[go: up one dir, main page]

RU2330811C2 - Method of obtaining high-purity lithium fluoride - Google Patents

Method of obtaining high-purity lithium fluoride Download PDF

Info

Publication number
RU2330811C2
RU2330811C2 RU2006107861/15A RU2006107861A RU2330811C2 RU 2330811 C2 RU2330811 C2 RU 2330811C2 RU 2006107861/15 A RU2006107861/15 A RU 2006107861/15A RU 2006107861 A RU2006107861 A RU 2006107861A RU 2330811 C2 RU2330811 C2 RU 2330811C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
fluoride
solution
carbonate
lithium fluoride
Prior art date
Application number
RU2006107861/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006107861A (en
Inventor
кина Ирина Владимировна Шем (RU)
Ирина Владимировна Шемякина
кин Сергей Владимирович Шем (RU)
Сергей Владимирович Шемякин
Виктор Васильевич Мухин (RU)
Виктор Васильевич Мухин
Евгений Павлович Муратов (RU)
Евгений Павлович Муратов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU2006107861/15A priority Critical patent/RU2330811C2/en
Publication of RU2006107861A publication Critical patent/RU2006107861A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2330811C2 publication Critical patent/RU2330811C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of obtaining high-purity lithium fluoride from processing lithium compounds, such as lithium carbonate or hydroxide, involves transition of the compounds to lithium hydrocarbonate solution by processing of their water solutions by carbon dioxide, sorption purification of the lithium hydrocarbonate solution by cation exchange resin, obtaining of purified lithium carbonate, its washing, preparation of water slurry of purified lithium carbonate, repeated bicarbonisation of water lithium carbonate slurry by carbon dioxide, obtaining of lithium hydrocarbonate solution, followed by fluorination, washing and drying of obtained lithium fluoride. Fluorination is implemented by slow addition and continuous stirring of lithium hydrocarbonate solution in a reactor filled with fluorine hydride with 10-30% stoichiometry excess. Lithium fluoride is washed by distilled water without CO2 or by 1% solution of fluorine hydride. Lithium fluoride is dried in two stages in vacuum furnace, first stage drying temperature is under 100°C, and second stage drying temperature is under 150°C.
EFFECT: obtaining lithium fluoride with high content of the main substance.
3 ex, 2 tbl, 3 dwg

Description

Развитие многих современных "тонких технологий" определяется чистотой используемых материалов. В таких отраслях промышленности как микроэлектроника, радиотехника, атомная энергетика возникает необходимость в высокочистых материалах.The development of many modern "subtle technologies" is determined by the purity of the materials used. In industries such as microelectronics, radio engineering, nuclear power, there is a need for high-purity materials.

Одним из востребованных соединений лития является фторид лития (LiF). Фторид лития с содержанием основного вещества 99,5% и выше применяется в качестве растворителя для ядерного горючего (в виде расплавленного LiF), на основе фторида лития изготавливают детекторы ионизирующего излучения в термолюминесцентной дозиметрии. Фторид лития используют также для получения гексафторофосфата лития (ГФФЛ) и тетрафторобората лития (добавки в неводный электролит), которые применяют в производстве литийионных аккумуляторов.One of the sought-after lithium compounds is lithium fluoride (LiF). Lithium fluoride with a basic substance content of 99.5% and higher is used as a solvent for nuclear fuel (in the form of molten LiF), ionizing radiation detectors are made on the basis of lithium fluoride in thermoluminescent dosimetry. Lithium fluoride is also used to produce lithium hexafluorophosphate (GFFL) and lithium tetrafluoroborate (additives in non-aqueous electrolyte), which are used in the production of lithium-ion batteries.

Монокристаллы фторида лития нашли применение в производстве оптических приборов, используемых в инфракрасной и ультрафиолетовой областях, а также в пределах всего видимого спектра, где они практически прозрачны для лучей с длиной волны до 1000 Å, и имеют постоянную дисперсию в пределах всего видимого спектра.Lithium fluoride single crystals are used in the manufacture of optical instruments used in the infrared and ultraviolet regions, as well as within the entire visible spectrum, where they are practically transparent for rays with a wavelength of up to 1000 Å, and have a constant dispersion throughout the entire visible spectrum.

LiF применяется как компонент многих флюсов при плавке и сварке магния, алюминия и легких сплавов, при получении алюминия в бокситкриолитовых ваннах; широко используется в производстве бессвинцовых глазурей стекол с повышенной кислотостойкостью и особыми оптическими свойствами.LiF is used as a component of many fluxes in the smelting and welding of magnesium, aluminum and light alloys, in the production of aluminum in bauxite-cryolite baths; widely used in the production of lead-free glazes of glasses with high acid resistance and special optical properties.

Фторид лития можно получить различными способами (Ю.И. Остроушко и др. Литий, его химия и технология. М., 1960 г.), например:Lithium fluoride can be obtained in various ways (Yu.I. Ostroushko and others. Lithium, its chemistry and technology. M., 1960), for example:

- методом нейтрализации гидроксида лития фтороводородной кислотой- by the method of neutralizing lithium hydroxide with hydrofluoric acid

Figure 00000001
Figure 00000001

- методом нейтрализации Li2CO3 фтороводородной кислотой- the method of neutralization of Li 2 CO 3 hydrofluoric acid

Figure 00000002
Figure 00000002

- в качестве фторирующего агента можно использовать NH4F- NH 4 F can be used as a fluorinating agent

Figure 00000003
Figure 00000003

По этим технологиям был получен LiF марки "чда" ТУ 6-09-3529-84, имеющий следующий анализ по примесям:Using these technologies, LiF of the “chda” grade TU 6-09-3529-84 was obtained, which has the following impurity analysis:

ОВ>99,0%; SO4<1·10-2%; PO4<5·10-3%; NO3<5·10-3%; Cl<2·10-3%; К<1·10-2%; Na<1·10-2%; Ва<5·10-2%; Fe<1·10-2%; Si<2·10-2%; Pb<5·10-3%.OM>99.0%; SO 4 <1 · 10 -2 %; PO 4 <5 · 10 -3 %; NO 3 <5 · 10 -3 %; Cl <2 · 10 -3 %; K <1 · 10 -2 %; Na <1 · 10 -2 %; Ba <5 · 10 -2 %; Fe <1 · 10 -2 %; Si <2 · 10 -2 %; Pb <5 · 10 -3 %.

Существует патент RU 2104932, С01D 3/02, 1998 г. - способ получения высокочистого фторида, где фторирование проводят газообразным фтороводородом. Способ получения фторида лития по патенту RU 2104932 заключается в том, что кислородосодержащие соединения лития обрабатывают газообразным фтороводородом в количестве 110-115% от стехиометрии в течение 3-4 ч при 300-350°С. В качестве кислородосодержащих соединений лития используется оксид, гидроксид и карбонат лития.There is a patent RU 2104932, С01D 3/02, 1998 - a method for producing high-purity fluoride, where fluorination is carried out with gaseous hydrogen fluoride. The method of producing lithium fluoride according to patent RU 2104932 consists in treating oxygen-containing lithium compounds with hydrogen fluoride in an amount of 110-115% of stoichiometry for 3-4 hours at 300-350 ° C. As oxygen-containing lithium compounds, lithium oxide, hydroxide and carbonate are used.

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Процесс получения фторида лития осуществляют в 2-трубчатом горизонтальном аппарате, имеющем два шнека для принудительного перемешивания и транспортировки твердого продукта. Время пребывания продукта в реакционной зоне аппарата можно менять в зависимости от скорости вращения шнеков от 1,2-3,8 об/мин. Производительность такого аппарата по загрузке составила 1 кг/ч. Подачу газообразного фтороводорода осуществляют противотоком к движению продукта и фтористый водород подают в тот момент времени, когда не происходит вращения шнеков, а следовательно, и перемещения продукта в реакторе. По истечении 15-20 мин подачу газообразного фтороводорода прекращают и 5-10 минут осуществляют перемешивание и перемещают продукт при помощи вращения шнеков.The process of producing lithium fluoride is carried out in a 2-tubular horizontal apparatus having two screws for forced mixing and transportation of the solid product. The residence time of the product in the reaction zone of the apparatus can be changed depending on the speed of rotation of the screws from 1.2-3.8 rpm The productivity of such an apparatus for loading was 1 kg / h. Gaseous hydrogen fluoride is supplied countercurrent to the movement of the product and hydrogen fluoride is supplied at that time when the screws do not rotate, and therefore the product does not move in the reactor. After 15-20 minutes, the flow of hydrogen fluoride gas is stopped and stirring is carried out for 5-10 minutes and the product is moved by rotating the screws.

Необходимость выбора такого характера фторирования объясняется тем, что при одновременной подаче фтороводорода и движении продукта в реакторе происходит пылеунос. В предложенном способе он почти отсутствует, т.е. не превышает 0,1%.The need to choose this type of fluorination is explained by the fact that with the simultaneous supply of hydrogen fluoride and the movement of the product in the reactor, dust removal occurs. In the proposed method, it is almost absent, i.e. does not exceed 0.1%.

Согласно химическому и рентгенофазовому анализу продукты реакции представляют собой практически 100% фторид лития. Анализы на спектральные примеси и др. измерения образцов фторида лития, полученные газовым методом, не обнаружили отклонений от ТУ на эти соединения. Полученный фторид лития имеет следующие примеси:According to chemical and x-ray phase analysis, the reaction products are almost 100% lithium fluoride. Analyzes of spectral impurities and other measurements of lithium fluoride samples obtained by the gas method did not reveal deviations from the TU for these compounds. The resulting lithium fluoride has the following impurities:

Мо - 1,5·10-3%; Zr - 3,4·10-3%; Cu - 2·10-4; Cr - 6,5·10-4%; Fe - 3·10-3%; N - 2,5·10-3%; Na - 8·10-3; и имеет 100% степень фторирования. Потери продукта составляют 0,1%.Mo - 1.5 · 10 -3 %; Zr - 3.4 · 10 -3 %; Cu - 2 · 10 -4 ; Cr - 6.5 · 10 -4 %; Fe - 3 · 10 -3 %; N - 2.5 · 10 -3 %; Na - 8 · 10 -3 ; and has a 100% degree of fluorination. Product loss is 0.1%.

Недостатком этого способа является то, что сложно найти конструкционные материалы, устойчивые в среде фтороводорода при наличии выделяющейся воды во время синтеза при температуре 300-350°С. Не приведены данные анализа основного вещества и присутствия примеси карбоната лития, который образуется при наличии следов воды и температурах, указанных в патенте. Для многотоннажного производства предлагаемая технология будет дорогостоящей и «грязной» с точки зрения экологии.The disadvantage of this method is that it is difficult to find structural materials that are stable in the environment of hydrogen fluoride in the presence of released water during synthesis at a temperature of 300-350 ° C. The data of the analysis of the basic substance and the presence of impurities of lithium carbonate, which is formed in the presence of traces of water and temperatures indicated in the patent, are not given. For large-tonnage production, the proposed technology will be costly and “dirty” from an environmental point of view.

Наиболее близким по способу получения высокочистого фторида лития из технического карбоната лития, прототип, является патент США №6592832, кл. С01D 015/00; С01D 003/00, 2003 г. Суть изобретения заключается в процессе обработки раствора карбоната лития углекислым газом с использованием повышенного давления, очистки, полученного раствора гидрокарбоната лития на ионообменной смоле, дебикарбонизации, отделения, чистого осадка карбоната лития, промывки, сушки, повторной бикарбонизации и получении фторида лития методом взаимодействия полученного раствора гидрокарбоната лития с раствором фтороводорода с добавлением аммиака, промывки и сушки полученного осадка фторида лития.The closest method for producing high-purity lithium fluoride from industrial lithium carbonate, prototype, is US patent No. 6592832, class. C01D 015/00; С01D 003/00, 2003. The essence of the invention lies in the process of treating a solution of lithium carbonate with carbon dioxide using high pressure, purification, the resulting solution of lithium hydrogen carbonate on an ion exchange resin, de-carbonization, separation, a clean precipitate of lithium carbonate, washing, drying, repeated bicarbonization and obtaining lithium fluoride by the interaction of the obtained solution of lithium hydrogen carbonate with a solution of hydrogen fluoride with the addition of ammonia, washing and drying the obtained precipitate of lithium fluoride.

LiHCO3+HF=LiF+H2O+CO2 LiHCO 3 + HF = LiF + H 2 O + CO 2

Полученный продукт имеет следующие примеси: Al, Ca, Fe, К, Mg, Na менее или близко 1 мг/кг, Cl менее 5 мг/кг.The resulting product has the following impurities: Al, Ca, Fe, K, Mg, Na less than or close to 1 mg / kg, Cl less than 5 mg / kg.

Недостатком вышеизложенного изобретения является добавление аммиака, которое ведет к загрязнению получаемого продукта катионами аммония. Также в патенте не приведено содержание основного вещества, катионов аммония, углерода и влаги, что часто является определяющим для получения из фторида лития таких соединений, как гексафторофосфат или тетрафтороборат лития.The disadvantage of the above invention is the addition of ammonia, which leads to contamination of the resulting product with ammonium cations. Also, the patent does not show the content of the basic substance, ammonium cations, carbon and moisture, which is often crucial for obtaining compounds such as hexafluorophosphate or lithium tetrafluoroborate from lithium fluoride.

Задачей изобретения является разработка высокоэффективной технологии получения высокочистого фторида лития с содержанием основного вещества не ниже 99,5% и уменьшенным количеством определяемых элементо-примесей.The objective of the invention is to develop a highly efficient technology for the production of high-purity lithium fluoride with a basic substance content of at least 99.5% and a reduced amount of element-impurities determined.

Поставленная задача решается благодаря тому, что способ получения высокочистого фторида лития из технических соединений лития, включающий перевод технических солей лития в раствор гидрокарбоната лития путем обработки их водных растворов углекислым газом, сорбционную очистку их на катионообменной смоле, получение очищенного карбоната лития, промывку его, приготовление водной пульпы карбоната лития, повторный процесс бикарбонизации водной пульпы очищенного карбоната лития углекислым газом и получение из него раствора гидрокарбоната лития, последующее фторирование, промывку и сушку полученного фторида лития, согласно формуле изобретения в качестве технических соединений лития используют технический карбонат лития или гидроксид лития, фторирование проводят медленным добавлением с постоянным перемешиванием раствора гидрокарбоната лития в реактор, заполненный раствором фтороводорода с 10-30% избытком от стехиометрии, промывку фторида лития проводят дистиллированной водой без CO2 или 1% раствором фтороводорода, а сушку его осуществляют в две стадии в вакуумной печи, при этом температура сушки 1-й стадии составляет не выше 100°С, а температура сушки 2-й стадии - не выше 150°С.The problem is solved due to the fact that the method of producing high-purity lithium fluoride from technical lithium compounds, including the conversion of technical lithium salts into a solution of lithium hydrogen carbonate by treating their aqueous solutions with carbon dioxide, sorption cleaning them on a cation exchange resin, obtaining purified lithium carbonate, washing it, preparing it water pulp of lithium carbonate, the repeated process of bicarbonization of water pulp of purified lithium carbonate with carbon dioxide and obtaining a solution of bicarbonate from it lithium, subsequent fluorination, washing and drying of the obtained lithium fluoride, according to the claims, technical lithium carbonates or lithium hydroxide are used as technical lithium compounds, fluorination is carried out by slow addition with constant stirring of a solution of lithium hydrogen carbonate in a reactor filled with a solution of hydrogen fluoride with 10-30% excess from stoichiometry, washing lithium fluoride is carried out with distilled water without CO 2 or 1% solution of hydrogen fluoride, and its drying is carried out in two stages in a vacuum oven, n and that the drying temperature of the 1st stage is not higher than 100 ° C, and the drying temperature 2nd step - not higher than 150 ° C.

Указанная совокупность признаков по способу получения высокочистого фторида лития является новой и обладает изобретательским уровнем, так как использование в качестве сырья технического карбоната или гидроксида лития позволяет по одной технологической схеме провести их очистку бикарбонатным способом с помощью углекислого газа, получить раствор гидрокарбоната лития, очистить его на катионообменной смоле, после чего получить очищенный карбонат лития, из которого получить высокочистый фторид лития. Добавление раствора гидрокарбоната лития в раствор фтороводорода позволяет получить осадок фторида лития с высоким содержанием основного вещества. Это объясняется тем, что во время осаждения фторида лития осадитель - фтор-ион находится в избытке, а катионов лития в раствор попадает ограниченное количество. В виду того, что растворимость фторида лития равна 1,3 г/л, а карбоната лития 13 г/л, то формируется в первую очередь кристалл фторида лития без захвата карбонат-иона. Такой способ добавления растворов позволяет избыток осадителя уменьшить до минимальной величины.The indicated set of features according to the method for producing high-purity lithium fluoride is new and has an inventive step, since the use of technical carbonate or lithium hydroxide as a raw material makes it possible to clean them in a bicarbonate method using carbon dioxide in one technological scheme, obtain a solution of lithium hydrogen carbonate, and clean it with cation exchange resin, after which to obtain purified lithium carbonate, from which to obtain high-purity lithium fluoride. Adding a solution of lithium hydrogen carbonate to a solution of hydrogen fluoride allows you to get a precipitate of lithium fluoride with a high content of the main substance. This is explained by the fact that during the deposition of lithium fluoride, the precipitator - fluorine ion is in excess, and a limited amount of lithium cations enters the solution. In view of the fact that the solubility of lithium fluoride is 1.3 g / l, and lithium carbonate is 13 g / l, a lithium fluoride crystal is primarily formed without capturing the carbonate ion. This method of adding solutions allows the excess precipitant to be reduced to a minimum value.

Предлагаемый способ оптимальных режимов сушки в две ступени позволяет избежать процесса карбонизации и получать фторид лития необходимого качества с низким содержанием элементопримесей, так как на первой стадии происходит удаление основной влаги, а на второй - разрушение LiF·HF и удаление HF.The proposed method of optimal drying modes in two stages allows avoiding the carbonization process and obtaining lithium fluoride of the required quality with a low content of elemental impurities, since the first stage is the removal of the main moisture, and the second stage is the destruction of LiF · HF and removal of HF.

При других способах сушки влажного осадка фторида лития в течение первых минут могут идти одновременно процессы по реакции 8 и 9. При получении осадка LiF после фильтрации и отжима на самом деле имеем ряд следующих соединений: LiF, LiF·HF, вода, свободную HF, т.к. она дана в избытке, LiOH - по реакции (8), Li2CO3 - по реакции (9), т.к. в результате гидролиза в микроколичествах возможны процессы:With other methods of drying a wet precipitate of lithium fluoride, the processes of reaction 8 and 9 can take place simultaneously during the first minutes. Upon receipt of the LiF precipitate after filtration and extraction, we actually have a number of the following compounds: LiF, LiF · HF, water, free HF, t .to. it is given in excess, LiOH - according to reaction (8), Li 2 CO 3 - according to reaction (9), because as a result of hydrolysis in micro quantities, the following processes are possible:

Figure 00000007
Figure 00000007

Figure 00000008
Figure 00000008

Этим объясняется повышенное содержание карбоната лития, следы гидроксида лития, неустойчивое содержание основного вещества и невозможность получения содержание влаги во фториде лития ниже 0,01%.This explains the increased content of lithium carbonate, traces of lithium hydroxide, the unstable content of the basic substance and the inability to obtain a moisture content in lithium fluoride below 0.01%.

Использование дистиллированной воды без СО2 позволяет избежать увеличение содержания карбонат-иона в полученном фториде лития. Так как дистиллированную воду без СО2 долго хранить нельзя, она быстро поглощает углекислый газ из воздуха, то 1% раствор фтороводорода позволяет избежать этот недостаток.The use of distilled water without CO 2 avoids an increase in the carbonate ion content in the resulting lithium fluoride. Since distilled water cannot be stored without CO 2 for a long time, it quickly absorbs carbon dioxide from the air, then a 1% hydrogen fluoride solution avoids this drawback.

На фиг.1 представлены результаты рентгенофазового анализа полученного в примере 1 фторида лития. Количество примесей не превышает 0,1%.Figure 1 presents the results of x-ray phase analysis obtained in example 1, lithium fluoride. The amount of impurities does not exceed 0.1%.

На фиг.2 приведены данные фракционного анализа полученного в примере 1 фторида лития. Фракционный анализ показал однородность полученных кристаллов.Figure 2 shows the data of fractional analysis obtained in example 1, lithium fluoride. Fractional analysis showed the uniformity of the obtained crystals.

На фиг.3 представлены электронно-микроскопические исследования полученного в примере 1 фторида лития. Микрофотография образца фторида лития показала правильную кубическую форму полученных кристаллов.Figure 3 presents the electron microscopic studies obtained in example 1, lithium fluoride. A micrograph of a sample of lithium fluoride showed the correct cubic shape of the obtained crystals.

Пример 1.Example 1

Способ получения высокочистого фторида лития осуществляется следующим образом. Водную пульпу технического карбоната лития (или раствор технического гидроксида лития) бикарбонизируют с использованием углекислого газа. После получения раствора гидрокарбоната лития с концентрацией 42-43 г/л (по карбонату лития) его отфильтровывают и пропускают через колонку с катионообменной смолой, где происходит очистка от примесей катионов щелочноземельных и цветных металлов. После очистки от примесей раствор гидрокарбоната дебикарбонизируют при температуре 95-100°С, при этом удаляемый углекислый газ возвращают в реактор для бикарбонизации следующей партии пульпы карбоната лития или раствора гидроксида лития.The method of obtaining high-purity lithium fluoride is as follows. The aqueous pulp of industrial lithium carbonate (or a solution of technical lithium hydroxide) is bicarbonized using carbon dioxide. After receiving a solution of lithium bicarbonate with a concentration of 42-43 g / l (lithium carbonate), it is filtered off and passed through a column with a cation exchange resin, where alkaline earth and non-ferrous metal cations are purified from impurities. After purification from impurities, the hydrocarbonate solution is de-carbonized at a temperature of 95-100 ° C, while the removed carbon dioxide is returned to the reactor to bicarbonize the next batch of lithium carbonate pulp or lithium hydroxide solution.

Образовавшийся очищенный осадок карбоната лития отфильтровывают, промывают дистиллированной горячей водой Т=90-95°С, готовят водную пульпу очищенного карбоната лития, повторно бикарбонизируют водную пульпу карбоната лития углекислым газом и получают раствор гидрокарбоната лития. Полученный раствор гидрокарбоната лития при постоянном перемешивании медленно наливают в полимерный реактор, куда предварительно налит раствор фтороводорода с 10-30% избытком относительно стехиометрии. Осадок фторида лития промывают дистиллированной водой без СО2. После чего сушат в вакуумном шкафу в две стадии. На первой стадии отгоняют основную влагу при температуре не выше 100°С, на второй - разрушение LiF·HF и удаление HF при температуре не выше 150°С. С помощью такой технологии был получен фторид лития, который имеет следующий состав (см. таблица 1): ОВ - 99,8%; Н2О<0,01%;The resulting purified precipitate of lithium carbonate is filtered off, washed with distilled hot water T = 90-95 ° C, the aqueous pulp of purified lithium carbonate is prepared, the aqueous pulp of lithium carbonate is bicarbonated again with carbon dioxide and a lithium hydrogen carbonate solution is obtained. The resulting solution of lithium bicarbonate with constant stirring is slowly poured into a polymer reactor, which previously poured a solution of hydrogen fluoride with a 10-30% excess relative to stoichiometry. The precipitate of lithium fluoride is washed with distilled water without CO 2 . Then dried in a vacuum oven in two stages. In the first stage, the main moisture is distilled off at a temperature not exceeding 100 ° С, in the second stage, the destruction of LiF · HF and the removal of HF at a temperature not higher than 150 ° С. Using this technology, lithium fluoride was obtained, which has the following composition (see table 1): OM - 99.8%; H 2 O <0.01%;

Пример 2. Показывает обратный порядок добавления реагентов, который ухудшает качество получаемого фторида лития.Example 2. Shows the reverse order of addition of reagents, which affects the quality of the resulting lithium fluoride.

Технический карбонат лития (или технический гидроксид лития) бикарбонизируют с использованием углекислого газа. После получения раствора гидрокарбоната лития с концентрацией 42-43 г/л (по карбонату лития) его отфильтровывают и пропускают через колонку с катионообменной смолой, где происходит очистка от примесей катионов щелочноземельных и цветных металлов. После очистки от примесей раствор гидрокарбоната дебикарбонизируют при температуре 95-100°С, при этом удаляемый углекислый газ возвращают в реактор для бикарбонизации следующей партии карбоната или гидроксида лития.Technical lithium carbonate (or technical lithium hydroxide) is bicarbonized using carbon dioxide. After receiving a solution of lithium bicarbonate with a concentration of 42-43 g / l (lithium carbonate), it is filtered off and passed through a column with a cation exchange resin, where alkaline earth and non-ferrous metal cations are purified from impurities. After purification from impurities, the bicarbonate solution is de-carbonized at a temperature of 95-100 ° C, while the carbon dioxide removed is returned to the reactor to bicarbonize the next batch of lithium carbonate or hydroxide.

Образовавшийся очищенный осадок карбоната лития отфильтровывают, промывают дистиллированной горячей водой Т=90-95°С, готовят водную пульпу очищенного карбоната лития, повторно бикарбонизируют водную пульпу карбоната лития углекислым газом и наливают в полимерный реактор, после этого в реактор подают при постоянном перемешивании раствор фтороводорода с 10-30% избытком от стехиометрии. Полученный осадок фторида лития отфильтровывают и промывают дистиллированной водой без СО2. После чего сушат в вакуумном шкафу в две стадии. На первой стадии отгоняют основную влагу при температуре не выше 100°С, на второй стадии происходит разрушение LiF·HF и удаление HF при температуре не выше 150°С. Полученный продукт имел следующий состав (см. таблица 1. п.2): ОВ - 99,5%; Н2О - 0,02%.The resulting purified precipitate of lithium carbonate is filtered off, washed with distilled hot water T = 90-95 ° C, the aqueous pulp of purified lithium carbonate is prepared, the aqueous pulp of lithium carbonate is bicarbonated again with carbon dioxide and poured into a polymer reactor, after which a solution of hydrogen fluoride is fed into the reactor with constant stirring. with 10-30% excess of stoichiometry. The resulting lithium fluoride precipitate is filtered off and washed with distilled water without CO 2 . Then dried in a vacuum oven in two stages. In the first stage, the main moisture is distilled off at a temperature not exceeding 100 ° С, in the second stage, LiF · HF is destroyed and HF is removed at a temperature not higher than 150 ° С. The resulting product had the following composition (see table 1. p. 2): OM - 99.5%; H 2 O - 0.02%.

Таблица 1.Table 1. Содержание примесей, ppmImpurity content, ppm СFROM NaNa КTO СаSa MgMg FeFe PbPb ZnZn SiSi Cl- Cl - РО42- RO 4 2- SO42- SO 4 2- 1one <0,005%<0.005% <3<3 <4<4 <2<2 <3<3 <3<3 <2<2 <10<10 <5<5 <10<10 <40<40 <30<30 22 0,1%0.1% 66 66 55 33 33 22 1010 55 2525 4040 30thirty

Пример 3.Example 3

Способ получения высокочистого фторида лития осуществляется следующим образом. Водную пульпу технического карбоната лития (или раствор технического гидроксида лития) бикарбонизируют с использованием углекислого газа. После получения раствора гидрокарбоната лития с концентрацией 42-43 г/л (по карбонату лития) его отфильтровывают и пропускают через колонку с катионообменной смолой, где происходит очистка от примесей катионов щелочноземельных и цветных металлов. После очистки от примесей раствор гидрокарбоната дебикарбонизируют при температуре 95-100°С, при этом удаляемый углекислый газ возвращают в реактор для бикарбонизации следующей партии пульпы карбоната лития или раствора гидроксида лития.The method of obtaining high-purity lithium fluoride is as follows. The aqueous pulp of industrial lithium carbonate (or a solution of technical lithium hydroxide) is bicarbonized using carbon dioxide. After receiving a solution of lithium bicarbonate with a concentration of 42-43 g / l (lithium carbonate), it is filtered off and passed through a column with a cation exchange resin, where alkaline earth and non-ferrous metal cations are purified from impurities. After purification from impurities, the hydrocarbonate solution is de-carbonized at a temperature of 95-100 ° C, while the removed carbon dioxide is returned to the reactor to bicarbonize the next batch of lithium carbonate pulp or lithium hydroxide solution.

Образовавшийся очищенный осадок карбоната лития отфильтровывают, промывают дистиллированной горячей водой Т=90-95°С, готовят водную пульпу очищенного карбоната лития, повторно бикарбонизируют водную пульпу карбоната лития углекислым газом и получают раствор гидрокарбоната лития. Полученный раствор гидрокарбоната лития при постоянном перемешивании медленно наливают в полимерный реактор, куда предварительно налит раствор фтороводорода с 10-30% избытком относительно стехиометрии. Полученный осадок фторида лития отфильтровывают и промывают 1% раствором фтороводорода. После чего сушат в вакуумном шкафу в две стадии. На первой стадии отгоняют основную влагу при температуре не выше 100°С, на второй - разрушение LiF·HF и удаление HF при температуре не выше 150°С. С помощью такой технологии был получен фторид лития, который имеет следующий состав (см. таблица 1): ОВ - 99,8%; H2O<0,01%;The resulting purified precipitate of lithium carbonate is filtered off, washed with distilled hot water T = 90-95 ° C, the aqueous pulp of purified lithium carbonate is prepared, the aqueous pulp of lithium carbonate is bicarbonated again with carbon dioxide and a lithium hydrogen carbonate solution is obtained. The resulting solution of lithium bicarbonate with constant stirring is slowly poured into a polymer reactor, which previously poured a solution of hydrogen fluoride with a 10-30% excess relative to stoichiometry. The resulting lithium fluoride precipitate is filtered off and washed with a 1% hydrogen fluoride solution. Then dried in a vacuum oven in two stages. In the first stage, the main moisture is distilled off at a temperature not exceeding 100 ° С, in the second stage, the destruction of LiF · HF and the removal of HF at a temperature not higher than 150 ° С. Using this technology, lithium fluoride was obtained, which has the following composition (see table 1): OM - 99.8%; H 2 O <0.01%;

Таблица 2.Table 2. Содержание примесей, ppmImpurity content, ppm СFROM NaNa КTO СаSa MgMg FeFe PbPb ZnZn SiSi Cl- Cl - РО42- RO 4 2- SO42- SO 4 2- <0,005%<0.005% <3<3 <4<4 <2<2 <3<3 <3<3 <2<2 <10<10 <5<5 <10<10 <40<40 <30<30

Claims (1)

Способ получения высокочистого фторида лития из технических соединений лития, включающий перевод технических соединений лития в раствор гидрокарбоната лития путем обработки водных растворов технических соединений лития углекислым газом, сорбционную очистку их на катионообменной смоле, получение очищенного карбоната лития, промывку его, приготовление водной пульпы очищенного карбоната лития, повторный процесс бикарбонизации водной пульпы карбоната лития углекислым газом и получение из него раствора гидрокарбоната лития, последующее фторирование, промывку и сушку полученного фторида лития, отличающийся тем, что в качестве технических соединений лития используют технический карбонат лития или гидроксид лития, фторирование проводят медленным добавлением с постоянным перемешиванием раствора гидрокарбоната лития в реактор, заполненный раствором фтороводорода с 10-30% избытком от стехиометрии, промывку фторида лития проводят дистиллированной водой без СО2 или 1% раствором фтороводорода, а сушку его осуществляют в две стадии в вакуумной печи, при этом температура сушки 1-й стадии составляет не выше 100°С, а температура сушки 2-й стадии - не выше 150°С.A method for producing high-purity lithium fluoride from technical lithium compounds, including the conversion of lithium technical compounds to a solution of lithium hydrogen carbonate by treating aqueous solutions of technical lithium compounds with carbon dioxide, their sorption purification on a cation exchange resin, obtaining purified lithium carbonate, washing it, preparing an aqueous pulp of purified lithium carbonate , the repeated process of bicarbonization of aqueous pulp of lithium carbonate with carbon dioxide and obtaining from it a solution of lithium hydrogen carbonate, followed by its fluorination, washing and drying of the obtained lithium fluoride, characterized in that technical lithium carbonate or lithium hydroxide is used as technical lithium compounds, fluorination is carried out by slow addition with constant stirring of a solution of lithium hydrogen carbonate in a reactor filled with a solution of hydrogen fluoride with 10-30% excess of stoichiometry, washing lithium fluoride is carried out with distilled water without CO 2 or 1% hydrogen fluoride solution, and it is dried in two stages in a vacuum oven, while the drying temperature and the 1st stage is not higher than 100 ° C, and the drying temperature of the 2nd stage is not higher than 150 ° C.
RU2006107861/15A 2006-03-13 2006-03-13 Method of obtaining high-purity lithium fluoride RU2330811C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107861/15A RU2330811C2 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Method of obtaining high-purity lithium fluoride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107861/15A RU2330811C2 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Method of obtaining high-purity lithium fluoride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006107861A RU2006107861A (en) 2007-09-20
RU2330811C2 true RU2330811C2 (en) 2008-08-10

Family

ID=39746550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107861/15A RU2330811C2 (en) 2006-03-13 2006-03-13 Method of obtaining high-purity lithium fluoride

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2330811C2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013174938A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Lanxess Deutschland Gmbh Production of high-purity lithium fluoride
CN103553086A (en) * 2013-11-18 2014-02-05 上海晶纯生化科技股份有限公司 Method for preparing high-purity lithium fluoride
CN105197966A (en) * 2015-10-29 2015-12-30 湖北省宏源药业科技股份有限公司 Purification method of ultrahigh-activity lithium fluoride
RU2627427C1 (en) * 2016-11-18 2017-08-08 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method for inactivation of impurity in lithium fluoride sorbent

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105645437B (en) * 2016-01-08 2017-04-05 中国科学院上海应用物理研究所 A kind of retracting device and its recovery method of lithium fluoride
CN111994924A (en) * 2020-09-09 2020-11-27 江西云锂材料股份有限公司 Novel method for producing high-purity lithium fluoride by taking industrial-grade lithium carbonate as raw material
CN116514144A (en) * 2023-05-19 2023-08-01 大连理工大学 Method for preparing battery-grade lithium fluoride from industrial-grade lithium carbonate
CN117160314B (en) * 2023-08-01 2024-07-05 多氟多阳福新材料有限公司 High-purity lithium fluoride purification system of battery level

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ОСТРОУШКО Ю.И. и др. Литий, его химия и технология. - М.: Атомиздат, 1960. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013174938A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Lanxess Deutschland Gmbh Production of high-purity lithium fluoride
CN103553086A (en) * 2013-11-18 2014-02-05 上海晶纯生化科技股份有限公司 Method for preparing high-purity lithium fluoride
CN105197966A (en) * 2015-10-29 2015-12-30 湖北省宏源药业科技股份有限公司 Purification method of ultrahigh-activity lithium fluoride
CN105197966B (en) * 2015-10-29 2017-05-31 湖北省宏源药业科技股份有限公司 A kind of purification process of super-active lithium fluoride
RU2627427C1 (en) * 2016-11-18 2017-08-08 Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" Method for inactivation of impurity in lithium fluoride sorbent

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006107861A (en) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2330811C2 (en) Method of obtaining high-purity lithium fluoride
JP4896108B2 (en) Method for producing high purity lithium carbonate
US11097951B2 (en) Production of carbon-based oxide and reduced carbon-based oxide on a large scale
JP4896109B2 (en) Method for producing high purity lithium carbonate
CN101125667A (en) Method for preparing battery-stage anhydrous lithium chloride
EP4286335A1 (en) Method for the production of lithium hydroxide (lioh) directly from lithium chloride (lici), without the need for an intermediate production of lithium carbonate or similar
CN105197966B (en) A kind of purification process of super-active lithium fluoride
CN108002422B (en) Preparation method of high-purity submicron white cerium dioxide
TWI763694B (en) Purified potassium hexafluoromanganate and methods for purifying potassium hexafluoromanganate
RU2424188C1 (en) Method of producing high-purity calcium fluoride
JP4833539B2 (en) Lithium sulfide particle powder, method for producing the same, and inorganic solid electrolyte
JP7602275B2 (en) Process and method for purifying lithium carbonate starting from an impure lithium chloride solution
JPH054801A (en) Production of highly pure metal fluoride
CN114920248A (en) Synthetic method of silicon tetrafluoride
CN107352562A (en) A kind of preparation technology of magnesium fluoride
CN116750796B (en) Preparation method of silver hexafluoroantimonate
CN103608289A (en) Process of purifying a residue with calcium ions
JP2001064015A (en) Production of fluoride of rare earth metal
JPH03137003A (en) Production of high-purity metal fluoride
FR2614213A1 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF ULTRA-HIGH PURITY METAL INORGANIC COMPOUNDS
CN1042217C (en) Preparing fluozirconate glass by homogeneous coprecipitation method
Schlier et al. Production of high-value fluoride gas from uranium tetrafluoride using a rotary calciner
RU2104932C1 (en) Method for production of lithium fluoride
JPH11157835A (en) Production of high purity indium compound
EP3172168B1 (en) Process for manufacture of purified alkaline earth metal carbonate, alkaline earth metal carbonate and use thereof

Legal Events

Date Code Title Description
FA92 Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted)

Effective date: 20070925

FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20071122