| ArticleAuthorData |
Satbayev University, АО «Институт металлургии и обогащения», Алматы, Республика Казахстан:
З. Б. Каршигина, вед. науч. сотр., лаб. редких рассеянных элементов, PhD
З. С. Абишева, профессор, докт. техн. наук, академик Национальной академии наук Республики Казахстан
Е. Г. Бочевская, зав. лаб. редких рассеянных элементов, канд. техн. наук, ассоциированный профессор
Г. А. Тойланбай, вед. инженер, лаб. редких рассеянных элементов
Корреспондирующий автор: З. С. Абишева, эл. почта: abisheva_z@mail.ru |
| Abstract |
Представлены результаты исследований по переработке пластовых рассолов месторождений нефти и газа с извлечением лития. Проведена очистка рассолов от магния с применением известкового метода. Изучено влияние температуры процесса и количества извести на степень очистки. Выбраны наиболее приемлемые температуры процесса очистки рассола от магния — 20–40 oC, количество извести ~100–110 %. При этом рН рассола составил 11–11,5. Степень очистки рассола от магния достигла 99,80–99,96 %. Проведены исследования по хемосорбции лития из пластовых рассолов на свежеосажденном осадке гидроксида алюминия при следующих условиях: t = 50 oC; концентрация раствора 120 г/дм3 AlCl3; мольное отношение Li/Al = 7; рНравн 8,0–8,8; время выдержки реакционной массы при перемешивании 1, 2, 3 и 4 ч. Свежеосажденный гидроксид алюминия получен в результате приливания раствора хлорида алюминия в рассол и его взаимодействия с трехкальциевым гидроалюминатом. Изучено влияние времени выдержки реакционной массы после приливания раствора хлорида алюминия на извлечение лития из рассола. Извлечение лития из рассола на свежеосажденном осадке гидроксида алюминия при выдержке реакционной массы 1 ч составило 71 %. Увеличение времени выдержки более 1 ч не приводит к росту извлечения лития из рассолов, напротив, может способствовать снижению адсорбционной активности свежеосажденного гидроксида алюминия. Рассчитаны емкость сорбента по литию, коэффициенты распределения и разделения для лития и сопутствующих компонентов рассола. Емкость свежеосажденного гидроксида алюминия по литию при времени выдержки реакционной массы 1 ч составила 5,9 мг/г. Изучены осадки гидроксида алюминия после процесса хемосорбции с применением рентгенофазового метода анализа. Установлено присутствие в них байерита, нордстрандита и гиббсита (гидраргиллита), а также фазы, являющейся продуктом хемосорбции лития на гидроксиде алюминия, — гидратированного двойного гидроксида алюминия с хлоридом лития LiCl·2Al(OH)3·xH2O.
Работа выполнена по гранту АР05132075 Министерства образования и науки Республики Казахстан. |
| References |
1. Choubey P. K., Chung K.-S., Kim M.-S., Lee J.-C., Srivastava R. R. Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element Lithium. Part II: From sea water and spent lithium ion batteries (LIBs) // Minerals Engineering. 2017. Vol. 110. P. 104–121.
2. Choubey P. K., Kim M. S., Srivastava R. R., Lee J.-C., Lee J. Y. Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element: Lithium. Part I: from mineral and brine resources // Minerals Engineering. 2016. Vol. 89. P. 119–137.
3. Bian S., Li D., Gao D., Peng J., Dong Y., Li W. Hydrometallurgical processing of lithium, potassium, and boron for the comprehensive utilization of Da Qaidam lake brine via natural evaporation and freezing // Hydrometallurgy. 2017. Vol. 173. P. 80–83.
4. Yoshinaga T., Kawano K., Imoto H. Basic study on lithium recovery from lithium containing solution // Bulletin of the Chemical Society of Japan 1986. Vol. 59. P. 1207–1213.
5. Abe M., Hayashi K. Synthetic inorganic ion-exchange materials. XXXIV. Selective separation of lithium from seawater by tin (IV) antimonate cation exchanger // Hydrometallurgy. 1984. Vol. 12. P. 83–93.
6. Amer A. M. The hydrometallurgical extraction of lithium from Egyptian montmorillonite-type clay // JOM. 2008. Vol. 60, No. 10. P. 55–57.
7. An J. W., Kang D. J., Tran K. T., Kim M. J., Lim T., Tran T. Recovery of lithium from Uyuni salar brine // Hydrometallurgy. 2012. Vol. 117–118. P. 64–70.
8. Ho P. C., Nelson F., Kraus K. A. Adsorption on inorganic materials: VII. Hydrous tin oxide and SnO2 filled carbon // Journal of Chromatography A. 1978. Vol. 147. P. 263–269.
9. Bukowsky H., Uhlemann E., Steinborn D. The recovery of pure lithium chloride from «brines» containing higher contents of calcium chloride and magnesium chloride // Hydrometallurgy. 1991. Vol. 27, No. 3. P. 317–325.
10. Kitajo A., Suzuki T., Nishihama S., Yoshizuka K. Selective recovery of lithium from seawater using a novel MnO2 type adsorbent II — enhancement of lithium ion selectivity of the adsorbent // Ars Separatoria Acta. 2003. Vol. 2. P. 97–106.
11. Ooi K., Miyai Y., Sakakihara J. Mechanism of Li+ insertion in spinel-type manganese oxide. Redox and ion-exchange reactions // Langmuir. 1991. Vol. 7. P. 1167–1171.
12. Umeno A., Miyai Y., Takagi N., Chitrakar R., Sakane K., Ooi K. Preparation and adsorptive properties of membrane-type adsorbents for lithium recovery from seawater // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2002. Vol. 41, No. 17. P. 4281–4287.
13. Yoshizuka K., Fukui K., Inoue K. Selective recovery of lithium from seawater using a novel MnO2 type adsorbent // Ars Separatoria Acta. 2002. Vol. 1. P. 79–86.
14. Sorour M. H., Hani H. A., El-Sayed M. M. H., Mostafa A. A., Shaalan H. F. Synthesis, Characterization and Performance Evaluation of Lithium Manganese Oxide Spinels for Lithium Adsorption // Egypt. J. Chem. 2017. Vol. 60, No. 4. P. 697–710.
15. Пат. 2223142 РФ. Способ получения сорбента для извлечения лития из рассолов / Менжерес Л. Т., Рябцев А. Д., Мамылова Е. В., Коцупало Н. П. ; заявл. 22.11.2001 ; опубл. 10.02.2004, Бюл. № 4.
16. Менжерес Л. Т., Коцупало Н. П. Гранулированные сорбенты на основе LiCl·2Al(OH)3·mH2O // Журнал прикладной химии. 1999. Т. 72, вып. 10. С. 1623–1627.
17. Рябцев А. Д., Менжерес Л. Т., Коцупало Н. П., Серикова Л. А. Получение гранулированного сорбента на основе LiCl·2Al(OH)3·mH2O безотходным способом // Химия в интересах устойчивого развития. 1999. Вып. 7. С. 343–349.
18. Пат. 2050184 РФ. Способ получения гранулированного сорбента / Менжерес Л. Т., Коцупало Н. П., Орлова Л. Б. ; заявл. 11.02.1993 ; опубл. 20.12.95, Бюл. № 35.
19. Коцупало Н. П. Перспективы получения соединений лития из природных хлоридных рассолов // Химия в интересах устойчивого развития. 2001. № 9. С. 243–253.
20. Менжерес Л. Т., Рябцев А. Д., Мамылова Е. В. Селективный сорбент для извлечения лития из хлоридных высокоминерализованных рассолов // Известия Томского политехнического университета. 2004. Т. 307, № 7. С. 76–80.
21. Коцупало Н. П., Рябцев А. Д. Химия и технология получения соединений лития из литиеносного гидроминерального сырья. — Новосибирск : Гео, 2008. — 291 с.
22. Hawash S., Kader E., Diwani D. Methodology for selective adsorption of lithium ions onto polymeric aluminium (III) hydroxide // Journal of American Science. 2010. Vol. 6, No. 11. P. 301–309.
23. Рамазанов А. Ш., Каспарова М. А., Сараева И. В., Атаев Д. Р., Ахмедов М. И., Камалутдинова И. А. Сорбционное извлечение лития из геотермальных вод хлоридного типа // Вестник Дагестанского научного центра. 2010. № 37. С. 23–28.
24. Ланина Т. Д., Литвиненко В. И., Варфоломеев В. Г. Процессы переработки пластовых вод месторождений углеводородов. — Ухта : УГТУ, 2006. — 172 с.
25. Karshigina Z. B., Bochevskaya Ye. G., Abisheva Z. S., Akcil A., Kan S. M., Absametov M. K., Berstenyov S. V. Sorption methods of processing of hydromineral lithium raw material of Kazakhstan // News of the Academy of sciences of the Republic of Kazakhstan. Series of geology and technical sciences. 2019. Vol. 4, No. 436. P. 172–180.
26. ГОСТ 8677–76. Реактивы. Кальция оксид. Технические условия. — Введ. 01.07.1977.
27. ГОСТ 8050–85. Двуокись углерода газообразная и жидкая. Технические условия. — Введ. 01.01.1987.
28. ГОСТ 3118–77. Реактивы. Кислота соляная. Технические условия. — Введ. 01.01.1979.
29. ГОСТ 24147–80. Аммиак водный особой чистоты. Технические условия. — Введ. 01.01.1981.
30. Вольдман Г. М., Зеликман А. Н. Теория гидрометаллургических процессов : учеб. пособие для вузов. — М.: Интермет Инжиниринг, 2003. — 464 с.
31. Чалый В. П. Гидроокиси металлов. — Киев : Наукова думка, 1972. — 141 с. |
