Bekannt ist ein Verfahren zur Gewinnung von Lithiumchlorid aus Lösungen (US-Patent-Nr.

4.291. 001), beispielsweise aus Salzlaugen auf kristalliner Lithiumaluminatbasis LiCI2Al (OH) 3nH2O, synthetisiert in den Makroporen eines lonenaustauscherharzes, sowie zur Anwendung dieses Sorbensmittels in den Sorptionskolonnen mit der ruhenden Filterschicht des Sorbensmittels auf dem Weg der Lithiumelution (Desorption) und nachfolgender Konzentrierung des Eluates über ein Kolonnensystem. Dazu wird dem Eluat das Salz eines nichtkompetitiv Metaiis, z. B. NaCI oderCaCl2, beigefügt. Das Kolonnensystem wird bei einer Salzlaugenerwärmung bis zu einer Temperatur von 60°C oder mehr betrieben.

Die Salzanwendung für die Eluatenkonzentrierung führt zum zusätzlichen Reagenzverbrauch und zur Eluatenverunreinigung durch Natriumchlorid und Kalziumchlorid.

Das US-Patent 4.291. 001 beschreibt eine Anlage zur Gewinnung von Lithiumchlorid aus Salzlaugen, bestehend aus einer Vorrichtung für die Gewinnung vom Lithiumchlorid und einer Einrichtung für die Konzentrierung des Eluates-Lithiumchloridlösung, zu der drei mit Sorbensmittel gefüllte Kolonnen gehören, welche miteinander, mit der Salzlaugenquelle sowie mit dem Behälter für Süßwasser mittels eines Rohrleitungssystems verbundenen sind. Außerdem besitzt die Anlage eine Salzdosiereinrichtung und eine Einrichtung für die Abführung des konzentrierten Lithiumchlorids.

Mit Hilfe der genannten Einrichtung erfolgt die Lithiumselektivextraktion aus den Salzlaugen in der ersten Kolonne, die Elution des Lithiumchlorids vom Sorbensmittel und sein nachfolgendes Konzentrieren in zwei weiteren Kolonnen.

Die beschriebene Anlage kann ausschließlich unter Anwendung des Festbettsorbensmittels nur im diskontinuierlichen Betrieb eingesetzt werden. In den Anlagen diesen Typs kann kein Lithiumchloridkonzentrat ohne Fremdbestandteile gewonnen werden, weil seine Verunreinigung durch die Salze unumgänglich ist, welche im Verlauf des Konzentrierens ins Eluat eingeführt werden.

Außerdem nimmt die bekannte Anlage eine bedeutende Produktionsfläche in Anspruch und hat einen hohen Metallbedarf sowie ein kompliziertes Steuersystem der Prozessführung.

Aus der WO 94/19280 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Lithiumchlorid aus Salzlaugen als ein Sorption-Desorption-Komplex (im folgenden SDK genannt) bekannt, das die Sorptionsextraktion des Lithiums aus den Salzlaugen durch die Kontaktierung mit dem zum Lithium selektiven granulierten Sorbensmittel gemäß RU 2050330, hergestellt nach dem Verfahren gemäß RU 2113405 und RU 2050184, sowie die Lithiumdesorption mittels des entsalzten Wassers mit der Gewinnung der Lithiumchloridlösung als Eluat und dessen nachfolgendes Konzentrieren einschließt. Gemäß dieser Erfindung wird als Sorbensmittel die Chloridform des Doppelhydroxydes von Aluminium und Lithium in der Zusammensetzung LiCt2At (OH) 3nH20 verwendet. Dabei wird die Lithiumsorption und-desorption im Stufen- Gegenstrom-Betrieb durchgeführt. Die Dauer der Verweilzeit des Sorbensmittel in der Sorptionszone wird so gewählt, wie sie für eine vollständige Sorbensmittelsättigung mit dem Lithiumchlorid erforderlich ist. In der Desorptionszone wird die Dauer der Verweilzeit durch die für eine vollständige Extraktion von Lithiumchlorid aus dem Sorbensmittel erforderliche Zeit bestimmt. Vor der Desorption erfolgt die Nachsättigung des in der Sorptionszone mit dem Lithium im Gleichgewicht gesättigten Sorbensmittels durch seinen Stufen-Gegenstrom- Kontakt mit der aufsteigenden Strömung der Lithiumchloridlösung der vorgegebenen Konzentration und innerhalb df ; r vorgegebenen Zeit, der die Sorbensmittelnachsättigung mit dem Lithiumchlorid bis i : ur Grenzkapazität mit dem gleichzeitigen Waschen der Sorbensgranulate von den Fremdbestandteilen gewährleistet.

Die Sorptionsdauer wird ausgehend von der Bedingung der gleichwertigen Sättigung des Sorbens-Erstbeschickungsvolumens mit dem Lithium vorgegeben, das dem Volumen der neuen Sorbensmittelbeschickung gleich ist. Die Sorbensmittelnachsättigung mit dem Lithium bis zum Grenzwert wird bei Gewährleistung der maximal möglichen Konzentration des Lithiumchlorids im Sorbensmittel bei der Sorbtion und entsprechend der maximal möglichen Konzentration in der Lösung im Verlauf der Phasenkontakte bei der Desorption durchgeführt.

Das Konzentrieren des hergestellten Eluates des Lithiumchlorids im bekannten Verfahren erfolgt durch die Elektrodialyse in Anwesenheit eines lonenaustauscherharzes, was nicht nur eine Konzentration der Lösung des Lithiumchlorids bewirkt, sondern auch seine Nachreinigung von Calcium-und Magnesiumbeimischungen verwirklichen lässt.

Das für die Selektivsorption des Lithiums aus den Salzlaugen mit hoher Mineralisation verwendete Sorbensmittel ist auf der Basis der Chloridform des Doppelhydroxydes von Aluminium und Lithium LiC12A1 (OH) 3nH20 (im folgenden DHAL-CI genannt) mit Baufehlern und Lithiumdefizit in seiner Zusammensetzung hergestellt, das der Sorptionskapazität vom 6 1 mg Lithium pro 1 Gramm Sorbensmittel entspricht. Die Sorbensmittelkörnung erfolgt nach einem in RU 2050184 und WO 94/19513 beschriebenen Verfahren.

In der WO 94/19280 wird ein Verfahrens mit einer Anlage für die Sorption von Lithium in Form seines Chlorids beschrieben. Ein Bestandteil der Anlage ist der Sorption-Desorption- Komplex (im folgenden SDK genannt) dem Typ nach eine Higgens-Kolonne mit einem mit granuliertem Sorbensmittel gefüllten U-förmigen Zylinderkörper.

Der SDK hat Kugelhähne, die in den Sorptions-und Desorptionsbereichen der Kolonne montiert sind und bei der Sorbensmitteldurchleitung im Kolonnenkörper verwendet werden.

Die Schnittflächen der Sorptions-und Desorptionszonen verhalten sich zueinander wie 1,5 : 1, 0. Im SDK sind angeordnet : Rohrleitungen für die Zuführung der Ausgangssalzlauge in die Sorptionszone und für die Abführung der Salzlauge aus ihr, Rohrleitungen für die Zuführung der Elutionsflüssigkeit in die Desorptionszone und für die Eluatabführung aus ihr, Rohrleitungen für die Abführung des regenerierten Sorbens aus der Desorptionszone und für die Zuführung des regenerierten Sorbensmittels in den Sorptionsbereich vom SDK sowie eine Rohrleitung für die Zuführung der Lösung für die Nachsättigung und das Waschen des Sorbensmittels, die unter der Rohrleitung für die Zuführung der Ausgangssalzlauge in die Sorptionszone montiert ist.

Der SDK ist mittels der Rohrleitungen und der Armatur verbunden : mit den Behältern für die Ausgangssalzlauge und die Salzlauge, für die Eluationsflüssigkeit und für das Eluat, mit dem Sammelbehälter für die Lösung, die als Spülflüssigkeit bei der Sorbensmittelklassierung verwendet wird und mit dem Filter für das Sorbensmittel-Separierungsverfahren sowie mit der Vorrichtung für das Konzentrieren des Eluates, die aus einem Elektrodialysator und einem Apparat zur Pulpeaufbereitung besteht, die mit dem Eluatbehälter, dem Behälter für entsalztes Wasser und dem Filter sowie mit den Behältern für die konzentrierte Lösung des Lithiumchlorids und für das Regenerat (Lösung von Magnesiumchlorid und Calciumchlorid nach Harzregeneration im Elektrodialysator verbunden sind.

Die Nachteile dieser Anlage bestehen vor allem in folgendem : es können nur Eluate mit niedriger Lithiumchloridkonzentration (~ 5 kg/m3) gewonnen werden, in der ungenügenden Reinheit des in den elektrochemischen Apparat zuzuführenden Eluates, im Fehlen eines Kanals für die Rückführung der Flüssigkeit aus der Zone für die Sorbensmittelumladung in die Desorptionszone, in einer bedeutenden Sorbensmittelabnutzung wegen der abgeschrägten Einrichtung in der Kolonne und der unterschiedlichen Durchmesser der Einrichtung in der Sorptions-und der Desorptionszone ; einer langen Ablasszeit der Salzlauge und der Spülflüssigkeit ; eiiier ungleichmäßigen Salzlaugenzuführung im Kolonnenquerschnitt, der Anwendung eines Elekrodialysators mit geringer Leistung für das Eluatkonzentrieren.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zur Gewinnung von Lithiumchlorid aus Salzlaugen bereitzustellen, das eine umweltfreundliche Gewinnung von Lithiumchlorid mit höherer Reinheit und Ausbeute ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es des weiteren, eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 6.

Die Aufgabe zur Anlagenbereitstellung wird erfindungsgemäß durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 11.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Stufen und Vorzüge gekennzeichnet : - Dem Gewinnen von Eluaten, angereichert mit Lithiumchlorid (10 g/1 bis 17 g/l) mit einem Minimalgehalt an Magnesium-und Calciumbeimischungen bis 1 g/1 unmittelbar in einem Sorption-Desorption-Komplex (SDK), - dem Gewinnen der Lithiumchloridlösung, gereinigt von Magnesium-und Calciumbeimischungen im Verlauf der lonenaustauschreinigung des Eluates, - dem Konzentrieren der nach dem Elektrodialyseverfahren gereinigten Lithiumchloridlösung mit Gewinnung einer Elektrodialysesalzlauge mit einem Gehalt an Lit1 von 100 kg/m3 bis 150 kg/m3 und der entsalzten Lösung mit einem Gehalt an Lit1 von 0,2 kg/m3 bis 0,5 kg/m3, die im weiteren für die Lithiumdesorption vom Sorbensmittel verwendet wird, - der Möglichkeit der Anwendung von Alternativverfahren für das Konzentrieren der Lithiumchloridlösung auf natürlichem Weg in Becken und Gradierwerken sowie durch das Konzentrieren der Lithiumchloridlösung nach dem Gefrierverfahren, - der Herabsetzung der Natriumbeimischung im Fertigprodukt durch die ständige Abführung eines Teils des Fugatstromes des angereicherten Natriumchlorids nach der Abscheidung von Kristallen des LiC ! h20, - der Entwässerung und Trocknung des Fertigprodukts in Handelsqualität aus LiCI H2O unter stetiger Feuchteabführung.

Der technische und wirtschaftliche Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor allem erreicht durch : die Gewinnung der mit Lithiumchlorid angereicherten Eluate unmittelbar im SDK im Verlauf der Lithiumdesorption in zwei Stufen : in der unteren Zone mit der Lithiumchloridlösung mit einer Konzentration von 10 kg/m3 bis 17 kg/m3 im Umwälzbetrieb beim einem Verhältnis des Volumenstroms der Umlauflösung zum Sorbensmittelumlaufstrom von 1,5 1,0 mit Abführung eines Teils der Lithiumchloridlösung und in der oberen Zone im Gegenstrombetrieb mittels der entsalzten Lithiumchloridlösung, die zum Einlass der oberen Zone vom Volumenstrom gefördert wird, der dem Volumenstrom der abzuführenden Lithiumchloridlösung gleich ist ; die Reinigung der Lithiumchloridlösung vom Calcium und Magnesium unter Anwendung des Kationenaustauschers KY-2 in Li-Form ; das Konzentrieren der gereinigten Eluate erfolgt nach dem Elektrodialyseverfahren in zwei Stufen : in der ersten Stufe im galvanostatischen Betrieb mit Erzeugung eines Elektrodialysesalzlaugestromes mit einem Gehalt an LiCI von 100 kg/m3 bis 150 kg/m3 und eines Dialysatstromes mit einem Gehalt an Lit1 von 3,5 kg/m3 bis 4,0 kg/m3 ; in der zweiten Stufe im potentiostatischen Betrieb mit Erzeugung eines Flüssigkeitsstromes einer entsalzten Lösung mit einem LiCI-Restgehalt von 0,2 kg/m3 bis 0,5 kg/m3, die in der Phase der Lithiumdesorption vom Sorbensmittel als Desorptionsmittel eingesetzt wird und der Erzeugung eines Konzentratflusseses mit einem LiCI-Gehalt von 7 kg/m3 bis 10 kg/m3, der mit dem gereinigten Eluat vermischt wird ; der Anwendung des natürlichen Eluatkonzentrierens durch Ausdampfen in Becken oder durch Gefriertrocknen bei einer Temperatur von-10°C bis-30°C ; dem Nacheindampfen der Elektrodialysesalzlauge oder der Salzlauge, die durch das natürliche Konzentrieren (Wasserverdunstung) gewonnen wird, bis zu einer Konzentration des LiCI von 600 kg/m3 bis 800 kg/m3 mit nachfolgender Abkühlung bis zu einer Temperatur von 40°C bis 60°C und mit dem Zentrifugieren des LiCl H20 mit Fugatrücklauf zum weiteren Eindampfen ; um die Menge der Beimischung an NaCI in der eingedampften Lösung des LiCI im Bereich von 7,0 kg/. m3 bis 7,5 kg/m3 zu halten, wird ein Stromanteil der Lösung nach Abscheiden der Kristalle des LiCI H20 aus dem Prozess abgeführt und für die Regeneration des Kationenaustauschers KY-2 und seine Überführung in die Li-Form verwendet ; die Entwässerung und Trocknung der LiCI H20-Kristalle bei Erwärmung unter der Bedingung der Kristallförderung im Vakuum an einer bis zu einer Temperatur von 100°C bis 105°C beheizten Fläche.

Die geschilderten technischen und wirtschaftlichen Effekte des Verfahrens sind auch durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Anlage bedingt. Die Anlage verfügt zusätzlich über einen Sorption-Desorption-Komplex zur Eluatreinigung (im folgenden SDKER genannt) mit einer Sorptions-und einer Desorptionsabzweigung, deren Durchmesser sich zueinander wie 3 : 2 verhalten, einer Vorrichtung für das Elektrodialysekonzentrieren der gereinigten Eluate, bestehend aus : Elektrodialysekonzentrator und Elektrodialyseentsalzer, Wärmeaustauscher- Rekuperator für das Vorwärmen der entsalzten Lösung, Verdampfer sowie Kühlerkondensator zur Abscheidung des Naßdampfes mit Tropfenabscheider, Kristallisator, Zentrifuge, Schneckenschrägwascher und beheiztem Schneckenvakuumtrockner. Alle Vorrichtungen und Apparate sind miteinander mittels Rohrleitungen durch entsprechende Behälter direkt oder über Pumpen verbunden.

Die technischen und wirtschaftlichen Effekte werden auch dadurch erreicht, dass der Haupt- SDK für die Selektivextraktion des Lithiums aus der Salzlauge die gleichen Durchmesser der Sorptions-und der Desorptionsbereiche aufweist. Außerdem verfügt er über folgende Baugruppen : eine Vorrichtung für das Quervermischen derAuswaschflüssigkeit, angeordnet im Toroidalteil der Kolonne, Rohrstück mit Entwässerungseinsatz, montiert im unteren Teil des Behälters für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels aus der Desorptionszone und verbunden mit einer Beipassleitung für die Rückführung der Überführungslösung in die Desorptionszone ; über einen Kreislauf, gebildet von einem Entwässerungssystem für die Eluatabführung, angeordnet im unteren Bereich der Desorptionsabzweigung des SDK über der Vorrichtung für das Quervermischen der Auswaschflüssigkeit, und verbunden mit dem Behälter für die Eluatzirkulation.

Des weiteren werden die Effekte auch dadurch erreicht, dass in der Vorrichtung für das Quervermischen der Auswaschflüssigkeit eine Pumpe angeordnet ist, die über ihre Eintritts- und Auslaufrohre mit den Entwässerungseinsätzen verbunden ist, die im SDK-Körper in der Höhe des Rohrstückes für den Eintritt der Auswaschflüssigkeit montiert sind, das sich zwischen den Entwässerungseinsätzen befindet. Dabei ist die Pumpe mit den Entwässerungseinsätzen vorzugsweise so verbunden, dass eine Möglichkeit für die reversible Flüssigkeitszirkulation durch die Entwässerungseinsätze besteht.

Die positiven Effekte der LiCI-Produktion werden weiterhin durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage erreicht, indem im Behälter für die Klassierung des regenerierten Sorbensmittels, das dem SDK zugeführt wird, zur Verkürzung der Dauer des Ablaufes der Spülflüssigkeit ein zusätzlicher Entwässerungseinsatz montiert ist, der sich über dem Rohrstück für die Zuführung der verbrauchten Salzlauge zur Klassierung befindet und mit dem Rohrstück für den Ablauf der verbrauchten Salzlauge verbunden ist.

Des weiteren hat es sich in einer bevorzugten Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen, dass im Behälter für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels aus der Desorptionszone vom SDK ein Entwässerungseinsatz montiert ist, verbunden mit der unteren Rohrleitung für die Abführung der Überführungslösung direkt und mittels eines Beipasssystems für den Rücklauf der Überführungslösung aus dem Behälter in die Desorptionszone sowie mit der oberen Rohrleitung für die Abführung der Überführungslösung, zwecks ihrer Rückführung in die Desorptionszone.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anlage zur Gewinnung von Lithiumclorid aus Salzlaugen gewährleistet den Stufen-Gegenstrom-Fluß der Kontaktphasen im Sorption- Desorption-Komplex, der in zwei Betriebsstufen verläuft, erstens der Salzlaugenfiltration (Sorption) durch das Sorbensmittel und die Sorbensmittelüberführung mit einem geschlossenen Sorbensmittelkreislauf und einem effektiven Abwaschen der Körnchen von Fremdbestandteilen mit Hilfe einer Querleitung für das Vermischen des Waschwassers und zweitens dem Konzentrieren des Eluates unmittelbar in der Kolonne durch die Einführung eines Kreislaufes für die Eluatrezirkulation sowie den Rücklauf der Eluationsflüssigkeit aus der Zone der Sorbensmittelüberführung in die obere Desorptionszone, was eine Eluatverdünnung verhindert.

Das Eluat mit der Konzentration an LiCI, die dem Gleichgewicht nah ist, wird der lonenaustauschkolonne (SDKER) zur Reinigung von Ca-lonen und Mg-lonen zugeführt.

Danach wird es zum zweistufigen Elektrodialysekonzentrieren geleitet. Das so gewonnene salzfreie Wasser wird in die Desorptionsabzweigung des SDK geführt und die Elektrodialysesalzlauge des LiCI wird durch die Wärmebehandlung zur nachfolgenden Kristallisation des LiCI H20 und zur Gewinnung des wasserfreien Lithiumchlorids eingedampft.

Im folgenden sollen die Erfindungen an Hand von Zeichnungen und Beispielen näher erläutert werden. Es zeigen : Fig. 1 Graphische Darstellung der Abhängigkeit der Eluatenkonzentration vom Zirkulationskreislauf mittels der Umlauflösungen der Rezirkulation der Desorptionsabzweigung vom SDK bei einem Verhältnis der Flüssigkeitsphase zur festen Phase von 1,5 : 1,0 ; Fig. 2 Graphische Darstellung der Isotherme der Lithiumdesorption vom Sorbensmittel ; Fig. 3 Graphische Darstellung des Eluatkonzentrierens im Elektrodialyseapparat bei galvanostatischem Betrieb und verschiedenen Stromdichten (A/dm2) : a-3,3 ; b-5,9 ; c-7,2 ; Fig. 4 Graphische Darstellung des Eluatentsalzens im galvanostatischen Betrieb bis zum optimalen Gehalt an LiCI im Dialysat unter verschiedenen Stromdichten (A/dm2) : a-3,3 ; b-4,6 ; c-5,9 ; d-7,2 ; Fig. 5 Graphische Darstellung Dialysatentsalzung nach dem 1. Stadium des Eluatkonzentrierens im potentiostatischen Betrieb ; Fig. 6 Graphische Darstellung der Abhängigkeit des Wassergehaltes von der Dauer und der Temperatur beim Austrocknen von LiCI H20 mit einer Temperatur von a-105°C und b-100°C ; Fig. 7 Graphische Darstellung des Eluatkonzentrierens durch Gefriertrocknen ; Fig. 8-1,8-2, 8-3 Schematische Darstellung der Anlage zur Gewinnung von Lithiumchlorid aus Salzlauge.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Gewinnung von Lithiumchlorid und die Anlage zu dessen Durchführung werden dank des Zusammenwirkens folgender Grundprozesse realisiert : 1) Selektivextraktion des Lithiums aus den Salzlaugen durch Gewinnung der Eluate des Lithiumchlorids ; 2) tiefe lonenaustauschreinigung der Eluate von Mg2+-und Ca2+-Beimischungen ; 3) Konzentrieren der Lösung des Lithiumchlorids nach an sich bekannten Verfahren, einschließlich elektrochemischer Verfahren ; 4) thermisches Eindampfen der LiCI-Lösung nach dem vorhergehenden Konzentrieren bis zu 150 kg/m3 LiCI ; 5) Kühlung und Kristallisation des Lithiumchloridmonohydrates mit seiner nachfolgenden Abscheidung und der Abführung eines Teils des Fugates, angereichert mit NaCI ; 6) Gewinnung des wasserfreien Lithiumchlorids in Handelsqualität durch Austrocknen des Produktes im Vakuum.

Der SDK, im weiteren genannt Kolonne, hat eine Reihe von Zonen, durch die das Sorbensmittel kontinuier ! ich geführt wird und die den folgenden Prozessen entsprechen : hydraulische Sorbensmittelklassierung (I), Sorption (II), Waschen und Nachsättigung (III, IV), Desorption (V und VI). Nach der Lithiumdesorption wird das Sorbensmittel in den Behälter (VII) und anschließend in die Zone für die hydraulische Klassierung (I) geleitet, wodurch sich ein geschlossener Kreislauf bildet. Gemäß Fig. 8 erfolgt die Sorbensmittelweiterleitung unter Druckluftimpulsen.

In der Zone (I) erfolgt die Abführung einer kleinen Fraktion (der Produkte vom Sorbensmittelzerfall) aus der Kolonne durch hydraulische Klassierung in der aufsteigenden Strömung der Flüssigkeit, wodurch die Beständigkeit des hydraulischen Widerstandes der Sorbensmittelschicht er : eicht wird.

Nach der Sorbensmittelsättigung in der Sorptionszone (II) wird das Sorbensmittel in die Zone Waschen und Nachsättigung der LiCI-Lösung (III, IV) geführt. Hier erfolgt das Sorbensmittelabwaschen von dem in der Salzlauge enthaltenen Salz durch das zusätzliche Quervermischen mit der Waschflüssigkeit. In der Zwischenzone (IV) erreichen Sorbensmittel und Lösung (Desorbat) den Punkt, an dem der maximale Lithiumgehalt sowohl im Sorbensmittel als auch in der Lösung festgestellt wird. In diesem Punkt erfolgt die Eluatentnahme. Während der Weiterleitung des Sorbensmittels in den Desorptionsbereich des SDK läuft das Sorbensmittel durch die erste Desorptionszone (V), durch die das Eluat zirkuliert, und weiter durch die zweite Desorptionszone (Vl), wo eine tiefe Desorption des Lithiums mit der salzfreien Desorptionslösung erfolgt.

Die beschriebene Reihenfolge der Prozesse ermöglicht es, Eluate mit einem LiCI-Gehalt von 10 kg/m3 bis 17 kg/m3 sowie MgCI2 und CaCb-Beimischungen im Umfang von 0,1 g/1 bis 0,3 g/l zu erhalten.

Die genannte LiCI-Konzentration wird während der Eluatrezirkulation in der Desorptionszone erreicht. In Fig. 1 ist die Abhängigkeit der LiCI-Konzentration von der Zahl der Zyklen (Durchgänge) durch den Rezirkulationskreislauf dargestellt. Wie aus Fig. 1 folgt, erreicht die LiCI-Konzentration schon nach 2 bis 4 Zyklen praktisch einen gleichgewichtsnahen Zustand (Fig. 2).

Das Eluat wird nach dem SDK in die lonenaustauschkolonne (SDKER) geführt, die mit dem Kationenaustauscherharz KY-2 in Li-Form gefüllt ist und nach dem SDK-Prinzip funktioniert, d. h. im Stufen-Gegenstrom-Betrieb.

In der Zone (I) erfolgt das Abtrennen der kleinen Harzfraktion durch die hydraulische Klassierung. In der Sorptionszone (II) wird das Harz mit den Ca-und Mg-lonen aus dem Eluat gesättigt, dabei gehen die Lithium-lonen in die Lösung über.

Aus der Sorptionszone läuft das Harz KY-2 in die Übergangszone (III), wo die weitere Verdrängung der Li-lonen aus dem Harz in die Lösung sowie ihre Ersetzung durch Ca-und Mg-lonen erfolgt, deren Konzentration im Vergleich zu ihrer Konzentration im Ausgangseluat der Sorptionszone etwas höher liegt. Am Ausgang der Zone (III) erfolgt die vollständige Sorbensmittelsättigung mit den Ca-und Mg-lonen und die ihm entgegenlaufende Regenerationslösung (LiCI-Lösung) erreicht den Punkt, an dem die Konzentration von Calcium und Magnesium sowohl im Sorbensmittel als auch in der Lösung maximal ist. Von diesem Punkt aus wird die verbrauchte Regenerationslösung entnommen, die bis zu 100 kg/m3 CaCI2 und MgCI2 sowie annähernd 2 kg/m3 LiCI enthält.

Beim Durchgang durch die Zone IV werden die Ca-und Mg-lonen im Harz ersetzt durch Lithiumionen, deren Konzentration in der Regenerationslösung (Lithiumchlorid-Lösung) fast zehnmal höher als im Ausgangseluat ist und 1,5 M bis 2,5 M (64 kg/m3 bis 100 kg/m3) beträgt. Das regenerierte Sorbensmittel wird in die Zone V überführt und die Klassierungssektion I schließt den technologischen Zyklus.

Die beschriebene Konstruktion der lonenaustauschkolonne lässt zu, Eluate jeweils mit einem Gehalt an Ca2+ und Mg2+ bis 0,001 kg/m3 und 0,003 kg/m3 zu gewinnen. Dabei erhöht sich etwas der Lithiumchloridgehalt wegen des Lithiumübergangs aus dem Harz in die Lösung auf 13 kg/m3 bis 18 kg/m3. Die Lithiumchloridlösung wird zum Elektrodialysekonzentrieren geführt : Stadium I-Herstellung der Elektrodialysesalzlauge 100 kg/m3 bis 150 kg/m3 Lit1 und des Dialysates 3,5 kg/m3 bis 4,0 kg/m3, sowie Stadium ! !-Konzentrieren des Dialysates vom Stadium) auf 7,0 kg/m3 bis 10,0 kg/m3 LiCI mit Gewinnung des Li-Konzentrates und der entsalzten Lösung mit einem Gehalt an LiCI von 0,2 kg/m3 bis 0,5 kg/m3, die als Desorptionsmittel in die Desorptionszone vom SDK zur Lithiumdesorption vom granulierten Sorbensmittel geführt wird.

Die Elektrodialysesalzlauge LiCI von dem Konzentrierstadium I läuft in den Wärmeaustauscher-Rekuperator zur Vorwärmung, danach in den Verdampfer zum Nacheindampfen mit nachfolgender Kühlung der eingedampften Lösung im Kristallisator und zur Kristallbildung LiCI H2O. Die LiCI H2O-Kristalle werden in der Zentrifuge von der übrigen Lösung abgetrennt und im Schneckenschrägwascher gewaschen, wo das Gegenstromwaschen mit einer Lithiumchloridlösung erfolgt ; danach werden die OH20- Kristalle in den Vakuumschneckentrockner geführt, in dem bei einer Temperatur von 100°C bis 105°C und ständiger Abführung des Wasserdampfes das wasserfreie Lithiumchlorid gewonnen wird.

Das Konzentrieren der LiC !-Lösung nach der Reinigung von den Ca-und Mg-Beimischungen kann auch auf eine natürliche Weise in den Becken unter den Bedingungen eines milden warmen Klimas oder nach dem Verfahren des Gefriertrocknens in den Gebieten mit einer langen Winterperiode und sehr trockener Luft durchgeführt werden. Nach dem natürlichen Konzentrieren oder Gefriertrocknen wird die konzentrierte LiCI-Lösung auch in den Wärmeaustauscher-Rekuparator und den Verdampfer zum weiteren Eindampfen und Herstellen des kristallinischen Lithiumchloridmonohydrates weitergeleitet, wie oben bereits beschrieben.

Im weiteren wird die angebotene Erfindung an Beispielen ihrer Ausführung erläutert.

Beispiel 1 Das granulierte Sorbensmittel auf der Basis von DHAL-CI wurde nach der Selektivsorption des Lithiums aus der Salzlauge (33 = 500 g/t ; Lit1 =2,5 g/l) unter Vermischen und bei dem Verhältnis Flüssigkeitsphase : feste Phase = 1,5 mit dem Wasser bearbeitet. Das Eluat enthielt nach der Lithiumdesorption mit dem salzfreien Wasser 5,5 g/l Lithiumchlorid.

Mit dem gewonnenen Eluat wurde unter denselben Bedingungen eine neue Portion des mit Lithium gesättigten Sorbensmittels bearbeitet. Auf diese Weise wurden einige Zyklen durchgeführt. Die Eluate aus dem vorhergehenden Zyklus wurden für die Bearbeitung der neuen Sorbensportion in den nächsten Zyklen verwendet. Der Verlauf des Eluatenkonzentrierens im Rezirkulationskreislauf der Desorptionsabzweigung der Kolonne wurde so nachvollzogen. Nach der zweiten Bearbeitung wuchs die Lithiumchloridkonzentration im Eluat bis auf- 9 g/I und nach der vierten Bearbeitung bis auf 13 g/l. Die Ergebnisse der aufeinanderfolgenden Zyklen der Lithiumdesorption vom gesättigten Sorbensmittel unter Anwendung der Lithiumchloridlösungen aus dem vorhergehenden Zyklus sind in Fig. 1 dargestellt. Dieses Verfahren gestattet es, eine Lithiumchloridkonzentration im Eluat von-15 g/l zu erhalten, was praktisch der gleichschweren Konzentration im System Lösung-Sorbens (siehe Desorptionsisotherme in Fig. 2) entspricht.

Beispiel 2 Das Eluat nach seinem Konzentrieren, zusammengesetzt aus (in g/I) : Lit1 = 12,9 ; NaCI = 0,03 ; M9C12 = 0,20 ; CaC12 = 0,28 (oder 4,2 Millival/I MgClz und 5, 05 mval/l CaCI2), in einem Volumen von 16, 51, wurde durch die lonenaustauschkolonne geführt, gefüllt mit dem Harz KY-2 in Li-Form und im Volumen von 225 ml. Die Bearbeitung wurde bis zum Durchbruch von Ca2+ in die Lösung geführt. Nach der Reinigung von Ca-und Mg-lonen hatte das Eluat folgende Zusammensetzung (in g/l) : LiCI = 18,0 ; NaCI = 0, 02 ; MgCI2 = 0,003 ; CaCts = 0,001.

Ca-und Mg-Gehalt im 153 mal.

Beispiel 3 Nachdem das Eluat durch das Kationenaustauscherharz KY-2 geführt worden war, wurde es mit einer Lithiumchloridlösung von 70 g/1 regeneriert. Die Harzregeneration erfolgte in derselben Kolonne vor der Abwesenheit von Ca und Mg im Harz. Die verbrauchte Regeneratlösung war eine Lösung von Magnesium-und Calciumchlorid mit einer Konzentration bis 100 g/I, umgerechnet auf CaCI2 mit einem LiCI-Gehalt von-2 g/l, zugegeben zurAusgangssalzlauge (Beispiel 1).

Beispiel 4 Das von Fremdbestandteilen gereinigte Eluat mit einem LiCI-Gehalt von 18 g/1 (siehe Beispiel 2) wurde dem Elektrodialysekonzentrieren in einer 10-Kammern-Zelle unterzogen, von der 5 Kammern für die Entsalzung und 5 Kammern für das Konzentrieren eingesetzt wurden und die 2 Elektrodenkammern aufweist, vereint durch einen einheitlichen Zirkulationskreislauf, in dem die LiCI-Lösung mit einer Konzentration von 15 g/l bis 20 g/1 zirkulierte. Der Kammerabstand betrug 2 mm. Das Konzentrieren wurde im galvanostatischen Betrieb bei Stromdichten von 3,3 A/dm2 ; 5,9 A/dm2 und 7,2 A/dm2 durchgeführt. Die Lineargeschwindigkeit des Durchflusses der Lösung durch alle Kammern betrug 5 cm/s. Der Prozess erfolgte für die LiCI-Lösung im Kreislauf zirkulierend zur Entsalzung und zum Konzentrieren.

Die Prozesskontrolle elf31ate ausgehend von der Veränderung der LiCI-Konzentration im Entsalzungskreislauf und im Konzentrationskreislauf. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt. Bei Stromdichten von 5,9 A/dm2 und 7,2 A/dm2 erfolgte das Konzentrieren auf 130 g/l bis 150 g/1 (Fig. 3a und 3b). Bei einer Stromdichte von 3,3 A/dm2 wurde die Eluatkonzentration bis auf ~ 100 g/l LiCI durchgeführt (Fig. 3c).

Beispiel 5 Die Ermittlung der optimalen Restkonzentration von Lit1 im Dialysat während des Eluatkonzentrierens im galvanostatischen Betrieb wurde bei den Stromdichten 3, 3 A/dm2 ; 4,6 A/dm2, 5,9 A/dm2 und 7,2 A/dm2 durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 4 dargestellt. Bei unveränderter Stromstärke erfolgt der Prozess stabil bis zur LiCI- Konzentration im Dialysat von 3,5 g/1 (Fig. 4a), 4,5 g/l bis 5,0 g/1 (Fig. 4b, c) und 6 g/l (Fig. 4d) entsprechend den angegebenen Stromdichten. Wenn die angeführten LiCI-Konzentrationen in der zu entsalzenden Lösung im Ergebnis der Membranpolarisation sinken, steigt der Energieverbrauch sehr stark. Das optimale Konzentrieren der LiCI-Lösungen erfolgt bei einer Stromdichte i = 3,3 A/dm2 bis 5,9 A/dm2, weil unter diesen Bedingungen der minimale LiCI- Gehalt im Dialysat von 3,5 g/1 bis 5,0 g/l bei minimalem Energieverbrauch gewonnen werden kann.

Beispiel 6 Das Dialysat mit einem LiCI-Gehalt von 3,5 g/l und 5,0 g/l wurde in einer Elektrodialysezelle entsalzt, deren Konstruktion im Beispiel 4 beschrieben ist. Die Entsalzung erfolgte im potentiostatischen Betrieb bei einem Spannungsabfall in der Elementarzelle von 4 V. Der Prozess wurde im Zirkulationsbetrieb der zu entsalzenden Lösung bei einer Lineargeschwindigkeit des Stroms von 5 cm/s. durchgeführt. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt. Die Entsalzung volizog sich bis zu einem LiCI-Gehalt von 0,2 g/1 (a) und 0,5 g/1 (b) bei einem Ausgangsgehalt von 3,5 g/l und 5,0 g/l. Der LiCI-Gehalt im Konzentrationsbereich entsprach-7, 5 g/1 und 10,0 g/l.

Beispiel 7 Das von Fremdbestandteilen gereinigte Eluat mit einem LiCI-Gehalt von 100 gel wurde nach dem Elektrodialysekonzentrieren in einen Behälter gefüllt, der in einem Wasserbad unter ständigem Vermischen erwärmt wurde, um das Verdampfen der LiCI-Lösung unter natürlichen Bedingungen nachzuvollziehen. Nach viermaligem Verdampfen wurde eine LiCI- Lösung mit- 400 g/I gewonnen. Das Nacheindampfen der LiCI-Lösung bis auf-600 g/l wurde mit einem Elektrokocher durchgeführt. Nach der Kühlung der Lösung und der Bildung von LiCI H20-Kristallen wurden die Kristalle von der Lösung abgetrennt und mit kleineren Mengen der Lithiumchloridlösung dreimal gewaschen. Der Gehalt der Grundsubstanz im gewonnenen Lithiumchloridmonohydrat betrug 99,9 %.

Beispiel 8 Das Lithiumchloridmonohydrat, gewonnen wie im Beispiel 7 beschrieben, mit einem Wassergehalt von-40 %, wurde im Vakuumtrockenschrank bei einer Temperaturvon 100°C bis 105°C getrocknet. Die Versuchsergebnisse sind in Fig. 6 dargestellt. Wie aus der grafischen Darstellung ersichtlich ist, beträgt die Restfeuchtigkeit-7, 5 % (Kurve b) bei der Temperatur von 100°C und 2 % bei 105°C (Kurve a). Das getrocknete Produkt verliert dabei nicht seinen Zustand als Schüttgut. Im wasserfreien Lithiumchlorid betragen die Fremdbestandteile 0,142 %, was einem Lithiumchlorid mit einem hohen Reinheitsgrad entspricht.

Beispiel 9 250 mi des von den Fremdbestandteilen gereinigten Eluates (16,1 g/l, Masse LiCI-4, 03 g) wurden bei den Temperaturen-4°C,-15°C und-22°C eingefroren. Nach dem Gefrieren betrug die Eismenge in den Proben entsprechend 84 %, 96,8 % und 98,5 % des Volumens derAusgangslösung. Die LiCI-Konzentration in der restlichen Salzlauge machte 43,0 g/l ; 64,4 g/l und 68,7 g/l entsprechend den angegebenen Temperaturen aus (Fig. 7). Dies bedeutet, dass sich das Konzentrieren der LiCI-Lösung um das 2. 7- bis 4.3-fache vollzog, mit dem Übergang in die Lösung von-60 % bis 70 % der LiCI-Masse, die in der Ausgangslösung vorhanden war. Beim Übergang zu den Industrieanlagen für das Gefrieren der Salzlaugen kann dieser Kennwert bis auf 90 % erhöht werden. Der Lithiumchloridgehalt betrug nach der Abscheidung der herges*. ellter Salzlauge und dem Eisabtauen 0,4 g/l bis 0,8 g/l, was es gestattet, derartige Lösungen für die Lithiumdesorption des Sorbensmittels einzusetzen.

Beispiel 10 Im folgenden soll die Funktion der Anlage an Hand von Fig. 8 beschrieben werden.

Die erste Beschickung der Kolonne (SDK) mit dem Sorbensmittel erfolgt mit der Zuführung der Sorbensmittelpulpe in der LiCI-Lösung (~ 2g/l), die aus dem Behälter 90 in den Behälter 29 läuft. Nach dem Füllen der Kolonne mit dem Sorbensmittel wird die Salzlauge in den linken Sorptionsbereich II der Kolonne gefördert. Die Ausgangssalzlauge aus dem Behälter 1 wird mittels der Pumpe 2 durch das Rohrstück 4 in den SDK 3 geleitet. Beim Durchlaufen durch die Sorptionszone (linker Bereich der Kolonne) wird die an Lithium arme Salzlauge durch das Rohrstück 5 und den Filter 26 in das Sammelbecken für die Salzlauge 27 abgelassen. Die verbrauchte Salzlauge fließt über das Entsorgungssystem für die verbrauchte Salzlauge 101 ab. Ein Teil der Salzlauge wird aus dem Behälter 27 mit der Pumpe 28 durch das Rohrstück 7 in die Klassierungszone des SDK (Behälter 3-1) geführt, wo die zerkleinerte Sorbensmittelfraktion abgetrennt und zusammen mit der Salzlauge durch das Rohrstück 8 aus dem SDK (Behälter 3-1) abgeführt wird. Die Pulpe des zerkleinerten Sorbensmittels und der Salzlauge fließen durch den Filter 26, mit dem die Sorbensmittelbestandteile abgetrennt werden : die Salzlauge läuft in den Behälter 27 und das zerkleinerte Sorbensmittel wird in Säcke gefüllt und zur weiteren Verwendung in eine Anlage zum Herstellen granulierten Sorbensmittels transportiert. Frische Beschickungen mit granuliertem Sorbensmittel (DHAL-CI) erfolgen mittels des Zusammenmischens von DHAL-CI mit der Salzlauge, die aus der Kolonne (SDK-Bereich II) durch das Rohrstück 5 in den Behälter 29 fließt ; anschließend wird die Pulpe mit der Strahlpumpe 30 durch die Rohrleitung und das Rohrstück 9 in die Klassierungszone des SDK (Behälter 3-1) geführt.

Nach der Sättigung mi ; dem Lithium in der Sorptionsabzweigung des SDK kommt das granulierte Sorbensmittel in den unteren Toroidalteil der Kolonne, wohin auch das Wasser aus dem Behälter 38 mit der Pumpe 37 durch das Rohrstück 12 gefördert wird. Das Waschen erfolgt mit Hilfe der Vorrichtung für Vermischen 13, einschließlich Pumpe 14.

Das gewaschene Sorbensmittel läuft in die Desorptionszone des Sorptions-Desorptions- Komplexes (SDK) 3, in der eine zweistufige Lithiumdesorption durchgeführt wird : Zuerst mittels des Lithiumchlorids, das aus dem Behälter 35 durch das Rohrstück 15 mit der Pumpe 36 zugeführt wird ; danach erfolgt eine tiefe Lithiumdesorption mit der salzfreien Lösung, die aus dem Behälter 40 durch das Rohrstück 17 mit der Pumpe 39 gefördert wird. Nach der Lithiumdesorption mit dem Wasser fließt das Eluat in den unteren Teil der Zone, wo seine Nachsättigung mit dem Lithium mit Hilfe des Entwässerungssystems 11 des Konzentrationskreislaufes erfolgt. Das Eluat aus dem Behälter 35 wird mittels der Pumpe 36 mehrmals durch das Sorbensmittel des unteren Teils der Desorptionszone des SDK 3 im Kreislauf gefördert, wodurch sich die LiCI-Konzentration im Eluat erhöht. Das mit Lithium gesättigte Eluat wird aus dem Konzentrationskreislauf 11 in den Behälter 33 zur Reinigung von Calcium und Magnesium weitergeleitet.

Nach der Lithiumdesorption läuft das Sorbensmittel durch das Ventil 25 in den Behälter 3-2 für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittles ; ein Teil der Überführungslösung, der während der Sorptionsmittelförderung in den Behälter 3-2 gekommen ist, wird über das Beipasssystem 18-1 sowie durch die Rohrstücke 19 und 16 in die Kolonne zurückgeführt.

Das vorbereitete (regenerierte) Sorbensmittel wird durch das Ventil 24 in die Klassierungszone (Behälter 3-1) gefördert. Nach der Klassierung wird das Sorbensmittel durch das Ventil 23 in den Sorptionsbereich der Kolonne (SDK) geleitet. Dadurch schließt sich der Sorbensmittelskreislauf im SDK 3. Die Sorbensmittelförderung aus dem Behälter 3-2 in die Klassierungszone erfolgt mit Hilfe von Wasser aus dem Behälter 38, das durch das Rohrstück 20 mittels del''urepe 37 in den Behälter 3-2 geführt wird.

Nach der Desorption wird das Eluat aus dem Behälter 33 mittels der Pumpe 34 durch das Rohrstück 42 in den Bereich II der lonenaustauschkolonne 41 (SDKER) geführt. Das von und Ionen gereinigte Eluat läuft durch das Rohrstück 43 über das Bogensieb 64 in den Sammelbehälter 65 für das gereinigte Eluat. Der mit Ca2+-und Mg2+-lonen gesättigte Kationenaustauscher KY-2 wird mittels Druckluftimpuls in den Toroidalteil der Kolonne gefördert, danach läuft er zur Desorption von Ca2+-und Mg2+-lonen in den Bereich IV der Kolonne und wird dort gleichzeitig regeneriert. Dazu wird durch das Rohrstück 52-1 die Regenerationslösung LiCI mit einer Konzentration von 70 kg/m3 bis 100 kg/m3 zugeführt.

Während des Durchlaufes durch die Desorptionszone wird die verbrauchte Regenerationslösung, gesättigt mit Ca-und Mg-Chloriden und mit einem LiCI-Gehalt von ~ 2 kg/m3, durch das Rohrstück 50 abgelassen und in den Behälter 1 mit der Ausgangslösung geleitet. Der regenerierte Kationenaustauscher KY-2 in Li+-Form läuft durch das Ventil 60 in den Behälter 41-2, und die zusammen mit dem Harz in den Behälter zugeführte Lösung wird in die Desorptionszone über das Beipasssystem durch die Rohrstücke 54 und 51 zurückgeführt. Aus dem Behälter 41-2 wird das Harz mit Hilfe von dem aus dem Behälter 65 kommenden gereinigten Eluat durch das Ventil 59 in den Behälter 41-1 zur Klassierung und zum Abtrennen der kleinen Fraktion gefördert. Die Harzklassierung erfolgt auch mittels des gereinigten Eluates, das aus dem Behälter 65 durch Rohrleitungen und das Rohrstück 45 zugeführt wird. Aus der Klassierungszone wird die Pulpe auf das Bogensieb 64 weitergeleitet, auf dem die kleine Harzfraktion von der LiCI-Lösung abgetrennt wird, die in den Behälter 65 läuft.

Das Konzentrieren des gereinigten Eluates erfolgt in serienmäßig produzierten Elektrodialyseapparaten in Filterpressenbauart, bestehend aus den einander abwechselnden Kationen-und Anionenaustauschmembranen, welche die Kammern für das Konzentrieren und Entsalzen bilden. Das gereinigte Eluat wird aus dem Behälter 67 mit der Pumpe 68 in den Elektrodialysekonzentrator 69 zum ersten Stadium des Konzentrierens gefördert ; im Prozess des Konzentrierens zirkuliert die Lösung in der Entsalzungskammer bis der LiCI- Gehalt den Wert von 3,5 kg/m3 bis 4 kg/m3 erreicht. In den Kammern für das Konzentrieren erfolgt gleichzeitig die Erhöhung der LiCI-Konzentration in der Elektrodialysesalzlauge auf 100 kg/m3 bis 150 kg/m3, die im Behälter 72 gesammelt wird. Das in den Entsalzungskammern hergestellte Dialysat wird zum zweiten Stadium der Entsalzung dem Behälter 73 zugeführt, aus dem es mittels der Pumpe 74 in den Elektrodialyseentsalzer 75 ähnlicher Bauweise zur tieferen Entsalzung (auf 0,2 kg/m3 bis 0,5 kg/m3 LiCI) weitergeleitet wird. Gleichzeitig wird in den Kammern für das Konzentrieren Konzentrat mit einem LiCI- Gehalt von ~ 7, 5 kg/m3 bis 10, 0 kg/m3 gewonnen, das aus dem Behälter 77 in den Behälter 67 geführt und mit dem gereinigten Eluat vermischt wird. Die entsalzte Lösung mit einem LiCI-Gehalt von 0,2 kg/m3 bis :), 5 kg/m3 läuft in den Behälter 40 zum Einsatz für das Stadium der Lithiumdesorption des Sorbensmittels im SDK 3.

Die Elektrodialysesalzlauge des Lithiumchlorids wird aus dem Behälter 72 mit der Pumpe 79 in den Wärmeaustauscher-Rekuperator 78 geführt, in dem die Lösung mit dem aus dem Verdampfer 80 kommenden Dampf erwärmt wird. Nach dem Vorwärmen läuft die LiCI- Lösung zum weiteren Eindampfen in den Verdampfer 80, in dem im Vakuum und mittels des Heizdampfes, der durch das Dampfzuführungssystem 96 geleitet wird, und des Kondensates, das sich im Verlaufe der Dampfzuführung gebildet hat, das Wasser verdampft. Die LiCI- Konzentration in der Salzlauge erhöht sich dadurch auf 750 kg/m3 bis 800 kg/m3. Die nacheingedampfte LiCI-Salzlauge wird in den Kristallisator 85 abgelassen. Der Nassdampf wird im Kühlerkondensator 81 kondensiert sowie durch den Tropfenabscheider 83 in den Sammelbehälter 84 für das Kondensat weitergeleitet. Die im Kristallisator 85 hergestellten LiCI H2O-Kristalle werden von der Salzlauge in der Zentrifuge 86 abgetrennt und zum Waschen in den Endteil des Schneckenschrägwaschers 87 weitergeleitet. In dessen Kopfteil läuft das Kondensat aus dem Behälter 84. Das Fugat aus der Zentrifuge wird nach dem Zentrifugieren der LiCI H20-Kristalle teilweise im Kreislauf für das Stadium des Eindampfens verwendet und teilweise aus dem System abgeführt und in den Behälter 93-2 für die Vorbereitung der Regenerationslösung gefördert. Während der Regeneration des Harzes KY- 2 werden die Mg-und Ca-lonen entfernt sowie das Harz in die Li-Form transformiert.

Die LiCI H20-Kristalle stellen nach dem Waschen und Trocknen im Schneckenvakuumtrockner 88 ein wasserfreies Lithiumchlorid hohen Reinheitsgrades in Handelsqualität dar (die Menge der Kationen-Beimischungen an Na, K, Mg, Ca beträgt nur 0,01 Masseprozent bis 0,15 Masseprozent).

Der erfindungsgemäße technologische Prozess weist keinen Abfluss auf und verursacht auch keine naturschädlichen und umweltbelastenden Abfälle. Alle für den Prozess erforderlichen Reagenzien verbleiben im beschriebenen technologischen System. So wird für die Lithiumdesorption des Sorbensmittels die salzfreie Lösung aus dem Prozess des Konzentrierens der Lithiumchloridlösung verwendet ; für die Regeneration des Kationenaustauschers KY-2 wird die konzentrierte Lösung des Lithiumchlorids eingesetzt, die beim Waschen der LiCI H2O-Kristalle gewonnen wird ; die verbrauchte Regenerationslösung, welche Calcium-und Magnesiumchloride sowie das Lithiumchlorid (bis zu 2 g/l) enthält, wird nach der Regeneration des Kationenaustauschers KY-2 für das Stadium der Lithiumsorption im SDK eingesetzt.

Ausgehend von den angeführten Beispielen verbinden sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Anlage folgende weitere Vorteile : Die Einführung des Kreislaufes für die Eluatzirkulation in der Desorptionsabzweigung vom SDK (Beispiel 1) ermöglicht es, die Lithiumchlorid-Konzentration im Eluat im Verhältnis zu Eluaten, die nach dem bekannten Stand der Technik gewonnen wurden, auf etwa das zwei- bis dreifache zu erhöhen.

Die Reinigung der Eluate von Ca2+-und Mg2+-lonen unter Verwendung des Kationenaustauschers KY-2 ist ein sehr effektives Verfahren zur Gewinnung von LiCI- Lösungen, die Magnesium-und Calciumchloride in Mengen von nur 0,0003 Masseprozent und 0,0001 Masseprozent enthalten (Beispiel 2), was zehnmal weniger ist als nach dem beschrieben Stand der Technik.

Das zweistufige Elektrodialysekonzentrieren der Eluate mit dem nachfolgenden Eindampfen der Lösung und der Kristallbildung von Lithiumchloridmonohydrat aus dieser Lösung sowie eine diskontinuierliche Abführung eines mit Natriumchlorid gesättigten Fugatteils gestatten es, wasserfreies Lithiumchlorid mit einem hohen Reinheitsgrad zu gewinnen, das für die Produktion von metallischem Lithium und Legierungen auf seiner Basis verwendbar ist. Die salzfreie Lösung des zweiten Stadiums des Eluatkonzentrierens wird zur Lithiumdesorption des Sorbensmittels verwendet, was mit einer bedeutenden Verringerung des Süßwasserverbrauches verbunden ist. Von besonderem Vorteil ist, dass die erfindungsgemäßen technischen Lösungen für die Gewinnung des Lithiumchloridmonohydrates aus den Lithium enthaltenden natürlichen Chloridsalzlaugen jeden Typs und mit jeder Salzkonzentration sowie aus den technologischen Salzlösungen der chemischen und biochemischen Produktion erfolgreich einsetzbar sind.

Bezugszeichenaufstellung 1 Behälter für die natürliche Ausgangssalzlauge 2 Pumpe für die Salzlaugenzuführung 3 (Sorption-Desorption-Komplex SDK) für die Selektivextraktion des LiCI aus der Salzlauge 3-1 Behälter für die Klassierung des regenerierten Sorbensmittels und dessen Zuführung in die Sorptionszone 3-2 Behälter für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels aus der Desorptionszone 4 Rohrstück für die Salzlaugenzuführung zum SDK 5 Rohrstück für die Abführung der verbrauchten Salzlauge 6 Rohrstück für die Zuführung der verbrauchten Salzlauge zur Klassierung des regenerierten Sorbensmittels 7 Rohrstück für den Abfluss der verbrauchten Salzlauge 8 Rohrstück für die Abführung der Pulpe des zerkleinerten Sorbensmittels bei der Klassierung 9 Rohrstück für die Zuführung des frischen Sorbensmittels DHAL-CI 10 Rohrstück für die Zuführung der Druckluft 11 Entwässerungssystem für die Abführung des Eluats 12 Rohrstück für die Zuführung des Waschwassers 13 Vorrichtung für das Quervermischen des Waschwassers 14 Pumpe der Vorrichtung 13 für das Vermischen 15 Rohrstück für die Zuführung der Umlauflösung des Lithiumchlorid zur Desorption 16 Rohrstück für den Rücklauf der Überführungslösung in die Desorptionszone 17 Rohrstück für die Zuführung der entsalzten Lösung zur Desorption 18-1 Beipasssystem für den Rücklauf der Überführungslösung aus dem Behälter für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels in die Desorptionszone 18-2 unteres Rohrstück mit Entwässerungseinsatz für die Abführung der Überführungslösung aus dem Behälter 3-2 für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels 19 oberes Rohrstück für die Abführung der Überführungslösung aus dem Behälter 3-2 für die Aufnahme des regenerierten Sorbensmittels 20 Rohrstück für die Zuführung der Spülflüssigkeit (Wasser) zur Sorbensmittelüberführung 21 Rohrstück für das Abblasen 22 Rohrstück für die Zuführung der Druckluft 23 Ventil für die Steuerung der Zuführung des regenerierten und klassierten Sorbensmittels in die Sorptionszone 24 Ventil für die Steuerung der Zuführung des regenerierten Sorbensmittels in den Klassierungsbehälter 3-1 25 Ventil für die Steuerung der Überführung des regenerierten Sorbensmittels aus der Desorptionszone in den Aufnahmebehälter 3-2 26 Filter für die Separation der Sorbensmittelphase von der Lösungsphase 27 Sammelbehälter für die verbrauchte Lösung 28 Pumpe für die Zuführung der verbrauchten Lösung zur Sorbensmittelklassierung und zur Regeneration der Entwässerungseinsätze 29 Behälter für die Vorbereitung der Pulpe des frischen Sorbensmittels (DHAL-CI) in der Salzlauge (bei der ersten Beschickung der Kolonne in der schwach konzentrierten Lösung LiCI) 30 Strahlpumpe für die Zuführung der Sorbensmittelpulpe in den Behälter 3-2 für die Klassierung des regenerierten Sorbensmittels 31 Rohrstück für die Abführung des Sorbensmittels aus dem SDK 32 Strahlpumpe für die Abführung der Sorbensmittelpulpe aus dem SDK 33 Sammelbehälter für das Eluat 34 Pumpe für die Eluatzuführung 35 Behälter für die Zirkulation des Eluates 36 Pumpe für die Zirkulation und Abführung des Eluates 37 Pumpe für die Wasserzuführung zum Waschen und Weiterleiten des Sorbensmittels 38 Wasserbehälter 39 Pumpe für die Zuführung der entsalzten Lösung zur Lithiumdesorption 40 Sammelbehälter für die entsalzte Lösung 41 Sorption-Desorption-Komplex für die Eluatreinigung (SDKER), lonenaustauschkolonne 41-1 Behälter für die Klassierung des regenerierten Kationenaustauschers und seine Zuführung in die Sorptionszone 41-2 Behälter für die Aufnahme des regenerierten Kationenaustauschers aus der Regenerationszone 42 Rohrstück für die Eluatenzuführung zur Reinigung 43 Rohrstück für die Abführung des gereinigten Eluates 44 Rohrstück für die Zuführung des gereinigten Eluates zur Klassierung des Kationenaustauschers 45 Rohrstück für den Eluatabfluß 46 Rohrstück für die Abführung der Pulpe des zerkleinerten Kationenaustauschers bei der Klassierung 47 Rohrstück für die Zuführung der Pulpe des frischen Kationenaustauschers 48 Rohrstück für die Zuführung der Druckluft 49 Rohrstück für die Entladung des Kationenaustauschers 50 Rohrstück für die Abführung der verbrauchten Regenerationslösung 51 Rohrstück für den Rücklauf der Überführungslösung über das Beipasssystem 52-1 Rohrstück für die Zuführung der Regenerationslösung LiCI 52-2 Rohrstück für die Zuführung des Waschwassers 53 unteres Rohrstück mit Entwässerungseinsatz für die Abführung der Überführungslösung aus dem Behälter 41-2 für die Aufnahme des regenerierten Kationenaustauschers aus der Regenerationszone 54 oberes Rohrstück für die Abführung der Überführungslösung aus dem Behälter 41-2 und die Aufnahme des regenerierten Kationenaustauschers aus der Regenerationszone 55 Rohrstück für die Zuführung der Spüllösung in den Behälter 41-2 56 Rohrstück für die Zuführung der Druckluft 57 Rohrstück für die Entlüftung 58 Ventil für die Steuerung der Zuführung des regenerierten und klassierten Kationenaustauschers in die Sorptionszone 59 Ventil für die Steuerung der Zuführung des regenerierten Kationenaustauschers in den Klassierungsbehälter 41-1 60 Ventil für die Steuerung der Zuführung des regenerierten Kationenaustauschers in den Aufnahmebehälter 41-2 61 Behälter für die Vorbereitung der Pulpe des frischen Kationenaustauschers 62 Strahlpumpe für die Zuführung der Pulpe des Kationenaustauschers in den SDKER 63 Strahlpumpe für die Abführung der Pulpe des Kationenaustauschers aus dem SDKER 64 Bogensieb 65 Sammelbehälter für das gereinigte Eluat 66 Pumpe für die Zuführung des gereinigten Eluates zum Konzentrieren 67 Dialysatgefäß 68 Pumpe für die Weiterleitung des Dialysates 69 Elektrodialysekonzentrator 70 Pumpe für die Weiterleitung der Elektrodialysesalzlauge LiCI 71 Gefäß für die Elektrodialysesalzlauge LiCI 72 Sammelbehälter für die Elektrodialysesalzlauge LiCI 73 Gefäß für das Dialysat des 1. Stadiums 74 Pumpe für die Weiterleitung des Dialysates 75 Elektrodialyseentsalzer 76 Pumpe für die Weiterleitung des Konzentrates 77 Konzentratgefäß 78 Wärmeaustauscher-Rekuperator für die Erwärmung der Elektrodialysesalzlauge 79 Pumpe für die Zuführung der Elektrodialysesalzlauge zum Verdampfen 80 Verdampfer 81 Kühlerkondensator des Nassdampfes 82 Rohrstück für den Abfluss des Kondensates des Nassdampfes 83 Tropfenabscheider 84 Sammelbehälter für das Kondensat 85 Kristallisator 86 Zentrifuge für das Abscheiden der LiCl H20-Kristalle 87 Schneckenschrägwascher 88 beheizbarer Schneckenvakuumtrockner 89 Sammelbehälter für das wasserfreie Lithiumchlorid 90 Behälter für die Vorbereitung der verdünnten Spülsalzlauge des Lithiumchlorids 91 Pumpe für die Zuführung der Lithiumchloridlösung 92 Pumpe für die Zuführung des gereinigten Eluates in den SDKER 93-1 Pumpe für die Zuführung der Regenerationslösung 93-2 Behälter für die Vorbereitung der Regenerationslösung 94 Sammelbehälter für die Waschlösung 95 Pumpe für die Zuführung der Waschlösung zum Verdampfen 96 Dampfzuführungssystem 97 Zuführungssystem des Süßwassers 98 Vakuumsystem 99 Druckluftsystem 100 Salzlaugenlagerstätte 101 System der Verwertung der verbrauchten Salzlauge 102 Rohrstück für das Abblasen 103 Kühlumlaufsystem