×
19.06.2019
219.017.8af1

СПОСОБ ВАКУУМ-ТЕРМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЛИТИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез-восстановление-конденсация. Исходную шихту брикетируют при следующем соотношении компонентов, вес.%: гидроксоалюминат лития 45-50, карбонат лития 20-25, алюминиевый порошок - остальное. Полученные брикеты размещают в реакционной камере шахтной электропечи. В печи создают вакуум. Брикеты равномерно нагревают до температуры синтеза алюмината лития из его гидроксоалюмината и карбоната. Далее брикеты выдерживают при указанной температуре до окончания синтеза. Затем нагревают синтезированную смесь до температуры восстановления металлического лития и выдерживают при этой температуре до окончания его восстановления и получения в виде конденсата. Конденсат охлаждают до комнатной температуры и извлекают из печи. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат, снижение времени, необходимого для получения слитка металлического лития, готового для последующего использования, до одной рабочей смены, без использования дорогостоящего инертного газа. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса (синтез-восстановление)-конденсация.

Известен способ получения лития путем алюминотермического восстановления в вакууме предварительно синтезированных алюминатов лития, полученных в результате обработки исходной смеси, содержащей в качестве одного из компонентов карбонат лития (RU 2149911 С1, опубл. 27.05.2000, кл. С22В 26/12).

Недостатками этого способа являются длительное время и большое количество операций, необходимое для осуществления способа, а также загрязнение окружающей среды литийсодержащей пылью.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является способ получения лития, который включает приготовление исходной смеси, содержащей карбонат лития, порошок алюминия и инертную алюмосодержащую добавку, и ее обработку в режиме совмещения процессов диссоциация-восстановление-расплавление (RU 2205240 С1, опубл. 27.05.2003, С22В 26/12).

Недостатками этого способа являются довольно длительный период осуществления способа, необходимость проведения операции расплавления металлического лития, значительное потребление энергоресурсов, а также использование при проведении способа дорогостоящих инертных газов.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в снижении энергозатрат, а также снижении времени, необходимого для получения слитка металлического лития, готового для последующего использования, до одной рабочей смены, без использования дорогостоящего инертного газа.

Указанный технический результат достигается следующим образом.

В способе вакуум-термического получения лития осуществляют брикетирование исходной шихты, содержащей (вес.%):

гидроксоалюминат лития - 45-50,

карбонат лития - 20-25,

алюминиевый порошок - остальное.

Полученные брикеты размещают внутри шахтной электропечи, в реакционном пространстве которой создают вакуум с помощью одновременной работы диффузионного вакуумного и форвакуумного насосов. Затем проводят равномерный нагрев шихты до температуры, при которой происходит синтез алюминатов лития, и выдерживают при этой температуре до окончания процесса.

После этого производят нагрев синтезированной смеси до температуры, при которой происходит ее восстановление до металлического лития, и выдерживают при этой температуре до окончания восстановления и получения металлического лития в виде конденсата. Полученный конденсат охлаждают до комнатной температуры и извлекают из печи.

При этом в конкретном случае брикетирование исходной смеси может быть осуществлено в пресс-форме при давлении 200-250 мПа.

Вакуумирование реакционной камеры может проводиться в конкретном случае до давления остаточных газов 100-150 Па.

При синтезе алюминатов лития нагрев шихты в конкретном случае может проводиться до температуры 600-650°С и выдерживаться при этой температуре в течение 1-1,5 часа.

При восстановлении синтезированной смеси в конкретном случае ее нагревают до температуры 1000-1150°С и выдерживают при этой температуре в течение 1-4 часов.

Способ получения лития, осуществляемый согласно настоящему изобретению, позволяет:

- снизить энергозатраты за счет снижения температуры процесса синтез-восстановления до 600-650°С,

- снизить время, необходимое для получения слитка металлического лития, готового для последующего использования, до одной рабочей смены за счет использования брикетов из алюминатов лития в виде наноразмерных порошков с примесью пудры алюминия,

- не использовать в ходе процесса дорогостоящий инертный газ за счет одновременной работы системы форвакуумного и диффузионного насосов, создающих вакуум.

Способ получения лития осуществляют следующим образом.

Готовят исходную смесь (шихту), содержащую гидроксоалюминат лития 45-50, карбонат лития 20-25, алюминиевый порошок - остальное.

Для вакуум-термического получения лития используют вакуумную шахтную электропечь сопротивления.

Приготовленную шихту брикетируют в пресс-форме при возможном давлении 200-250 мПа и полученные брикеты загружают во внутреннее пространство электропечи.

При давлении ниже 150 мПа брикеты получаются хрупкими и рассыпаются, что приводит к снижению выхода металлического лития.

При давлении более 250 мПа требуется более сложное и дорогостоящее оборудование.

В реакционном пространстве электропечи создают вакуум до давления остаточных газов 100-150 Па с помощью одновременной работы диффузионного вакуумного насоса и форвакуумного насоса.

Затем проводят равномерный нагрев шихты до температуры, при которой происходит синтез алюминатов лития, т.е. до температуры, равной 600-650°С.

При давлении ниже 100 Па процесс синтеза алюминатов лития протекает неполно.

При давлении более 150 Па требуется более сложное и дорогостоящее оборудование, что экономически нецелесообразно.

При синтезе происходит соединение гидроксоалюмината лития с карбонатом лития с получением богатого по литию пятилитиевого алюмината, что значительно облегчает выход паров лития на второй стадии проведения способа.

При температуре, меньшей 600°С, не пойдет реакция синтеза пятилитиевого алюмината и резко снижается выход по металлическому литию с 95-97% до 65%.

При температуре больше 650°С возможно частичное расплавление шихты, что также приведет к снижению выхода металлического лития с 95-97% до 60-65% и загрязнению шихты материалами реторты.

При этой температуре смесь выдерживают до окончания процесса в течение 1-1,5 часов.

При выдерживании менее 1 часа смесь гидроксодиалюмината лития и карбоната лития взаимодействует не в полном объеме и снижается выход промежуточного продукта - пятилитиевого алюмината, что приведет к снижению выхода металлического лития более чем на 25-30%.

При выдерживании более 1,5 часов повышается расход электроэнергии и существенно повышается расход мелкодисперсной алюминиевой пудры, что ведет к увеличению затрат на производство.

После этого производят нагрев синтезированной смеси до температуры 1000-1150°С, при которой происходит ее восстановление до металлического лития, и выдерживают при этой температуре в течение 1-4 часов до окончания восстановления и получения металлического лития в виде конденсата в конденсаторе.

При температуре ниже 1100°С реакция восстановления лития не осуществляется и снижается выход металлического лития.

При температуре выше 1150°С существенно возрастает расход электроэнергии и возникает опасность загрязнения образующегося высокоактивного литиевого конденсата металлом от конденсатора.

При времени процесса восстановления лития менее 2,5 часов восстановление металла пройдет не полностью и снизится выход металлического лития с 95-97% до 75-85%.

При времени процесса восстановления лития более 4 часов существенно увеличиваются энергозатраты и продолжительность всего процесса.

Полученный конденсат охлаждают в кристаллизаторе с помощью системы охлаждения до комнатной температуры и извлекают из электропечи.

В таблице приведены конкретные примеры осуществления способа.

Состав шихты Стадии Температура, °С Давление, Па Время, час Извлечение лития, %
1 гидроксодиалюминат лития (50 вес.%)+Li2CO3 (20 вес.%)+Al (30%) 1 600 150 1,5
2 1000 150 4 95.0
2 гидроксодиалюминат лития (45 вес.%)+Li2CO3 (25 вес.%)+Al (30%) 1 650 100 1
2 1150 100 3 97.0

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 29.
10.01.2013
№216.012.17d8

Устройство для пайки режущего элемента к державке

Изобретение может быть использовано для производства режущих инструментов, таких как сверла, резцы, фрезы и подобные инструменты, технология изготовления которых предусматривает закрепление режущих элементов на державке методом пайки. На нижнем и верхнем концах стойки смонтированы нижний и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471596
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.01.2013
№216.012.2131

Радиопоглощающий феррит

Изобретение относится к технологии радиопоглощающих ферритов, которые находят все более широкое применение в производстве безэховых камер, обеспечивающих исключение отражения радиоволн от стен камеры. Повышение радиопоглощающих свойств феррита в интервале частот от 30 МГц до 1000 МГц....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473998
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.02.2013
№216.012.2a00

Направляющий инструмент стана винтовой прокатки

Изобретение предназначено для уменьшения габаритов станины и упрощения настройки направляющего инструмента в оборудовании станов винтовой прокатки, используемых для производства трубчатых изделий, деформирования сплошной заготовки и т.д. Направляющий инструмент включает раму, закрепленную на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476279
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2a0e

Способ прессования порошковых материалов с лиофобной жидкостью и устройство для его осуществления

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам прессования порошковых материалов в присутствии жидкости. В пресс-форму, содержащую матрицу и верхний и нижний пуансоны, засыпают пластифицированный порошок. Перед началом прессования со стороны верхнего пуансона подают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476293
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b44

Способ выплавки стали в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476603
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.02.2013
№216.012.2b54

Способ обработки сплавов титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы (варианты)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термомеханической обработке сплавов с памятью формы на основе никелида титана. Заявлен способ обработки сплавов титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы (варианты). Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476619
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.03.2013
№216.012.3131

Термостойкий литейный алюминиевый сплав

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления отливок, предназначенных для получения деталей ответственного назначения, работающих под действием высоких нагрузок при температурах до 300-350°С, автомобильных двигателей, деталей водозаборной арматуры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478131
Дата охранного документа: 27.03.2013
27.05.2013
№216.012.4486

Способ электроплавки стали в дуговой печи

Изобретение относится к области металлургии, а конкретнее к области электрометаллургии стали. Способ включает подачу металлизованных окатышей через осевые отверстия в графитовых электродах в шлаковый расплав подэлектродной зоны ванны печи. Совместно с металлизованными окатышами в шлаковый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483119
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.03.2019
№219.016.e7a7

Способ изготовления медицинской маски

Изобретение относится к изготовлению медицинских масок и направлено на использование нанотехнологии для индивидуальной эффективной бактерицидной защиты, а именно оперативному получению коллоидного раствора наночастиц серебра в воде с одновременной пропиткой в нем тканевых заготовок масок....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426484
Дата охранного документа: 20.08.2011
20.03.2019
№219.016.e907

Способ повышения достоверности и информативности результатов неразрушающего контроля

Использование: для неразрушающего контроля объектов. Сущность: заключается в том, что для повышения достоверности и информативности результатов неразрушающего контроля осуществляют определение характеристик дефектов путем сравнения экспериментальных значений температурных полей,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002434228
Дата охранного документа: 20.11.2011
Показаны записи 1-10 из 18.
20.11.2014
№216.013.0765

Способ переработки сульфидного никелевого сырья

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности никеля, и может быть использовано для переработки сульфидного никелевого сырья, в том числе концентратов и файнштейнов, содержащих в качестве примесей медь и кобальт, с получением чистых металлов или их солей. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533294
Дата охранного документа: 20.11.2014
27.01.2015
№216.013.20ea

Способ получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда

Изобретение относится к способу получения оксидной шихты, пригодной для производства цветных кристаллов корунда, включающему анодное растворение сплава на основе алюминия высокой чистоты в водном растворе, содержащем катионы , Na или их смеси, отделение гидроксильного осадка, его промывку и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002539874
Дата охранного документа: 27.01.2015
10.06.2015
№216.013.507b

Датчик измерения механических напряжений

Изобретение относится к измерительной технике и представляет собой датчик механических напряжений. Датчик включает прямоугольную пластину из полимерного материала, на верхней поверхности которой сделано углубление, в котором помещается детектор, при этом внутри прямоугольной пластины вдоль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552124
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.01.2016
№216.013.a041

Установка для металлотермического восстановления щелочно-земельных металлов

Изобретение относится к металлургии. Установка включает реакционную камеру, с противоположных сторон которой расположены камера загрузки сырьевых брикетов и камера разгрузки обработанных брикетов. Теплоизоляционный корпус реакционной камеры соединен с первым механизмом вертикального перемещения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572667
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.01.2017
№217.015.7e29

Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления постоянных магнитов из магнитотвердых материалов, на основе соединений редкоземельных металлов и может быть использовано в электротехнической, автомобильной, приборостроительной и других областях промышленности. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601149
Дата охранного документа: 27.10.2016
13.01.2017
№217.015.863f

Способ получения сплава неодим-железо и устройство для его осуществления

Изобретение относится к электролитическому получению сплавов. Получают сплав неодим-железо, содержащий 78-96 мас.% неодима. В электролизер загружают оксид неодима, железо в виде стружки, расплав солевой смеси в качестве электролита через загрузочный карман, в котором устанавливают температуру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603408
Дата охранного документа: 27.11.2016
25.08.2017
№217.015.b447

Термостойкая ткань из полимерных волокон и изделие, выполненное из этой ткани

Группа изобретений относится к текстильной промышленности, в частности к производству защитной одежды специального назначения. Термостойкая ткань образована переплетением основных и уточных нитей комбинированным полотняным переплетением, по основе основным репсом и по утку уточным репсом. Ткань...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614002
Дата охранного документа: 22.03.2017
26.08.2017
№217.015.e130

Способ очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов от железа включает по крайней мере один этап электрохимической очистки алюминийсодержащих хлоридных растворов. Электрохимическую очистку проводят при рН 1,0-3,0, катодной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625470
Дата охранного документа: 14.07.2017
29.12.2017
№217.015.fa36

Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления постоянных магнитов из магнитотвердых материалов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом, и может быть использовано в электротехнической, автомобильной, приборостроительной и других областях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639889
Дата охранного документа: 25.12.2017
19.01.2018
№218.016.0d88

Способ измерения характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов

Изобретение относится к аморфным ферромагнитным микропроводам (АФМ) в тонкой стеклянной оболочке и используется в устройствах измерительной техники. Сущность изобретения заключается в том, что в способе измерения характеристик аморфных ферромагнитных микропроводов (АФМ) исследуемый АФМ жестко...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632996
Дата охранного документа: 11.10.2017
+ добавить свой РИД