Переработка литиеносного поликомпонентного гидроминерального сырья на основе его обогащения по литию
Скачать 0.86 Mb.
|
Основные выводы1. Впервые предложена классификация мировых запасов литиеносного гидроминерального сырья (ЛГМС) по признаку, характеризующему способность ЛГМС к безреагентному концентрированию по литию. Согласно предложенной классификации сырье, способное безреагентно концентрироваться по литию до содержания 10 кг/м3 и выше, классифицировано как хорошо концентрируемое традиционное ЛГМС, составляющее основу современного литиевого производства за рубежом. Сырьё, концентрируемое по литию до содержания не выше 1,5 кг/м3 и неконцентрируемое по литию вообще, классифицировано как нетрадиционное ЛГМС, отношение суммарной концентрации щелочноземельных элементов и магния к концентрации лития (R) в котором, как правило превышает 100. 2. Для вовлечения нетрадиционных ЛГМС в литиевое производство в качестве конкурентноспособной сырьевой базы предложено его обогащение по литию, основанное на использовании селективного к литию, обратимого неорганического сорбента – хлоросодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия, лития, отвечающей формуле [LiAl2(OH)6]Cl∙mH2O (ДГАЛ-Cl), c получением в качестве первичного литиевого концентрата водных растворов LiCl с показателем R < 15, пригодных для дальнейшего глубокого концентрирования по литию. 3. По результатам сравнительной апробации известных способов получения порошкаДГАЛ-Cl впервые теоретически обоснован прямой его синтез путем взаимодействия водного раствора хлорида алюминия с гидроксидом или карбонатом лития и экспериментально изучены процессы взаимодействия в системах AlCl3 – LiOH – H2O и AlCl3 – Li2CO3 – H2O. Показано, что в обоих случаях конечным продуктом является твёрдая фаза соединения [LiAl2(OH)6]Cl mH2O дефектной структуры. В случае использования гидроксида лития взаимодействие протекает по одностадийному механизму, а в случае использования карбоната лития механизм взаимодействия двухстадийный, с образованием дисперсной фазы Al(OH)3 на первой стадии. Установлена общая закономерность образования при взаимодействии водорастворимых солей алюминия с гидроксидом лития твёрдой фазы двойного гидроксида алюминия и лития, отвечающей общей формуле [LiAl(OH)6]z+1·X-z·mH2O (X– анион типа Cl-1, SO4-2, NO3-1 и т.п.; Z - валентность аниона) На основании результатов исследований разработаны новые способы синтеза ДГАЛ-Cl, защищенные патентами Р.Ф. Изучены сорбционно-десорбционные свойства ДГАЛ-Cl, полученного новыми способами. Разработаная технология синтеза порошка ДГАЛ-Cl положена в основу предприятия, производящего сорбент ДГАЛ-Cl (г. Фошань, пр. Гуандун, Китай), построенного по проекту ЗАО «Экостар-Наутех». 4. Экспериментально исследован процесс экструзионного гранулирования порошка ДГАЛ-Cl с использование поливинилхлоридной смолы (ПВХС) в качестве связующего и метиленхлорида (МХ) в качестве растворителя, установлен оптимальный состав пасты, подаваемой на экструзию. Изучены равновесие и динамика процесса абсорбции, выделяющихся при экструзии паров МХ маслом ХФ22С-16 на насадке из колец Рашига, определены оптимальные параметры его ведения. Исследован процесс термической десорбции МХ из отработанного абсорбента в режиме его плёночного течения по нагретой поверхности с одновременной конденсацией абсорбированных паров МХ. Разработанная технология получения гранулированного ДГАЛ-Cl с рекуперацией МХ, реализована на предприятии по производству гранулированного сорбента в Китае (г. Фошань). Разработана, изготовлена и внедрена в производство передвижная установка рекуперации МХ из отработанных масел холодильных агрегатов предприятий торговли г. Новосибирска. 5. Впервые дано химическое описание процесса безреагентного сорбционного обогащения ЛГМС, на основании которого экспериментально оптимизированы условия ведения связанных в единый цикл технологических операций: селективной сорбции хлорида лития из рассола; удаления рассола из зернистого слоя сорбента; десорбции хлорида лития с насыщенного сорбента с получением первичного литиевого концентрата. Показано влияние размера частиц ДГАЛ-Cl в гранулах и размера гранул сорбента на гидродинамический режим и массообменные показатели процесса обогащения. Изучено влияние на массообменные показатели температуры, концентрации LiCl в жидких фазах, соотношения жидкой и твёрдой фаз, исходного состояния сорбента в условиях контакта фаз. Получены зависимости гидродинамического сопротивления слоя гранулированного сорбента от размера гранул и линейной скорости движения рассола. Обосновано проведение процесса сорбционного обогащения в ступенчато- противоточном режиме. Разработана технологическая схема процесса обогащения и её аппаратурное оформление в виде сорбционно-десорбционных комплексов с движущимся и неподвижным слоем гранулированного сорбента. Проведена укрупненная и опытно-промышленная проверка технологии с использованием ЛГМС хлоридного кальциевого и хлоридного магниевого типов. Испытания технологии показали её применимость к ЛГМС любого вида с получением первичного литиевого концентрата стабильного состава, показатель R в котором не превышает 15. На технологию безреагентного обогащения ЛГМС, защищенную патентом РФ, подана международная заявка. 6. Предложена концепция переработки производимых из ЛГМС первичных литиевых концентратов в товарные литиевые продукты. Разработаны теоретические основы процесса получения комплексных литийфторсодержащих добавок (КЛФД) для модификации электролита в производстве алюминия в виде смеси фторидов лития, магния, кальция, получившие экспериментальное подтверждение. Оптимизированы условия получения фторида и карбоната литии, а так же безводного хлорида лития из кристаллогидрата LiCl ∙ H2O с использованием известных и вновь разработанных способов. Разработаны методы очистки первичных и вторичных литиевых концентратов от примесей, обеспечивающие производство товарных литиевых продуктов высокого качества. Все технологии получения литиевых продуктов из ЛГМС защищены патентами РФ. Разработан технический проект строительства в Китае опытно-промышленного предприятия по производству карбоната лития из ЛГМС хлоридного магниевого типа производительностью 800 тонн в год. 7. Впервые разработаны теоретические основы и способ получения безнатриевого карбоната лития с использованием в качестве осадителя углеаммоннийной соли. Экспариментально изучено взаимодействие в системе LiCl – NH4HCO3 – H2O. Определены оптимальные параметры технологических операций и разработана технологическая схема получения безнатриевого карбоната лития чистотой не ниже 99,6 %. Технология защищена патентом РФ. 8. Разработаны теоретические основы процесса получения моногидрата гидроксида лития из вторичного литиевого концентрата методом мембранного электролиза раствора LiCl с одновременной утилизацией хлора и экспериментально оптимизированы условия ведения технологических операций, составляющие основу данного процесса. Для определения оптимальных условий абсорбции анодного хлора изучены взаимодействия в системах: Cl2 – (NH2)2CO – H2O и Cl2 – (NH2)2CO – Li2CO3 – H2O в динамических условиях. Установлены механизмы взаимодействия, оптимизированы режимы и параметры процессов абсорбции хлора. Разработана технология и аппаратурное оформление процесса получения LiOH ∙ H2O марки ЛГО-1 из хлоридных концентратов сорбционного обогащения ЛГМС, защищенная патентом РФ. Применительно к производству металлического лития разработана технология утилизации анодного хлора путем абсорбции водной пульпой Li2CO3 в присутствии карбамида , защищенная патентом РФ. Разработана проектная документация на строительство в Иркутской области опытно-промышленного предприятия по производству LiOH ∙ H2O из рассолов хлоридного кальциевого типа производительностью 800 тонн в год. 9. Разработаны теоретические основы и способ производства LiOH∙H2O из карбоната лития мембранным электролизом сульфата лития, получаемым путём растворения Li2CO3 в серной кислоте, генерируемой на аноде в ходе электрохимической конверсии. Оптимизированы условия ведения технологических операций получения моногидрата гидроксида лития марки ЛГО-1 из Li2CO3, разработаны технология производства LiOH·H2O и её аппаратурное оформление, защищенные патентом РФ. 10. Обоснована целесообразность комплексной переработки поликомпонентных рассолов хлоридного кальциевого типа с получением наряду с литиевыми продуктами широкого ассортимента товарной продукции: хлорида кальция, брома и бромпродуктов, различных видов магнезий и бишофита. Разработана технология получения противогололёдного материала путём частичного обезвоживания кристаллогидрата CaCl2 ∙6H2O, самопроизвольно кристаллизующегося из рассола при подъёме на поверхность с последующим гранулированием. Технология защищена патентом РФ. С использованием разработанной технологии организованно пилотное производство гранулированного хлорида кальция на Знаменском месторождении рассолов (Иркутской обрасти). 11. Разработана технология получения из ЛГМС хлоридного кальциевого типа жидкого брома марки Б в качестве первичной бромной продукции. Технология реализуется путём прямого электролиза рассола, сопровождающегося окислением бромид-ионов анодным хлором до элементного брома, с последующей паровой десорбцией брома и конденсацией его паров. Способ и аппаратура разработанной технологии запатентованы. В качестве альтернативного варианта получения брома предложено проводить окисление бромид-ионов анодным хлором, получаемым электролизом поваренной соли в диафрагенном электролизёре конструкции ЗАО «Экостар-Наутех». Типовая промышленная установка получения хлора и хлорсодержащих окислителей с использованием диафрагментарного электролиза раствора хлорида натрия опробована в промышленном масштабе на очистных сооружениях ФГУП «НЗИВ» (г. Искитис Новосибирская область) и может быть рекомендована для обеззараживания различных водных объектов на предприятиях коммунального хозяйства. Способ и установка по получению хлора и хлоросодержащих окислителей защищены патентом РФ. 12. Впервые предложено производить бромид лития по технологии, основанной на сорбции ионов лития катионитом КУ-2-8чс в Н+ - форме из очищенного от примесей первичного литиевого концентрата с последующей десорбцией лития раствором бромистоводородной кислоты, получаемой взаимодействием выделенного из рассола брома с гидразином. Экспериментально оптимизированы условия ведения технологических операций. Разработанная технология получения LiBr защищена патентом РФ. 13. Обоснована целесообразность использования природных рассолов хлоридного кальциевого типа в качестве сырья для получения различных сортов магнезии (MgO) и бишофита (MgCl2∙6H2O). Разработана и защищена патентом РФ технология получения этих продуктов из рассолов хлоридного-кальциевого типа с использованием известных и вновь разработанных приемов. Производство магниевых продуктов из природных поликомпонентных рассолов хлоридного кальциевого типа наряду с другими продуктами позволяет реализовать комплексную переработку ЛГМС данного типа в безотходном варианте. 14. Разработана технология получения тампонажных (тяжёлых) солевых растворов для ремонта нефтяных скважин и воды хозпитьевого качества из нецелевого ЛГМС – минерализованных вод Западной Сибири (сеноманской и подтоварной), основанная на их электродиализном концентрировании-опреснении. Обоснована целесообразность двуступенчатого электродиализного концентрирования-опреснения минерализованных вод после их очистки от примесей, отрицательно влияющих на процесс электродиализа (ионы кальция, магния, органические примеси). Показано, что нецелевое литийсодержащее сырьё после его концентрирования имеет может использоваться для попутного извлечения лития, брома, йода и стронция с использованием разработанных и известных решений. Способ получения тампонажных растворов и его аппаратурное оформление защищены патентом РФ. На основании результатов проведенной опытно-промышленной проверки экономически обоснована целесообразность строительства промышленных комплексов по получению тампонажных рассолов и пресной воды с попутным извлечением ценных компонентов на территориях нефтедобывающих предприятий с использованием предлагаемой технологии. 15. На основе использования приёма сорбционного безреагентного обогащения ЛГМС разработаны концепции комплексной переработки различных видов целевого и нецелевого литийсодержащего гидроминерального сырья России и Китая. Показана возможность распространения разработанной технологии на сырьевые источники (рассолы, салары) американского континента. По результатам выполненного технико-экономического обоснования показана целесообразность строительства на территории Иркутской области предприятий по комплексной переработке ЛГМС, представленного подземными поликомпонентными рассолами хлоридного кальциевого типа. |
Похожие:
 | Патентам и товарным знакам (19) Наука, 1971, с. 36-37, 169-180. Su 1462566 A1, 23. 11. 1992. Рябцев а. Д., Переработка литиеносного п оликомпонентного гидроминерального... |  | Рабочая программа учебной дисциплины основы фармакогностического... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока в. Дв 1 студентам дневной формы обучения |
| Реферат переработка отходов насущная проблема современности Переработка отходов на основе сжигания в барботируемом расплаве шлака | | Переработка вторичного сырья Автор: кандидат биологических наук, старший преподаватель кафедры технологии производства и переработки молока |
| Рабочая программа дисциплины «природа техногенного сырья и проблемы его использования» Задача курса – ознакомить будущих магистров с основными крупномасштабными источниками твердых отходов при переработке минерального... | | Рабочая программа учебной дисциплины физиология и биохимия растений... «Виноградарство и виноделие», «Плодоводство», «Овощеводство», «Декоративное садоводство», «Производство и переработка лекарственного... |
| Программа разработана в соответствии с фгос впо по направлению 260200.... Министерство сельского хозяйства РФ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования... | | Рабочая программа учебной дисциплины технология эфирномасличных культур... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока в. Дв. 3 студентам дневной формы обучения |
| Рабочая программа учебной дисциплины gmp и gacp в лекарственном растениеводстве... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока в. Дв 1 студентам дневной формы обучения | | Рабочая программа по дисциплине Физико-химические основы и общие принципы переработки растительного сырья является формирование компетенций, направленных на приобретение... |
| Рабочая программа составлена на основе Технология и переработка полимеров и композитов”, утвержденной решением Ученого совета инженерно-экологического факультета от 07.... | | Проект "Путешествие в страну сказок Чуковского" к юбилею сказкам Литературное чтение – это неисчерпаемый источник обогащения знаниями, универсальный способ развития познавательных и речевых способностей... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель: на основе обогащения представлений о ближайшем окружении продолжать расширять и активизировать словарный запас детей | | Программа работы по сенсорике Окатова Светлана Сергеевна Младший школьный возраст детей с умственной отсталостью – важнейший период формирования жизненного ресурса детей, этап становления... |
| Откуда получают имена реки ? (6 класс.) Дать понятие Этимологии, как науки, изучающей происхождение слов, на примере происхождения названий рек. Формировать умение пользоваться... | | Попадает ли это под статью 1260 гк рф? Да, переработка, подразумевающая создание нового произведения на основе уже существующих является творчеством и подпадает под действие... |
