CC BY
117
© Г.В. Попов, 2015
УЛК 550.4+553.7+556.114+546.34 Г.В. Попов
ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПИТИЯ ИЗ ГЕОТЕРМАЛЬНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ПАУЖЕТСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПАРОГИДРОТЕРМ
Предложен метод по извлечению лития из отработанного теплоносителя Паужетского месторождения парогидротерм, который включает удаление кремнезема электрокоагуляцией. Извлечение лития происходит в сорбии-онной колонне, с использованием сорбентов на основе гидроксида алюминия. В нижней части колонны расположены ионообменные сита. Ключевые слова: литий, кремнезем, извлечение, сорбция, литий-ионное сито, геотермальный теплоноситель.
Отработанный геотермальный теплоноситель можно использовать для извлечения ценных компонентов. Перспективным направлением переработки отработанного геотермального теплоносителя может стать извлечение лития [1-7]. На заводе «БтЬо1», штат Калифорния, США, извлекают литий из рассола, используемого на геотермальной электростанции. В Республике Дагестан ведутся работы по сорбции лития из термальных вод [1]. Продолжаются работы по извлечению лития электродиализом из термальных вод в Новой Зеландии [2]. Обзор мирового опыта и научно-технических разработок в области извлечения химических соединений из геотермальных растворов представлен в работе [7].
Паужетское месторождение парогидротерм на Камчатке используют для получения электроэнергии и отопления. Отработанный теплоноситель частично закачивают в геотермальный коллектор, частично сбрасывается в поверхностные водотоки [8,9]. Извлечение ценных компонентов из отработанного теплоносителя снизит нагрузку на водотоки [9,10].
На перспективы добычи лития из Паужесткого месторождения парогидротерм указывается в работе [3]. Содержание лития в природном растворе варьирует в пределах от 2,95 до 4,9 мг/л. Прогнозируемые запасы по Ы2С03 составляют 265 т/год [3]. В табл. 1 представлены концентрации лития в теплоносителе Паужетского месторождения.
Таблица 1
Содержание ионов лития в теплоносителе Паужетского месторождения парогидротерм по данным [3,4]
№ скважины Содержание, мг/л
Li+, 1977-1990гг.
103 4,0
106 2,9
108 3,7-2,5
120 4,0-3,4
121 4,0
122 1,6
123 3,0-3,5
131 -
ГК 3 11,0-3,4
РЭ 1 3,6-2,0
К методам извлечение лития из геотермальных растворов относят сорбционные и мембранные. Извлечение лития сорб-ционными дает преимущества перед другими методами своей простотой в организации технологических процессов и недорогими сорбентами. При низких концентрациях лития извлечение лучше проводить ионообменными смолами [6].
Термальные воды Паужетского месторождения относят к типу хлоридно-натриевых вод, с высоким содержанием орток-ремневой кислоты, которая препятствует извлечению лития и вызывает отложения на поверхности технологического оборудования. Поэтому перед началом извлечения лития необходимо удалять кремнезем из раствора [10].
В предложенной НИГТЦ ДВО РАН установке (рис. 1), раствор подается в первое отделение (I), где происходит удаление кремнезема методом электрокоагуляции, с алюминиевыми электродами. В реактор добавляют известь СаО, после чего раствор пропускают через фильтр. Отфильтрованный раствор, с удаленным кремнеземом, поступает во второе отделение, где и происходит извлечение лития. Второе отделение (II) представляет собой сорбционную колонну, в центре которой располагаются адсорбенты на основе гидроксидов алюминия. В нижней части колонны установлены литий-ионные сита. Десорбция производится промывочной водой. Регенерация сорбентов производится соляной кислотой HCl. Растворы подаются насосами через форсунки, для увеличения скорости сорбции.
Рис. 1. Технологическая схема извлечения лития из геотермального теплоносителя
Извлечение лития проходит по следующим реакциям:
Ь1(0И) + А1(0Н)з = Ь1[Д1(0И)4];
Ь1[Д1(0Н)4] + 4НС1 = Ь1С1 + А1С1з + 4И2О.
Представленную схему извлечения лития из отработанного теплоносителя ГеоЭС необходимо апробировать в лабораторных условиях.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Рамазанов А.Ш., Камалутдинова И.А., Мустафаева З.М. Извлечение лития из геотермальных вод хлоридного типа // Извлечение минеральных компонентов из геотермальных растворов: Тезисы докладов. - Петропавловск-Камчатский, 2005, С.51-52.
2. Mroczek E., Dedual G., Graham D., Bacon L. Lithium Extraction from Wairakei Geothermal Fluid using Electrodialysis // Proceedings World Geothermal Congress 2015. Melbourne, Australia, 19-25 April 2015.
3. Трухин Ю.П. Геохимия современных геотермальных процессов и перспективные геотехнологии. - М.: Наука, 2003. - 376 с.
4. Пашкевич Р.И. и др. Проект опытно-промышленной разработки Паужетского месторождения парогидротерм. - Петропавловск-Камчатский: ККО института «НИПИгеотерм», 1995. - 153 с.
5. Белова Т.П. Использование сорбционных методов для очистки отработанных термальных вод // Естественные и технические науки, 2013, №6, С. 212-217.
6. Попов Г.В. Современные методы и средства извлечения лития из теплоносителей геотермальных месторождений // ГИАБ № 11, специальный выпуск № 63 «Камчатка-2», 2015, С. 256-260.
7. Горбач В.А. Анализ мирового опыта и научно-технических разработок в области извлечения химических соединений из гидротермальных растворов // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2013, № 9, С. 270-275.
8. Pashkevich R.I. On environmental aspects of geothermal development // Geothermal Resources Council, September 29-October 2 1996, Portand, Oregon, GRC Transactions, Vol. 20, pp. 241-243.
9. Потапов В.В., Горбач В.А., Смывалов С.А., Близнюков М.А. Извлечение химических соединений и проблема комплексного использования гидротермального теплоносителя // Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма (материалы Международного полевого Ку-рило-Камчатского семинара, 16 июля - 6 августа 2005 г.). - Петропавловск-Камчатский: «ОТТИСК», 2005. 460 с.
10. Горбач В.А. Проблемы утилизации отработанных геотермальных растворов // Георесурсы, 2014, № 3 (58), С. 44-48. ГТТШ
КОРОТКО ОБ АВТОРЕ -
Попов Григорий Васильевич - младший научный сотрудник, аспирант, nigtc@kscnet.ru, Научно-исследовательский геотехнологический центр Дальневосточного отделения Российской академии наук.
UDC 550.4+553.7+556.114+546.34
ADVANCED METHOD EXTRACTION OF LITHIUM FROM THE GEOTHER-MAL COOLANT OF THE PAUZHETKA HYDROTHERMAL DEPOSIT
PopovG.V., Junior Research scientist, Graduate Student, nigtc@kscnet.ru, Research Geotechnological Center, Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia.
Offered of method extraction of lithium from spent coolant Pauzhetka hydrothermal deposits, which includes for the removal of silica electrocoagulation. Extraction of lithium occurs in the sorption tower, using sorbents on the basis of aluminum hydroxide. In the lower part the ion exchange column are arranged sieve.
Key words: lithium, silica, extraction, sorption, lithium-ion sieve, geothermal coolant. REFERENCES
1. Ramazanov A.S., Kamalutdinova I.A., Mustafaeva Z.M. Tezisy dokladov (Abstracts). Petropavlovsk-Kamchatskij, 2005, pp. 51-52.
2. Mroczek E., Dedual G., Graham D., Bacon L. Proceedings World Geothermal Congress 2015 (Extraction from Wairakei Geothermal Fluid using Electrodialysis). Melbourne, Australia, 19-25 April 2015.
3. Trukhin Y.P. The geochemistry of modern geothermal processes and advanced geotechnology (Geochemistry of modern geothermal processes and Geotechnology perspective). Moscow: Science, 2003. 376 p.
4. Pashkevich R.I. and others Proekt opytno-promyshlennoj razrabotki Pauzhetskogo mestorozhdeniya parogidroterm (Project of experimental-industrial development Pauzhet-skaya field paramerters). Petropavlovsk-Kamchatskij: KKO instituta «NIPIgeoterm», 1995. 153 p.
5. Belova T.P. Estestvennye i tekhnicheskie nauki (Application of sorption methods for the purification of waste thermal waters), 2013, No 6, pp. 212-217.
6. Popov G.V. GIAB No 11, «Kamchatka-2» (special issue), 2015, pp. 256-260.
7. Gorbach V.A. // Gornyj informacionno-analiticheskij byulleten', 2013, No 9, pp. 270-275.
8. Pashkevich R.I. On environmental aspects of geothermal development (On environmental aspects of geothermal development) // Geothermal Resources Council, September 29-October 2 1996, Portand, Oregon, GRC Transactions, Vol. 20, pp. 241-243.
9. Potapov V.V., Gorbach V.A., Smyvalov S.A., Bliznyukov M.A. // Geotermal'nye i mineral'nye resursy oblastej sovremennogo vulkanizma (Extraction of chemical compounds and the problem of complex use of hydrothermal heat carrier) (materialy Mezhdunarodnogo polevogo Kurilo-Kamchatskogo seminara, 16 iyulya - 6 avgusta 2005g.). Petropavlovsk-Kamchatskij: «OTTISK», 2005. 460 p.
10. Gorbach V.A. // Georesursy (Problems of disposal of spent geothermal fluids), 2014, No 3 (58), pp. 44-48.
