بررسي مراحل استخراج ليتيوم از آب‌نمك ساختگي به روش ته‌نشيني و استخراج حلالي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي شيمي

كارشناسي ارشد

ليتيوم يك فلز از گروه فلزات قليايي، سبك و بسيار واكنش‌پذير است. اين فلز در طبيعت به‌صورت كاني در پوسته زمين و به‌صورت محلول در شورابه‌ها، درياچه‌ها، حوضچه‌هاي آب گرم و آب‌هاي زيرزميني يافت مي‌شود. اين فلز كاربردهاي وسيعي در حوضه‌هاي كاشي و سراميك، انرژي هسته‌اي، دارويي و در سال‌هاي اخير عمده استفاده آن در باتري‌هاست. با توجه به افزايش نياز به ليتيوم، استحصال ليتيوم از شورابه‌ها براي صنايع اهميت پيدا كرد و پژوهش‌ها براي ساده و ارزان‌سازي آن صورت گرفت. در اين پژوهش در اين رابطه با كاهش اثر تركيبات مزاحم، ته‌نشيني ليتيوم توسط آلومينيوم كلريد و استخراج حلالي توسط هگزانول مطالعه انجام شد. حذف يون منيزيم محلول توسط افزودن سديم هيدروكسيد و افزايش pH انجام شد. با افزايش pH منيزيم به‌صورت منيزيم هيدروكسيد رسوب كرد. تأثير pH با روند واكنش همسو بود و افزايش pH موجب شكل‌گيري رسوب شد. در اين مطالعه 11=pH و دماي 40 درجه سلسيوس براي حذف منيزيم، بهينه تشخيص داده‌شد. در اين شرايط 3/99 درصد از يون منيزيم رسوب كرد. حذف يون كلسيم محلول توسط افزودن سديم اگزالات صورت گرفت. با افزودن سديم اگزالات، كلسيم به شكل كلسيم اگزالات رسوب مي‌كند. pH بهينه براي حذف كلسيم نيز 11=pH بود زيرا در اين pH خوراك وارد اين مرحله مي‌شود و 2/98 درصد كلسيم در اين pH جدا شد. براي حذف هر دو يون كلسيم و منيزيم در يك مرحله، 12=pH بهينه بوده و تنظيم pH بر روي عدد 12، بدون افزودن سديم اگزالات هر دو يون را حذف مي‌كند. رساندن pH محلول به 12 باعث حذف 6/99 درصد يون منيزيم و 8/99 درصد كلسيم شد. پس از حذف دو يون كلسيم و منيزيم از شورابه، ليتيوم از شورابه به كمك آلومينيوم كلريد ته‌نشين شد. آلومينيم كلريد براي واكنش، انتخاب‌پذيري نسبت به ليتيوم دارد. اين واكنش نيز همسو با تغييرات pH بود و با افزايش آن ميزان ته‌نشيني ليتيوم افزايش يافت. pH بهينه در دماي اتاق و با نسبت مولي برابر ليتيوم و آلومينيم، 10=pH انتخاب شد. در اين شرايط 7/76 درصد ليتيوم محلول از آن جدا شد. در اين pH بررسي اثر دما و نسبت مولي آلومينيوم به ليتيوم انجام شد. افزايش دما باعث كاهش ميزان رسوب شد. در دماي 8 درجه سلسيوس 8/78 درصد ليتيوم جداسازي شد كه بيشتر ميزان جداسازي در دماي 25 درجه سلسيوس بود. تأثير افزايش نسبت مولي آلومينيوم به ليتيوم از 1 تا 14، ميزان جداسازي ليتيوم از 8/76 درصد به 9/82 درصد افزايش يافت. در نسبت 21 برابر سبب بازيابي 8/95 درصد ليتيوم شد.

226700

طراحي فرآيند

مهندسي شيمي

دانشگاه صنعتي اصفهان