Kristallisation von (NH₄)₂SO₄
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Kristallisation von Li₂CO₃
Neben Lithiumhydroxid ist Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) vor allem für die Batterieindustrie essenziell. So kommen Lithiumcarbonat-Salze für die Batterieproduktion im hochreinen „Battery Grade“ zum Einsatz.
Bei der Herstellung von Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) gibt es verschiedene Prozessrouten, wie zum Beispiel:
- Umwandlung von gelöstem Lithiumsulfat oder Lithiumchlorid durch Zugabe von Natriumcarbonat in Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) und danach die Ausfällung von Lithiumcarbonat (Li₂CO₃).
- Verdampfung aus Lithiumcarbonat-Lösungen und Kristallisation von Li₂CO₃ in Verdampfungskristallisationsanlagen.
Vor allem beim ersten Schritt der Umwandlung mit Natriumcarbonat entstehen je nach Prozessroute noch die Nebensalze Natriumchlorid oder Natriumsulfat, welche dann selbst in Verdampfungs-Kristallisationsanlagen gewonnen werden können.
Bei der Umwandlung aus Lithiumsulfat entsteht eine Natriumsulfat-Lösung, die je nach gewünschtem Verfahren in Verdampfungs-Kristallisations- oder Kühlkristallisationsanlagen zu Natriumsulfat oder Glaubersalz kristallisiert werden kann.
Der Weg gemäß zweitem Schritt direkt aus der Lösung wird vor allem beim Batterierecycling durchgeführt. Hierbei entstehen, je nach angewendetem Verfahren, Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) Lösungen, welche zunächst aufkonzentriert werden. Nach eventueller Entfernung von Nebenbestandteilen wird die Lösung danach in Verdampfungskristallisationsanlagen bis über die Sättigungsgrenze eingedampft und kristallisiert.
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Häufig gestellte Fragen
Welche Unterschiede gibt es bei der Kristallisation von Li₂CO₃ zum „Technical Grade“ und zum „Battery Grade“?
Der Unterschied zwischen „Technical Grade“ und „Battery Grade“ liegt in der Reinheit des Natriumcarbonats.
In der industriellen Praxis hat sich zum Erhalt von „Battery Grade“ die Rekristallisation als dienlich erwiesen. Hierbei wird das in einem ersten Schritt kristallisierte Li₂CO₃ wieder aufgelöst und dann in einem zweiten Schritt erneut kristallisiert. Hierdurch können die Störstoffe des Salzes in der Regel so weit reduziert werden, dass „Battery Grade“ Salz entsteht.
Welche Besonderheiten gibt es bei der Verarbeitung von Lithiumcarbonat entgegen anderen Salzen?
Der Hauptunterschied bei der Verarbeitung ist vor allem die sehr geringe Sättigung des Lithiumcarbonates in der Lösung.
Diese bewirkt bei der Auslegung von Verdampfungs-Kristallisationsanlagen für Li₂CO₃, dass stets hohe spezifische Ausdampfleistungen (Mengen an Wasser/kg kristallines Li₂CO₃) verdampft werden müssen. Dadurch ergibt sich ein hoher spezifische Energieverbrauch bezüglich der produzierten Mengeneinheit an Li₂CO₃.
Außerdem muss darauf geachtet werden, dass die Apparate der Anlage optimal ausgelegt sind, da sonst mit Anbackungen an den Wänden der Anlage und hohem Spülbedarf gerechnet werden muss.
Welche Verfahren können für die Verdampfungskristallisation von Li₂CO₃ zum Einsatz kommen?
Prinzipiell sind bei der Verdampfungskristallisation von Li₂CO₃ die gängigen Anlagentypen zur Verdampfungs-Kristallisation möglich. Diese sind:
- Anlagen zur Verdampfung und Kristallisation mittels mechanischer Brüdenverdichtung
- Anlagen zur Verdampfung und Kristallisation mittels thermischer Brüdenverdichtung
- Anlagen mit Frischdampf beheizt in mehrstufiger Ausführung zur Verdampfungs-Kristallisation von (Li₂CO₃).
Weitere Anwendungen
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Kristallisation von K₂SO₄ (SOP)
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Verdampfung aus MgCl₂ Lösung
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