馬曉平(青海鋰業(yè)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(yè)有限公司,青海格爾木816000)

現(xiàn)代社會的發(fā)展對碳酸鋰的應(yīng)用非常廣泛，在非常多的行業(yè)中被應(yīng)用。在日常的生產(chǎn)當(dāng)中，以往碳酸鋰的純度已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)的要求，所以隨著科技的發(fā)展，工藝水平的進(jìn)步，要將純度不斷進(jìn)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(jìn)一步探究，對具體實驗、除鎂過程、蒸發(fā)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(yī)藥、冶金以及陶瓷等行業(yè)當(dāng)中，是鹽鋰相關(guān)產(chǎn)品使用最為普及的一項產(chǎn)品。高純碳酸鋰在電力科技技術(shù)、有機(jī)合成、存儲食品、玻璃添加劑當(dāng)中的用途非常廣泛，并且十分重要。現(xiàn)在隨著時代和科技的全新發(fā)展，對碳酸鋰進(jìn)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(jīng)不能迎合現(xiàn)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(jìn)行當(dāng)中，所應(yīng)用的具體原料為：使用鹽湖鹵水進(jìn)行制作的粗級碳酸鋰產(chǎn)品。其所應(yīng)用的具體儀器設(shè)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(chǎn)品，將其放在500ml的結(jié)晶器當(dāng)中，其具有的固液質(zhì)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(jìn)行抽濾，在測定液體當(dāng)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(zhì)鎂進(jìn)行溶解的過程所產(chǎn)生的影響進(jìn)行觀察。

通過對氫化溫度對碳酸鋰以及雜質(zhì)鎂進(jìn)行溶解產(chǎn)生的影響進(jìn)行細(xì)致的分析，實際溫度對該反應(yīng)的速率以及氣體和液體的傳質(zhì)均有非常嚴(yán)重大的影響[1]。溫度越高，實驗進(jìn)行反應(yīng)的速率便會越快，但是在反應(yīng)物當(dāng)中存在的二氧化碳以及l(fā)i2CO3和最終的產(chǎn)物liHCO3，進(jìn)行溶解的又會升高的溫度而減少，減少傳介進(jìn)行推動的力，減緩了反應(yīng)速率。通過對氫化溫度對碳酸鋰以及雜質(zhì)鎂進(jìn)行溶解產(chǎn)生影響的具體分析可以得出，溫度越高，其中在溶液當(dāng)中繼續(xù)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(zhì)進(jìn)入到溶液當(dāng)中。對相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行具體的分析，可以得出氫化反應(yīng)在其進(jìn)行的過程中，高溫會不易于該實驗的進(jìn)行。結(jié)合在真實的生產(chǎn)過程中對于節(jié)能意識的考慮，在實驗的要在溫室為20℃中當(dāng)中實施。

（2）具體的氫化時間以及二氧化碳?xì)怏w的具體流速。取10g的初級碳酸鋰，將其放在500ml的結(jié)晶器當(dāng)中，進(jìn)行氫化的溫度為室內(nèi)的實際溫度，固態(tài)與液態(tài)實際的質(zhì)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(jìn)行控制的時間為30、50、70、90、120、150min。在實施抽濾之后，將液相當(dāng)中含有的鋰以及鎂離子的實際含量進(jìn)行細(xì)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(zhì)進(jìn)行溶解的具體過程造成的影響同樣進(jìn)行細(xì)致的分析。

2 除鎂過程

在氧化處理完成之后，液相當(dāng)中依然會有少量的鎂離子，為了得到更高純度的產(chǎn)品，一定要蒸發(fā)之前將鎂離子去除，可以借助NaOH溶液對其進(jìn)行去除[2]。NaOH對鎂雜質(zhì)有良好的去除效果，還能最大程度的保護(hù)鋰受到的損失最小，主要是因為鎂離子當(dāng)中具有的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(dāng)中鋰離子的損失為母液夾帶。因此對其進(jìn)行細(xì)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(jìn)行細(xì)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(jìn)行分析，證實了NaOH對鎂雜質(zhì)有良好的去除效果，最大程度的保護(hù)鋰受到的損失最小。

3 蒸發(fā)過程

初級碳酸鋰在進(jìn)行氧化分解和去除鎂雜質(zhì)完成之后，只主要利用高溫對其進(jìn)行分解就可以得到高純碳酸鋰，結(jié)合熱力學(xué)進(jìn)行計算的參數(shù)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(huán)境當(dāng)中，非常不易于對其進(jìn)行快速的分解，因此要將反應(yīng)的溫度適當(dāng)進(jìn)行提升以便能夠讓反映加速。但是如果進(jìn)行反應(yīng)的溫度非常高，會產(chǎn)生非常劇烈的反映，產(chǎn)生粘壁的情況。因此，一般情況下進(jìn)行反應(yīng)的溫度大概為90℃。在對結(jié)晶進(jìn)行分解的過程中會釋放出氣體，因此對攪拌的速率也會產(chǎn)生相應(yīng)的影響，并且在真實生產(chǎn)當(dāng)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(fā)對碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)率以及純度產(chǎn)生的影響進(jìn)行細(xì)致的分析。

對水蒸發(fā)對碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)率以及純度產(chǎn)生的影響進(jìn)行具體的分析可以得出，水蒸發(fā)率的逐步增加，其產(chǎn)品的產(chǎn)率會得到非常明顯的提升，但是產(chǎn)品所具有的純度則會明顯下降?？傊?，水蒸發(fā)對碳酸鋰產(chǎn)品的產(chǎn)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(fā)量盡量控制在小于80%左右。

4 結(jié)語

總之，應(yīng)用氧化氫分解對初級碳酸鋰進(jìn)行提純的工藝，與其它一些提純工藝相比具有非常大的優(yōu)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(zhì)的效果也非常好。應(yīng)用該種方式進(jìn)行提純，可以獲取純度高達(dá)99%的碳酸鋰，在純度提取之后，鹵水也可以再次被循環(huán)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(jī)鹽工業(yè),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.