Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.1) (К.А. Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов), страница 10

В подобном процессе выход концентратов сподумена 70% и более. Флотация литиевых руд, в том числе и сподуменовых, в настоящее время занимает первое — 33— место среди различных методов нх обогащения как в СССР, так н за рубежом. Значительное развитие получило обогащение в тяжелых суспензиях (суснензоид — галенит или ферросилиций, иногда с добавкой магнетита), особенно в комбинированных схемах в сочетании с флотацией, магнитной сепарацией, декрипитацией н гравитацией на слециальных сепараторах [94[*.

Обогащение в тяжелых суспензиях (и в тяжелых жидкостях)* в — один из гравитационных методов, основанных на использовании различия в плотности полезных минералов и пустой породы. Оно позволяет успешно разделять минералы, близкие по физическим свойствам, в частности при разнице в плотности минералов 0,4 — 0,5 и даже 0,2 г/сма. В результате обогащения руд лития в настоящее время получают концентраты минералов с устойчивым содержанием [.!«О (в %): амблигонитовые Б — 8, линидолитовые, неталитовые и циннвальдитовые 3 — 4, снодуменовые 4 — 6 (часто 5 — 6), хотя возможна переработка и более бедных концентратов или даже (в случае сподумена) «сырой» руды [94!. Целесообразность переработки на товарные литиевые продукты необогащенной руды обсуждалась в литературе неоднократно [52, 110, 113! в связи с тем, что эффект обогащения руд лития по сравнению с рудами большинства других элементов (обогащение которых достигается в десятки н сотни раз) весьма невелик.

В настоящее время за рубежом переработка необогащенных сподуменовых руд уже применяется [115! (см. далее),Снодуменовые, ленидолитовые и амблигоннтовые концентраты содержат 80 — 90% соответствующих минералов. Их состав приведен в табл. 1 [1!2!. Общие вопросы гидрометаллургии лития. Из-за низкого содержания лития в минералах и тем более в их концентратах современные методы переработки литиевого сырья типично гидрометаллургические.

Их цель — получить первоначально немногие технические соединения, которые подвергают очистке, переводят в необходимые товарные продукты илн направляют в металлургический передел. В гидро- металлургической переработке можно выделить два важных самостоятельных технологических этапа: 1) разложение, сопровождающееся переводом лития в водорастворимое (реже в летучее) соединение, и 2) концентрирование лития с помощью химических методов для отделения его от сопутствующих примесей, прежде всего других щелочных элементов. Первый этап переработки наиболее ответственный и сложный, так как большинство минералов лития — трудноразлагаемые соединения, преимущественно силикаты.

Сложность в данном случае объяс- ' Комбинированные методы обогащения дают возможность комплексно извлекать все сопутствующие полезные минералы — колумбит, таиталит, берилл, монаиит, касситерит [9И, иногда гранат и слюду [94!. Подробности, относящиеся к обогащению литиевых руд, изложены в [1121, а общие вопросы техники обогащения руд — в [1!4!. ь» Йзвестно, что литиевые пегматнты Манона обогащают с помощьюбромоформа и тстрабромзтилена [Ш!. Таблица 1 Химический состав концентратов литиевых минералов Состав концентрата, % Конпонвнгы внбпнгоннгового пспнаолнгово|о споаунвнового 8,48 22,76 5,16 54,42 0,30 1,63 Следы 0,15 0,02 2,67 4,80 Ы,О А1 вОз 3! Ов Р,О, КО !ЧавО Мйо СаО РеО МпО Г Потери при прока- лнванин 6,78 28,42 62,2! 0,69 0,46 О,!3 О,!1 0,53 0 28 4,65 26,77 52,89 !0,33 0,13 0,31 0,92 О,!9 0,59 3,68 0,66 * В частности 11161, если раствор Ь~вЗОв перевестн в Ь!С1, то литий легче отделяется от калин н полисе осаждвется в виде Ь~вСОв.

Зто достигается обработкой раствора ЫвЗОв концентрированным раствором КС! н означает процесс конверсии Ь!вас в Ь|С! с выделением относительно менее растворимого КвЗОв. "* Возможно также осажденне лития в виде малорастворнмых бората, оксалата,- стеарата, ал|омнната н силнката [101. няется большой усгойчнвостью молекул снлнкатов, большой нх величиной прн малом размере ионов лития н обилием пустой породы, сопровождающей н без того по своей природе бедный ценным компонентом материал. Если к этому добавить, что в технологии соединений лития всегда возникают трудности, обусловленные неполнотой выделения лития в удобной н желательной форме нз растворов, содержащих натрий н калий, то понятным станет то огромное количество способов, которые предложены для переработки литиевого сырья. Второй технологический этап гндрометаллургнческой переработки, как правило, заключается в первичном выделении лития нз технологических растворов в форме малорастворнмых соединений.

Если исходным является технический раствор сульфатов лития н других щелочных элементов ( а это так в большинстве современных технологических схем), то малорастворнмые литиевые соли осаждают нз него, как правило, непосредственно без перехода к другому типу растворов. Правда, в литературе есть рекомендацннв, указывающие на целесообразность такого перехода. Из малорастворнмых солей лития чаще всего выделяют Ь|зСОз, реже Ь1Р, еще реже Ь1зРОа.

К осаждению Ь1Р н 1.1,РО, обычно прибегают для извлечения лития нз разбавленных растворов нлн для донзвлечения его нз маточных растворов, остающихся после осаждения 1-|гСОз**. Осажденне Ь|,СОз всегда предпочтительнее, но в прямом цикле оно не бывает полным; Ь!Р н еще менее растворимый Ь!зРОа обеспечивают достаточную полноту выделения, но требуют дополнительных операций для перевода их в другие, чаще применяемые соединения (стр.

14). " Как будет видно из дальнейшего, в результате создания замкнутого цикла в технологических схемах, предусматривающего использование всех оборотных растворов н прежде всего маточных растворов с операции осаждения Ь!аСО„удается существенно повысить выход лития в Ь!зСО„являющийся готовым продуктом производства. Это обстоятельство имеет огромное значение, так как Ь1хСОз в настоящее время — важнейшее соединение лития. Применяемый в большом количестве непосредственно в силикатной промышленности, Ь1хСО, служит исходным материалом для получения гидроокиси, галогенидов, сульфата и нитрата лития (через гидроокись), металла (через хлорид), гидрида (через металл), амида (через гидрид) и т.

д. 1281. Кислотные методы переработки. Основа этих методов переработки литиевого сырья — разложение, включающее как непосредственное воздействие растворов различных кислот на минералы и концентраты, так и обработку их кислыми солями в процессе сплавлення*. Из применяемых обычно в химической промышленности сильных кислот больше всего подходят для разложения силикатов и других рудных материалов серная н плавиковая кислоты. Однако применение последней связано с большими техническими, преимущественно аппаратур- ными, затруднениями. К тому же в экономическом отношении обработку плавнковой кислотой такого бедного сырья, как литиевое, нельзя признать целесообразной.

Попытки заменить плавиковую кислоту на смесь Сара и НаБОа также не получили практического применения. Наибольшее значение для разложения литиевого сырья приобрела серная кислота, которая ранее играла большую роль в технологии переработки лепидолнта, а в настоящее время с успехом используется прн получении соединений лития из сподумена. Она позволяет проводить разложение минералов при относительно высокой температуре, когда ее действие максимально эффективно !101. Переработка лепидолита. На ранней стадии развития литиевой промышленности, когда основным сырьем для получения различных соединений лития был лепидолит, его разлагали, нагревая * Нз кислых солей для разложения амблигоннта н сподумена были предложены лишь гидросульфаты натрия н калия. Они позволяют проводить разложение в расплаве, следовательно, рассчитаны на сульфатизацию при более высокой температуре по сравнению с НзБОо Но принципиального различия в применении МеНЗОа н НеБОа нет.

Сплавление сподумена с КНЗОа и последующее извлечение растворимых солей применялось в довоенной Германии, однако оно не давало каких-либо преимуществ в смысле выхода или стоимости. Процесс этот был периодическилг н использонался для разового производства солей лития (ГО1.

Способ разложения минералов лития с помощью КНБОо разработанный позднее в США, также нельзя считать удачным, так как при сплавлении в растворимую форму переходят многие примеси 1871. В настоящее время КНЗОа применяюз тохько прн переработке африканского лепидолита !! !71, с Н,80,; получались растворимые сульфаты лития и других щелочных элементов, а также в большом количестве сульфат алюминия, Во всех случаях первоначально из растворов выделяли калиевые квасцы, первые фракции которых были обогащены менее растворимыми квасцами рубидия и цезия, а затем, после сложной очистки растворов, осаждали 1.(зСОь В последующий период развития технологии соединений лития главные варианты сернокислотного метода переработки лепидолнта были усовершенствованы и частично упрощены П18).

В Советском Союзе Е. С. Бурксер н др. (П4, 120) также сульфатизировали измельченный плав лепидолита, выщелачивали водой и отфильтрованный раствор упаривали до плотности 1,38 г/см', в результате чего выделялись квасцы (для полноты их осаждения в раствор вносили соли калия). Остаточный алюминий из раствора удаляли поташом в виде гидроокиси алюминия, которую отфильтровывали. При последующем концентрировании раствора до плотности 1,34 г/см' выделялись Кз804 и Ха,804. Из фпльтрата содой осаждали 1ЛзСОм доизвлекали литий из маточного раствора в виде (.(,РОм Извлекалось лития в карбонат 50 — 70%, а в случае предварительного сплавления концентрата лепидолита с добавками (0,1 — 0,2 в. ч. ККО, на 1 в. ч. концентрата) — до 70 — 82'Уо.