氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的研究
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第3期 收稿日期:2017-12-22基金项目:国家自然科学基金(51574126);国家重点研发计划(2016YFC0401203);国家科技支撑项目(2015BAB10B01)作者简介:段绍君(1993—),男,湖南邵阳人,硕士研究生,主要研究方向为无机盐化工。
盐湖老卤反应结晶制备碳酸锂的研究段绍君,孙玉柱 ,宋兴福(华东理工大学国家盐湖综合利用工程技术中心,上海 200237)摘要:随着新能源行业的快速发展,以碳酸锂为基础产品的锂工业具有广阔的前景。
以反渗透后的盐湖老卤和碳酸钠反应结晶生产碳酸锂的工艺过程进行了研究,考察了反应时间、反应温度、搅拌速度、加料速率、锂浓度、Na2CO3用量、Na2CO3浓度和洗涤次数等因素对碳酸锂收率和纯度的影响。
得到了最佳工艺条件:反应时间60~70min,反应结晶的最佳温度80~90℃,搅拌速度200r/min,加料速度15mL/min,Li+初始浓度和Na2CO3浓度分别为25g/L和260g/L,碳酸钠用量为110%,洗涤4次后,纯度达到了工业级一级标准的要求。
关键词:碳酸锂;反应结晶;工艺优化中图分类号:TQ131.11 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2018)03-0005-04StudyonPreparationofLithiumCarbonateViaReactiveCrystallizationfromOldSaltBrineDuanShaojun,SunYuzhu,SongXingfu(NationalEngineeringResearchCenterforIntegratedUtilizationofSaltLakeResources,EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai 200237,China)Abstract:Withtherapiddevelopmentofnewenergyindustry,lithiumindustrybasedonlithiumcarbonateproductshasabroadprospect.Thepreparationprocessoflithiumcarbonatebyreactivecrystallizationwitholdsaltbrineandsodiumcarbonatewasstudied.Theeffectsofreactiontime,reactiontemperature,stirringrate,feedingrate,concentrationofLi+,dosageofsodiumcarbonate,concentrationofsodiumcarbonateandwashingtimesonthepurityandyieldoflithiumcarbonatewereinvestigated.Theoptimalconditionswereobtainedasfollows:reactiontimewas60~70min,temperaturewas80~90℃,stirringratewas200r/min,feedingratewas15mL/min,concentrationofLi+andNa2CO3were25g/Land260g/Lrespectively,additionofNa2CO3was110%oftheoreticaldosage,productscanmeettotherequirementofthenationalprimarystandardsafterwashing4times.Keywords:lithiumcarbonate;reactivecrystallization;processoptimization 锂是一种轻金属,是一种良好的电热导体,拥有低的热扩散系数和高的电化学潜能,所有的这些特性使得其成为良好的储能材料。
碳酸锂制造及应用研究报告碳酸锂是一种重要的化工原料,广泛应用于锂电池、玻璃陶瓷、冶金、化肥等多个领域。
本文将就碳酸锂的制造、应用进行研究和分析。
一、碳酸锂的制造1. 岩石矿物法岩石矿物法是利用锂较为丰富的岩石矿物来制取碳酸锂的方法。
这种方法主要包括以下几个步骤:(1)矿石磨碎:将锂较为丰富的岩石矿物经过磨碎处理,使其分散。
(2)酸浸提取:将磨碎后的矿石与稀酸进行反应,提取出锂离子。
(3)钠碳酸反应:将提取出的锂离子与碳酸钠反应,生成碳酸锂。
2. 盐湖井提法盐湖井提法是利用盐湖中的锂含量来制取碳酸锂的方法。
这种方法主要包括以下几个步骤:(1)海水注入:将海水注入盐湖中,使盐湖中含盐量和锂含量增加。
(2)盐水提取:将经过海水注入后的盐湖水进行提取,在蒸发池中蒸发水分,使得其中的钠、钾、镁等元素结晶析出。
(3)溶解过滤:将蒸发除去的钠、钾、镁等元素的结晶溶解,再经过过滤、浓缩等处理,得到含有碳酸锂的溶液。
(4)碳酸锂沉淀:将含有碳酸锂的溶液与碳酸钠等进行反应,生成碳酸锂沉淀。
二、碳酸锂的应用1. 锂电池碳酸锂是锂离子电池最常用的正极材料之一,其具有储能密度高、安全性好、使用寿命长等优点。
由于电动汽车、混合动力汽车等电动车辆的不断普及,锂电池市场不断扩大,对碳酸锂的需求也随之增加。
2. 玻璃陶瓷碳酸锂可以提高玻璃的抗震性能、抗热震性能和耐腐蚀性能,使玻璃表面更加光滑,透明度更高。
因此,碳酸锂被广泛应用于制作高难度光学玻璃、特种玻璃等。
3. 冶金碳酸锂也可以用作冶炼工业中的添加剂。
在铝的冶炼中,碳酸锂可以起到增加铝中锂含量、减少氧化铝含量的作用。
在氮化硅陶瓷的制备中,也可以利用碳酸锂的热分解产生的气体来提高氮化硅的致密性。
4. 化肥碳酸锂还可以用作化肥原料。
在作物的生长过程中,锂元素可以促进作物的生长,提高产量和品质。
因此,在肥料中加入一定含量的碳酸锂能够达到促进作物生长的效果。
总之,碳酸锂是一种重要的化工原料,在多个领域中都有广泛的应用,尤其在锂电池领域具有不可替代的地位。
锂盐完成液碳酸化制取li2co3的研究及其应用近年来,由于全球能源供应的不足,减少二氧化碳排放的迫切需要,以及人们对高品质、高能效锂离子电池的需求,使得利用碳源处理锂盐成为一种有前景的技术。
其中,锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3是最常用的一种方法。
本文主要研究了锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3的技术原理、研究进展及其应用过程。
首先,介绍了锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3的技术原理。
锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3的基础技术,是将液体碳酸盐与碱溶液中的锂盐反应,以生成Li2CO3。
该反应以溶液形式存在,然后利用原位沉淀法将其固定形成Li2CO3,以达到制备材料的目的。
根据确定的温度,在恒定的PH值下,可确定系统中溶液以及应变物之间的微量反应。
另外,锂盐完成液碳酸化还可以采用分子固定电解法,通过电解液的电化学和化学催化作用,实现Li2CO3的生成。
其次,介绍了近几年关于锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3的研究进展。
目前,研究已证明,在低温下,可以实现原位完成液碳酸化,提高碳酸锂晶体的产率。
在一定的PH值下,采用调节电位技术可以改变溶液中Li2CO3的生成速率,从而实现高产率晶体的生成。
此外,研究人员还在寻求新型催化剂和分子固定电解,以满足对碳源处理材料的实用要求。
最后,介绍了应用锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3的过程。
目前,Li2CO3通常用作电池正极材料,电容器,玻璃,陶瓷,绝缘材料,无线电辐射屏蔽材料等,因此,具有重要的应用价值。
为降低投入成本,改善生产工艺,可以采用锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3,在合理的温度、PH值以及添加催化剂的条件下,实现Li2CO3的高效制取。
总之,随着能源短缺问题的日益凸显,利用碳源处理锂盐成为一种有前景的技术,而锂盐完成液碳酸化制取Li2CO3,可以在合理的温度、PH值以及添加催化剂的条件下,实现Li2CO3的高效制取,因此具有重要的应用价值。
在未来,结合新型催化剂,进一步完善该工艺,提高生产效率,是有待进一步深入研究的有趣课题。
碳酸锂的生产工艺及研究进展碳酸锂是一种重要的无机化合物,广泛应用于锂离子电池、玻璃陶瓷、陶瓷涂料和冶金等领域。
其生产工艺主要包括化学法、矿石法和热法三种。
本文将重点介绍碳酸锂的生产工艺及近年来的研究进展。
化学法是一种通用的碳酸锂生产方法,主要通过将锂盐与碳酸盐反应得到碳酸锂。
一般采用的方法有碳酸氢锂与碳酸钠反应、氯化锂与碳酸钠反应等。
其中,碳酸氢锂与碳酸钠反应的工艺成熟,但存在产率低、反应速度慢、产品纯度低等问题;氯化锂与碳酸钠反应的工艺更加简单,但需要高温下进行,会产生大量的氯化钠并伴随较高的能耗。
近年来,研究人员通过改变反应条件、添加助剂或采用新的工艺方法来提高碳酸锂的产率和产品质量。
矿石法是一种通过矿石的加工提取锂盐,再进一步得到碳酸锂的方法。
常见的矿石有石莲岩矿石、云母矿石等。
石莲岩矿石含有较高的锂含量,并且其锂酸法是一种常见的矿石法。
该法主要通过蒸汽加热石莲岩矿石,使其中的锂酸转化为碳酸锂。
云母矿石中的锂主要存在于云母表面,通常采用硫酸浸出的方法来分离锂。
矿石法的优点是直接利用矿石资源,但存在提取效率低、工艺复杂等问题。
热法是一种通过将碳酸盐加热分解得到碳酸锂的方法。
常见的热法有碳酸锂热解法和锂矿熔融法。
碳酸锂热解法是将碳酸锂加热至800~900℃,使其分解产生二氧化碳和氧化锂。
该方法具有工艺简单、反应快速的优点,但需要提供高温能源。
锂矿熔融法是将锂矿石与碳酸钠共熔,通过碳酸钠的溶解和渣析得到碳酸锂。
该方法的优点是可以利用低品位矿石和废料,并具有产品纯度高的特点。
近年来,碳酸锂的研究重点主要集中在提高产率和产品质量、降低能耗和环境污染等方面。
通过改变反应温度、控制反应时间,优化反应条件,可以提高碳酸锂的产率和产品质量。
同时,添加助剂或采用新的工艺方法,如溶剂萃取、离子交换、气相法等,可以改善反应效果,提高产品纯度。
另外,在电化学法、微生物法和溶液燃烧法等新工艺的研究中,碳酸锂的生产效率和产品质量有了进一步的改善。
碳酸锂的制备及其纯化过程的研究进展摘要:碳酸锂作为一种重要的无机化合物,在电池材料、玻璃制造等领域具有广泛的应用。
本文综述了碳酸锂的制备及其纯化过程的研究进展。
首先,介绍了碳酸锂的几种常见制备方法,包括化学合成法、矿石冶炼法和废料回收法。
然后,重点阐述了碳酸锂的纯化过程,包括溶液晶体化法、蒸发结晶法和离子交换法等。
接着,讨论了不同制备和纯化方法的优缺点,并探讨了未来的研究方向。
本文对碳酸锂的制备与纯化技术进行了全面的总结和分析,为碳酸锂的生产和应用提供了参考。
关键词:碳酸锂;制备;纯化过程;研究进展引言:碳酸锂是一种重要的无机化合物,具有广泛的应用前景。
随着电动汽车、可再生能源等领域的迅速发展,对高纯度碳酸锂的需求越来越大。
因此,研究碳酸锂的制备及其纯化过程变得尤为重要。
目前,已有许多关于碳酸锂制备和纯化方面的研究成果,但仍存在着一些挑战和待解决的问题。
本文旨在综述碳酸锂的制备方法和纯化技术的研究进展,为该领域的研究提供参考和借鉴。
1、碳酸锂的制备碳酸锂是一种重要的工业原料,广泛用于电池、玻璃制造和陶瓷等领域。
其制备方法有多种,包括碳酸盐法、碳酸氢锂法和氢氧化锂法等。
其中,碳酸盐法是最常用的制备方法之一。
该方法是通过与碳酸氢铵(NH4HCO3)等碳酸盐反应生成碳酸锂,再进行过滤、脱水、干燥等步骤得到纯度较高的碳酸锂。
这种方法具有工艺简单、操作方便的优点,但产物中会含有杂质,需要进行后续的纯化处理。
另外,碳酸氢锂法是一种通过与氟硅酸或氢氟酸反应生成氟硅酸锂,再与碳酸钠反应生成碳酸锂的方法。
这种方法的优点是可以得到更高纯度的碳酸锂,但需要使用氢氟酸等强酸作为反应溶液,操作较为复杂且存在安全隐患。
另外,氢氧化锂法是一种将锂金属与水反应生成氢氧化锂,再与二氧化碳反应生成碳酸锂的方法。
这种方法可以得到较高纯度的碳酸锂,但需要使用锂金属作为原料,操作相对较为困难。
1.1矿石中提取锂制备碳酸锂锂是一种重要的稀有金属元素,广泛应用于锂离子电池、玻璃陶瓷、冶金工业等领域。
碳酸锂生产工艺及流程再讲解碳酸锂是一种重要的工业原料,广泛应用于电池、玻璃、陶瓷、涂料等行业。
下面将详细讲解碳酸锂的生产工艺及流程。
碳酸锂的生产主要分为天然碱法和氯化锂法两种方法。
1.天然碱法:天然碱法是通过提取含锂矿石中的碳酸锂来生产,主要原料为锂云母矿和蛇纹石。
其生产过程主要分为提锂、矿石的破碎和磨细、酸碱法提锂和碳酸锂沉淀三个步骤。
(1)提锂:将锂云母矿和蛇纹石通过选矿工艺分离,得到含锂的石粉。
(2)矿石的破碎和磨细:将矿石进行粉碎和磨细加工,使颗粒尺寸符合生产要求。
(3)酸碱法提锂:将磨细后的矿石与浓硫酸反应,生成硫酸锌、硫酸铝和硫酸铵等溶液。
然后,用水稀释溶液,将其与氢氧化钠或碳酸钠反应,得到含锂的石灰石溶液。
(4)碳酸锂沉淀:将含锂的石灰石溶液与二氧化碳气体接触,形成碳酸锂沉淀。
然后,通过离心、过滤和干燥等工艺步骤,得到最终产品碳酸锂。
2.氯化锂法:氯化锂法是通过氯化锂制备碳酸锂。
其主要原料为氯化锂和铵碳酸锂。
其生产过程分为氯化锂的制备、碳酸锂的制备和碳酸锂的沉淀三个步骤。
(1)氯化锂的制备:将锂云母矿或蛇纹石与氯化铵反应,生成氯化锂溶液。
(2)碳酸锂的制备:将氯化锂溶液与碳酸钠溶液混合反应,生成碳酸锂和氯化钠。
(3)碳酸锂的沉淀:将反应生成的碳酸锂溶液经过离心分离、过滤和干燥等工艺步骤,得到最终产品碳酸锂。
以上是天然碱法和氯化锂法两种常见的碳酸锂生产工艺及流程。
在实际生产中,根据原料的不同,生产工艺和流程会有一定的变化。
此外,碳酸锂生产工艺还要考虑环保和能源消耗等因素,以提高生产效率和降低生产成本。
沉锂反应条件对碳酸锂纯度及杂质影响的研究尹记帅;孙文亮;郝如斯;王晓【摘要】以青海盐湖佛照蓝科锂业股份有限公司的富锂卤水为原料,与碳酸钠溶液进行反应,对沉锂过程进行研究.沉锂过程容易产生包晶现象,即生产过程中的氯化钠和碳酸钠微晶包裹在碳酸锂晶体内.通过检测碳酸锂的纯度和钠、镁、氯、硼等杂质含量,以及对碳酸锂的形貌、粒径等进行表征,考察了沉锂过程中反应温度、碳酸钠浓度、加料方式、搅拌转速、碳酸钠加入量等条件对碳酸锂纯度、杂质含量及包晶现象的影响,探究了各反应条件与包晶现象的关系,为生产电池级碳酸锂提供理论基础.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2019(051)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】碳酸锂;盐湖卤水;沉锂;包晶【作者】尹记帅;孙文亮;郝如斯;王晓【作者单位】青海大学化工学院,青海西宁810016;青海大学化工学院,青海西宁810016;青海大学化工学院,青海西宁810016;青海大学化工学院,青海西宁810016【正文语种】中文【中图分类】TQ131.11碳酸锂是制备多种锂化合物的原料,在锂盐产品中用途最广[1]。
按原料来源的不同,碳酸锂的生产可分为盐湖卤水提取和矿石提取[2]。
矿石提取工艺成熟,但能耗高、污染严重、成本高。
盐湖卤水提锂,碳酸锂含量高、成本低,但技术难度大,尤其是制备电池级碳酸锂。
从盐湖卤水中提锂制备电池级碳酸锂将是未来主要的研究方向[3]。
目前碳酸锂产品的类别大致可分为工业级碳酸锂(纯度≥98.5%)、电池级碳酸锂(纯度≥99.5%)和高纯级碳酸锂(纯度≥99.9%)。
电池级碳酸锂虽然应用广泛,但制备技术还需要提高。
盐湖提锂的方法主要有溶剂萃取法、吸附法、煅烧浸取法和沉淀法[4]。
在这些方法中,沉锂工序是生产碳酸锂的最后工序也是最重要的工序[5],而沉锂过程生产工艺单一且研究较少[6]。
碳酸钠与富锂卤水中的氯化锂在适宜条件下反应,由于碳酸锂具有逆溶解度特性,温度升高其溶解度降低,从而使碳酸锂结晶析出。
氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的研究近年来,随着新能源技术的发展,各种新能源储能材料应运而生,其中碳酸锂是一种新型的高效储能材料,备受国内外科研人员的关注。
碳酸锂具有价格低廉、质量轻、安全可靠等优势,是研制出新型、高效、环保的锂离子储能电池的关键材料。
如何高效、成本低廉的制备碳酸锂,是目前研究的热点。
氯化锂与碳酸钠可通过反应来制备碳酸锂,该反应具有低投入、节约原料等优势,由此研究可以大大节约成本,提升碳酸锂制备实验的效率,因此,本文就氯化锂与碳酸钠反应制备碳酸锂的方法作出研究分析。
首先,本文介绍了氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的基本原理,其中氯化锂和碳酸钠是这种反应的催化剂,可使碳酸锂分子形成氯化锂的溶剂析出晶体。
同时,反应的温度、时间以及其他反应条件也是影响反应结晶制备碳酸锂效率的重要因素,因此本文通过实验对温度、时间以及其他反应条件进行了系统探索,得出了更优化的反应条件。
接下来,本文进一步采用电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对该反应所产生的碳酸锂的形貌及其相的结构进行分析,发现所制备的碳酸锂颗粒呈棒状,晶体结构为层状结构,是碳酸锂的结晶形式,有利于碳酸锂的后续利用。
此外,本文还采用振动布朗管测定和水溶解法验证碳酸锂的纯度,结果发现,所制备的碳酸锂纯度均高于99.9%,表明该反应制备碳酸锂的效率非常高。
总之,通过氯化锂与碳酸钠反应可以高效结晶制备优质的碳酸锂。
该研究可以为碳酸锂的生产提供参考,同时也可以帮助科研人员在该领域做更多深入的研究。
该研究的结果表明:通过氯化锂与碳酸钠反应可以高效结晶制备优质的碳酸锂,且本文研究的过程中未发现出现任何污染等安全问题,反映了合成碳酸锂的过程是安全高效的,可为相关行业提供一种新的制备碳酸锂的方法。
本研究有几个缺陷需要改进,第一,虽然本文探索了某些反应条件,但由于实验条件的局限,本文没有涵盖反应过程中所有可能存在的反应条件;第二,由于本文研究的研究对象是某种特定的反应溶液,因此在其他反应体系中进行的同样的反应可能会产生不同的结果。
碳酸锂方法学验证碳酸锂(Li2CO3)是一种重要的锂化合物,常用于锂离子电池和其他电子设备中。
本文将对碳酸锂的方法学验证进行详细讨论。
首先,碳酸锂的合成方法是进行实验验证的第一步。
通常,可以使用碳酸盐和锂盐的反应来合成碳酸锂。
例如,可以将碳酸钠(Na2CO3)与氯化锂(LiCl)反应,生成碳酸锂和氯化钠:Na2CO3+2LiCl->Li2CO3+2NaCl该反应可以在常温下进行,但反应速度较慢。
为了提高反应速度,可以将反应混合物加热至400摄氏度左右。
在实际进行合成反应时,也可以添加一些催化剂或添加剂来提高反应的效率和选择性。
例如,可以添加硼酸(H3BO3)作为催化剂,促进反应的进行。
此外,还可以使用溶剂来提供适宜的反应条件。
其次,对合成的碳酸锂进行结构验证。
在这方面,可以使用一系列的物理技术和化学方法。
例如,可以使用X射线衍射(XRD)来分析样品的结晶性质、晶格参数以及晶体结构。
XRD可以通过分析样品衍射图谱,确定碳酸锂的晶体结构,并与已知的理论或标准数据进行对比。
除了XRD,还可以使用扫描电镜(SEM)等显微技术,观察样品的形貌和微观结构。
SEM可以通过扫描样品表面,获得高分辨率的图像,并对样品的形貌进行分析。
此外,还可以使用傅里叶红外光谱(FTIR)等光谱技术来分析样品的化学特征和分子结构。
FTIR可以通过分析样品吸收、发射或散射的红外光谱,确定样品的官能团、化学键和分子结构。
最后,可以进行对合成样品的性能验证。
对于碳酸锂而言,常见的性能测试包括电化学性能测试和热分析。
电化学性能测试可以评估样品在锂离子电池等电池系统中的性能表现,如充放电容量、循环性能、倍率性能等。
热分析可以通过测量样品在不同温度下的热行为和热稳定性来评估样品的热性能。
例如,可以使用差示扫描量热法(DSC)或热重分析法(TGA)来分析样品的热分解温度、热分解产物等。
在进行以上验证方法时,需要注意合适的实验条件、仪器设备和实验技巧。