电池级碳酸锂制备与提纯的研究进展

着眼于卤水直接制备电池级碳酸锂和工业级碳酸锂经纯化后制备电池级碳酸锂,分析对比了目前应用较广的几种制备方法,如苛化法、重结晶法、电解法、沉淀法、氢化法等。上述工艺所得碳酸锂产品不易达到高纯国标要求,一般还需进一步去除钙镁等杂质。最后,结合我国实际情况对电池级碳酸锂制备工艺的发展趋势进行了展望,并提出了多种工艺联合制备电池级碳酸锂的方法,以期实现电池级碳酸锂的高效制备。     

基于氢化分解法的粗碳酸锂制备电池级碳酸锂工艺研究

以卤水粗碳酸锂产品为原料,基于氢化分解法进行工艺优化,以制备电池级碳酸锂。通过对比四种实验方案的结果,研究离子交换及饱和洗涤联用对产品品质及收率的影响。结果表明,氢化分解法提纯粗碳酸锂无法获得合格的电池级碳酸锂;离子交换可以实现深度去除Ca、Mg,提升产品的品质;饱和洗涤可以在避免锂损的同时,有效降低可溶性杂质进入后工序,减轻氢化分解的负担并提高母液的可循环性;叠加了离子交换与饱和洗涤的氢化分解法能实现将粗碳酸锂提纯为电池级碳酸锂,同时具有可观的收率。     

Orocobre公司成功生产电池级碳酸锂

2011年4月7日,澳大利亚Orocobre公司宣布,该公司已成功利用阿根廷奥拉罗斯盐湖(Salar de Olaroz)的卤水生产出电池级的碳酸锂产品。其制备过程为:利用循环卤水生产低纯度的粗碳酸锂,通过精炼得到高纯碳酸锂产品。该产     

盐湖卤水碳酸锂提取工艺过程研究

青藏高原的盐湖卤水锂储量丰富,通过盐田蒸发浓缩,去除卤水中的绝大部分Na+、K+、SO42-、Cl-、Mg2+,可以使镁锂比降到8～12,锂离子质量分数也可达到0.5%以上。以蒸发浓缩后的富锂卤水为原料,选用碳酸钠和氢氧化钠为沉淀剂分两步沉淀除镁,之后用碳酸钠为沉淀剂提锂,通过对此工艺过程中的各个阶段进行实验,最终可以得到纯度和收率较高的粗级碳酸锂产品。     

电池级碳酸锂深度除钙工艺研究进展

近年来，随着电动汽车的发展，锂产品需求不断攀升，电池级碳酸锂作为制备锂电池正极材料的重要基础锂盐，其品质一直受到各企业重点关注。在矿石焙烧酸浸和盐湖卤水蒸发浓缩制备碳酸锂过程中，杂质钙离子由于性质同锂离子接近，难以去除，严重影响产品纯度，降低了电池的安全性能，因此有必要对除钙工艺进行深入研究。基于现有难题，围绕化学沉淀法、络合法、氢化分解法、离子交换法和电解法，阐述了其深度除钙的基本原理、适用环境和研究进展。结合制备碳酸锂过程中工艺条件和实际成果，并围绕当前主要锂资源开发和生产企业采用不同除钙方式的应用场景，分析和总结各方法的优势和不足。结合实际发展，探讨了现有除钙工艺的改进手段，以期为碳酸锂实际生产和研究中深度除钙工艺的精细化提供参考。     

由扎布耶盐湖粗盐制备高纯碳酸锂新工艺研究

根据西藏扎布耶湖的高锂镁比特性,以卤水析出的粗碳酸锂为原料,确定了经济实用的化学分步碱化沉淀,去除杂质元素,最后碳酸化沉淀碳酸锂的提纯工艺。研究了沉淀工艺、不同水体系和沉淀剂对碳酸锂纯度的影响。采用等离子发射光谱、红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等对高纯碳酸锂进行表征。结果表明,最佳工艺条件是在纯净水体系中经化学分步碱化沉淀,去除铁、铝、镁、钙等杂质,最后碳酸铵沉锂,可获得纯度为99.90%以上的白色松软的高纯碳酸锂。红外谱图和XRD衍射谱图显示样品为扎布耶型的纯碳酸锂;扫描电镜显示碳酸锂晶体为棒状,长为3~5 μm,直径为0.5 μm以下。     

盐湖卤水制备电池级碳酸锂工艺影响因素研究

以盐湖卤水氯化锂溶液与碳酸钠溶液反应结晶制备电池级碳酸锂,由于反应条件、杂质离子、搅拌速度等的影响,生产出的碳酸锂品质不符合行业标准。通过对反应条件中高锂液的锂钠摩尔比、反应温度、搅拌速度、杂志离子等的影响研究,得出复杂盐湖卤水体系制备电池级碳酸锂工艺的最佳控制条件,即Li+/Na+物质的量比约为5. 5,反应温度为70℃,搅拌速度为400r/min,碳酸钠摩尔浓度为2. 45mol/L,主要杂质离子B含量小于10mg/L,加料方式为碳酸钠溶液加入到氯化锂盐水体系当中,从而得到的碳酸锂纯度≥99. 5%,符合电池级碳酸锂标准。     

减压精馏-熔融结晶分离1,3-丙烷磺内酯的研究

为了达到锂离子电池电解液添加剂的品质要求,在制备电子级1,3-丙烷磺内酯的过程中,采用了减压蒸馏-熔融结晶的提纯工艺。工业级1,3-丙烷磺内酯通过减压蒸馏,在135～145℃之间得到了纯度为99. 0%～99. 5%的粗产品,经熔融结晶精制后,产品纯度可达99. 9%以上。另研究发现,1,3-丙烷磺内酯粗产品的纯度只有达到99. 0%以上时,通过一次熔融结晶后的纯度才能达到99. 9%以上,且收率可达90%以上。     

含锂工业废料制备电池级碳酸锂工艺研究

随着电池行业的快速发展,电池级碳酸锂的市场需求越来越大。以某公司生产电池的含锂工业废料为原料,采用碳化分解法对其进行提纯除杂,并进行多次滤液滤饼循环,最终得到符合电池级碳酸锂行业标准的产品。碳化过程优化反应条件：固液质量体积比（g/mL）为1∶50,搅拌转速为300 r/min,二氧化碳流速为10 L/min,反应温度为20 ℃,反应时间为60 min。热分解过程优化反应条件：搅拌转速为300 r/min,反应温度为95 ℃,反应时间为60 min。将碳化分解制备的碳酸锂滤饼和滤液进行5次循环反应,即可得到符合电池级碳酸锂行业标准的产品。所得碳酸锂产品纯度达到99.71%,而且其中镁、钙、钾质量分数分别降低至0.005 3%、0.005 0%、0.000 9%,产品收率保持在55%以上,产品形貌呈棒状、大小均匀、分散性良好。     

高杂质碳酸锂提纯工艺研究

本文采用氢化-离子交换法,对含高钙、镁及硫酸根杂质的碳酸锂进行提纯,研究不同温度下固液比对氢化率的影响,并对母液循环后产品中钙、镁和硫的富集情况进行监测。得出了不同季节下的最佳氢化条件:春秋两季固液比为1∶20,夏季为1∶24,冬季为1∶19,氢化时间为60min,氢化率达到99.5%以上。使用树脂吸附除钙镁,随着母液循环次数的增加,所得碳酸锂钙镁杂质低于20×10~(-6),而硫酸根含量逐渐升高,当母液中硫酸根含量达到1.1g·L~(-1),需要将母液开路,碳酸锂的总收率为97.6%左右。     

响应曲面法优化碳酸锂反应结晶工艺

碳酸锂是制备各种锂化合物的基础锂盐,碳酸锂的制备是锂产业链当中的承前启后的关键技术。以察尔汗盐湖老卤为原料,采用响应曲面法中的central composite design（CCD）设计实验,分别考察了温度、碳酸钠加料速度、碳酸钠浓度和锂离子浓度4个因素及交互作用对反应结晶工艺中碳酸锂的收率和粒度的影响,并分别建立了响应值与影响因素之间的回归方程。响应预测最佳值为：碳酸锂收率93.68%、粒径（d₅₀）16.73 μm;相应的实验值分别为94.01%和16.91 μm。预测值与实验值接近,误差较小,说明响应曲面法建立的预测碳酸锂反应结晶的模型可靠,在最佳工艺条件下分析所制得的产品,用ICP-AES分析纯度为99.52%,用XRD分析基本无杂峰,说明反应结晶生成Li₂CO₃晶体,其主要晶面为（-1 1 0）、（-2 2 0）和（0 0 2）。     

Low-temperature sintering of 0.85CaWO4–0.15LaNbO4 ceramics

Microwave dielectric properties of 0.85CaWO₄–0.15LaNbO₄ (CWLN) ceramics were investigated as a function of H₃BO₃, Li₂CO₃ content and sintering temperature. With the co-addition of 3.0 wt.% H₃BO₃–1.0 wt.% Li₂CO₃, the sintering temperature could be effectively reduced from 1150 °C for pure CWLN ceramics to 900 °C without any degradation of dielectric properties. These results are due to the enhancement of the sinterability of CWLN by liquid phase sintering. For the specimens with H₃BO₃–Li₂CO₃ sintered at 900 °C for 3 h, the dielectric constant (K) did not changed remarkably. However, the quality factor (Qf) and the temperature coefficient of resonant frequency (TCF) increased up to y = 1.0 of 3.0 wt.% H₃BO₃–y wt.% Li₂CO₃, and then decreased due to the formation of the secondary phases. Typically, K of 11.8, Qf of 45,200 GHz and TCF of −23.1 ppm/°C were obtained for the specimens of CWLN with 3.0 wt.% H₃BO₃–1.0 wt.% Li₂CO₃ sintered at 900 °C for 3 h.     

Low-temperature sintering of PZT ceramics

The required sintering temperature of Pb(Zr_0·52Ti_0·48)O₃ ceramics (abbreviated as PZT 52/48) can be lowered to about 1000°C by incorporating Li₂CO₃, Na₂CO₃ or Bi₂O₃. A dielectric constant of about 1000 and a planar coupling factor of between 45% and 65% are obtained in PZT 52/48 ceramics sintered at 1025°C, with added Li₂CO₃ and Bi₂O₃. The optimal amount of the additives, which can be deduced from the densification, the dielectric and piezoelectric properties of the sintered PZT 52/48 ceramics, is 0·375 wt% of Li₂CO₃ together with an equal mole fraction of Bi₂O₃. A planar coupling factor of 65% is obtained. This is explained, with the aid of X-ray diffraction (XRD) analysis, by a maximum c/a ratio and consequently by a large spontaneous polarization. The PZT 52/48 ceramics sintered with Li₂CO₃ and Bi₂O₃ under the optimal conditions can have ε₃₃^T of about 1000, k_p higher than 60%, Q_m around 100 and tan δ less than 2·0%.     

Effect of K2CO3 doping on CO2 sorption performance of silicate lithium-based sorbent prepared from citric acid treated sediment

In this paper, a low-cost and environmental-friendly leaching agent citric acid (C₆H₈O₇) was used to treat the sediment of Dianchi Lake (SDL) to synthesize lithium silicate (Li₄SiO₄) based CO₂ sorbent. The results were compared with that treated with strong acid. Moreover, the effects of preparation conditions, sorption conditions and desorption conditions on the CO₂ sorption performance of prepared Li₄SiO₄ were systematically studied. Under optimal conditions, the Li₄SiO₄ sorbent was successfully synthesized and its CO₂ sorption capacity reached 31.37% (mass), which is much higher than that synthesized from SDL treated with strong acid. It is speculated that the presence of some elements after C₆H₈O₇ treatment may promote the sorption of synthetic Li₄SiO₄ to CO₂. In addition, after doping with K₂CO₃, the CO₂ uptake increases from the original 12.02% and 22.12% to 23.96% and 32.41% (mass) under the 20% and 50% CO₂ partial pressure, respectively. More importantly, after doping K₂CO₃, the synthesized Li₄SiO₄ has a high cyclic stability under the low CO₂ partial pressure.     

负载型K2CO3/Al2O3吸收剂吸收CO2反应机理

利用热重分析仪、扫描电镜和氮吸附仪对不同粒径的K₂CO₃颗粒和负载型K₂CO₃/Al₂O₃二氧化碳吸收剂的碳酸化特性进行研究。负载后的吸收剂比表面积和孔隙结构得到较大改善,使得碳酸化反应速率和转化率均提高,吸收剂碳酸化特性得到改善。纯K₂CO₃颗粒吸收剂的反应速率和转化率随着粒径的增加而减小,负载型吸收剂的反应速率和转化率随着粒径的增加略增大。研究了不同粒径和反应时间对K₂CO₃/Al₂O₃颗粒微观结构的影响,结果表明K₂CO₃/Al₂O₃颗粒具有较稳定的微观结构。采用负载型粒子模型对K₂CO₃/Al₂O₃吸收剂吸收CO₂碳酸化过程进行研究,所建立的粒子模型计算结果与试验值吻合较好。利用建立的模型对不同CO₂浓度下K₂CO₃/Al₂O₃吸收剂碳酸化反应特性进行模拟计算,模拟结果具备一定的合理性和准确性,为开展进一步研究提供了基础。     

真空制盐两碱净化过程成垢离子的脱除及控制

通过研究卤水两碱法净化过程成垢离子(Ca2+,Mg2+和CO32-)的行为,揭示卤水净化成垢离子脱除与控制的基本规律.研究了"NaOH-Na2CO3"两碱用量对卤水中钙镁离子净化效果及精卤中残留碳酸根离子浓度的影响.研究结果表明,通过优化两碱用量,调控卤水pH值,可以在脱除钙镁离子的同时,实现碳酸根离子的高效利用,控制...     

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%。     

两类复合无机相变储热材料高温热稳定性和安全性研究

以适合工业储热的复合无机相变储热材料硝酸盐（KNO₃、NaNO₃）和碳酸盐（Li₂CO₃、K₂CO₃、Na₂CO₃和CaCO₃）为相变组分,研究了4种不同配比硝酸盐相变组分和6种不同配比碳酸盐相变组分的热性能（熔点、潜热）差异,分别优选出一种熔融盐相变组分配比。利用多孔载体吸附原理,制备出两种最佳配比的复合熔融盐类储热材料,分析了储热材料在不同介质气氛中（Ar和air）分解难易程度,TG-DSC-MS联用测试的高温热分解产物表明,复合硝酸盐类储热材料在中温（300℃）储热时,物理化学性能稳定,安全性较好,但在高温（500℃以上）时易分解成NO和NO₂,且air气氛中更易生成有毒气体;而复合碳酸盐类储热材料在air中比在Ar中更易生成CO而影响储热过程中的安全性。