СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ ЛИТИЕНОСНЫХ РАССОЛОВ Российский патент 2024 года по МПК C01D15/04 C22B26/12 C22B3/24 B01D15/00 C01D3/04 C02F1/28 F25B17/00 

Область техники

Настоящее изобретение относится к гидрометаллургии лития, в частности к способу получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов с использованием процесса сорбции и десорбции, получаемый концентрат может быть использован как сырье для получения лития и его соединений.

Уровень техники

Современные технологии получения лития из литиеносного гидроминерального сырья основаны на получении литиевого концентрата с последующей его переработкой.

К наиболее простыми для промышленного освоения относятся способы концентрирования рассолов по литию в испарительных бассейнах (гелеоконцентрирование), примеры способов указаны в патентах RU2283283C1 «Способ получения карбоната лития высокой степени чистоты из литиеносных хлоридных рассолов» (дата приоритета: 30.12.2004) и CN105540619B «Способ прямого получения карбоната лития аккумуляторного качества из рассола соленого озера с высоким соотношением магния и лития» (дата приоритета: 17.08.2015) , данная технология имеет свои недостатки, в частности она сильно зависима от климатических условий, данный метод нашел свое широкое распространение в Китае и Южной Америке, но не на территории России, так испытанная схема для вод Берикейского месторождения в Республике Дагестан (Забродин Н.И., Нечаева А.А., Коробочкина Т.В. Содержание редких щелочных элементов в соляном сырье Советского Союза и перспективы их промышленного освоения / Редкие щелочные элементы.- Новосибирск: Сиб. отд. АН СССР, 1960. с. 97-100) показала нецелесообразность строительства химического комбината из-за больших капитальных и эксплуатационных затрат, а также большого срока окупаемости предприятия.

В качестве альтернативных способов концентрирования известны способы концентрирования растворов литийсодержащих солей за счет прямого осмоса, например по заявке на патент WO 2016064689A2 «Процесс концентрирования растворов, содержащих литий» (Дата приоритета: 16.10.2015).

В данном способе используется разность осмотического давления между литийсодержащим солевым раствором и вторым солевым раствором с более высоким осмотическим давлением. В процессе концентрирования растворов хлорида лития прямым осмосом возникает загрязнение полупроницаемых мембран, которые требуют очистки или замены, для продления срока службы мембран требуется обеспечение предочистки концентрируемого раствора, что усложняет конструкцию и делает схему малоприменимой для больших объемов растворов, особенно рассолов природного происхождения. Также мембраны имеют ограниченную устойчивость ко многим солям, присутствующим в рассоле, особенно к солям кальция.

Получение концентрированных растворов солей лития также может осуществляться с применением процесса ионного обмена, пример метода описан в патенте US 10505178 B2 «Ионообменная система для извлечения лития» (дата приоритета: 10.05.2019), для обеспечения метода используют ионообменную смолу. Ионообменная смола имеет высокую стоимость, нуждается в регенерации и склонна к загрязнению, поэтому перед её применением требуется проводить глубокую предочистку рассола, такой метод дорог и малоэффективен для промышленной переработки больших объемов растворов, особенно рассолов природного происхождения.

В качестве еще одного альтернативного способа концентрирования растворов хлорида лития можно выделить концентрирование раствора обычным упариванием, концентрирование водных растворов солей имеет большое распространение в промышленности, одним из примеров такого способа может служить способ по патенту US 3488686 A «Процесс концентрирования» (дата приоритета 21.04.1967), в котором жидкость концентрируют в испарителе с перегородками и боковой подачей дымовых газов из горелки, а сбор концентрата осуществляют снизу. Такие методы сопряжены с необходимостью подвода теплоносителя в виде дымовых газов или греющего пара, что не всегда удобно для промышленной реализации и часто сопряжено с использованием углеводородов, которые могут иметь высокую стоимость.

Известны способы получения раствора лития путем насыщения литием селективного сорбента с последующей десорбцией.

Для данных целей в качестве сорбента применяют сорбент на основе дефектной разновидности соединения LiCl·2Al(HO)3·mH2O (ДГАЛ-Cl), описание сорбента и эффективности его применения приведено в статье Л.Т. Менжереса, А.Д. Рябцева, Е.В. Мамыловой «Селективный сорбент для извлечения лития из хлоридных высокоминерализованных рассолов» (Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307. № 7).

Способы получения литиевого концентрата с применением данного сорбента известны из патентов RU 2516538 C2 «Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки» (дата приоритета: 17.02.2012), RU 2713360 C2 «Способ получения моногидрата гидроксида лития из рассолов» (дата приоритета: 25.09.2019), RU 2659968 C1 «Способ получения литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов и его переработки в хлорид лития или карбонат лития» (дата приоритета: 14.04.2017).

Способ по патенту RU 2659968 C1 включает получение литиевого концентрата из литиеносного природного рассола путем сорбционного обогащения природного рассола по литию в сорбционно-десорбционных модулях, состоящих из колонн, заполненных неподвижным слоем гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, при следующей последовательности технологических операций: насыщение гранулированного сорбента хлоридом лития в процессе фильтрации в направлении снизу вверх природного литиеносного рассола через слой гранулированного сорбента, отмывка насыщенного хлоридом лития сорбента от рассола ступенчатым вытеснением последнего из слоя гранулированного сорбента порциями вытесняющей жидкости заданного объема, десорбция лития из отмытого от рассола гранулированного сорбента ступенчатой фильтрацией через слой гранулированного сорбента порций десорбирующих жидкостей, представляющих собой воду с различным содержанием хлорида лития с выводом порций фильтрата из процесса в качестве первичного литиевого концентрата, представляющего собой раствор хлорида лития с примесью ингредиентов, входящих в состав природного рассола, а именно кальция, магния, натрия, калия, бора, сульфат-ионов, при этом первичный литиевый концентрат производят в сорбционно-десорбционных модулях, состоящих из четырех заполненных гранулированным сорбентом колонн каждый, две из которых пребывают в стадии сорбции хлорида лития из рассола, одна из колонн пребывает в стадии отмывки насыщенного хлоридом лития сорбента от рассола и одна колонна пребывает в стадии десорбции хлорида лития из сорбента, отмытого от рассола, поток очищенного от взвешенных частиц рассола всегда пропускают вначале через колонну с частично насыщенным хлоридом лития сорбентом - первая ступень сорбции, затем через колонну с сорбентом, прошедшую стадию десорбции хлорида лития из сорбента, - вторая ступень сорбции, при этом после полного насыщения хлоридом лития сорбента в первой по ходу потока рассола колонне ее переводят в стадию отмывки сорбента от рассола, колонну, находящуюся в стадии отмывки сорбента от рассола, переводят в стадию десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, колонну, пребывавшую в стадии десорбции хлорида лития из насыщенного сорбента, переводят в стадию сорбции в качестве колонки второй ступени, используя в качестве первой ступени сорбции колонну с частично насыщенным сорбентом, которую на предыдущей стадии сорбции использовали в качестве колонны второй ступени, далее цикл повторяют по экспериментально обоснованной циклограмме, линейную скорость жидких фаз в колоннах на всех стадиях производства первичного литиевого концентрата поддерживают на уровне 5-7 м/ч, отмывку сорбента от рассола осуществляют предварительным сливом рассола из колонны, затем ступенчатой промывкой сорбента последовательно пятью порциями промывной жидкости в направлении снизу вверх объемом, составляющим 1/3 от объема сорбента в колонне каждая, четыре порции из пяти представляют собой промывные жидкости с различным содержанием компонентов рассола в порядке снижения их содержания по ступеням промывки, а пятая порция представляет собой объем пресной воды, причем первой порцией промывной жидкости заполняют колонну и вытесняют ее из колонны второй порцией промывной жидкости, направляя вытесненный объем на смешение с очищенным от взвешенных частиц природным литиеносным рассолом, вторую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны третьей порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле отмывки как первую порцию промывной жидкости, третью порцию промывной жидкости вытесняют из колонны четвертой порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле как вторую порцию промывной жидкости, четвертую порцию промывной жидкости вытесняют пятой порцией промывной жидкости и используют в следующем цикле как третью порцию промывной жидкости, пятую порцию промывной жидкости вытесняют из колонны соответствующей порцией десорбирующей жидкости и используют в следующем цикле как четвертую порцию промывной жидкости, в качестве пятой порции промывной жидкости в следующем цикле используют свежую порцию пресной воды, десорбцию хлорида лития из отмытого от рассола сорбента осуществляют последовательной ступенчатой фильтрацией через слой сорбента в колонне заданных объемов десорбирующих жидкостей исходя из того, что первый объем десорбирующей жидкости, представляющий собой разбавленный водный раствор хлорида лития с примесью остатка компонентов рассола (десорбирующая жидкость первой ступени), после контакта с сорбентом выводят из процесса в качестве первичного литиевого концентрата, второй объем десорбирующей жидкости, представляющий собой пресную воду (десорбирующая жидкость второй ступени), после контакта с сорбентом используют в качестве десорбирующей жидкости первой ступени стадии десорбции в следующем цикле совместно с объемом десорбирующей жидкости, вытесненной из колонны с сорбентом соответствующим объемом литиеносного рассола на стадии сорбции следующего цикла.

Недостатком данной технологии является сложность её масштабирования, одним из способов увеличения объемов производства является увеличение количества колонн, но т.к. способ рассчитан на использование модуля с 4 колоннами, то потребуется добавление новых модулей, так количество колонн в конечной установке будет кратно 4, что может быть неудобно при промышленном использовании, также способ не описывает необходимых требований к времени процесса десорбции.

Способ по патенту RU 2713360 C2 включает сорбционное выделение из рассола первичного литиевого концентрата на сорбционно-десорбционных колоннах с неподвижным слоем селективного к LiCl гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl в виде водного раствора, содержащего хлорид лития на уровне 4-6 кг/м³ и макрокомпоненты рассола в виде примесей, при этом литиеносный рассол пропускают в режиме фильтрации через слой гранулированного сорбента в колонне до появления проскоковой концентрации LiCl в потоке на выходе из колонны, фильтрацию рассола через насыщенный LiCl слой гранулированного сорбента прекращают, оставшийся в колонне рассол вытесняют из колонны первой порцией оборотной литийсодержащей промывной жидкости, фильтруемой через слой сорбента порционно, и смешивают с литиеносным рассолом, количество порций определяют заданным уровнем остаточного содержания макрокомпонентов рассола в сорбенте, находящемся в колонне, при этом в качестве последней порции промывной жидкости используют пресную воду, первую порцию, находящейся в колонне отработанной литийсодержащей промывной жидкости, вытесняют второй порцией литиеносной промывной жидкости и также смешивают с литиеносным рассолом, вторую и последующие порции промывной литийсодержащей жидкости используют в следующем цикле вытеснения рассола из насыщенного LiCl слоя гранулированного сорбента, первичный литиевый концентрат – водный раствор LiCl с содержанием макрокомпонентов рассола в виде примесей – получают фильтрацией заданного объема пресной воды через слой сорбента в колонне после завершения стадии удаления рассола.

Способ по патенту RU 2516538 C2 включает получение литиевого концентрата из литиеносных природных рассолов путем сорбционного обогащения рассола по литию в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития; отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола; десорбцию хлорида лития с сорбента с получением первичного литиевого концентрата - раствора хлорида лития с примесями хлоридов магния и кальция, при этом сорбционное обогащение рассола по литию с получением первичного литиевого концентрата осуществляют в сорбционно-десорбционном модуле с неподвижным слоем сорбента путем фильтрации рассола на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции через неподвижный слой гранулированного сорбента, зажатого между нижней и верхней дренажными системами, и подачей рассола в направлении снизу вверх и вводом фильтруемого рассола в нижнюю зернисто-насадочную дренажную систему через нижний патронный дренажно-распределительный коллектор и его выводом через верхнюю зернисто-насадочную дренажную систему в обход верхнего патронного дренажно-распределительного коллектора; вытеснение рассола из слоя гранулированного сорбента осуществляют первичным литиевым концентратом или раствором хлорида натрия на проток или порциями заданного объема с различным содержанием примесей магния, кальция в порядке уменьшения их концентраций в порции и направлении движения потока сверху вниз с вводом вытесняющего потока в верхнюю насадочную дренажную систему через верхний патронный дренажно-распределительный коллектор и выводом вытесняемого потока последовательно через нижнюю зернисто-насадочную дренажную систему и нижний патронный дренажный распределительный коллектор; десорбцию хлорида лития осуществляют фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в направлении движения потока снизу вверх с вводом десорбирующей жидкости в нижнюю дренажную систему через нижний дренажно-распределительный коллектор и выводом литиевого концентрата последовательно через верхнюю дренажную систему и далее через верхний дренажно-распределительный коллектор.

Способы по патентам RU 2516538 C2 и RU 2713360 C2 раскрывают промышленное получение литиевого концентрата из природных рассолов с использованием сорбента на основе ДГАЛ-Cl, однако не содержат необходимых условий для масштабирования производства, которые позволяют обеспечить эффективное использование рассола, сорбирующих и промывных жидкостей в процессе. Так применение нескольких колонн нуждается в определении порядка запуска и работы каждой колонны в составе общего процесса, что не раскрыто в данных способах, это не позволяет оптимизировать использование времени и жидкостей в общем цикле производства.

Способ по патенту RU 2516538 C2 был выбран в качестве прототипа.

Сущность изобретения

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности получения литиевого концентрата из рассолов с использованием сорбента на основе ДГАЛ-Cl в составе сорбционно-десорбционного обогатительного модуля, состоящего из колонн, получаемый концентрат может быть использован как сырье для получения лития и его соединений.

Цель достигается установкой общего рабочего цикла сорбционно-десорбционного обогатительного модуля, который обеспечивает непрерывность процесса получения раствора лития, своевременное перераспределение объемов жидкостей для сорбции, промывки и десорбции между колоннами, минимизацию объемов вспомогательных емкостей для жидкостей, поддерживание и сохранение заданных сорбционных свойств сорбента, минимизацию времени десорбции и учитывает особенности сорбента ДГАЛ-Cl, обеспечивая при этом возможность масштабирования модуля за счет изменения количества колонн с сохранением его работоспособности.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе для получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов используют сорбционно-десорбционный модуль с гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, для этого осуществляют фильтрацию рассола через слой сорбента на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола на проток или порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбцию хлорида лития с сорбента фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции, при этом сорбционно-десорбционный обогатительный модуль включает колонны, в каждой из которых осуществляется рабочий цикл, включающий сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, при этом начало рабочего цикла для каждой следующей колонны смещено по времени относительно начала цикла каждой предыдущей колонны на период, определенный как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн с допустимым отклонением ± 10 %. Поставленная цель также достигается тем, что в предлагаемом способе получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов используют сорбционно-десорбционный обогатительный модуль с гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, для этого осуществляют фильтрацию рассола через слой сорбента на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола на проток или порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбцией хлорида лития с сорбента фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции, отличающийся тем, что сорбционно-десорбционный обогатительный модуль включает колонны, в каждой из которых осуществляется рабочий цикл, включающий сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, при этом сорбцию в колонне проводят в течение периода времени равного t, мин., рассчитываемого по формуле t=w/C, где: w - приведённый коэффициент сорбции лития из литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl, находящийся в пределах значений 75-84 и имеющий размерность мин*кг/м³; С – концентрация лития в рассоле, измеряемая в кг/м³. Сорбцию в колонне могут осуществлять последовательной подачей трех порций жидкости. Отмывку сорбента в колонне могут осуществлять последовательной подачей шести порций жидкости. Отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции могут осуществлять так, что порция с наименьшим содержанием примесей представляет собой пресную или дистиллированную воду. Десорбцию лития в колонне могут осуществлять последовательной подачей четырех порций жидкости. Десорбцию лития в колонне могут осуществлять последовательной подачей пяти порций жидкости. Десорбцию хлорида лития с сорбента фильтрацией порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции могут осуществлять так, что порция с наименьшим содержанием хлорида лития представляет собой пресную или дистиллированную воду. Операция отмывки сорбента в колонне может включать предварительный слив рассола из колонны. Полученный литиевый концентрат может использоваться в качестве сырья для получения лития и его соединений. Рабочий цикл в колонне может дополнительно включать период простоя.

Технический результат достигается за счет осуществления рабочего цикла в следующей колонне модуля со смещением по времени относительно начала цикла предыдущей колонны модуля на период, определенный как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн с допустимым отклонением ± 10 %. Это правило для определения циклограммы работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля позволяет использовать жидкость прошедшую через предыдущую колонну для осуществления операции в следующей, при этом продолжительность рабочего цикла колонны напрямую связана с глубиной сорбции, отмывки и извлечения лития на сорбенте ДГАЛ-Cl, поэтому смещение цикла зависит от его продолжительности, также смещение цикла зависит от количества колонн, т.к. это связано с равномерностью циркуляции жидкостей в модуле, этот принцип обеспечивает непрерывность процесса и позволяет минимизировать потребность в больших буферных емкостях для циркулирующих жидкостей. Допустимое отклонение времени ± 10 % было определено эмпирически и связано с такими переменными как состав рассола и особенности сорбции, отмывки, десорбции для конкретной партии гранулированного сорбента.

Технический результат достигается за счет проведения сорбции в колонне в течение периода времени равного t, мин., рассчитываемого по формуле t=w/C, где: w - приведённый коэффициент сорбции лития из литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl, находящийся в пределах значений 75-84 и имеющий размерность мин*кг/м³; С – концентрация лития в рассоле, измеряемая в кг/м³, это правило для определения периода сорбции основано на учете концентрации лития в рассоле и обеспечивает необходимую глубину насыщения сорбента ДГАЛ-Cl для последующего извлечения, что обеспечивает минимизацию затрат времени, экономию расхода рассола в системе и сохранение сорбционных свойств сорбента, т.к. избыточное увеличение степени насыщения сорбента приводит к значительному снижению его сорбционной способности, что недопустимо.

Указанный диапазон приведенного коэффициента сорбции лития из литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl (w) обеспечивает необходимую глубину сорбции и сохранение качества сорбента для целей изобретения.

Технический результат достигается за счет того, что сорбцию в колонне могут осуществлять подачей трех порций жидкости, это количество порций предпочтительно при реализации схемы за счет достижения оптимальных условий контроля концентрации лития в порциях, перемещения порций и минимизации необходимого количества емкостей, запорной арматуры и магистралей, при этом обеспечиваются остальные необходимые условия для сорбции.

Технический результат достигается за счет того, что отмывку сорбента в колонне могут осуществлять подачей шести порций жидкости, это количество порций предпочтительно при реализации схемы за счет достижения оптимальных условий контроля концентрации примесей в порциях, перемещения порций и минимизации необходимого количества емкостей, запорной арматуры и магистралей, обеспечивая при этом наиболее полную отмывку.

Технический результат достигается за счет того, что последняя порция отмывочной жидкости может представлять собой пресную или дистиллированную воду, применение порции такой отмывочной жидкости позволяет максимально очистить слой сорбента от примесей, т.к. такая отмывочная жидкость практически их лишена, что также прямо влияет на чистоту десорбата.

Технический результат достигается за счет того, что могут осуществлять десорбцию лития в колонне подачей четырех или пяти порций жидкости, это количество порций предпочтительно для реализации схемы за счет достижения оптимальных условий контроля концентрации лития в порциях, перемещения порций и минимизации необходимого количества емкостей, запорной арматуры и магистралей, при этом обеспечиваются необходимые условия для эффективной десорбции.

Технический результат достигается за счет того, что последняя порция десорбирующей жидкости, направляемая в колонну, может представлять собой пресную или дистиллированную воду, применение порции такой десорбирующей жидкости позволяет минимизировать попадание примесей в десорбат, т.к. такая десорбирующая жидкость практически их лишена.

Технический результат достигается за счет того, что при осуществлении операции отмывки сорбента в колонне могут предварительно сливать рассол из колонны, что позволяет улучшить качество промывки сорбента за счет освобождения от насыщенного рассола порозного пространства в слое сорбента.

Технический результат достигается за счет того, что жидкость после промывки сорбента может быть использована в качестве рассола для сорбции, эта позволяет вернуть литий с отмывки в процесс его извлечения, такая рециркуляция растворов ведет к снижению потерь лития.

Технический результат достигается за счет того, что рабочий цикл в колонне дополнительно может включать период простоя, это время может быть с пользой использовано в процессе, например для долива жидкости в систему, частичного добавления/замены сорбента, контрольных операций.

Технический результат достигается за счет того, что перед направлением рассола в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль могут осуществлять очистку рассола от примесей, так очистка от твердых частиц и побочных нефтепродуктов повышает срок службы сорбента и узлов установки, а удаление из рассола растворенных примесей калия, магния, бора, натрия и кальция в количествах, не влияющих на потери лития позволяют увеличить чистоту литиевого концентрата и препятствует зарастанию трубопроводов установки.

Полученный литиевый концентрат может быть использован в качестве сырья для получения лития и его соединений.

Представленные выше технические решения обеспечивают построение модуля для эффективного получения литиевого концентрата из рассолов с использованием сорбента на основе ДГАЛ-Cl.

Описание чертежей

Фиг. 1. Циклограмма процесса для Примера 1.

Фиг. 2. Циклограмма процесса для Примера 2.

Фиг. 3. Циклограмма процесса для Примера 10.

В наиболее общем виде способ по настоящему изобретению осуществляется следующим образом. Исходя из требований к производительности и других исходных данных определяют необходимое количество колонн сорбционно-десорбционного обогатительного модуля, наполненных ДГАЛ-Cl, осуществляют их подключение к накопительным и буферным емкостям и трубопроводам, обеспечивающим перекачку рассолов, промывочных жидкостей, десорбирующих жидкостей и десорбата, при этом в случае перевода модуля в режим работы «на проток» наличие накопительных и буферных емкостей не является обязательным для осуществления способа. Далее осуществляют запуск рабочего цикла колонны, который включает сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, осуществляют запуск рабочего цикла следующей колонны через период времени, равный частному от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн с допустимым отклонением ± 10 %, запуск цикла следующей колонны также осуществляют через указанный период времени, относительно старта рабочего цикла предыдущей колонны модуля.

В случае вывода одной из колонн сорбционно-десорбционного обогатительного модуля из работы, например для обслуживания или ремонта, необходимое время смещения циклов рассчитывается исходя из количества рабочих колонн модуля.

В процессе работы каждой колонны осуществляется подача рассола в колонну, где происходит сорбция лития сорбентом из рассола, затем обедненный по литию рассол выводится из колонны.

В случае если используют принцип порционной подачи рассола на сорбцию с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, то обедненная по хлориду лития порция рассола после сорбции может быть направлена в накопительную (буферную) емкость или напрямую в колонну в качестве жидкости для сорбции, но используемой для более ранней стадии сорбции.

Так, например, обеденный по литию исходный рассол после сорбции в первой колонне может быть использован в качестве рассола для сорбции во второй колонне, после чего во вторую колонну будет направлен исходный рассол для сорбции (донасыщения) сорбента, число таких ступеней (порций) на этапе сорбции может быть различным. Достаточно обеденный для целей способа рассол после сорбции может быть выведен из системы, например закачан в пласт, или направлен на другие нужды, например использован для промывки трубопроводов.

В случае если используют принцип подачи потока рассола на проток, то обедненный по литию рассол из одной колонны также может быть использован в качестве рассола для сорбции в другой колонне, или в той же колонне.

В процессе работы каждой колонны осуществляется промывка сорбента, она может осуществляться как с предварительным сливом рассола из колонны, так и с вытеснением рассола промывочной жидкостью, промывку проводят для удаления остатков рассола из пор гранул и межгранульного пространства с целью снижения примесей в десорбате.

В случае если используют принцип порционной подачи промывочной жидкости, при котором используют порции с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, порция промывочной жидкости после промывки сорбента может быть направлена в накопительную (буферную) емкость или напрямую в колонну в качестве жидкости для промывки, но используемой для более ранней стадии промывки.

Так, например, исходная чистая промывная жидкость (например, пресная или дистиллированная вода) после промывки сорбента в первой колонне выходит из нее частично загрязненной и может быть использована в качестве промывной жидкости во второй колонне, после чего во вторую колонну будет направлена исходная чистая промывная жидкость для последнего этапа отмывки, число таких ступеней (порций) на этапе отмывки может быть различным. Жидкость после промывки может быть использована в качестве рассола на этапе сорбции или направлена на иные нужды.

В случае если используют принцип подачи потока промывочной жидкости на проток, то использованная для промывки жидкость из одной колонны также может быть использована в качестве промывной жидкости в другой колонне, или в той же колонне.

В процессе работы каждой колонны осуществляется десорбция лития из сорбента за счет подачи десорбирующей жидкости в колонну с насыщенным литием сорбентом и выводом насыщенной литием жидкости.

В случае если используют принцип порционной подачи десорбирующей жидкости, при котором используют порции с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения их концентраций в порции, порция десорбата после десорбции из сорбента может быть направлена в накопительную (буферную) емкость или напрямую в колонну в качестве десорбирующей жидкости для более ранней стадии десорбции.

Так, например, исходная десорбирующая жидкость, соответвующая наиболее поздней стадии десорбции (например, пресная или дистиллированная вода), после десорбции лития из сорбента в первой колонне выходит из нее частично насыщенной литием и может быть использована в качестве десорбирующей жидкости во второй колонне, после чего во вторую колонну будет направлена исходная чистая десорбирующая жидкость для последнего этапа десорбции, число таких ступеней (порций) на этапе десорбции может быть различным.

Первая стадия десорбции, следующая за этапом промывки, протекающая в колонне, осуществляется с использованием наиболее насыщенной хлоридом лития порции десорбирующей жидкости, после десорбции из колонны выходит литиевый концентрат.

В случае если используют принцип подачи потока десорбирующей жидкости на проток, то использованная для десорбции жидкость из одной колонны также может быть использована в качестве десорбирующей жидкости в другой колонне, или в той же колонне.

При осуществлении способа могут применяться различные схемы подключения колонн, в т.ч. параллельные, при этом две и более колонн могут иметь синхронный цикл работы, однако в циклограмме работы модуля их циклы будут также смещены относительно предыдущих колонн на время, рассчитанное по указанному принципу.

Полученный литиевый концентрат может быть использован в качестве сырья для получения лития и его соединений.

В наиболее общем виде способ по настоящему изобретению осуществляют с длительностью процесса сорбции, рассчитываемому по формуле t=w/C, где: w - приведённый коэффициент сорбции лития из литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl, находящийся в пределах значений 75-84 и имеющий размерность мин*кг/м³; С – концентрация лития в рассоле, измеряемая в кг/м³, при этом использование указанного выше процесса определения диапазона смещения рабочих циклов колонн в таком случае не является обязательным.

При этом совместное использование указанных способов по настоящему изобретению в одном процессе получения литиевого концентрата обеспечивает синергетический эффект в виде увеличения экономической эффективности процесса.

Для реализации изобретения конкретный приведённый коэффициент сорбции лития для гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl (w) устанавливается из диапазона от 75 до 84, что обеспечивает необходимую глубину сорбции и сохранение качества сорбента для целей изобретения.

Конкретный приведённый коэффициент сорбции лития для гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl (w) может быть уточнен в процессе реализации изобретения путем оценки результатов использования конкретной партии сорбента, но при этом уточненный коэффициент будет укладываться в диапазон значений 75-84.

Для лучшего понимания процессов по настоящему изобретению далее изложены примеры осуществления изобретения.

Пример 1

Осуществляли процесс получения литиевого концентрата из литиеносного рассола в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, модуль имел пять колонн, наполненных гранулированным сорбентом ДГАЛ-Cl. Сорбция в колоннах осуществлялась порционно тремя порциями в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывка осуществлялась порционно шестью порциями промывной жидкости с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбция осуществлялась пятью порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции.

Модуль включал емкости для сбора порций жидкостей под каждый их вид и состав, а именно: рассолов, промывочных жидкостей и десорбирующих жидкостей. Также модуль включал трубопроводы, запорную арматуру, расходомеры, датчики давления и температуры, насосы и автоматизированную систему управления, обеспечивающую подачу жидкостей по заданной циклограмме.

Перед началом процесса емкости частично были заполнены растворами, приближенными по составу к расчётному составу порций жидкостей (для сорбции, промывки, десорбции).

Исходя из рассчитанной продолжительности цикла колонны определяли необходимый период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля.

Концентрация лития (C) в исходном рассоле составляла 0,480 кг/м³, для сорбента был выбран приведённый коэффициент сорбции лития w = 75, оптимальное расчетное время сорбции составило: t = w/С = 156, 25 мин.

Таким образом время сорбции в рабочем цикле колонны составило 156 мин. и 15 сек.

Время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 52 мин. 5 сек. Была установлена общая продолжительность промывки в колонне равная 42 мин., при этом время промывки для каждой порции промывной жидкости составила 7 мин. Была установлена общая продолжительность десорбции в колонне равная 200 мин., при этом время десорбции для каждой порции десорбирующей жидкости составила 40 мин. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 398 мин. 15 сек. Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 79,65 мин., т.е. 79 мин. 49 сек. Обедненные по хлориду лития порции рассола после сорбции направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа сорбции, а затем эту жидкость использовали в качестве жидкости для сорбции, но на более ранней стадии сорбции. Порции промывочной жидкости после промывки сорбента направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа промывки и использовали в качестве жидкости для промывки, но для более ранней стадии промывки. Порции десорбата после десорбции из сорбента направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа десорбции и использовали для более ранней стадии десорбции.

Первая стадия десорбции в колонне, следующая за этапом промывки, осуществлялась с использованием наиболее насыщенной хлоридом лития порции десорбирующей жидкости, после десорбции из колонны выходил литиевый концентрат.

Циклограмма процесса приведена на фиг. 1.

В результате осуществления процесса по указанной циклограмме получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92 %, а в буферных емкостях для каждого вида раствора находилась жидкость в объеме менее двух объемов колонн модуля, что достигалось за счет использования жидкости, полученной на выходе из одной колонны, в качестве порции жидкости для другой колонны модуля (а также для той же колонны, но в следующем рабочем цикле колонны), такая постоянная циркуляция жидкостей через буферные емкости позволила не использовать емкости большого объема.

Пример 2

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что использовали 8 сорбционно-десорбционных колонн и сорбент, для которого был установлен приведённый коэффициент сорбции лития (w), равный 84.

Оптимальное расчетное время сорбции в рабочем цикле колонны составило: t = w/С = 175 мин.

Время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 58 мин. 20 сек. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 417 мин. Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 52,125 мин., с учетом допуска время смещения было округлено до 52 мин., 7 сек.

Циклограмма процесса приведена на фиг. 2.

В результате осуществления процесса по указанной циклограмме получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 96 %.

Пример 3

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что использовали сорбент, для которого был определен приведённый коэффициент сорбции лития (w), равный 80.

Оптимальное расчетное время сорбции в рабочем цикле колонны составило: t = w/С = 166 мин., 40 сек.

Время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 55 мин., 13 сек. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 408 мин., 40 сек. Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 81,68 мин.

В результате осуществления процесса получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 95 %.

Пример 4

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что концентрация лития (C) в исходном рассоле составляла 0,150 кг/м³.

Оптимальное расчетное время сорбции в рабочем цикле колонны составило: t = w/С = 500 мин.

Время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 166 мин., 40 сек. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 742 мин. Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 148,4 мин.

В результате осуществления процесса получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 90,8 %.

Пример 5

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что десорбцию осуществляли 4-мя порциями жидкости.

В результате осуществления процесса получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92,4 %.

Пример 6

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что в качестве последней порции отмывочной жидкости, направляемой в колонну, использовали пресную воду и в качестве последней порции десорбирующей жидкости, направляемой в колонну, использовали пресную воду.

В результате осуществления процесса получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92 %.

Пример 7

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что жидкость после промывки сорбента использовалась в качестве рассола для сорбции лития. При этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92,3 %.

Пример 8

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что в каждом цикле колонны после десорбции и перед началом нового цикла колонны делали паузу в 2 мин. для контроля сорбента, при этом период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля был 80 мин., 3 сек. При этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92,2 %.

Пример 9

Процесс получения литиевого концентрат проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что перед операцией отмывки сорбента в колонне предварительный сливали рассол из колонны.

В результате осуществления процесса получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92,1 %.

Пример 10

Осуществляли процесс получения литиевого концентрата из литиеносного рассола в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, модуль имел пять колонн, наполненных гранулированным сорбентом ДГАЛ-Cl. Сорбция, отмывка и десорбция в колоннах осуществлялась на проток.

Модуль включал емкости для сбора жидкостей под каждый их вид и состав, а именно: рассолов, промывочных жидкостей и десорбирующих жидкостей. Также модуль включал трубопроводы, запорную арматуру, расходомеры, датчики давления и температуры, насосы и автоматизированную систему управления, обеспечивающую подачу жидкостей по заданной циклограмме.

Перед началом процесса емкости частично были заполнены растворами, приближенными по составу к расчётному составу жидкостей (для сорбции, промывки, десорбции).

Исходя из рассчитанной продолжительности цикла колонны определяли необходимый период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля.

Концентрация лития (C) в исходном рассоле составляла 0,480 кг/м³, для сорбента был определен приведённый коэффициент сорбции лития w = 75, оптимальное расчетное время сорбции составило: t = w/С = 156, 25 мин.

Таким образом время сорбции в рабочем цикле колонны составило 156 мин. и 15 сек.

Была установлена общая продолжительность промывки в колонне равная 43 мин., 45 сек. Была установлена общая продолжительность десорбции в колонне равная 200 мин. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 400 мин. Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 80 мин.

Исходный литийсодержащий рассол направляли в первую колонну на сорбцию, после сорбции в первой колонне рассол направляли в первую буферную емкость, откуда он поступал во вторую колонну на сорбцию, после сорбции во второй колонне рассол направляли во вторую буферную емкость, откуда он поступал в третью колонну на сорбцию, после сорбции в третьей колонне рассол направляли в третью буферную емкость, откуда он поступал в четвертую колонну на сорбцию, после сорбции в четвертой колонне рассол направляли в четвертую буферную емкость, откуда он поступал в пятую колонну на сорбцию, после сорбции в пятой колонне обедненный рассол выводили из процесса.

После насыщения сорбента в первой колонне исходный рассол подавали во вторую колонну, а первую колонну переводили в стадию отмывки. По мере насыщения сорбента в колоннах переключали подачу исходного рассола на очередную колонну.

После насыщения сорбента в колонне проводили его отмывку от рассола, при этом жидкость после отмывки колонны поступала в следующую колонну через буферные емкости в качестве отмывочной жидкости, в качестве исходной отмывочной жидкости использовали воду.

По мере отмывки сорбента в колоннах переключали подачу исходной отмывочной жидкости на очередную колонну.

После промывки сорбента в колонне осуществляли десорбцию лития, подавали в колонну воду с получением богатого литием элюата, колонна переходила в стадию сорбции, а элюат через буферную емкость поступал в следующую колонну, которая к этому моменту также переходила в стадию десорбции, после десорбции в этой колонне элюат двигался через буферную емкость далее в следующие колонны, которые после десорбции переходили в стадию сорбции, после прохождения всех колонн получали литийсодержащий концентрат.

По мере завершения десорбции сорбента в колоннах переключали подачу десорбирующей жидкости на очередную колонну.

Таким образом каждая колонна проходила этапы сорбции, отмывки и десорбции потоком жидкости на проток.

Циклограмма процесса приведена на фиг. 3.

В результате осуществления процесса по указанной циклограмме получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 92 %, а в буферных емкостях для каждого вида раствора находилась жидкость в объеме менее двух объемов колонн модуля, что достигалось за счет использования жидкости, полученной на выходе из одной колонны, в качестве порции жидкости для другой колонны модуля (а также для той же колонны, но в следующем рабочем цикле колонны), такая постоянная циркуляция жидкостей через буферные емкости позволила не использовать емкости большого объема.

Пример 11

Процесс получения литиевого концентрата проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что корректировали период смещения циклов работы колонн в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля в пределах ± 10 % от определенного значения 79 мин. 49 сек.

Для данной конфигурации установки и сорбента оптимальным оказался период смещения равный 84 мин., 45 сек.

При этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 95,2 %.

Пример 12

Процесс получения литиевого концентрата проводили аналогично Примеру №2 с тем отличием, что корректировали период смещения циклов работы колонн в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля в пределах ± 10 % от определенного значения 52,125 мин.

Для данной конфигурации установки и сорбента оптимальным оказался период смещения равный 48 мин., 15 сек.

При этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 96,7 %.

Пример 13

Процесс получения литиевого концентрата проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что перед использованием рассол упаривали до прекращения роста концентрации лития, а затем фильтровали упаренный рассол удаляя выпавшие в осадок соли. Содержание лития в упаренном и фильтрованном рассоле возросло до 0,576 кг/м³, содержание KCl снизилось на 78 %, содержание натрия снизилось на 43 %, содержание кальция опустилось на 20 %, содержание магния снизилось на 19 %, содержание бора снизилось на 64 %.

Поскольку концентрация лития (C) в исходном рассоле составляла 0,576 кг/м³, а определенный приведённый коэффициент сорбции лития для сорбента составлял w = 81, оптимальное расчетное время сорбции в рабочем цикле колонны составило: t = w/С = 140,625 мин.

Так время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 46 мин., 52,5 сек. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 382,625 мин.

Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 76,525 мин.

В результате осуществления процесса по циклограмме с указанными параметрами получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 94,4 %.

Пример 14

Процесс получения литиевого концентрата проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что процесс сорбции в рабочем цикле колонны проводили 220 мин.

Общая продолжительность цикла работы колонны составила 462 мин.

Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 92,4 мин.

Пример 15

Процесс получения литиевого концентрата проводили аналогично Примеру №1 с тем отличием, что процесс сорбции в рабочем цикле колонны проводили 100 мин.

Общая продолжительность цикла работы колонны составила 342 мин.

Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля определялся как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн, смещение составило 68,4 мин.

Степень извлечения лития снизилась относительно приведенной в Примере 1. Очевидно, что процесс сорбции в рабочем цикле колонны протекал недостаточно долго, при этом осуществлялась постоянная и достаточная циркуляция жидкостей через буферные емкости, что позволило не использовать емкости большого объема.

Пример 16

Осуществляли процесс получения литиевого концентрата из литиеносного рассола в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле, модуль имел пять колонн, наполненных гранулированным сорбентом ДГАЛ-Cl. Сорбция в колоннах осуществлялась порционно тремя порциями в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывка осуществлялась порционно шестью порциями промывной жидкости с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбция осуществлялась пятью порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции.

Модуль включал емкости для сбора порций жидкостей под каждый их вид и состав, а именно: рассолов, промывочных жидкостей и десорбирующих жидкостей. Также модуль включал трубопроводы, запорную арматуру, расходомеры, датчики давления и температуры, насосы и автоматизированную систему управления, обеспечивающую подачу жидкостей по заданной циклограмме.

Перед началом процесса емкости частично были заполнены растворами, приближенными по составу к расчётному составу порций жидкостей (для сорбции, промывки, десорбции).

Период смещения работы цикла каждой колонны в общем цикле работы сорбционно-десорбционного обогатительного модуля был взят произвольно равным 100 мин.

Концентрация лития (C) в исходном рассоле составляла 0,480 кг/м³, для сорбента был определен приведённый коэффициент сорбции лития w = 75, оптимальное расчетное время сорбции составило: t = w/С = 156, 25 мин.

Таким образом время сорбции в рабочем цикле колонны составило 156 мин. и 15 сек.

Время сорбции для каждой порции рассола было установлено равным 52 мин. 5 сек. Была установлена общая продолжительность промывки в колонне равная 42 мин., при этом время промывки для каждой порции промывной жидкости составила 7 мин. Была установлена общая продолжительность десорбции в колонне равная 240 мин. Общая продолжительность цикла работы колонны составила 438 мин. 15 сек. Обедненные по хлориду лития порции рассола после сорбции направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа сорбции, а затем эту жидкость использовали в качестве жидкости для сорбции, но на более ранней стадии сорбции. Порции промывочной жидкости после промывки сорбента направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа промывки и использовали в качестве жидкости для промывки, но для более ранней стадии промывки. Порции десорбата после десорбции из сорбента направляли в накопительную (буферную) емкость соответствующего этапа десорбции и использовали для более ранней стадии десорбции.

Первая стадия десорбции в колонне, следующая за этапом промывки, осуществлялась с использованием наиболее насыщенной хлоридом лития порции десорбирующей жидкости, после десорбции из колонны выходил литиевый концентрат.

В результате осуществления процесса по указанной циклограмме получали литиевый концентрат, при этом достигалось извлечение лития из рассола с показателем степени извлечения 91,8 %.

Группа изобретений относится к вариантам способов получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов с использованием процесса сорбции и десорбции на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl. Фильтрацию рассола проводят через слой сорбента на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции. Отмывку сорбента от рассола проводят с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций. Десорбцию хлорида лития с сорбента проводят фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порцию. При этом сорбционно-десорбционный обогатительный модуль включает колонны, в каждой из которых осуществляется рабочий цикл, включающий сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, при этом начало рабочего цикла для каждой следующей колонны смещено по времени относительно начала цикла каждой предыдущей колонны на период, определенный как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн с допустимым отклонением ± 10 %. Изобретения обеспечивают повышение эффективности получения литиевого концентрата из рассолов в сорбционно-десорбционном обогатительном модуле. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 16 пр.

1. Способ получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов, включающий использование сорбционно-десорбционного обогатительного модуля с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, в котором осуществляют фильтрацию рассола через слой сорбента на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола на проток или порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбцию хлорида лития с сорбента фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции, отличающийся тем, что сорбционно-десорбционный обогатительный модуль включает колонны, в каждой из которых осуществляется рабочий цикл, включающий сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, при этом начало рабочего цикла для каждой следующей колонны смещено по времени относительно начала цикла каждой предыдущей колонны на период, определенный как частное от деления продолжительности цикла работы колонны сорбционно-десорбционного обогатительного модуля на количество используемых в модуле колонн с допустимым отклонением ± 10 %.

2. Способ получения литиевого концентрата из литиеносных рассолов, включающий использование сорбционно-десорбционного обогатительного модуля с применением гранулированного сорбента на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, в котором осуществляют фильтрацию рассола через слой сорбента на проток или порциями заданного объема с различным содержанием хлорида лития в порядке возрастания концентрации хлорида лития в порции, отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола на проток или порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции, десорбцию хлорида лития с сорбента фильтрацией на проток или ступенчато порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции, отличающийся тем, что сорбционно-десорбционный обогатительный модуль включает колонны, в каждой из которых осуществляется рабочий цикл, включающий сорбцию лития, отмывку сорбента и десорбцию лития, при этом сорбцию в колонне проводят в течение периода времени, равного t, мин., рассчитываемого по формуле t=w/C, где: w - приведённый коэффициент сорбции лития из литиеносных рассолов на гранулированном сорбенте ДГАЛ-Cl, находящийся в пределах значений 75-84 и имеющий размерность мин⋅кг/м³, С – концентрация лития в рассоле, измеряемая в кг/м³.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что сорбцию в колонне осуществляют последовательной подачей трех порций жидкости.

4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отмывку сорбента в колонне осуществляют последовательной подачей шести порций жидкости.

5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отмывку насыщенного хлоридом лития гранулированного сорбента от рассола порциями растворов заданного объема с различным содержанием примесей в порядке уменьшения их концентраций в порции осуществляют так, что порция с наименьшим содержанием примесей представляет собой пресную или дистиллированную воду.

6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что десорбцию лития в колонне осуществляют последовательной подачей четырех порций жидкости.

7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что десорбцию лития в колонне осуществляют последовательной подачей пяти порций жидкости.

8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что десорбцию хлорида лития с сорбента фильтрацией порциями воды с различным содержанием хлорида лития в порядке уменьшения его концентраций в порции осуществляют так, что порция с наименьшим содержанием хлорида лития представляет собой пресную или дистиллированную воду.

9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что операция отмывки сорбента в колонне включает предварительный слив рассола из колонны.

10. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкость после промывки сорбента может быть использована в качестве рассола для сорбции лития.

11. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что полученный литиевый концентрат используется в качестве сырья для получения лития и его соединений.

12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что рабочий цикл в колонне дополнительно включает период простоя.

13. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что перед направлением рассола в сорбционно-десорбционный обогатительный модуль осуществляют очистку рассола от примесей.