandteile
des Erzes, und zwar als Lithiumcarbonat mit hoher Reinheit und als ziemlich reine
Nebenprodukte Natriumchlorid und Kaliumchlorid, die im wesentlichen frei von Lithiumsalzen
sind, und unter Gewinnung wertvoller Portlandzementklinker. Beispiel 2 Das Verfahren
von Beispiel 1 wird wiederholt, mit dem Unterschied, daß das Pegmatit-Erz vermahlen
und direkt in dem Zementbrennofen verarbeitet wird, wobei das Erz mit so viel Sand,
Calciumcarbonat und Calciumchlorid (z. B. als 40%ige wäßrige Lösung) vermischt wird,
um Zementklinker zu erhalten, die im wesentlichen die gleiche Zusammensetzung wie
im Beispiel 1 haben.
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Während des Röstens werden die anwesenden Alkalimetalle zu ihren Chloriden
umgewandelt, welche in gasförmiger Form entweichen. Das als Calciumchlorid zugefügte
Calcium wird zum Oxyd umgewandelt, welches in den Zementklinkern verbleibt. Der
Kalkstein wird zu Calciumoxyd und Kohlendioxyd umgesetzt und Calciumaluminate, -silikate
und Aluminiumsilikate werden gleichfalls gebildet.
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Vergleichbare Ergebnisse mit den vorigen werden durch zahlreiche Abwandlungen,
wie z. B. den folgenden, erhalten. Das verwendete Erz kann irgendein Erz sein, welches
einen entsprechenden Lithiumgehalt enthält, z. B.:
| Mineral Lithiumgehalt |
| in Gewichtsprozent |
| Spodumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 2 bis 3 |
| Lepidolit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 bis
4 |
| Amblygonit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 bis 9 |
| Triphylit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 bis
6 |
| Petalit ............. .......... 2 bis 4 |
| Zinnwaldit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 bis 3 |
Der Lithiumgehalt derselben kann zu Lithiumchlorid durch Rösten mit Calciumchlorid
umgewandelt werden, und das erwünschte Chlorid entweicht daraus in gasförmigem Zustand
zusammen mit irgendeinem anderen anwesenden Alkalichlorid.
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Der Brennstoff kann Kohle oder ö1 oder Naturgas od. dgl. sein, und
die Luft kann mit Sauerstoff angereichert werden.
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Die rohe, wäßrige Lithiumchloridlösung kann ungefähr 2 bis ungefähr
44 % Lithiumchlorid, vorzugsweise 15 bis 30%, bei Raumtemperatur enthalten. Die
Abtrennung des festen, im wesentlichen reinen N atriumchlorids wird bei einer Temperatur
von ungefähr 25 bis 30' C durchgeführt. Die Abscheidung des Lithiumcarbonates
als Endprodukt mit hoher Reinheit wird bei einer Temperatur in dem Bereich von 60
bis 100° C, vorzugsweise 95 bis 100° C, ausgeführt. Das daraus resultierende Filtrat
oder die Mutterlauge wird auf einen Gesamtfestbestandteilgehalt von 40 bis 65 0/0,
vorzugsweise 50 bis 60 %, eingeengt. Die Konzentration wird möglichst so ausgewählt,
daß sich im wesentlichen kein Kaliumchlorid aus der Lösung bei 90 bis
100' C abscheidet. Das rohe Natriumchlorid wird aus der konzentrierten --Mutterlauge
bei einer Temperatur von 90 bis 100' C, vorzugsweise ungefähr 100° C, abgeschieden.
Das im wesentlichen reine Kaliumchlorid wird aus der resultierenden Mutterlauge
oder dem Filtrat bei einer Temperatur von 0 bis 5' C, vorzugsweise
0' C, abgeschieden.
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Die in der Röstmischung vorhandene Menge an Calciumchlorid ist zumindest
stöchiometrisch gleich dem gesamten vorhandenen Alkali im Erz und vorzugsweise in
einem ungefähr 5- bis 158/oigen Überschuß. Die Menge an 2"-atriumearbonat, die zu
der wäßrigen Chloridlösung hinzugefügt wird, ist zumindest stöchiometrisch gleich
dem darin vorhandenen Lithium und vorzugsweise in einem ungefähr 2- bis S0/aigen
Überschuß.
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Die im Zementbrennofen zu röstende Mischung sollte fein vermahlen
sein (z. B. durchgesiebt durch ein Sieb DIN 0,075 mm lichte Maschenweite = 80 Maschen
je cm) und einen Klinker ermöglichen, der eine durchschnittliche Zusammensetzung
in Gewichtsprozent von 4 bis 11 0/a Aluminiumoxyd und 19 bis 26 % Siliciumoxyd aufweist
und bei dem der Rest im wesentlichen nur aus Calciumoxy d besteht, mit Ausnahme
von nur geringen Mengen an Magnesiumoxyd und Eisenoxyd u. dgl. Das Gewichtsverhältnis
von Siliciumoxyd zu der Summe von Aluminiumoxyd und Eisenoxyd darin liegt in dem
Bereich von 1,7 bis 2,7 und vorzugsweise 2,4 bis 2,7.