制备碳酸锂结晶的工艺优化

主要针对含锂卤水通过氯化锂与碳酸钠反应结晶制备高纯度碳酸锂过程中存在的结晶问题做了实验研究。通过考察反应结晶初始浓度、反应温度、进料速率、晶种用量、搅拌速率、进料浓度以及添加剂等对碳酸锂产品的平均粒度及晶体形貌的影响,优化了反应结晶制备碳酸锂的工艺参数。研究表明：在不同优化参数的作用下,通过调控碳酸锂的反应结晶过程,可改变碳酸锂晶体的形貌、粒度及固液分离效果。     

磷酸二氢钾结晶工艺控制研究

为了制备形貌规则、粒度分布均匀的磷酸二氢钾晶体颗粒,对磷酸二氢钾结晶过程进行了系统研究,考察了搅拌转速、降温方式、养晶时间、晶种加入量、晶种加入时的温度、晶种加入方式以及晶种颗粒大小对结晶产品的形貌和粒度分布的影响。研究表明,结晶过程条件对晶体形貌、颗粒大小、结晶产品量以及粒径分布等具有较大影响,研究得到的最佳结晶工艺参数为:搅拌速率120～150r/min,降温速率0.3℃/min,养晶时间5h,晶种加入量0.5%～0.8%,晶种加入时溶液温度48℃,晶种加入方式选择分两次加入,晶种颗粒大小70目。在此结晶工艺条件下,磷酸二氢钾晶体形貌规则,粒度分布均匀,平均粒径为1.5mm。     

反应结晶制备工业级磷酸二氢钾过程的粒度控制

以工业级磷酸一铵为原料与氢氧化钾复分解反应结晶制备磷酸二氢钾是一种成本低廉、极具发展前景的方法,实验确定了采用该法制备的磷酸二氢钾产品粒度主要受反应阶段控制,继而研究分析了反应时间、搅拌速度、原料浓度和加入速率对磷酸二氢钾产品粒度分布的影响,探讨了磷酸二氢钾反应结晶机理,筛选出较优的反应结晶工艺。在控制磷酸一铵和氢氧化钾质量分数为50%,氢氧化钾溶液在30min内加入完毕,反应结晶时间为3h,搅拌速率为300r/min的条件下,获得的磷酸二氢钾产品中位粒径为1070μm,分布均匀,晶体形貌为规则的四方晶。     

添加晶种对磷酸二氢钾结晶特性的影响

采用间歇结晶法研究了磷酸二氢钾的添加晶种结晶,考察了添加晶种时的搅拌速率、温度以及添加的晶种粒度、晶种量对结晶产品粒度分布和平均粒径的影响,并与自发成核结晶进行了比较。实验结果表明:添加晶种结晶能有效改善产品粒度分布、增大平均粒径。添加晶种时适宜的结晶条件为:搅拌速率150r/min,温度70℃,晶种粒度40!60目,晶种量1%。产品粒径大于40目的晶体累计质量分数达84.23%,平均粒径为645.37μm。相比自发成核结晶,粒径大于40目的晶体累计质量分数增加了22.46%,平均粒径增大了约100μm。     

田口实验设计法优化碳酸锂反应结晶制备工艺

单因素实验无法全面、可靠地研究各因素对反应结晶过程制备高品质碳酸锂的影响,田口设计有利于全面研究各因素对制备高品质碳酸锂的影响,实验周期较短,实验成本较低。以东台吉乃尔盐湖精制卤水为原料,设计田口实验,采用聚焦光束反射测量仪FBRM G400实时在线研究反应温度、搅拌速率、卤水加料速度、碳酸钠浓度等因素对反应结晶工艺中碳酸锂粒径和纯度的影响。通过田口实验表明搅拌速率对碳酸锂的粒径影响最大,碳酸锂的纯度对反应温度最敏感。研究结果表明,反应温度为85 ℃、搅拌速率为200 r/min、卤水加料速度为2 mL/min、碳酸钠质量浓度为201.6 g/L时得到的碳酸锂品质最优,其粒度为3.71 μm,纯度高达99.62%。     

添加剂对碳酸锂结晶的影响

通过无水氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂晶体。探讨了添加剂聚丙烯酸钠(ASAP)、聚丙烯酰胺(PAM)用量对碳酸锂晶体生长过程、形貌、粒度分布的影响;分析了添加剂对产品收率、含湿量以及成核时间的影响,并测得溶液电导率;利用X射线衍射仪(XRD)分析了添加剂对晶体生长过程的影响。结果表明:与无添加剂制备碳酸锂晶体相比,聚合物ASAP、PAM都能够显著改善晶体形貌和粒度分布。加入适量ASAP可以增大晶体粒度,获得表面光滑、流动性极好且密实的球形碳酸锂。由于加入ASAP后颗粒黏壁现象大大缓解,产品收率比无添加剂时提高了17.73%,含湿量和变异系数分别减少13.11%、26.04%。加入适量PAM可以增大晶体的平均粒度,缓解颗粒黏壁现象,使产品收率提高22.60%,含湿量和变异系数分别减少4.47%、27.67%,制备出流动性良好的球形碳酸锂。     

联碱碳化塔洗水制备轻质碳酸钙

为了回收联碱厂碳化塔洗水中的CO32--、HCO3-,减少污染物排放,采用复分解法,以碳化塔洗水为原料与饱和氢氧化钙溶液反应制备轻质碳酸钙.通过正交试验和单因素试验探讨了碳化塔洗水滴加速率、反应温度、搅拌速率、添加剂对产物粒径的影响;通过SEM、XRD分析了产物形貌及性质.试验结果表明,在碳化塔洗水以3 mL/min的速率滴加、反应温度为15℃、搅拌速率为700 r/min、op-10的投加量为Ca（OH）2溶液质量分数的0.1％的最佳反应条件下,得到的产物粒径为0.3 ～ 1.0 μm,颗粒分散均匀,粒度分布较窄,晶型为四方形片块状轻质碳酸钙.以碳化塔洗水为原料与饱和氢氧化钙溶液反应制备轻质碳酸钙,为联碱厂废水的处理及资源综合利用提供了新途径.     

碳酸锂气液固三相反应结晶过程研究

碳酸锂的气液固三相反应结晶过程包含碳酸锂碳化反应和碳酸氢锂溶液的热析分解两个过程。首先对于碳化过程,考察了碳酸锂碳化转化率和反应速率的影响因素;建立并求解构建碳化微观机理模型,进而确定了碳酸锂碳化过程为气体传质控制。对于热析分解过程,研究了碳酸锂晶体产品的粒度分布、晶体形貌和聚结程度等与反应物浓度、温度、搅拌、晶种以及外场等因素的关系,尤其是在超声结晶条件下能够获得形貌完整且不聚结的碳酸锂棒状晶体。最后,揭示了碳酸锂的结垢机理,并基于实验验证提出了光滑表面、介稳区控制和晶种添加等方案可有效抑制结垢。     

复分解法氯化铵生产中冷却结晶过程研究

研究了硝酸铵和氯化钾复分解法制取氯化铵的冷却结晶过程,考察了降温速率、搅拌速率、晶种添加量等因素对氯化铵产品的纯度及晶体粒度分布的影响。研究结果表明,采取适宜的降温速率、搅拌速率及适宜的晶种添加能有效地改善氯化铵晶体粒度,提高分离效果;氯化铵冷却结晶适宜操作条件为：降温速率为0.3 K/min、搅拌速率为350 r/min、添加晶种粒度为150~180 μm、添加晶种量为1.88%,在此条件下制得的氯化铵产品晶体粒度均一性好,平均粒径更大。     

超声波对碳酸锂反应结晶过程的影响

以碳酸钠与氯化锂反应结晶制备碳酸锂为对象,探讨了超声波对反应结晶过程及结晶产品平均粒径和粒度分布的影响。实验考察了反应结晶温度、超声功率、超声施加时刻和超声时间对反应结晶过程的影响,并比较了超声加入的条件下利用氯化锂和高锂卤水制备的碳酸锂产品。结果表明:反应结晶温度对晶体形貌和晶体粒径的影响最大;随着超声功率的增大,平均粒径略微增大;超声波可以诱导晶体成核,反应开始加入超声会产生大量晶核,使得晶体的平均粒径减小;随着超声时间延长晶体粒径也会减小。超声波的加入可以有效抑制晶体团聚。此外,氯化锂和高锂卤水这两种原料制备的碳酸锂基本相似,性质均接近电池级碳酸锂的行业标准。     

氯化锂与碳酸钠反应结晶制备碳酸锂的研究

中国主要以矿石为原料生产碳酸锂（Li2CO3）,而从锂含量丰富的盐湖卤水中直接生产优质的碳酸锂产品具有广阔的前景。对氯化锂（LiCl）和碳酸钠（Na2CO3）反应结晶生产碳酸锂的过程做了研究,考察了碳酸钠加入量、搅拌速度、温度、氯化锂浓度、添加剂及加料方式对反应结晶过程的影响。得到了较佳的工艺条件：以反加料的方式进行反应,碳酸钠加入量为理论加入量的110%,搅拌速度为400 r/min,反应温度为80 ℃,c（LiCl）=3.2 mol/L。结果表明,搅拌转速对产品产率的影响不明显,碳酸钠加入量、温度和氯化锂浓度对产品的产率有影响,其中温度和氯化锂浓度的影响显著。加料方式和加入聚丙烯酸（PAA）作为添加剂可以得到不同的产品形貌;搅拌速度、反应温度、LiCl浓度以及PAA作为添加剂对Li2CO3纯度均有一定程度的影响。     

碳酸钠溶液结晶抑制剂的制备与应用

以乙二胺、羟基乙腈、异丙醇为原料,合成一种碳酸钠结晶抑制剂ELYZ-09,并研究了反应温度与搅拌速率对结晶抑制剂效果的影响,当合成温度为70 ℃、搅拌速率为420 r/min时,合成的结晶抑制剂效果最好。对研制的结晶抑制剂做了现场应用实验,当自制的碳酸钠抑制剂ELYZ-09加注质量分数≥0.12%时,20%（质量分数）的碳酸钠溶液冷却到10 ℃时没有晶体析出,抑制结晶率达到100%,同时不会对碳酸钠溶液的pH、碳酸根含量产生影响。     

碱式碳酸镁微球的反应结晶过程

碱式碳酸镁是一种重要的化工产品和原料。实验提供一种反应结晶直接制备碱式碳酸镁微球的方法,考察了搅拌时间、反应温度和反应物浓度对产物形貌和粒度的影响,分析了其形成机制。结果表明,采用控制搅拌时间的方法,制备出粒度在10～43 μm、变异系数为28%～43%的尺寸可控、形态良好的碱式碳酸镁微球。通过对结晶过程晶型晶貌研究发现,氯化镁和碳酸钠反应首先生成无定形物,逐步相转移为结晶相。研究表明,搅拌作用对无定形物相转移具有显著影响。在搅拌过程中,以产生晶核过程为主,在静置状态下,以无定形物生长在已有晶体过程为主,搅拌时间对晶体粒度和形貌起到调控作用。     

头孢拉定连续结晶工艺研究

采用三级混合悬浮混合产品出料结晶器(MSMPR),搭建了头孢拉定连续结晶实验装置。通过单因素实验研究了养晶pH值、晶种添加量、原料液浓度、停留时间、结晶系统温度及搅拌速率等结晶工艺条件对头孢拉定连续结晶产品收率及粒度分布的影响,优化了头孢拉定连续结晶工艺参数。通过实验获得优化结晶工艺参数：结晶温度293.15 K,搅拌速率180 r·min^-1,养晶pH=2.85,晶种添加量为3%(质量分数),头孢拉定原料液浓度11%(质量分数),停留时间33.3 min,此条件下可以获得平均粒径为85.3μm,收率为76.53%的头孢拉定连续结晶产品。     

沉锂反应条件对碳酸锂纯度及杂质影响的研究

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。     

硫酸铵蒸发-冷却结晶工艺研究

对硫酸铵的蒸发-冷却耦合结晶工艺进行研究,系统考察了结晶体系的物理化学环境和结晶操作条件,如媒晶剂种类及添加量、结晶温度、加晶种策略、pH、蒸发速率、搅拌强度等对结晶产品粒度和晶习的影响。在实验基础上确定优化工艺条件,制得粒度在2.0~2.5 mm的颗粒状硫酸铵结晶产品。所得颗粒状硫酸铵产品具有纯度高、流动性好、不易扬尘和结块、易于施撒和复配等优点。