ES2900012T3 - Procedimiento de digestión cáustica - Google Patents

Procedimiento de digestión cáustica Download PDF

Info

Publication number
ES2900012T3
ES2900012T3 ES17836093T ES17836093T ES2900012T3 ES 2900012 T3 ES2900012 T3 ES 2900012T3 ES 17836093 T ES17836093 T ES 17836093T ES 17836093 T ES17836093 T ES 17836093T ES 2900012 T3 ES2900012 T3 ES 2900012T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
lithium
solution
mixture
process according
silicate
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES17836093T
Other languages
English (en)
Inventor
Enej Catovic
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lithium Australia NL
Original Assignee
Lithium Australia NL
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
Priority claimed from AU2016903041A external-priority patent/AU2016903041A0/en
Application filed by Lithium Australia NL filed Critical Lithium Australia NL
Application granted granted Critical
Publication of ES2900012T3 publication Critical patent/ES2900012T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/12Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic alkaline solutions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10Obtaining alkali metals
    • C22B26/12Obtaining lithium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Un procedimiento para la extracción de valores de litio de un silicato de litio, que comprende los pasos de: a) calentamiento de una mezcla de silicato de litio y una solución concentrada de hidróxido de sodio con una concentración en un intervalo de 40-80 % en peso, hasta 350 °C; b) dilución de la mezcla calentada del paso a) hasta una fuerza cáustica de 5-20 % p/p; y c) remoción de los aluminatos y silicatos de la mezcla calentada diluida del paso b) para producir una solución gestante de litio.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de digestión cáustica
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un procedimiento de digestión cáustica, para la recuperación de valores de litio de materiales que portan litio. En particular, la presente divulgación se refiere a un procedimiento de digestión cáustica para la recuperación de carbonato de litio y/o hidróxido de litio de silicatos que portan litio.
Antecedente
El suministro global de litio proviene actualmente de salmueras o de depósitos de roca dura.
En las primeras, el litio es concentrado como sales solubles mediante la evaporación solar. El litio producido de salmueras es generalmente de baja calidad y, mientras la entrada de capital para la producción de salmuera es elevada, los costes operacionales son bajos.
En el caso de depósitos de roca dura, se usan técnicas convencionales de minería y beneficio para producir concentrado de espodumena de alta calidad. Es posible obtener sustancias químicas de litio de calidad técnica para baterías (99.5 %) o de alta pureza (>99.9 %) de carbonato de litio, a partir de diferentes procedimientos de tostadura con ácido y tostadura con cal.
El procedimiento de tostadura con ácido involucra en primer lugar la decrepitación (a 1070-1090 °C) para convertir aespodumena a la estructura p más reactiva, seguida por sulfuración usando ácido sulfúrico a 250 °C y lixiviación con agua del producto calcinado a 90 °C, para extraer litio hacia la solución. El procedimiento de tostadura con cal, por otro lado, descansa en la tostadura de espodumena y cal a 1030-1040 °C antes de la lixiviación con agua del clínker producido, para recuperar litio. Se han propuesto también otras rutas usadas para extraer litio de espodumena, a través de lixiviación a presión con carbonato de sodio o tostadura con cloración.
Todos estos procedimientos involucran un paso de tostadura con consumo significativo de reactivo, antes de la lixiviación. El elevado coste de energía asociado con tostadura de concentrados de baja calidad de litio, ha probado ser no económico.
Por ello existe una necesidad por procedimientos alternativos o mejorados para recuperar litio de materiales de silicatos.
El documento US 2006/171869 A1 se refiere a un procedimiento para la extracción de litio de un mineral que porta litio, que comprende: reacción de un mineral que porta litio con el material básico de suficiente fortaleza para disolver el mineral, para fabricar una mezcla de producto que contiene litio; y recuperación del litio de la mezcla de producto. Debe entenderse que si en esta memoria se relaciona cualquier publicación de la técnica previa, tal referencia no constituye una admisión de que la publicación forma parte del conocimiento general común en la técnica, en Australia o cualquier otro país.
Resumen
La presente divulgación suministra un procedimiento para la extracción de valores de litio de un silicato de litio, en particular de silicatos que portan litio, tales como espodumena y lepidolita. La presente divulgación también suministra un procedimiento para la recuperación de valores de litio, carbonato de litio y/o hidróxido de litio de un silicato de litio. De acuerdo con un primer aspecto de la divulgación, se suministra un procedimiento para la extracción de valores de litio de un silicato de litio, que comprende los pasos de:
a) calentamiento de una mezcla del silicato de litio y una solución concentrada de hidróxido de sodio con una concentración en un intervalo de 40-80 % en peso hasta 350 °C;
b) dilución de la mezcla calentada del paso a) a fuerza cáustica de 5-20 % p/p; y
c) remoción de aluminatos y silicatos de la mezcla diluida calentada del paso
b) para producir una solución gestante de litio.
En una realización alternativa, el calentamiento de dicha mezcla comprende el horneo de dicha mezcla a una temperatura en un intervalo de 250 °C a 350 °C a presión atmosférica.
En una realización alternativa, el calentamiento de dicha mezcla comprende el calentamiento en un intervalo de 200 °C a 300 °C en un autoclave.
La mezcla calentada del paso a) es diluida a una fuerza cáustica de 5-20 % p/p.
En una realización, el retiro de aluminatos y silicatos de la mezcla calentada diluida del paso c) comprende la adición de cal a la mezcla calentada diluida, en una cantidad suficiente para producir sólidos de aluminato de calcio y silicato de calcio, y separación de allí de dichos sólidos.
De acuerdo con otro aspecto de la divulgación, se suministra un procedimiento para la recuperación de valores de litio de un silicato de litio, que comprende los pasos de:
a) extracción de los valores de litio de un silicato de litio, para producir una solución gestante de litio de acuerdo con los pasos definidos en el primer aspecto de la divulgación;
b) evaporación de la solución gestante de litio para incrementar una concentración de litio de la misma; y, c) recuperación de carbonato de litio y/o hidróxido de litio de la solución gestante de litio evaporada.
En una realización, la recuperación de carbonato de litio comprende el contacto de la solución gestante de litio evaporada con dióxido de carbono, para producir sólidos de carbonato de litio y una solución vacía de litio.
En una realización alternativa, la recuperación de hidróxido de litio comprende la disminución de la temperatura de la solución gestante de litio evaporada, para producir sólidos de hidróxido de litio y una solución vacía de litio. La solución vacía de litio puede ser tratada adicionalmente con dióxido de carbono, para recuperar de allí carbonato de litio.
Dichos sólidos pueden ser separados de la solución vacía de litio. En una realización, la solución vacía de litio puede ser reciclada mezclándola con la mezcla de silicato de litio y cáustico en el paso a). De la solución vacía de litio pueden producirse otros subproductos, tales como hidróxido de potasio, antes de reciclar dicha solución al paso a)
En una realización, la evaporación de la solución gestante de litio incrementa la concentración de litio de la misma a 8-10 g/l.
Breve descripción de los dibujos
A pesar de cualesquiera otras formas que pueden caer dentro del alcance del procedimiento como se describe en el Resumen, ahora se describirán realizaciones específicas, a modo de ejemplo solamente, haciendo referencia a las figuras acompañantes en las cuales:
La Figura 1 es un diagrama de flujo del procedimiento, que representa un proceso para la recuperación de carbonato de litio a partir de silicatos de litio.
Descripción de las realizaciones
La presente invención es descrita en las siguientes diferentes realizaciones no limitantes, que se refieren a un proceso para la recuperación de valores de litio, en particular carbonato de litio o hidróxido de litio, a partir de silicatos de litio.
Términos generales
A través de esta memoria, a menos que se declare específicamente de otro modo o el contexto lo requiera de otro modo, se tomará referencia a un paso individual, composición de material, grupo de pasos o grupo de composiciones de material, para abarcar uno y una pluralidad (es decir, uno o más) de aquellos pasos, composiciones de material, grupos de pasos o grupos de composiciones de material. Así, como se usa en esta memoria, las formas singulares "un", "uno/a" y "el/la" incluyen aspectos plurales a menos que el contexto lo dicte claramente de otro modo. Por ejemplo, la referencia a "un" incluye un individual así como dos o más; la referencia a "uno/a" incluye un individual así como dos o más; la referencia a "el/la" incluye un individual así como dos o más, y así sucesivamente.
Cada ejemplo de la presente divulgación descrito en esta memoria debe ser aplicado mutatis mutandis a todos y cada uno de los ejemplos, a menos que se declare específicamente en otro sentido. La presente divulgación no está limitada en alcance por los ejemplos específicos descritos en esta memoria, de los que se pretende tengan el propósito de servir de ejemplo únicamente. Los productos, composiciones y procedimientos funcionalmente equivalentes están claramente dentro del alcance de la divulgación, como se describe en esta memoria.
Debe entenderse que el término "y/o", por ejemplo, "X y/o Y" significará "X y Y" o "X o Y" y deberá ser tomado para suministrar soporte explícito de ambos significados o de cualquier significado.
A través de esta memoria, se entenderá que la palabra "comprender", o variaciones tales como "comprende" o "que comprende", implica la inclusión de un elemento, entero o paso, o grupo de elementos, enteros o pasos declarados, pero no la exclusión de cualquier otro elemento, entero o paso, o grupo de elementos, enteros o pasos.
Se entenderá claramente que, aunque en esta memoria se hace referencia a varias publicaciones de la técnica previa, esta referencia no constituye una admisión de que cualquiera de estos documentos forma parte del conocimiento común general en la técnica, en Australia o en cualquier otro país.
A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en esta memoria tienen el mismo significado al entendido comúnmente por alguien de destreza ordinaria en la técnica a la cual pertenece esta invención. Aunque en la práctica o prueba de la presente invención pueden usarse procedimientos y materiales similares o equivalentes a aquellos descritos en esta memoria, abajo se describen procedimientos y materiales adecuados. En caso de conflicto, la presente invención, incluyendo definiciones, controlará. Adicionalmente, los materiales, procedimientos y ejemplos son solamente ilustrativos y no pretenden ser limitantes.
Términos específicos
Como es usado en esta memoria, el término "material que porta litio" se refiere a cualquier sustancia que contiene litio. El término puede ser usado predominantemente para hacer referencia a minerales que ocurren de modo natural que contienen valores de litio incluyendo, pero sin limitarse a, silicatos, fluorofosfatos, borosilicatos, silicatos de aluminio, fosfatos tales como ambligonita, micas que contienen litio, y arcillas que contienen litio.
Aquellos expertos en la técnica notarán que el material que porta litio puede comprender uno o más minerales de litio que ocurren de modo natural, porque frecuentemente ellos ocurren juntos, por ejemplo en cuerpos de pegmatita. Varios metales, tales como Mn, Rb y Cs, y otros minerales tales como cuarzo, albita, feldespato, topacio y berilio pueden estar asociados también con estos minerales de litio. De acuerdo con ello, el término "material que porta litio" abarca menas y concentrados de alta calidad, así como menas, concentrados de calidad media a baja, y mezclas de los mismos.
Como se usa en esta memoria, el término "silicato que porta litio" se refiere a un concentrado, mena, o cola derivados de uno o más minerales de silicato que contienen valores de litio. Los ejemplos de silicatos que portan litio incluyen, pero no están limitados a, jadarita, espodumena y otros piroxenos, trilitionita, petalita y otros silicatos que portan litio del grupo de minerales de nefelina, holmquistita y otros silicatos que portan litio del grupo de minerales del anfibol, lepidolita, zinwaldita, elbaita y otras turmalinas, cloritas, esmectitas, micas que contienen litio, y arcillas que contienen litio.
Una referencia a “g/kg” o “kg/t” a través de esta memoria se refiere a la masa de una sustancia por kilogramo o por tonelada, respectivamente, del material que porta litio.
Procedimiento para la extracción de valores de litio
El procedimiento para la extracción de valores de litio de materiales que portan litio, como se describe en esta memoria, es un procedimiento para la extracción de valores de litio a partir de silicatos de litio. La extracción de litio lograda mediante el procedimiento puede ser > 85 %, > 90 %, > 95 %, o incluso > 98 %.
Antes de ser sometido a los procedimientos descritos en esta memoria, el silicato de litio puede ser triturado y molido a P100 < 160 |jm. En ciertas realizaciones, el silicato de litio puede tener un tamaño de partícula con Pao en un intervalo de 20-160 jm , 40-100 jm , o en el intervalo de 40-50 jm . El silicato de litio puede sertriturado y molido hasta el tamaño deseado de partícula, mediante métodos convencionales bien conocidos en la técnica, en un proceso de molienda en seco o un proceso de molienda en húmedo.
El procedimiento para la extracción de valores de litio desde un silicato de litio comprende los pasos de:
a) calentamiento de una mezcla del silicato de litio y una solución concentrada de hidróxido de sodio con una concentración en un intervalo de 40-80 % en peso, hasta 350 °C;
b) dilución de la mezcla calentada del paso a) hasta una fuerza cáustica de 5-20 % p/p; y
c) remoción de aluminatos y silicatos desde la mezcla calentada diluida del paso
b) para producir una solución gestante de litio.
En una realización preferida, la solución concentrada de hidróxido de sodio (NaOH) tiene una concentración en un intervalo de 40-60 % en peso o 40-50 % en peso.
La mezcla resultante puede ser agitada o agitada mecánicamente durante el paso de calentamiento.
La mezcla puede ser calentada por un período de tiempo suficiente para lograr un nivel particular de extracción de valores de litio. El tiempo requerido para la extracción depende de la mineralogía y tamaño de partícula del silicato de litio, la concentración de la solución de hidróxido de sodio, la densidad de sólidos de la mezcla, y las condiciones de temperatura.
Aquellos expertos en la técnica notarán que, con las otras cosas iguales, cuanto más alta sea la temperatura, menor será el tiempo de reacción para lograr el nivel deseado de extracción.
En general, la mezcla puede ser calentada por un período de 1 h a 6 h, en particular 1 h a 2 h.
El procedimiento puede ser llevado a cabo en modo de lote o en modo continuo. La escogencia particular de operación dependerá de un tiempo de residencia necesario para extraer la cantidad deseada de valores de litio.
En diferentes realizaciones, el silicato de litio puede ser mezclado con la solución concentrada de hidróxido de sodio con una concentración en un intervalo de 40-80 % en peso, para producir una mezcla que contiene un contenido de sólidos en un intervalo de 10-50 % en peso, preferiblemente de 10-25 % en peso o de 40-50 % en peso.
Las mezclas que tienen un contenido de sólidos en el extremo inferior del intervalo (10-25 % en peso) pueden soportar “digestión cáustica” en un autoclave, mientras las mezclas que tienen un contenido de sólidos en el extremo superior del intervalo (40-50 % en peso) pueden soportar un “horneo cáustico” a presión atmosférica.
En algunas realizaciones, la mezcla que tiene un contenido de sólidos de 10-40 % en peso puede ser calentada en un autoclave a una temperatura en un intervalo de 200 °C a 300 °C por un periodo de 1 a 6 horas. Por ejemplo, aproximadamente 99 % de la extracción de litio podría ser lograda mediante calentamiento de la mezcla en un autoclave a 240 °C durante 2-4 h con por lo menos 2800 kg/t de cáustico.
Alternativamente, en otras realizaciones la mezcla que tiene un contenido de sólidos de 40-50 % en peso puede ser horneada a una temperatura en un intervalo de 250 °C a 350 °C a presión atmosférica por un periodo de 1 a 6 horas. En esta realización particular, la extracción de > 90 % de litio desde silicatos de litio tales como espodumena y lepidolita (P90 ~45 |jm) puede ser lograda después de 1-2 h a 300 °C usando un exceso de cáustico de entre 2600 kg/t a 4800 kg/t.
La mezcla calentada resultante es luego un diluida a 5- 20 % p/p respecto a la concentración de solución cáustica.
La pasta líquida resultante puede después soportar una técnica de separación convencional, para separar sólidos de líquidos. Las técnicas convencionales de separación adecuadas incluyen, pero no están limitadas a, filtración, separación por gravedad, centrifugación y demás. Aquellos expertos en la técnica notarán que los aditivos tales como agentes clarificantes y/o espesantes pueden ser mezclados dentro de la pasta líquida resultante, antes de la separación de los sólidos de los líquidos, para facilitar la separación eficiente de ellos.
Una persona experta en el campo notará que una o más impurezas pueden estar codisueltas con litio en el líquido separado. Como se usa en esta memoria, el término "impurezas" se refiere a un valor de metal, diferente a litio, contenido en el material que porta litio, que es capaz de disolverse bajo las mismas condiciones de proceso. Los ejemplos de valores típicos de metal, diferentes a litio incluyen, pero no están limitados, K, Na, Cs, Rb, Si, Al y Fe.
Los aluminatos y silicatos solubles presentes en el líquido separado son luego retirados de allí mediante tratamiento con un exceso de cal del líquido separado, para precipitar de la solución aluminatos de calcio, silicatos de calcio y aluminosilicatos de calcio y producir una solución gestante de litio. Los precipitados son retirados mediante una técnica convencional de separación, como se describió anteriormente.
Proceso para la recuperación de valores de litio desde materiales que portan litio
Después de la extracción de los valores de litio desde el silicato de litio como se describió en los párrafos precedentes, los valores de litio pueden ser recuperados a continuación desde la solución que porta litio, como carbonato de litio o hidróxido de litio.
Adicionalmente a la remoción de aluminatos de calcio, silicatos de calcio y aluminosilicatos de calcio, en algunas realizaciones la solución gestante de litio puede ser pasada a través de una resina de intercambio iónico, para retirar de ella el calcio soluble.
La solución gestante de litio es luego sometida a evaporación para incrementar una concentración de litio de la misma. La concentración de litio puede ser incrementada de 1.5 -2 g/l a 8-10 g/l o más. La evaporación de la solución gestante de litio puede ser ejecutada mediante ebullición de la solución gestante de litio, o mediante paso de la solución gestante de litio a través de un evaporador que opera a presión reducida.
El carbonato de litio puede ser recuperado desde la solución gestante de litio que tiene incremento en la concentración de litio, mediante contacto de dicha solución gestante de litio con dióxido de carbono, para producir sólidos de carbonato de litio y una solución vacía de litio. En algunas realizaciones, a dicha solución gestante de litio se le hace burbujear dióxido de carbono a una rata estable de aproximadamente 0.8 l/min. La temperatura de dicha solución gestante de litio puede estar en el intervalo de 90 °C -100 °C.
Los sólidos resultantes de carbonato de litio pueden ser separados de la solución vacía de litio resultante, mediante técnicas convencionales de separación descritas en los párrafos precedentes.
En una realización alternativa, el hidróxido de litio puede ser recuperado de la solución gestante de litio que presenta incremento en la concentración de litio, disminuyendo la temperatura de dicha solución gestante de litio para producir sólidos de hidróxido de litio y una solución vacía de litio. Típicamente, dicha solución gestante de litio puede ser enfriada a aproximadamente 10 °C para favorecer la precipitación de sólidos de hidróxido de litio. La solución vacía de litio puede ser tratada adicionalmente con dióxido de carbono, como se describió anteriormente, para recuperar de ella carbonato de litio.
Alternativamente, la solución vacía de litio puede ser reciclada mediante mezcla con la solución cáustica y material que porta litio.
Se notará que los sólidos de carbonato de litio pueden ser vendidos como tales o pueden ser refinados adicionalmente para producir un carbonato de litio o hidróxido de litio de pureza más alta.
En las reivindicaciones que siguen y en la descripción precedente de la invención, excepto cuando el contexto lo requiera de otro modo debido a lenguaje expreso o implicación necesaria, la palabra "comprender" o variaciones tales como "comprende" o "que comprende" es usada en un sentido inclusivo, es decir, para especificar la presencia de los rasgos declarados, pero no para excluir la presencia o adición de rasgos adicionales en diferentes realizaciones de la invención.
Las personas expertas en la técnica notarán que pueden hacerse numerosas variaciones y/o modificaciones a las realizaciones descritas anteriormente, sin apartarse del alcance general amplio de la presente invención. Por ello, las realizaciones presentes deben ser consideradas en todos los aspectos como ilustrativas y no restrictivas.
Ejemplos
La invención es ilustrada adicionalmente mediante los siguientes ejemplos con referencia a la figura. Los ejemplos son suministrados solamente para propósitos ilustrativos. No se pretende que de alguna manera limiten el alcance o contenido de la invención.
Ejemplo 1a. Digestión cáustica - Lepidolita
Se mezclaron (20) cuatro muestras (CL-1, CL-2, CL-3 y CL-4) de lepidolita (P80157 pm) con una solución de hidróxido de sodio de diferentes concentraciones, para suministrar una mezcla que tenía un contenido de sólidos de 10 % en peso.
Las muestras CL-1 y CL-2 fueron calentadas (30) a 148-154 °C durante 6 horas a presión atmosférica en reactores convencionales con deflector, y las muestras CL-3 y CL-4 fueron calentadas a 220 °C y 240 °C, respectivamente, durante 4 horas en un autoclave a presión de vapor (“digestión cáustica”). En la Tabla 1 se suministran las condiciones de operación de las pruebas de digestión cáustica, junto con los resultados de extracción de metal resultante.
La digestión cáustica atmosférica de las muestras CL-1 y CL-2 mostró extracción de hasta 50 % de Li.
Respecto a las muestras CL-3 y CL-4, que soportaron digestión cáustica bajo condiciones de autoclave, se logró elevada extracción de litio (99 %) en CL-4, junto con todos los otros metales alcalinos tales como K, Rb y Cs. El perfil de concentración para Li a través de la prueba para CL-3 mostró que durante las etapas iniciales, la concentración de Li alcanzó 2200 mg/l, sin embargo la concentración de Li en solución disminuyó y progresivamente a 1400 mg/l, junto con una disminución en las concentraciones de Al y Si. Esto sugiere que el Li fue precipitado nuevamente con un cilicio en esta prueba.
Ejemplo 1b. Digestión cáustica - Espodumena
Se examinó la extracción de Li de espodumena mediante digestión cáustica bajo condiciones de autoclave de presión (presión de vapor únicamente) y temperatura elevadas con un tiempo de residencia de 4 h, bajo condiciones similares a las emprendidas para lepidolita.
La extracción de Li de espodumena con P8076 pm fue de 77 % la cual fue significativamente mayor que para espodumena con P80100 pm (40-57 %).
Ejemplo 2. Horneo cáustico
Se examinó la extracción de Li de mena de lepidolita (P80157 pm) en dos (2) pruebas de intento CB-1 y CB-2 usando un exceso de cáustico abajo y por encima del punto de fusión del cáustico (p.f. ~ 330 °C). En la Tabla 2 se presenta un resumen de los resultados de estas dos pruebas.
Se observó que la extracción de Li incrementaba con un aumento en la temperatura de horneo durante 1 h, de 68 % a 250 °C a 86 % a 350 °C. Las condiciones más agresivas, donde el cáustico funde y ocurre una fusión “típica”, incrementaron la extracción total de los elementos mayores.
Las mezclas calentadas resultantes fueron después diluidas (40) a 20 % en peso respecto a la fuerza cáustica, con subsiguiente separación de sólidos y líquidos.
Ejemplo 3. Remoción de impurezas
Pueden retirarse el aluminio y Si solubilizados durante la digestión cáustica (u horneo cáustico), mediante la adición de cal (“encalado”) para precipitar aluminato de calcio y silicato de calcio. Se realizó una serie de pruebas de ensayo de retiro de Al y Si, usando licores de las pruebas digestión atmosférica CL-1 (digestión atmosférica). En la Tabla 3 se presenta un resumen de las pruebas realizadas y los resultados.
Se añadió (50) un exceso de cal que variaba desde aproximadamente 30 g/l de alimentación a 150 g/l de alimentación, al líquido separado para retirar Al y Si como precipitados de aluminato de calcio y silicato de calcio. Aproximadamente 50 % de las impurezas de Al y Si fueron retiradas como sólidos separados, dejando una solución gestante de litio. La concentración de litio de la solución gestante de litio aumentó a 8-10 g/l por evaporación (60).
Ejemplo 4. Precipitación de carbonato de litio
El carbonato de litio fue precipitado (70) desde la solución gestante de litio evaporada a 90 °C a 100 °C, mediante la introducción de una corriente estable de dióxido de carbono a la misma, a una rata de aproximadamente 0.8 l/min. El dióxido de carbono introducido fue casi completamente absorbido por la solución gestante de litio (que es altamente cáustica) de modo que casi no se observó burbujeo.
Aproximadamente 70 % del litio fue precipitado como carbonato de litio bajo estas condiciones (véase Tabla 4). La concentración final de litio en la solución gestante de litio depende de la fuerza cáustica. Esto demuestra la importancia de la operación a la concentración más alta de litio en la alimentación, para la precipitación de carbonato de litio. La pureza del carbonato de litio producido fue de 98 % siendo las impurezas mayores KOH, NaOH y Si (presumiblemente como silicato). El carbonato de litio puede ser usado como una alimentación para un paso adicional de refinación para producir carbonato de litio de alta pureza, o en un proceso de conversión de hidróxido de litio. El licor vacío es reciclado (80) de vuelta al autoclave, con objeto de minimizar las pérdidas de litio.
Resumen del trabajo de prueba de ensayo de digestión cáustica - Lepidolita

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para la extracción de valores de litio de un silicato de litio, que comprende los pasos de: a) calentamiento de una mezcla de silicato de litio y una solución concentrada de hidróxido de sodio con una concentración en un intervalo de 40-80 % en peso, hasta 350 °C;
b) dilución de la mezcla calentada del paso a) hasta una fuerza cáustica de 5-20 % p/p; y
c) remoción de los aluminatos y silicatos de la mezcla calentada diluida del paso
b) para producir una solución gestante de litio.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el calentamiento de dicha mezcla comprende el horneo de dicha mezcla a una temperatura en un intervalo de temperatura de 250 °C a 350 °C a presión atmosférica.
3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la mezcla tiene un contenido de sólidos de 40-50 % en peso y es horneada a una temperatura en un intervalo de 250 °C a 350 °C a presión atmosférica, por un periodo de 1 a 6 horas.
4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el calentamiento de dicha mezcla comprende el calentamiento de dicha mezcla en un intervalo de temperatura de 200 °C a 300 °C en un autoclave.
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la mezcla tiene un contenido de sólidos de 10-40 % en peso y es calentada en un autoclave a una temperatura en un intervalo de 200 °C a 300 °C por un periodo de 1 a 6 horas.
6. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el silicato es mezclado con la solución cáustica para producir una mezcla que tiene un contenido de sólidos en un intervalo de 10-50 % en peso.
7. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 , en donde la remoción de los aluminatos y silicatos de la mezcla calentada diluida del paso c) comprende la adición de cal a la mezcla calentada diluida, en una cantidad suficiente para producir sólidos de aluminato de calcio y de silicato de calcio, y separación de dichos sólidos de la misma.
8. Un procedimiento para la recuperación de valores de litio de un silicato de litio, que comprende los pasos de: a) extracción de valores de litio de un silicato de litio para producir una solución gestante de litio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7;
b) evaporación de la solución gestante de litio para incrementar una concentración de litio de la misma; y, c) recuperación de carbonato de litio y/o hidróxido de litio de la solución gestante de litio evaporada.
9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la recuperación de carbonato de litio comprende el contacto de la solución gestante de litio evaporada con dióxido de carbono, para producir sólidos de carbonato de litio y una solución vacía de litio.
10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la recuperación de hidróxido de litio comprende la disminución de la temperatura de la solución gestante de litio evaporada, para producir sólidos de hidróxido de litio y una solución vacía de litio.
11. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en donde la solución vacía de litio es tratada con dióxido de carbono para recuperar carbonato de litio de la misma.
12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde dichos sólidos son separados de la solución vacía de litio.
13. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde la solución vacía de litio es reciclada mediante mezcla con dicha mezcla de silicato de litio y cáustico.
14. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, en donde la evaporación de la solución gestante de litio incrementa la concentración de litio de la misma a 8-10 g/l.
Figure imgf000013_0001

ES17836093T 2016-08-02 2017-08-02 Procedimiento de digestión cáustica Active ES2900012T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2016903041A AU2016903041A0 (en) 2016-08-02 Caustic digestion process
PCT/AU2017/050808 WO2018023159A1 (en) 2016-08-02 2017-08-02 Caustic digestion process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2900012T3 true ES2900012T3 (es) 2022-03-15

Family

ID=61072162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17836093T Active ES2900012T3 (es) 2016-08-02 2017-08-02 Procedimiento de digestión cáustica

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP3494240B1 (es)
CN (1) CN109890990B (es)
AU (1) AU2017306576B2 (es)
BR (1) BR112019002104B1 (es)
CA (1) CA3032729C (es)
ES (1) ES2900012T3 (es)
PL (1) PL3494240T3 (es)
PT (1) PT3494240T (es)
WO (1) WO2018023159A1 (es)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3827105A4 (en) 2018-07-24 2022-04-27 Lithium Australia NL CAUSTIC CONVERSION PROCESS
JP7225681B2 (ja) * 2018-10-26 2023-02-21 住友金属鉱山株式会社 リチウムの浸出方法及びリチウムの回収方法
CN109264751B (zh) * 2018-12-04 2022-09-20 湖南天泰天润新能源科技有限公司 一种从锂云母和含钒页岩中提取碳酸锂和偏钒酸铵的方法
MX2022008267A (es) * 2020-01-03 2022-08-04 Tesla Inc Extraccion selectiva de litio a partir de minerales de arcilla.
CN114891998A (zh) * 2022-05-27 2022-08-12 广东邦普循环科技有限公司 一种从锂黏土中回收锂的方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB934447A (en) * 1960-02-09 1963-08-21 Mini Richesses Nature Lithium carbonate production
US3112170A (en) * 1961-01-16 1963-11-26 Dept Of Natural Resources Of T Sodium-ammonium compounds process for extracting lithium from spodumene
US20060171869A1 (en) * 2003-11-12 2006-08-03 Anovitz Lawrence M Method of extracting lithium
CN102199705B (zh) * 2011-05-06 2013-04-03 河北工程大学 一种从废旧电池中回收锂金属的方法
CN103990217A (zh) * 2013-02-17 2014-08-20 陈霞 氧气闷孔减压阀吸入器
CN103290217B (zh) * 2013-06-20 2014-12-17 江西省科学院应用化学研究所 高压蒸汽法处理锂矿石提锂工艺
CN104003428B (zh) * 2014-06-11 2015-11-18 福州大学 一种锂辉石管道反应器溶出生产氢氧化锂的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109890990A (zh) 2019-06-14
CA3032729A1 (en) 2018-02-08
WO2018023159A1 (en) 2018-02-08
BR112019002104B1 (pt) 2022-10-04
PL3494240T3 (pl) 2022-03-07
EP3494240B1 (en) 2021-09-29
EP3494240A1 (en) 2019-06-12
CA3032729C (en) 2022-04-12
EP3494240A4 (en) 2020-03-18
AU2017306576B2 (en) 2019-12-12
AU2017306576A1 (en) 2019-02-28
PT3494240T (pt) 2021-12-13
BR112019002104A2 (pt) 2019-05-14
CN109890990B (zh) 2022-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2900012T3 (es) Procedimiento de digestión cáustica
ES2806425T3 (es) Proceso de recuperación
US20220372593A1 (en) Lithium extraction method
US20220169521A1 (en) Processing of lithium containing material including hcl sparge
ES2954721T3 (es) Proceso para la recuperación de fosfato de litio y sulfato de litio a partir de silicatos que contienen litio
US10883157B2 (en) Process for extracting and recovering lithium values from lithium bearing materials
US12000013B2 (en) Caustic conversion process
ES2929719T3 (es) Recuperación de litio a partir de minerales de fosfato
AU2016101526B4 (en) Recovery Process
US9914646B2 (en) Method for the processing of potassium containing materials
US20240102126A1 (en) Apparatus for extracting lithium from ore
BRPI0602252B1 (pt) Processo de recuperação de valores de potássio contidos em ardósias verdete