碳酸鋰工藝研究

馬存彪（青海鹽湖佛照藍(lán)科鋰業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810008）

趙隆顥（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 西寧 810008）

碳酸鋰工藝研究

馬存彪（青海鹽湖佛照藍(lán)科鋰業(yè)股份有限公司，青海 西寧 810008）

趙隆顥（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司，青海 西寧 810008）

在實(shí)際的工藝生產(chǎn)中，大眾對于碳酸鋰產(chǎn)品的提純濃度要求也非常高。而由于鹽湖鹵水以及自身生產(chǎn)技術(shù)等條件的限制，直接進(jìn)行碳酸鋰的提純是具有一定難度的，必須從實(shí)際出發(fā)，使用鹵水制備的粗級碳酸鋰作為提純原料，通過氫化分解后進(jìn)行工業(yè)提純，本文研究了氫化反應(yīng)中的一些對碳酸鋰溶解產(chǎn)生的影響因素。

碳酸鋰；工藝；化學(xué)

近年來，伴隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得無論是企業(yè)還是研究部門，都是對于碳酸鋰的提純濃度提出越來越高的要求，這樣也給提純精度帶來挑戰(zhàn)。然而就現(xiàn)實(shí)情況來說，大部分的初級碳酸鋰產(chǎn)品并不能很好的滿足市場需求。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們針對新型的碳酸鋰提純方法進(jìn)行理論性的研究分析。無論是對于工程應(yīng)用，還是對于理論研究，都存在有非常積極地現(xiàn)實(shí)意義。研究表明，雖然氫化沉淀法在實(shí)驗(yàn)中能夠很好的提純碳酸鋰，但是不可忽視的是，該實(shí)驗(yàn)過程對于氫氧化鋰的純度要求非常的高，這樣就無形之中加重了實(shí)驗(yàn)成本。在本文的研究中，我們主要分析采用氫化分解來提純碳酸鋰，希望可以為今后相關(guān)領(lǐng)域的理論研究提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)操作部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)原料：利用鹽湖鹵水自制的粗級碳酸鋰產(chǎn)品。

實(shí)驗(yàn)儀器：玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、智能超級恒溫水槽、電動(dòng)攪拌器、原子吸收分光光度計(jì)、循環(huán)水式多用真空泵。

1.2 碳酸鋰工藝的實(shí)驗(yàn)過程

就現(xiàn)實(shí)情況來說，粗級鋰的產(chǎn)品中存在有大量的雜質(zhì)成分，其中鎂離子可以說是占據(jù)有很大的比重。因?yàn)殒V離子和鋰離子的化學(xué)特性非常的相似，因此，如果只是單純的采用氫化分解來提純粗級鋰，那么往往并不能很好的獲得理想結(jié)果。因此，在本章節(jié)的研究中，我們逐步對于碳酸鋰工藝的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析。

(1)實(shí)驗(yàn)操作的氫化階段。在實(shí)驗(yàn)的初始階段，我們應(yīng)該設(shè)定好實(shí)驗(yàn)溫度，可以稱取10g粗級鋰產(chǎn)品放置于500ml的容器中，接著人為的把氫化溫度控制在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、40℃進(jìn)行氫化。經(jīng)過150分鐘之后，我們在對于溶液實(shí)施抽濾，這樣就能夠很好的測量液體中鋰鎂的離子含量；除此之外，我們還應(yīng)當(dāng)對于影響溶解鎂雜質(zhì)的溫度因素進(jìn)行分析。結(jié)合實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，無論是化學(xué)反應(yīng)中的氣液傳質(zhì)還是反應(yīng)速率，都在很大程度上受到溫度的影響。研究表明，伴隨著溫度的不斷升高，化學(xué)反應(yīng)速率也在不斷加快。然而就現(xiàn)實(shí)情況來說，伴隨著實(shí)驗(yàn)溫度的不斷升高，實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物以及反應(yīng)物的溫度便會(huì)逐步減小，這樣的話，就在某種程度上減小了傳質(zhì)的推動(dòng)能力，與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速率逐步減慢。

(2)實(shí)驗(yàn)操作的除鎂階段。我們在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中，為了能夠最大程度上除去溶液中的鎂離子，于是采用了氫氧化鈉溶液。研究表明，氫氧化鈉除了可以除去鎂雜質(zhì)，同時(shí)還可以很好的確保損失鋰的程度達(dá)到最小，這大部分是因?yàn)殒V離子相對于其他元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較小，這樣就使得我們在實(shí)驗(yàn)操作過程中并不需要投入大量的氫氧化鈉溶液。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們所加入的氫氧化鈉溶液的計(jì)量應(yīng)該是純凈的，換句話說，溶液中的氫氧化鈉應(yīng)該是百分之百的。

(3)實(shí)驗(yàn)操作的蒸發(fā)階段。當(dāng)我們采用氫氧化鈉對于溶液進(jìn)行除鎂操作之后，那么要想能干進(jìn)一步獲得高純度的碳酸鋰，只需要進(jìn)行高溫進(jìn)行分解即可。結(jié)合熱力學(xué)的參數(shù)計(jì)算可知，碳酸氫鋰的理論熱分解溫度為4.25℃。然而需要注意的是，低溫環(huán)境并不利于粗級碳酸鋰的快速分解。因此，如果想要適當(dāng)?shù)募铀倩瘜W(xué)分解，那么可以采用加熱溫度的方法。然而研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)溫度并不是越高越好，如果穩(wěn)定過高的話，那么很有可能使得溶液黏在壁上，給后期化學(xué)反應(yīng)結(jié)果造成某種程度上的影響。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們在實(shí)驗(yàn)操作的過程中，一般情況是將反應(yīng)的溫度保持在90攝氏度左右。然而在分解結(jié)晶的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)伴隨著可見氣體排出。這樣的話，整個(gè)化學(xué)反應(yīng)也會(huì)在某種程度上受到攪拌速率的影響。通過大量的實(shí)驗(yàn)操作可以發(fā)現(xiàn)，碳酸鋰的顆粒越小，那么越容易獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，我們在實(shí)驗(yàn)過程中一般是通過加速攪拌，進(jìn)而獲得理想的微小的碳酸鋰顆粒。

2 結(jié)語

綜上所述，與其他的提純方法相比，本文提出的采用氫氧化鈉溶液來提純粗級碳酸鋰的方法存在有非常理想的特性。比如說采用氫氧化鈉溶液提純的實(shí)驗(yàn)過程非常的簡單容易操作；與此同時(shí)，所提純的碳酸鋰純度也非常的高。除此之外，提純后的鹵水本身也存在有非常好的工業(yè)價(jià)值。在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中，鹵水可以進(jìn)一步作為其他產(chǎn)品的提純，這樣的話，就可以很好的實(shí)現(xiàn)剩余液體的再次利用。在本次的研究分析中，雖然我們已經(jīng)采用氫氧化鈉溶液去除了溶液中的鎂離子，但是溶液中仍然存在有一些雜質(zhì)是無法采用氫氧化鈉去除的。因此，我們要想能夠在實(shí)驗(yàn)室真正意義上去除更多的雜質(zhì)，可以引入一些其他的試驗(yàn)方法。

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