研究粗級碳酸鋰提純工藝過程及影響

馬曉平(青海鋰業有限公司,青海格爾木816000)

研究粗級碳酸鋰提純工藝過程及影響

馬曉平(青海鋰業有限公司,青海格爾木816000)

現代社會的發展對碳酸鋰的應用非常廣泛，在非常多的行業中被應用。在日常的生產當中，以往碳酸鋰的純度已經不能滿足生產的要求，所以隨著科技的發展，工藝水平的進步，要將純度不斷進行提升。因此，本文針對粗級碳酸鋰提純工藝過程及影響做出了進一步探究，對具體實驗、除鎂過程、蒸發過程做出了具體的分析。

粗級碳酸鋰;提純工藝;氧化分解

碳酸鋰為一種化合物原料，被廣泛使用在了醫藥、冶金以及陶瓷等行業當中，是鹽鋰相關產品使用最為普及的一項產品。高純碳酸鋰在電力科技技術、有機合成、存儲食品、玻璃添加劑當中的用途非常廣泛，并且十分重要。現在隨著時代和科技的全新發展，對碳酸鋰進行提純的濃度的要求正在不斷提升，大部分初級碳酸鋰已經不能迎合現在市場需求的要求，所以對粗級碳酸鋰的探究要不斷深入。

1 實驗部分

1.1 原料以及儀器

在實驗進行當中，所應用的具體原料為：使用鹽湖鹵水進行制作的粗級碳酸鋰產品。其所應用的具體儀器設備為：自動攪拌器、恒溫水槽、流量計以及光度計、真空泵。

1.2 氫化過程

（1）取10g重的粗級碳酸鋰產品，將其放在500ml的結晶器當中，其具有的固液質量比具體為1:20，二氧化碳的實際流動速度為1L/min，氫氧化的溫度分別為10、15、20、25、30、40℃。在實施氫化150min之后進行抽濾，在測定液體當中含有的鋰以及鎂離子的實際含量之后，對氫化的溫度對碳酸鋰以及雜質鎂進行溶解的過程所產生的影響進行觀察。

通過對氫化溫度對碳酸鋰以及雜質鎂進行溶解產生的影響進行細致的分析，實際溫度對該反應的速率以及氣體和液體的傳質均有非常嚴重大的影響[1]。溫度越高，實驗進行反應的速率便會越快，但是在反應物當中存在的二氧化碳以及li2CO3和最終的產物liHCO3，進行溶解的又會升高的溫度而減少，減少傳介進行推動的力，減緩了反應速率。通過對氫化溫度對碳酸鋰以及雜質鎂進行溶解產生影響的具體分析可以得出，溫度越高，其中在溶液當中繼續寧溶解的鋰離子便會越少，同時增大碳酸鎂在其中的溶解程度，所以會有更多的雜質進入到溶液當中。對相關的實驗數據進行具體的分析，可以得出氫化反應在其進行的過程中，高溫會不易于該實驗的進行。結合在真實的生產過程中對于節能意識的考慮，在實驗的要在溫室為20℃中當中實施。

（2）具體的氫化時間以及二氧化碳氣體的具體流速。取10g的初級碳酸鋰，將其放在500ml的結晶器當中，進行氫化的溫度為室內的實際溫度，固態與液態實際的質量比是1:20，二氧化碳的實際流動速度為0.5、1、1.5、2、3、4L/min、對每一個氣體流動速度進行控制的時間為30、50、70、90、120、150min。在實施抽濾之后，將液相當中含有的鋰以及鎂離子的實際含量進行細致的分析，對氫化的具體時間以及二氧化碳實際流動的速度對碳酸鋰和鎂雜質進行溶解的具體過程造成的影響同樣進行細致的分析。

2 除鎂過程

在氧化處理完成之后，液相當中依然會有少量的鎂離子，為了得到更高純度的產品，一定要蒸發之前將鎂離子去除，可以借助NaOH溶液對其進行去除[2]。NaOH對鎂雜質有良好的去除效果，還能最大程度的保護鋰受到的損失最小，主要是因為鎂離子當中具有的質量分數非常小，所需的NaOH也非常小，因此該反映對酸堿度幾乎沒有影響，但是在真正實驗的過程當中鋰離子的損失為母液夾帶。因此對其進行細致的分析可以得出在理論上要加入的NaOH實際量是百分之百。這樣便可以對具體加入NaOH的量對除鎂率以及鋰損失率的影響進行細致的分析。

通過對加入NaOH的量對除鎂率以及鋰損失率的影響進行分析，證實了NaOH對鎂雜質有良好的去除效果，最大程度的保護鋰受到的損失最小。

3 蒸發過程

初級碳酸鋰在進行氧化分解和去除鎂雜質完成之后，只主要利用高溫對其進行分解就可以得到高純碳酸鋰，結合熱力學進行計算的參數原理，可以精確的計算出碳酸鋰的分解理論溫度是4.25℃，但是在溫度比較低的環境當中，非常不易于對其進行快速的分解，因此要將反應的溫度適當進行提升以便能夠讓反映加速。但是如果進行反應的溫度非常高，會產生非常劇烈的反映，產生粘壁的情況。因此，一般情況下進行反應的溫度大概為90℃。在對結晶進行分解的過程中會釋放出氣體，因此對攪拌的速率也會產生相應的影響，并且在真實生產當中，需要非常小的碳酸鋰粒度，所以要借助加快攪拌速率的形式的將粒度減小。這樣便可以對水蒸發對碳酸鋰產品的產率以及純度產生的影響進行細致的分析。

對水蒸發對碳酸鋰產品的產率以及純度產生的影響進行具體的分析可以得出，水蒸發率的逐步增加，其產品的產率會得到非常明顯的提升，但是產品所具有的純度則會明顯下降。總之，水蒸發對碳酸鋰產品的產率以及純度的影響非常大，對其實施綜合全面的考慮，要將蒸發量盡量控制在小于80%左右。

4 結語

總之，應用氧化氫分解對初級碳酸鋰進行提純的工藝，與其它一些提純工藝相比具有非常大的優勢，其具體的過程比較簡單，提取的濃度比較高，并且去除雜質的效果也非常好。應用該種方式進行提純，可以獲取純度高達99%的碳酸鋰，在純度提取之后，鹵水也可以再次被循環利用。

[1]李燕茹,朱亮,袁建軍,沙作良,楊美潔,左玥華.粗級碳酸鋰提純工藝過程研究[J].無機鹽工業,2013,08:15-17.

[2]祁雙文,李積倉.粗級碳酸鋰提純工藝過程分析[J].化工管理,2016,31:221.