Получение высокочистого хлорида лития для приоритетных направлений высокотехнологичных отраслей промышленности

В обзоре представлены литературные данные о взаимодействии основных соединений лития с различными конструкционными материалами. Установлено, что особенностью взаимодействия литиевых соединений с конструкционными материалами является их активная сорбция влаги из воздуха с последующим образованием гидроксида и оксида, обладающих высокой коррозионной активностью. Исключением в данном ряду являются карбонат и фторид лития. Коррозионно стойкими в среде растворов LiOH являются Ti и его сплавы, LiCl – каучуковые (бутадиеннитрильный, этиленпропиленовый, фторкаучук) и полимерные (перфторэластомер, политетрафторэтилен, поливинилхлорид, полипропилен, поливинилиденфторид, полифениленсульфид) материалы.Исследована возможность использования метода ионного обмена для очистки водных литийсодержащих растворов, на примере LiCl, от ряда растворимых химических примесей (Na, K, Ca, Mg, Cu, Ni, Zn, Ti, Fe, Al, Cr, Mn,) в статических и динамических условиях. В качестве сорбентов использовали сильнокислотные (Токем-140, Токем-308/545, КУ-2-8), слабокислотные (Токем-200), смешанные фосфорсодержащие (Purolite S957) и хелатные катиониты с иминодиуксусными (Amberlite IRC-748, Purolite S930, Axionit 3S) и аминометилфосфоновыми (Lewatit MonoPlus TP-260) функциональными группами в Н+- и NH4+-форме. Рассчитаны значения коэффициентов распределения лития и примесных ионов, статической и динамической обменной емкости. Отработана технология получения безводного хлорида лития. Приведено подтверждение фазового состава наработанных материалов. Определена степень загрязнения хлорида лития примесями при его получении из карбоната и в процессе сушки. Экспериментально оценена величина поступления влаги при хранении безводного LiCl в зависимости от условий хранения. Подобраны оптимальные условия сушки хлорида лития. На основании полученных результатов выданы рекомендации по условиям хранения обезвоженной соли.Исследована коррозионная стойкость конструкционных метриалов (сплавы ХН65МВУ и ВТ1-0, стали 12Х18Н10Т и 06ХН28МДТ, Zr и Ni) в насыщенном растворе LiCl при температуре кипения гравиметрическим методом. На основании проведенных исследований сделан вывод о высокой коррозионной стойкости в указанных условиях Zr и титанового сплава ВТ1-0 (скорость коррозии менее 0,1 мм/год). На основании комплекса выполненных исследований разработана технологическая схема получения высокочистого LiCl из раствора LiOH, состоящая из следующих основных стадий: фильтрация исходного раствора LiOH; первичная карбонизация (обработка газообразным углекислым газом отфильтрованного раствора LiOH с получением осадка Li2CO3); вторичная карбонизация (обработка газообразным углекислым газом суспензии Li2CO3 с получением LiНCO3); фильтрационная очистка раствора LiНCO3; термическое разложение раствора LiНCO3 с получением осадка Li2CO3; фильтрация и сушка Li2CO3; конверсия Li2CO3 в LiCl; сорбционная очистка раствора LiCl; получение безводного продукта высокочистого LiCl; переработка загрязненных оборотных растворов. Проведена отработка предложенной технологии в лабораторных условиях.