УДК 669.884(574)

УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕРНОКИСЛОТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ СПОДУМЕНА В ГИДРОМЕТАЛЛУРГИИ

¹Самойлов В.И., ²Куленова Н.А ., ²Полежаев С.Н., ²Шерегеда З.В.,

²Жанузакова Л.Н.

¹ – АО ”Ульбинский металлургический завод”, ² “Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева” (г. Усть-Каменогорск)

Известен способ щелочного разложения сподумена его плавкой с карбонатом лития и последующей водной грануляцией плава [1]. После сернокислотного выщелачивания полученного таким образом гранулята сернокислый раствор со стадии выщелачивания содержит ~6 г/л лития, 10,2¸16,8 г/л алюминия. Рассмотрена возможность осаждения лития в труднорастворимый алюминат из кислых растворов сульфата лития (рH осаждения конечное ~7). Учитывая, что разработанная технология щелочного разложения сподумена предусматривает получение раствора сульфата лития и сульфата алюминия с pH ниже значений, при которых осаждается гидроксид алюминия, представлялось целесообразным изучить возможность одновременного осаждения гидроксодиалюмината лития (ГОДАЛ, Li₂O×Al₂O₃×11H₂O) и гидроксида алюминия нейтрализацией исходного кислотного раствора раствором алюмината натрия. Для одновременного извлечения лития и алюминия из рассматриваемых сульфатных растворов в лаборатории опробована схема, показанная на рис. 1. Результаты, полученные в ходе эксперимента, представлены в табл.1 и на рис. 2.

Полученные результаты (табл. 1) показали глубокое извлечение Li (99,1% масс.) при массовом соотношении Li : Al в пульпе алюмината 1:12,5. При этом алюминий извлекается в осадок на 95,7% масс. Таким образом, опробованная технология переработки сульфатного раствора достаточно эффективна.

Полученные осадки загрязнены гидроксидом алюминия. Поскольку разложение гидроксида алюминия происходит при t > 1000°С [2], на весовой кривой (рис. 2) имеется лишь изменение, характерное для Li₂O^.2Al₂O₃^.11H₂O и свидетельствующее об обезвоживании продукта. Сравнительный рентгеноструктурный анализ полученных осадков и соединения Li₂O^.2Al₂O₃^.11H₂O показывает, что в них присутствуют все пики, характерные для кристаллической решётки ГОДАЛ.

Учитывая низкое содержание Li в алюминатных осадках (табл. 1), они могут быть использованы для получения алюминиевых квасцов и далее карбоната лития в рамках сернокислотной технологии [1].

сернокислый техноло-гический р-р
(подупаренный)

¬ р-р NaAlO₂

®

Осаждение
алюмината лития
при перемешивании

(Т = 20°С)

¯

Н₂О ®

¬ р-р NaOH

Нейтрализация

р-ра с рН < 7 до

рН ~ 7 и разбавление
водой при перемешивании

(Т = 20°С)

¯

® маточный р-р Na₂SO₄

Фильтрование

¯осадок

Н₂О ®

Отмывка репульпацией
(Т:Ж = 1:3) t = 15 мин

¯

® промвода

Фильтрование

¯осадок

Сушка t £ 40°С

¯

Осадок алюмината лития

Рис. 1 – Принципиальная схема осаждения алюмината лития из технологических растворов

Таблица 1 – Результаты опытов по осаждению алюмината лития из сульфатного раствора

№ оп.	Исходн. сульфатный р-р (подупаренный)						Осаждение алюм-та Li, его отмывка от примесей
	способ получ. р-ра	избыт. H2SO4, г/л	содержание в р-ре, г/л				расход р-ра NaAlO2, мл(г Al)	масс. соотн. Li:Al в пульпе ал-та Li	содержание в маточном р-ре, г/л
			Li	Al	Na	K			Li	Al	Na	K
1	Плавка сподумена с Li2CO3, водная гра- нуляция плава, выщелачи-вание гра- нулята сер-ной кислотой	65	6,7	12,0	0,58	0,068	10 (2,5)	1:7,1	1,9	0,002	18,0	0,08
2		65	6,7	12,0	0,58	0,068	15 (3,75)	1:9,8	0,92	0,001	29,0	0,14
3		65	6,7	12,0	0,58	0,068	67 (14,67)	1:12,5	0,047	0,001	-	-

Окончание таблицы 1

№ оп.	Осаждение алюмината лития и его отмывка от примесей							Извлечение в ал-т Li (средн. по потерям и ГП), % масс.
	содержание в промводе, г/л				масса алю-мината Li (сух.), г	содержание в алюминате Li, % масс.		Li	Al
	Li	Al	Na	K		Li	Al
1	0,42	0,003	5,5	0,026	14,1	1,75	23,6	49,3	99,79
2	0,25	0,0013	5,5	0,02	17,9	1,95	23,4	73,7	95,6
3	0,029	0,0002	-	-	69,6	2,02	22,5	99,1	95,7
Примечание – 1 Для осаждения алюмината Li использовались раствор NaAlO2 (СAl = 219¸250 г/л) и раствор NaOH с концентрацией 640 г/л. 2 Для достижения максимального осаждения Li и Al в алюминат пульпа после его осаждения выдерживалась ~20 ч при T »20°С без перемешивания, а затем отфильтровывалась.

Рис. 2 – Термограмма алюмината лития (опыт 3, табл. 1)

Список литературы

1 Самойлов В.И. Исследование современных и разработка перспективных методов извлечения лития из минерального сырья в технические соединения. – Усть-Каменогорск: Медиа-Альянс, 2005. – 276 с.

2 Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьяков А.Е. и др. Технология металлов и материаловедение. – М.: Металлургия, 1987. – 800 с.