DE1093783B - Process for the processing of lithium ores - Google Patents
Process for the processing of lithium oresInfo
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Description
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.Process for the processing of lithium ores The invention relates refer to a process for the processing of lithium ores, in particular a- and f-spodumene, by roasting in order to obtain lithium and other alkali salts with a high degree of purity.
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.It is known to use ores containing lithium in the presence of calcium carbonate to roast, then leach the roasted product with water and the resulting To treat crude lithium carbonate solution using hydrochloric acid and the lithium chloride after various intermediate purification stages. At a Another known method is the lithium ore with sulfuric acid under roasting conditions treated, whereby the sulfate forms, and this is as an aqueous solution by Leaching obtained with water. Another method involves using potassium sulfate to fill the ore roasted to form lithium sulfate, and this is also leached won. The lithium sulfate obtained by this process is then through Treating with sodium carbonate is converted to lithium carbonate, and it becomes after extensive intermediate purification stages of technically pure lithium carbonate obtain.
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.From U.S. Patents 2,627,452 and 2,726,138 it is known Lithium ores, especially a- and ß-spodumene, by roasting with calcium carbonate, Treat sand and calcium chloride at around 1100 to 1200 ° C, using a cement clinker accumulates and chlorides of lithium, sodium and potassium escape in gaseous form, which separated and dissolved in water. The chloride solutions thus obtained are evaporated, the separated chlorides become potassium and sodium chloride separated, and from the remaining concentrated lithium salt solution only becomes technically pure lithium chloride obtained by extraction.
Wenn man auf diese Weise auch zu verhältnismäßig reinem Lithiumchlorid kommt, so lassen diese bekanntgewordenen Verfahren jedoch noch vieleWünsche offen.If in this way you also get relatively pure lithium chloride comes, these known processes leave much to be desired.
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.Lithium is from preparative organic chemistry, be it as a metal or be it as salt, indispensable, and even in some large-scale Proceedings can no longer be dispensed with. With this procedure is but it is essential that the purity of the lithium compounds used or the Lithium itself goes far beyond a technically pure quality. Using the However, such purity cannot be achieved in the known processes described last.
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.In addition, lithium ores are relatively rare in nature and usually only contain small amounts of lithium. In the previously known ones described above Processes now lead to considerable losses in lithium compounds by that in the separated sodium and potassium salts as well as in the: mother liquors Lithium compounds are still present in this way of the industry are lost with their increasing lithium demand.
Dieser steigende Bedarf der Industrie an Lithium macht es nun notwendig, auch diese an sich geringen Mengen nicht verlorengehen zu lassen.This increasing industrial demand for lithium now makes it necessary to not to let these per se small amounts get lost.
Es ist deshalb ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung, Aufarbeitungsmethoden aufzuzeigen, die es ermöglichen, auch die geringsten Lithiumsalzmengen der Lithium verarbeitenden Industrie zu erhalten.It is therefore a primary object of the present invention to work up methods to show that make it possible to use even the smallest amounts of lithium salts of lithium manufacturing industry.
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.Based on the process of the US patents mentioned, the present invention therefore relates to a process for processing lithium ores, in particular a- or fl-spodumene, in which the lithium ores are roasted with calcium carbonate, sand and calcium chloride at about 1100 to 1200 ° C , separates the cement clinker that has formed and separates the chloride vapors that escape during roasting and dissolves them in water, whereupon the chloride solutions are worked up to lithium, sodium and potassium compounds. The process according to the invention is carried out in such a way that the chloride solutions thus obtained are admixed with the mixture of sodium chloride and lithium carbonate deposited in a subsequent process stage, and solid sodium chloride is separated from the resulting slurry at a temperature of about 25 to 30 ° C, from which Mother liquor precipitates by adding sodium carbonate and heating to 60 to 100 ° C lithium carbonate, the residual solution remaining after its separation evaporates to 40 to 65 "/ a solids and at 90 to 100 ° C the mixture of sodium chloride and lithium carbonate, with which the chloride solutions obtained by washing out the vapors are added, and potassium chloride is precipitated from the residual solution by cooling to about 0 to 5 ° C.
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.In a particular embodiment, the method according to the invention should be carried out so that the remaining after separation of the potassium chloride Solution for washing out the chlorides from the vapors escaping from the cement kiln is used.
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:
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.The spodumene in this concentrate is in the hard a-form, and this is heated to a temperature of 900 to 1100 ° C until it becomes softer ß-form is converted, e.g. B. by roasting in an ordinary kiln with powdered Coal and air.
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.The resulting crude f-spodumene can then be passed through a magnetic Separators are led, with any iron oxide present, if any white Type of cement clinker desired is removed. It can also be a light one Are subjected to grinding to remove coarse pieces, and this type of work-up can precede the iron oxide deposition.
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).The raw ß-Spodutnen is done with sand, calcium carbonate and calcium chloride mixed. The sand and calcium carbonate, e.g. B. well-ground limestone added to modify the composition of the ore residue to make a portland cement clinker with good properties is made possible, and the calcium carbonate supports this, by making the reaction mixture remain in a porous state and not Baked on the walls of the kiln. It is preferred to have these ingredients before Mix together before roasting to achieve a good touch between them. This mixing can be done, for example, by wet milling brought about will. The resulting mixture has the following composition: 100 parts of ß-spodumene, 64 parts of sand, 590 parts of limestone and 29.5 parts of calcium chloride (as 40% aqueous Solution).
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.This mixture is passed through a cement rotary roasting furnace at approximately 1100 passed through up to 1200 ° C. Higher temperatures should be avoided because they tend to melt the mixture, causing that it is not porous enough and therefore not reactive enough, and lower, temperatures, although still effective, are less desirable in that they are none Ensure complete conversion and no volatilization of the lithium compound. Theoretically, the gaseous material developed should contain: 19 parts Lithium chloride, 1.3 parts sodium chloride and 1.0 part potassium chloride, and at the In practice, these amounts are approximately 90 to 95%.
Der als Nebenprodukt erhaltene Portlandzementklinker hat folgende
Zusammensetzung:
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.The gaseous mixture that escapes from the filling end of the kiln is preferably passed through a heat exchanger, e.g. B. a waste heat boiler, to recover as much heat as possible, which may be used for other purposes, e.g. B. to Generation of steam. At this stage of the process, the gaseous flow of dust, and this contains most of the volatilized Alkali chlorides of the gaseous mixture; this dust is mixed and stirred with water or the mother liquor from the potassium chloride recovery stage, and essentially all soluble chlorides in the dust are thereby dissolved. It will be sufficient Water is used to keep the slurry in liquid form and keep it forming of lumps to prevent entrapment and retention of substantial quantities to avoid the alkali chlorides. This slurry is filtered or centrifuged, and the separated solid matter or filter cake becomes the cement kiln returned or introduced in the next paragraph. That way will eventually the entire alkali chloride content of the dust is recovered as chloride.
Andererseits kann der abgeschiedene Staub direkt zu dem Zementbrennofen zur Wiederbehandlung zurückgeführt werden, wodurch schließlich Verluste an darin befindlichen Alkalichloriden ausgeschaltet werden.On the other hand, the separated dust can go directly to the cement kiln be returned for re-treatment, ultimately resulting in losses in it Any alkali chlorides present are switched off.
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.After passing through the heat exchanger, the gaseous Mixture in contact with water or the filtrate or mother liquor from the dust leaching stage brought to recover any alkali salts contained therein, and the remainder Gas is discarded; the method just described is preferably carried out according to the countercurrent principle in a spray or sprinkling storm.
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.On the other hand, the gaseous mixture can be broken down into its solid components and their gas fractions are separated according to the Cottrell process, preferably according to Passing through a heat exchanger, or instead of passing through through a heat exchanger. The escaping gas can be washed or discarded and the alkali chlorides are made from the solid components as described above won.
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.Referring to the drawing, the ore is fed through line 1 into mill 2, in which it is carefully ground, and then it is fed through line 3 to separator 4, from which feldspar, quartz, mica, etc., through line 5 are removed, and the enriched α-spodumene is led therefrom through the line 6 to the kiln 7, in which it is converted to β-spodumene by heating to a temperature of 900 to 1000 ° C. with fuel and air introduced through line 8. Then it is fed through line 9 to the magnetic separator 10, from which the iron oxide is removed through line 11 , and the remaining material is brought through line 12 to the mill 13, in which it is finely ground and then through line 14 to the mixer 15 is performed. There it is mixed with sand, limestone and calcium chloride as a 40% aqueous solution, the latter constituents being fed through line 16. Through the line 17, separated solid components or filter cakes can be returned to it in the circuit. The resulting mixture is fed through line 18 to the roasting furnace 19, in which it is roasted at a temperature of 1000 to 1200 ° C. with fuel and air introduced through line 20. The Portland cement clinker produced as a by-product is removed through line 21, and the evolved gaseous mixture is conducted therefrom through line 22 to the waste heat boiler 23, and the dust precipitated therein is conducted therefrom through line 24 to the extraction plant 25, in which it is carried along the line 26 supplied water or with the supplied through the line 27, circulated mother liquor or both is brought into contact, and the resulting mixture is brought through the line 28 to the separator 29 (filter or centrifugal), in which the solids separated therefrom and returned through line 17 to mixer 15. The filtrate or the liquid therefrom is brought via line 30 to the scrubber 31, in which it is brought into contact with gases supplied from the waste heat boiler through line 32, and the washed gases are discharged through line 33 and discarded. The resulting chloride solution is brought through line 34 to mixer 35, in which it is mixed with a mixture of sodium chloride and lithium carbonate circulated through line 36 and, if necessary, with mother liquor fed in through line 27a. The resulting mixture is passed through line 37 to the separation device 38 (filter or centrifuge), in which essentially pure, solid sodium chloride is separated off at 25 to 30.degree. C. and removed through line 39. The resulting filtrate or mother liquor is fed therefrom through line 40 to mixer 41, in which it is mixed with anhydrous sodium carbonate fed through line 42 and heated to a temperature of 60 to 100 ° C, e.g. B. 100 ° C, is brought, and the resulting mixture is passed through line 43 to the separator 44 (filter or centrifugal), in which lithium carbonate is separated as the end product and with high purity at this temperature and discharged through line 45.
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.The resulting filtrate or mother liquor is passed through line 46 to evaporator 47, in which it is reduced to a concentration of about 550 fo of total solids, e.g. B. by removing 100 parts of water, is concentrated, wherein the removed water can be drawn off through line 48 and discarded (or can be circulated to the extraction plant by feeding in line 27, not shown). The resulting concentrated mother liquor is passed therefrom through line 49 to separator 50 (filter or centrifuge) in which crude, solid sodium chloride containing a small amount of lithium carbonate is separated at about 100 ° C. and therefrom through line 36 to the mixer 35 is returned. The resulting filtrate or the mother liquor is brought therefrom through the line 51 to the cooler 52, in which it is cooled to temperatures of 0 to 5 ° C, and from there is passed through the line 53 to the separator 54 (filter or centrifuge), in which essentially pure potassium chloride is separated therefrom as a by-product at this temperature and removed through line 55. The resulting filtrate or the mother liquor is returned therefrom through line 27 to the extraction vessel 25 or, if necessary, through line 27a to the mixer 35.
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.For technical purposes it is preferred to run the process continuously Operate in a manner recovering essentially all of the alkali metal constituents of the ore, as lithium carbonate of high purity and as fairly pure By-products sodium chloride and potassium chloride, which are essentially free of lithium salts and with the extraction of valuable Portland cement clinker. Example 2 The procedure Example 1 is repeated with the difference that the pegmatite ore is ground and is processed directly in the cement kiln, the ore with as much sand as Calcium carbonate and calcium chloride (e.g. as a 40% aqueous solution) are mixed, to obtain cement clinker having essentially the same composition as in example 1 have.
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.During the roasting process, the alkali metals present become their chlorides converted, which escape in gaseous form. That added as calcium chloride Calcium is converted to oxide, which remains in the cement clinker. Of the Limestone is converted to calcium oxide and carbon dioxide and calcium aluminates and silicates and aluminum silicates are also formed.
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.:
Der Brennstoff kann Kohle oder ö1 oder Naturgas od. dgl. sein, und die Luft kann mit Sauerstoff angereichert werden.The fuel can be coal or oil or natural gas or the like, and the air can be enriched with oxygen.
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.The crude, aqueous lithium chloride solution can contain about 2 to about 44% lithium chloride, preferably 15 to 30%, at room temperature. The separation of the solid, essentially pure sodium chloride is carried out at a temperature of approximately 25 to 30 ° C. The deposition of the lithium carbonate as the end product with high purity is carried out at a temperature in the range from 60 to 100.degree. C., preferably 95 to 100.degree. The filtrate or mother liquor resulting therefrom is concentrated to a total solids content of 40 to 65%, preferably 50 to 60%. The concentration is preferably selected such that substantially no precipitates of potassium chloride from the solution at 90 to 100 'C. The crude sodium chloride is separated from the concentrated --Mutterlauge at a temperature of 90 to 100 'C, preferably about 100 ° C. The essentially pure potassium chloride is separated from the resulting mother liquor or the filtrate at a temperature of 0 to 5 ° C, preferably 0 ° C.
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.The amount of calcium chloride present in the roast mixture is at least stoichiometrically equal to the total alkali present in the ore and preferably in about a 5 to 158 percent excess. The amount of 2 "sodium carbonate needed to is added to the aqueous chloride solution is at least stoichiometrically the same the lithium present therein and preferably in about 2 to 50% Excess.
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.The mixture to be roasted in the cement kiln should be finely ground (e.g. sieved through a DIN sieve 0.075 mm clear mesh size = 80 meshes per cm) and a clinker that has an average composition in percent by weight from 4 to 11 0 / a aluminum oxide and 19 to 26% silicon oxide and in which the remainder consists essentially only of calcium oxide, with the exception of only small amounts of magnesium oxide and iron oxide, etc. The weight ratio from silicon oxide to the sum of aluminum oxide and iron oxide in it lies in that Range from 1.7 to 2.7 and preferably 2.4 to 2.7.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEC13805A DE1093783B (en) | 1956-10-12 | 1956-10-12 | Process for the processing of lithium ores |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEC13805A DE1093783B (en) | 1956-10-12 | 1956-10-12 | Process for the processing of lithium ores |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1093783B true DE1093783B (en) | 1960-12-01 |
Family
ID=7015517
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEC13805A Pending DE1093783B (en) | 1956-10-12 | 1956-10-12 | Process for the processing of lithium ores |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1093783B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19645315C1 (en) * | 1996-11-04 | 1998-04-16 | Metallgesellschaft Ag | Process for the separation of NaCl from a LiCl solution |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE431257C (en) * | 1925-05-30 | 1926-07-01 | Metallbank Fa | Process for the production of lithium carbonate from final liquors containing potassium sulphate |
| US2627452A (en) * | 1949-07-06 | 1953-02-03 | Scient Design Co | Preparation of lithium chloride from spodumene |
| US2726138A (en) * | 1952-12-06 | 1955-12-06 | Chempatents Inc | Preparation of high purity lithium chloride from crude aqueous lithium chloride |
-
1956
- 1956-10-12 DE DEC13805A patent/DE1093783B/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE431257C (en) * | 1925-05-30 | 1926-07-01 | Metallbank Fa | Process for the production of lithium carbonate from final liquors containing potassium sulphate |
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