способ комплексной переработки необогащенных сподуменовых руд с получением литиевых продуктов и цементов

Формула изобретения

1. Способ комплексной переработки необогащенных сподуменовых руд с получением литиевых продуктов и цементов, в котором сырьевую смесь, состоящую из необогащенной сподуменовой руды и известняка при мольном отношении CaO:SiO₂, равном 2,0-2,2, и соды при мольном отношении Na₂O:Al₂O ₃=1, спекают при температуре 1200-1250°С, полученный спек выщелачивают раствором гидроксида натрия с образованием шлама и раствора алюминатов щелочных металлов и гидроксида лития, который подвергают декомпозиции диоксидом углерода с выделением в осадок карбонатной разновидности двойного гидроксида алюминия и лития с последующим получением литиевых продуктов: моногидрата гидроксида лития путем каустификации осадка известью/известковым молоком и получением раствора гидроксида лития и осадка трехкальциевого гидроалюмината и/или смеси безводных алюминатов лития путем прокаливания карбонатной разновидности двойного гидроксида алюминия и лития при температуре 600-800°С, а из осадка трехкальциевого гидроалюмината готовят сырьевую смесь со шламом, образующимся при выщелачивании раствором гидроксида натрия спека, добавляют известь/известняк до мольного отношения CaO:SiO₂, равного 2,6-3,0, и проводят термическую обработку при температуре 600-1400°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сырьевую смесь, содержащую шлам и трехкальциевый гидроалюминат, подвергают термической обработке при 600-650°С и совместному помолу с известью с получением шламоцемента.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в двухкомпонентную сырьевую смесь, содержащую шлам и трехкальциевый гидроалюминат, добавляют известняк и подвергают термической обработке спеканием при температуре 1300-1400°С с получением портландцемента.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что декомпозицию алюминатного раствора, содержащего гидроксид лития, проводят с использованием отходящих газов, образующихся при спекании.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения литиевых продуктов при комплексной переработке бедных сподуменовых руд без их предварительного обогащения.

Известен способ получения моногидрата гидроксида лития из сподуменовых концентратов с содержанием Li₂O 4-8% при использовании известкового способа, выбранный за прототип. (Ю.И.Остроушко и др. «Литий его химия и технология», стр.135-143 [1]).

Сущность технологии состоит в спекании сподуменового концентрата с известняком при молярном отношении CaO:SiO₂ в сырьевой смеси, равном 2,8. При этом образуется алюминат лития - Li ₂OAl₂O₃, двухкальциевый силикат и свободный оксид кальция. Выщелачивание полученных спеков водой в присутствии избытка СаО позволяет получать щелочной раствор - LiOH, NaOH, КОН и шлам, обладающий вяжущими свойствами. Необходимым условием для получения цемента является наличие в составе сырьевой смеси трех основных окислов СаО, SiO₂ и Al₂ O₃ для образования в составе цементного клинкера двух- и трехкальциевого силиката, алюминатов и алюмоферритов кальция.

Известно, что наиболее распространенным составом для получения шламоцемента из отходов является сырьевая смесь из известняка и шлака доменных печей (Ю.М.Бутт, и др. «Общая технология силикатов», стр.106-119 [2]). Используются и другие отходы для производства цемента: отходы карналлитовых производств (пат. РФ 2183599, Бюл. № 17, 20.06.02. [3]), хвосты горнообогатительных фабрик (Авт. свид. СССР № 823333, Бюл. № 15, 20.04.81. [4]) и другие.

Отходы литиевого производства (шламы после выщелачивания спеков) удовлетворяют всем требованиям для производства как шламоцемента, так и портландцемента.

К недостаткам способа по прототипу следует отнести необходимость обогащения бедных (LiO₂ - 0.8-1.5%) сподуменовых руд для получения сподуменовых концентратов, что снижает общий выход лития из руды (с учетом обогащения) до 65%.

Вторым недостатком является получение разбавленных щелочных растворов, требующих вакуумного упаривания в десять и более раз для получения LiOH·Н₂О.

Третьим недостатком является не использование шламов после выщелачивания спеков, идущих в отвал.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в создании комплексной технологии переработки бедных сподуменовых руд, позволяющей повысить суммарный выход лития в готовый продукт, сократить объемы щелочных растворов для их упаривания при получении конечного продукта - LiOH·Н ₂О, а также получать цементный порошок высокого качества из шламов после выщелачивания спеков.

Сущность изобретения

В заявляемом способе в качестве сырья для получения литиевых продуктов и цементов используют необогащенную сподуменовую руду (содержание Li₂O - 0.9-1.35%), а технологию реализуют ступенчато: сначала с получением литиевых продуктов, а из отходов производства получают цементы разного состава.

Технический результат достигается тем, что сырьевую смесь, состоящую из необогащенной сподуменовой руды и известняка при мольном отношении CaO:SiO₂, равном 2.0-2.2, и соды при мольном отношении Na₂O:Al ₂O₃, равном единице, спекают при температуре 1200-1250°С, полученный спек выщелачивают раствором гидроксида натрия с образованием шлама и раствора алюминатов щелочных металлов (Na, K), содержащих гидроксид лития; раствор подвергают карбонизации диоксидом углерода для осаждения карбонатной разновидности двойного гидроксида алюминия, лития - Li₂CO₃·4Al(ОН) ₃·m·H₂O, с последующим получением литиевых продуктов: моногидрата гидроксида лития и/или смеси безводных алюминатов лития - Li₂O·Al₂ O₃+Li₂O·5Al₂O₃ , получаемых путем прокаливания осадка после карбонизации при температуре 600-800°С. Получение моногидрата гидроксида лития осуществляют путем каустификации осадка после карбонизации известью/известковым молоком с получением раствора гидроксида лития и осадка трехкальциевого гидроалюмината - 3СаО·Al ₂O₃·6Н₂О. Последний используют для приготовления сырьевой смеси со шламом, образующимся при выщелачивании спека, которую подвергают совместному помолу с известью/известняком при мольном отношении CaO:SiO₂ , равном 2.6-3.0, затем термической обработке при температуре 600-1400°С.

Технический результат достигается также тем, что сырьевую смесь, содержащую шлам и трехкальциевый гидроалюминат подвергают термической обработке при 600-650°С, затем совместному помолу с известью при мольном отношении CaO:SiO ₂=2.6 с получением шламоцемента.

Технический результат достигается также тем, что в сырьевую смесь, содержащую шлам и трехкальциевый гидроалюминат, добавляют известняк до мольного отношения CaO:SiO₂=3.0 и подвергают спеканию при 1300-1400°С с получением портландцемента.

Технический результат достигается также тем, что декомпозицию алюминатных растворов, содержащих гидроксид лития, проводят с использованием отходящих газов печей спекания.

При каустификации Li ₂CO₃·4Al(ОН)₃·m·H ₂O известью получают раствор гидроксида лития с содержанием LiOH - 18-25 г/л, что в три раза выше, чем при выщелачивании спека в присутствии извести в способе прототипе.

Кроме того, в качестве конечного продукта заявляемого способа можно получать смесь безводных алюминатов лития, в которой содержание Li₂O составляет 10-12%.

Такой продукт может быть использован в стекольном производстве в качестве добавки, повышающей термостойкость стекла; при производстве металлического алюминия в процессе электролиза криолитглиноземных расплавов [5], а также для производства металлического лития металлотермическим способом (В.К.Кулифеев, В.В.Миклушевский, И.И.Ватулин "Литий", М., изд. МИСИС, 2006 г., стр.175-205).

Кроме того, при комплексной переработке необогащенной сподуменовой руды можно получать различные виды цементов, а именно шламоцемент и портландцемент. В шламоцементе предпочтительно содержаться двухкальциевый силикат - 2CaOSiO₃ и алюминаты кальция, а в портландцементе при спекании шлама и трехкальциевого гидроалюмината с известью при мол.отн. в сырьевой смеси 2,8-3,0 и температуре 1300-1400°С можно получать портландцемент высоких марок с преобладанием трехкальциевого силиката - 3СаО·SiO₂ в качестве основного компонента цементного клинкера. Кроме того, цементный клинкер содержит до 0,08% Li₂O, что позволяет получить цемент с улучшенными свойствами. Благодаря совокупности указанных признаков, был достигнут технический результат, позволивший:

- использовать в качестве сырья необогащенную сподуменовую руду для получения литиевых продуктов и цемента;

- извлекать из руды, наряду с литием и щелочными металлами (Na, K), алюминий;

- осаждать литий из алюминатных растворов в виде карбонатной разновидности двойного гидроксида алюминия и лития (ДГАЛ-СО ₃), используя отходящие газы печей спекания, содержащие диоксид углерода (содержание СО₂=10-12%);

- получать в качестве конечных продуктов не только моногидрат гидроксида лития, но и безводные алюминаты лития;

- сократить объем растворов LiOH для кристаллизации из них моногидрат гидроксида лития;

- получать литийсодержащий цемент с улучшенными свойствами;

- повысит выход лития из руды до 85-90%.

Технология опробована в крупно-лабораторном масштабе с использованием рядовой руды Завитинского месторождения и в опытно-промышленных условиях с использованием проб руды с участков, обогащенных сподуменом (месторождения Завитинское и Полмостундровское).

Предлагаемое техническое решение позволяет снизить себестоимость получаемых продуктов за счет комплексного использования сырья: литиевых продуктов и цемента, причем основным продуктом, определяющим экономическую эффективность технологии, является производство цемента.

Перечень чертежей

Фиг.1. Технологическая схема комплексной переработки необогащенной сподуменовой руды.

Фиг.2. Поглощение СО₂ осадками ДГАЛ-ОН при высушивании на воздухе. Состав исходного осадка (мас.%): Li₂O - 6,1; Al₂O₃ - 44,5; СО₂ - 0,2; H ₂O - 49,1.

Фиг.3. Сопоставительная таблица.

Примеры, подтверждающие реализацию технологии в лабораторных и опытно-промышленных масштабах.

Пример 1. Для разработки комплексной технологии переработки сподуменовой руды с получением соединений лития и цемента была использована рядовая проба руды Завитинского месторождения с содержанием Li₂ O - 0,95%. Полный химический состав руды и продуктов ее спекания с известняком приведен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав руды, продуктов спекания и выщелачивания
Наименование	Содержание, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Li2O	Na2O	K2O	nnn
Сподуменовая руда
Завитинского	75,80	16,90	1,28	0,46	0,30	0,95	0,55	1,20	2,1
месторождения.
Спек после обжига
(мол.отн. CaO:SiO2=2.1).	30,28	7,35	1,80	53,2	0,85	0,38	н.о.	н.о.	0,3
Шлам после	29,4	4,20	1,70	48,4	н.о.	0,03	0,15	0,66	5,1
выщелачивания
спека.
Примечание: мол.отн. Al2O3:Li2 O в руде равно 5,2.

Шихта из необогащенной руды, известняка и соды готовилась при мол.отн. компонентов CaO:SiO₂=2,1 и Na₂ O:Al₂O₃=1. В весовом отношении на 1 кг руды в смесь добавляли известняк в количестве 2,25 кг и соду - 0,17 кг. Сырьевую смесь перемешивали в бесшаровой мельнице и помещали в фарфоровые тигли. Обжиг осуществляли в силитовой печи при температуре 1200°С в течение 2 часов.

Спек после обжига (табл.1) в количестве 2,5 кг измельчали в шаровой мельнице до прохождения через сито с отверстиями в 100 мкм. Выщелачивание спека (200 г) проводили в лабораторной мешалке LR-10 раствором гидроксида натрия (NaOH - 25 г/л) в течение 2-х часов при температуре 95°С и соотношении Ж:Т, равном 4. Полученный раствор отделяли от шлама, шлам промывали 3 раза водой при перемешивании в мешалке и t=95°С ( =30 минут), последнюю промывку проводили на фильтре горячей водой. Раствор и первую промывную воду объединяли и анализировали на содержание основных компонентов. Полученный раствор имел следующий состав (г/л): Li₂O - 0,88; Na₂O - 20,3; Al₂O₃ - 8,7; мол.отн. Al₂O ₃:Li₂O=2,9; Na₂O:Al₂O ₃=3,8. Извлечение Li₂O из спеков в раствор составило 95%, Al₂O₃ - 50%.

Раствор помещали в каскад из 3 склянок Дрекселя и пропускали СО₂ со скоростью ~ 4 л/час до нейтрализации свободной щелочи - NaOH. Осадок промывали на фильтре и высушивали на воздухе. В этом случае состав осадка ДГАЛ-СО₃ был стабильным и соответствовал содержанию (мас.%): Li₂O - 5,8; Al₂O ₃ - 47,5; CO₂ - 8,1; H₂O - 38,1, что соответствует валовой формуле Li₂CO₃ ·4,8Al(ОН)₃·mH₂O, m=5-7.

Для получения моногидрата гидроксида лития полученный осадок ДГАЛ-СО₃ смешивали с известковым молоком (СаО:H ₂O=1), смесь перемешивали в лабораторной мешалке при 95°С в течение 1 часа. Полученный раствор LiOH отделяли от осадка 3СаО·Al₂O·6Н₂О, который дважды промывали на фильтре горячей водой. Промывные воды объединяли с основным раствором. Объединенный раствор, содержащий 25 г/л LiOH, упаривали на песчаной бане в 2,5 раза до кристаллизации LiOH·H₂O. Кристаллы LiOH·Н₂О отделяли центрифугированием и хранили в эксикаторе для исключения попадания CO₂ из воздуха. Содержание Li₂ O в кристаллах составляло 35,2-35,7%. Примесей алюминия в их составе не обнаружено. Суммарный выход лития в готовый продукт составил 90%.

Пример 2. Проверка получения литиевых продуктов и цемента осуществлялась с использованием необогащенной руды Завитинского (Читинская обл.) и Полмостундровского (Мурманская обл.) месторождений и известняка Искитимского месторождения (Новосибирская обл.). Пробы руды отбирались с участков, обогащенных сподуменом. Шихта готовилась исходя из молярного отношения (мол.отн.) CaO:SiO ₂, равного 2,0 (весовое отношение 2,17), с добавлением соды до мол.отн. Na₂O:Al₂O₃=1 (вес.отн. ~ 1,5). Испытания проводились на опытной установке института.

Было приготовлено 11 т шихты с использованием руды Завитинского месторождения и 6 т шихты с использованием руды Полмостундровского месторождения. В табл.2 приведены составы исходных материалов и шихт руды с известняком и содой.

Таблица 2
Химический состав исходных материалов и шихт
Наименование	Содержание, мас.%	Мол.отн. CaO:SiO2
SiO2	Al2O3	Fe2O3	СаО	MgO	Li2O	Na2O	K2O	nnn
Спод. руда
Завитинского	72,56	16,93	1,26	0,46	0,30	1,35	0,54	1,19	1,32	-
месторождения.
Спод.руда
Полмостундровского	73,71	16,95	2,19	0,99	Сл.	2,60	0,20	0,96	0,44	-
месторождения.
Известняк
Искитимского	0,98	0,22	0,18	55,46	0,29	-	0,26	-	41,96	-
месторождения.
Шихта с
использованием	20,42	4,55	0,80	41,25	0,30	0,78	н.о.	н.о.	30,54	2,17
руды Завитинского
месторождения.
Шихта с
использованием	20,54	4,55	0,50	39,81	0,81	1,53	1.13	0,46	31,33	2,07
руды
Полмостундровского
месторождения.
Примечание: nnn - потери при прокаливании (CO2+H 2O) н.о. - не определялось.

Спекание шихт осуществляли во вращающейся печи длиной 8 м, d=0,55 м. Обжиг шихт на I стадии проводили при 1200-1250°С.

В табл.3 приводятся составы спеков и шламов после высушивания.

Таблица 3
Средний химический состав спеков и шламов и количество получаемых продуктов
№ п/п	Наименование	Содержание, мас.%	Вес, т
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	Li2O	Н2О
1.	Спек, полученный с
	использованием	30,80	7,61	1,80	54,65	1,0	1,01	0,28	8,5
	Завитинской руды.
2.	Спек, полученный с
	использованием	29,82	7,25	1,20	58,18	0,88	2,05	0,4	3,5
	Полмостундровской
	руды.
3.	Шлам, полученный	28,80	4,36	1,10	49,40	н.о.	0,03	15,3	9,1
	после выщелачивания
	спека 1.
4.	Шлам, полученный	26,90	6,34	1,08	52,25	н.o.	0,15	13,0	4,0
	после выщелачивания
	спека 2.
Примечание: Na2O+K2O в шламах 3,4-0,98 и 0,4% соответственно. Вес влажного шлама приведен ориентировочно.

Для извлечения лития из спеков проводили их обработку раствором NaOH - 25 г/л, при Ж:Т=4 и температуре 75-95°С в течение 1-2 часов. С этой целью использовали реактор ~ 0,6 м³ с паровой рубашкой. Затем шлам промывали 4 раза по 30 минут с промежуточным отжимом на нутч-фильтре. Влажный шлам высушивали и использовали для получения цемента.

При цикловом противоточном выщелачивании лития из спека извлекается как литий, так и алюминий. Содержание компонентов в растворе приведено в табл.4.

Таблица 4
Характеристика основных растворов, полученных при выщелачивании спеков
№	Наименование	Содержание,	Мол.отн.	Извлечение в
п/п		г/л		раствор, %
		Li2 O3	Na 2O	Al 2O3	Al2O3:Li2O	Na2O:Al2O3	Li2O	Al2O3
1.	Получен из спеков на	1,26	22,5	12,72	2,9	3,5	88,0	37
	основе Завитинской
	руды.
2.	Получен из спеков на	2,35	27,0	17,2	2,1	2,6	87,0	28
	основе
	Полмостундровской
	руды.
Примечание: для раствора 2 мол.отн. Al2O3 :Li2O составляло < 2,0, поэтому дополнительно введен алюминат натрия.

Пример 3. Получение литиевых продуктов проводили из растворов, представленных в табл.4. Растворы, полученные из спеков на основе Завитинской руды, подвергали карбонизации для осаждения ДГАЛ-СО ₃. Из растворов, полученных при выщелачивании спеков на основе Полмостундровской руды, выделяли ДГАЛ-ОН в процессе перемешивания раствора (18-36 часов) с затравкой осадка от предыдущего цикла. При высушивании на воздухе ДГАЛ-ОН поглощал СО₃ и превращался в ДГАЛ-СО₃ (см. фиг.2). Поэтому целесообразно использовать метод карбонизации, позволяющий сократить время осаждения ДГАЛ-СО₃ в ~ 10 раз.

Состав полученных осадков представлен в табл.5. Степень выделения лития в осадок при карбонизации растворов составляла 97,5%. Растворы после карбонизации, содержащие Na₂CO₃ и NaOH, подвергали обработке известью с получением раствора NaOH для возврата его на стадию выщелачивания, а образовавшийся осадок СаСО₃ направляют на приготовление сырьевой смеси при получении цемента.

Таблица 5
Составы воздушно-сухих осадков ДГАЛ-СО3
Используемый метод	Содержание, мас.%	Мол.отн. Al2O3:Li2O
Li2O	Al2O 3	CO2	H2O
Метод карбонизации	5,95	47,00	7,0	39,94	2,32
5,54	48,56	8,7	36,20	2,58

Полученные осадки подвергали каустификации известковым молоком при соотношении компонентов - ДГАЛ-СО₃:известь:вода, равном 1:0,9:5.

Полученный раствор LiOH отделяли от осадка трехкальциевого гидроалюмината, который дважды промывали горячей водой и использовали при получении цемента. Раствор LiOH с концентрацией 18 г/л упаривали до кристаллизации LiOH:H₂O. Переход LiOH в раствор составлял - 98%. Суммарный выход лития в готовый продукт составил 85%.

На первой стадии спекания получены следующие продукты, количество которых приведено в табл.6 (в расчете на 1 т руды).

Таблица 6
Количество продуктов, получаемых из 1 т руды Завитинского месторождения
Наименование	Среднее содержание Li 2O в продукте, %	Вес, т	% извлечения лития
ДГАЛ-СО 3 - Li2CO3·4Al(ОН)3 ·mH2O.	5,9	0,22	97
Моногидрат гидроксида лития LiOH·H2O.	35,7	0,036	97
Шлам ~80% 2СаО·SiO2	0,07	2,62	-
Осадок после каустификации ДГАЛ-СО3 - 3СаО·Al2 O3·6Н2О	<0,10	0,34	-

Пример 4. 1 кг ДГАЛ-СО₃ (Li ₂O - 5,9%) прокаливали при 800°С до образования безводных алюминатов лития. Полученный продукт (Li₂O - 10,7%) использовали при варке стекла на заводе «Дружная горка» (г.Санкт-Петербург). Содержание оксида лития при опытных варках стекла составляло 0,5-1,0%. Все стекло обладало повышенной термостойкостью, хорошо обрабатывалось и было совершенно бесцветным. Безводные алюминаты лития, по заключению специалистов, являются перспективным материалом для приготовления лабораторных изделий. Суммарный выход лития в готовый продукт составил 86%.

Пример 5. Получение шламоцемента осуществлялось после выщелачивания лития из спека. Состав спеков и шламов приведен в табл.3. Влажный шлам + осадок после каустификации ДГАЛ-СО₃ на II стадии подвергали термообработке при температуре 550±50°С, затем осуществляли дозирование кальцийсодержащего компонента (извести, гипса) до 10% от веса шлама и совместный помол сырьевой смеси. В табл.7 приведены физико-механические свойства шламоцемента.

Таблица 7
Физико-механические свойства шламоцемента
t термообработки, °С	Состав сырьевой смеси, %	Сроки схватывания, час	Предел прочности при сжатии, кг/см2
шлам	известь	гипс	7 суток	28 суток
500	90,5	9,5	-	6,0	27	57
500	95,6	-	4,4	18,0	12	85
600	90,5	9,5	-	10,0	30	90

Как следует из таблицы 7, эффективной добавкой в сырьевую смесь является гипс. Но известь используется чаще в силу большой распространенности минерала СаСО₃ .

Пример 6. Поучение портландцемента осуществлялось с использованием сырьевых двухкомпонентных шихт: шлам + известняк. Количество извести, дополнительно введенной в сырьевую смесь, составляло 15-18% (СаСО₃ - 27-32%). В табл.8 приведены условия обжига сырьевой смеси и состав цементного клинкера.

Таблица 8
Химический состав портландцементного клинкера
Наименование пробы	t обжига, °С	Содержание, %	Модули (вес.отн.)
Глиноземный Al2O3:Fe2O3	Силикатный SiO2:(Al2O3+Fe2O 3)
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MgO	R2O
Шлам из
Завитинской руды	1315	24,87	4,27	1,26	68,45	0,65	0,65	3,4	4,5
и известняка
Шлам из
Полмостундровской руды и известняка	1410	23,81	4,92	0,70	66,63	0,76	0,40	4,2	3,6

Коэффициент насыщения в полученных пробах соответствует 0,87-0,90. Физико-механические свойства цементного клинкера представлены в табл.9.

Таблица 9
Физико-механические свойства цемента
Наименование клинкера	Сроки схватывания, час	Предел прочности, кг/см
3 суток	7 суток	28 суток
Исходный продукт - руда Завитинского месторождения.	4,45	4,0	198	380
Исходный продукт - руда Полмостундровского месторождения.	4,30	133	165	240

Полученный портландцемент отличается повышенными силикатным - SiO₂:(Al₂ O₃+Fe₂O₃) и глиноземным - Al ₂O₃+Fe₂O₃ модулями. В оптимальных условиях получен цемент марки «400». Количество цемента разных видов, полученных из 1 т руды, представлено в табл.10.

Таблица 10
Количество цементов, полученных из 1 т руды Завитинского месторождения
Наименование цемента	Мол.отн. СаО:SiO2	Количество, т
с сод. Li2O - 1,35	с сод. Li2O - 0,95
Шламоцемент	2,5	2,9	3,0
Портландцемент	2,8	3,1	3,2

Таким образом, при строительстве цементного завода непосредственно на месторождении сподуменовой руды производительностью 400 тыс. тонн руды в год из рядовой необогащенной руды (Li₂O - 0,95%) можно ежегодно получать около 1,2 млн. тонн цемента и отправлять на специализированный завод 58 тыс. тонн концентрата в виде ДГАЛ-СО₃ для получения 9,6 тыс. т моногидрата гидроксида лития и/или 32 тыс. т безводных алюминатов лития.

Промышленная применимость

Предлагаемый способ получения литиевых продуктов из необогащенной сподуменовой руды позволяет широко использовать алюмосиликатные, бедные по содержанию Li₂O, руды. Причем наиболее целесообразно цементные заводы строить непосредственно на месторождении, а литиевый концентрат в виде карбонатсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия, лития транспортировать на специализированный завод. По оценке специалистов такой вариант является наиболее экономичным и позволяет сократить сроки окупаемости цементного завода до 2,7 лет. В связи с ростом объемов строительства промышленных и жилых объектов в последние годы остро встала проблема получения цемента. Использование бедных алюмосиликатных руд для этих целей может не только решать проблему увеличения объемов получения цементов, но и подойти к решению проблемы возрождения отечественной сырьевой базы литиевого производства. В качестве сырьевой базы могут использоваться также отходы горно-обогатительных комбинатов. Так, на Орловском ГОК'е (Читинская обл.) после получения танталовых концентратов литий, содержащийся в рудах, идет в отвал (содержание Li₂O ~ 0,8%).

Важным фактором для увеличения экономической эффективности производства является снижение стоимости выпускаемой продукции при комплексной переработке сырья. Себестоимость моногидрата гидроксида лития при комплексной переработке составит 1,2 долл. за 1 кг, тогда как самая низкая его цена на мировом рынке (в Китае) составляет 3,7 долл. за 1 кг, в США - 5,74 долл. за 1 кг. Стоимость литиевого концентрата с содержанием Li₂O выше 10% при отсутствии в его составе примесей железа и кремния составляют 106 долл. за 1 т, в то время как рыночная цена сподуменового концентрата, содержащего не более 8% Li₂O при наличии примесей железа и кремния, на рынке колеблется в интервале 400-500 долл. США за 1 т.

Что касается себестоимости производства цемента из бедных литиеносных руд, то она при комплексной переработке алюмосиликатного сырья составит 2000 руб. за 1 т при его сегодняшней цене 5000 руб.

Очевидные преимущества предлагаемой технологии позволяют рекомендовать ее для промышленного использования (смотри сопоставительную таблицу).

Источники информации

1. Ю.И.Остроушко, П.И.Бучихин, В.В.Алексеева и др. Литий, его химия и технология. Изд. гл. упр. по исп. атомной энергии при СМСССР, М. - 1960 - 199 с.

2. Ю.М.Бутт, Г.Н.Дудеров, М.А.Матвеев. Общая технология силикатов. Гос. изд. лит. по строительству, архитектуре и строит, мат., М. - 1962 - 463 с.

3. Патент РФ № 2183599. Композиционный состав для производства строительных материалов. // Липунов И.Н., Кудрявский Ю.П., Аликин В.И., Тетюхин В.В., Юнатов А.А. Опубл. Бюл. № 17, 20.06.02.

4. Авт. свид. № 823333. Сырьевая смесь для закладки выработанного пространства. // Цыгалов М.Н., Меркулов А.Н., Аглюков Х.И., Якобсон З.В. Опубл. Бюл. № 15, 23.04.81.

5. А.Н.Баранов, А.Г.Вахромеев, Н.П.Коцупало, А.Д.Рябцев, Н.И.Янченко. Получение литиевых продуктов для экологизации производства алюминия.