碳酸锂为一种化合物原料, 被广泛使用在了医药、冶金以及陶瓷等行业当中, 是盐锂相关产品使用最为普及的一项产品。高纯碳酸锂在电力科技技术、有机合成、存储食品、玻璃添加剂当中的用途非常广泛, 并且十分重要。现在随着时代和科技的全新发展, 对碳酸锂进行提纯的浓度的要求正在不断提升, 大部分初级碳酸锂已经不能迎合现在市场需求的要求, 所以对粗级碳酸锂的探究要不断深入。
在实验进行当中, 所应用的具体原料为:使用盐湖卤水进行制作的粗级碳酸锂产品。其所应用的具体仪器设备为:自动搅拌器、恒温水槽、流量计以及光度计、真空泵。
(1) 取10g重的粗级碳酸锂产品, 将其放在500ml的结晶器当中, 其具有的固液质量比具体为1:20, 二氧化碳的实际流动速度为1L/min, 氢氧化的温度分别为10、15、20、25、30、40℃。在实施氢化150min之后进行抽滤, 在测定液体当中含有的锂以及镁离子的实际含量之后, 对氢化的温度对碳酸锂以及杂质镁进行溶解的过程所产生的影响进行观察。
通过对氢化温度对碳酸锂以及杂质镁进行溶解产生的影响进行细致的分析, 实际温度对该反应的速率以及气体和液体的传质均有非常严重大的影响[1]。温度越高, 实验进行反应的速率便会越快, 但是在反应物当中存在的二氧化碳以及li2CO3和最终的产物li HCO3, 进行溶解的又会升高的温度而减少, 减少传介进行推动的力, 减缓了反应速率。通过对氢化温度对碳酸锂以及杂质镁进行溶解产生影响的具体分析可以得出, 温度越高, 其中在溶液当中继续宁溶解的锂离子便会越少, 同时增大碳酸镁在其中的溶解程度, 所以会有更多的杂质进入到溶液当中。对相关的实验数据进行具体的分析, 可以得出氢化反应在其进行的过程中, 高温会不易于该实验的进行。结合在真实的生产过程中对于节能意识的考虑, 在实验的要在温室为20℃中当中实施。
(2) 具体的氢化时间以及二氧化碳气体的具体流速。取10g的初级碳酸锂, 将其放在500ml的结晶器当中, 进行氢化的温度为室内的实际温度, 固态与液态实际的质量比是1:20, 二氧化碳的实际流动速度为0.5、1、1.5、2、3、4L/min、对每一个气体流动速度进行控制的时间为30、50、70、90、120、150min。在实施抽滤之后, 将液相当中含有的锂以及镁离子的实际含量进行细致的分析, 对氢化的具体时间以及二氧化碳实际流动的速度对碳酸锂和镁杂质进行溶解的具体过程造成的影响同样进行细致的分析。
在氧化处理完成之后, 液相当中依然会有少量的镁离子, 为了得到更高纯度的产品, 一定要蒸发之前将镁离子去除, 可以借助Na OH溶液对其进行去除[2]。Na OH对镁杂质有良好的去除效果, 还能最大程度的保护锂受到的损失最小, 主要是因为镁离子当中具有的质量分数非常小, 所需的Na OH也非常小, 因此该反映对酸碱度几乎没有影响, 但是在真正实验的过程当中锂离子的损失为母液夹带。因此对其进行细致的分析可以得出在理论上要加入的Na OH实际量是百分之百。这样便可以对具体加入Na OH的量对除镁率以及锂损失率的影响进行细致的分析。
通过对加入Na OH的量对除镁率以及锂损失率的影响进行分析, 证实了Na OH对镁杂质有良好的去除效果, 最大程度的保护锂受到的损失最小。
初级碳酸锂在进行氧化分解和去除镁杂质完成之后, 只主要利用高温对其进行分解就可以得到高纯碳酸锂, 结合热力学进行计算的参数原理, 可以精确的计算出碳酸锂的分解理论温度是4.25℃, 但是在温度比较低的环境当中, 非常不易于对其进行快速的分解, 因此要将反应的温度适当进行提升以便能够让反映加速。但是如果进行反应的温度非常高, 会产生非常剧烈的反映, 产生粘壁的情况。因此, 一般情况下进行反应的温度大概为90℃。在对结晶进行分解的过程中会释放出气体, 因此对搅拌的速率也会产生相应的影响, 并且在真实生产当中, 需要非常小的碳酸锂粒度, 所以要借助加快搅拌速率的形式的将粒度减小。这样便可以对水蒸发对碳酸锂产品的产率以及纯度产生的影响进行细致的分析。
对水蒸发对碳酸锂产品的产率以及纯度产生的影响进行具体的分析可以得出, 水蒸发率的逐步增加, 其产品的产率会得到非常明显的提升, 但是产品所具有的纯度则会明显下降。总之, 水蒸发对碳酸锂产品的产率以及纯度的影响非常大, 对其实施综合全面的考虑, 要将蒸发量尽量控制在小于80%左右。
总之, 应用氧化氢分解对初级碳酸锂进行提纯的工艺, 与其它一些提纯工艺相比具有非常大的优势, 其具体的过程比较简单, 提取的浓度比较高, 并且去除杂质的效果也非常好。应用该种方式进行提纯, 可以获取纯度高达99%的碳酸锂, 在纯度提取之后, 卤水也可以再次被循环利用。
摘要：现代社会的发展对碳酸锂的应用非常广泛, 在非常多的行业中被应用。在日常的生产当中, 以往碳酸锂的纯度已经不能满足生产的要求, 所以随着科技的发展, 工艺水平的进步, 要将纯度不断进行提升。因此, 本文针对粗级碳酸锂提纯工艺过程及影响做出了进一步探究, 对具体实验、除镁过程、蒸发过程做出了具体的分析。
关键词：粗级碳酸锂,提纯工艺,氧化分解
[1] 李燕茹, 朱亮, 袁建军, 沙作良, 杨美洁, 左玥华.粗级碳酸锂提纯工艺过程研究[J].无机盐工业, 2013, 08:15-17.
[2] 祁双文, 李积仓.粗级碳酸锂提纯工艺过程分析[J].化工管理, 2016, 31:221.
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