碳酸锂碳化反应过程分析与机理探讨

用双膜理论揭示了碳酸锂气、液、固三相碳化反应的规律.从化学反应动力学和工程学的角度,分析了碳化反应的过程并对反应的机理进行了探讨,对实验结果进行了理论解释,为优化工艺参数提供了理论依据,对实际生产也具有一定的参考价值.     

碳酸锂碳化三相反应动力学研究

利用5 L的气液固三相机械搅拌反应器,研究了Li2CO3碳化三相反应动力学。对影响碳化过程的诸因素进行了深入的研究和探讨。结果表明,Li2CO3的碳化率随CO2压力、气流大小、搅拌速度的增大而增大;随反应温度、固体浓度、颗粒粒径、物料填充度的增大而减小。通过对实验数据的拟合得出实验范围内该过程的动力学方程;得出该过程受控于化学反应,并计算出了该过程的表观活化能-17.37 kJ/mol。该研究为Li2CO3碳化工艺条件的优化和反应器的设计等问题提供了基本理论依据。     

碳酸锂常压鼓泡碳化宏观反应动力学研究

基于Li2CO3与CO2在水溶液中的反应,在浆态鼓泡床反应器内对粗Li2CO3常压鼓泡碳化反应的动力学进行了实验研究,且对影响碳化过程的诸因素进行了深入的研究和探讨.结果表明,Li2CO3的转化率随表观气速的增大而增大,随反应温度、固体质量浓度、颗粒粒径、反应器中浆料填充度的增大而减小.动力学研究表明:在反应的前期过程受控于化学反应,随反应的进行该过程逐渐转变为内扩散控制.通过对实验数据的拟合得出了实验范围内过程的宏观动力学方程.该研究为Li2CO3碳化工艺条件的优化和反应器的放大设计等提供了基础效据.     

碳化法生产白炭黑工艺研究及反应动力学分析

介绍CO2与硅酸钠水溶液反应制备水合二氧化硅（白炭黑）工艺,探讨了其反应机理,分析了其传质过程。根据双膜理论,推导出硅酸钠传质速度NB的表达式,并通过实验进行了验证。分析影响碳化反应的多项因素,确定了工艺流程及工艺条件,产品多项性能达到A类标准。     

碳化法制备高纯碳酸锂

以工业级碳酸锂为原料,采用碳化法进行提纯,对碳化温度、碳化时间、碳化压力等重要影响因素进行了实验研究及分析,并确定了最佳反应条件。最佳工艺参数：碳化压力为6×105～6.5×105 Pa,碳化时间为2～3 h,碳化温度为30～40 ℃,树脂牌号为D110,母液流出速度为120～140 g/h,分解搅拌速度为30 r/s以上,此工艺条件下制得的碳酸锂纯度为99.991%。     

碳酸锂结晶动力学研究

为了更好地指导生产,采用无蒸发恒容间歇反应器对Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶动力学进行了研究。实验结果表明,温度的升高及质量浓度的增大能显著提高结晶速率,低的系统压力及搅拌有利于结晶反应的进行。根据实验数据拟合得到了该结晶过程的宏观动力学方程。晶体的生长机制表明,扩散控制机制是Li2CO3自LiHCO3溶液中生长的主导机制。     

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。     

碳酸锂结晶动力学与机理研究

本文对碳酸锂自碳酸氢锂溶液中结晶的过程动力学进行了研究。研究了碳酸锂的结晶速率,包括晶核生长速率、晶粒长大速率与温度和质量浓度之间的关系。实验表明:晶核生长和晶粒长大速率可用二级反应速率方程来描述,并计算出了不同温度、质量浓度下,碳酸锂的结晶速率常数和表观活化能;诱导期与过饱和度之间的关系符合经典的相生成的热力学理论,并以此为依据推导出了晶体表面自由能和临界晶核半径等临界状态的热力学参数。晶体的生长机制表明,Li2CO3自LiHCO3溶液中的结晶主要受扩散机制控制。     

碳化法制备电池级碳酸锂工艺优化研究

碳化法因具有反应高效、工艺简单等特点,已成为电池级碳酸锂生产的主流工艺。但是,在以盐湖锂精矿为原料采用碳化法制备电池级碳酸锂的过程中,还存在碳化过程二氧化碳利用率低、碳化液杂质去除效果不好以及锂的收率低等问题。以盐湖锂精矿为原料,从碳化、净化、热解3个主要环节进行了工艺优化实验,即由常压碳化改为加压碳化、采用化学净化和离子交换树脂吸附相结合的方法去除碳化液中的杂质、由常规热解改为加压热解,可将碳化过程二氧化碳利用率提高到87.4%、净化过程钙镁去除率分别提高到97.92%和96.09% 、全流程锂的直收率提高到82.27%。     

深度碳化法处理碳酸盐型锂精矿生产电池级碳酸锂

西藏有丰富的卤水锂资源,笔者通过多年的研究,开发了一种对西藏扎布耶盐湖卤水中得到的碳酸盐型锂精矿进行加工提纯的新工艺--深度碳化法。在一定的二氧化碳压力、一定的反应温度下,固体碳酸锂精矿可以变为可溶于水的碳酸氢锂,从而与不溶杂质分离,然后经过树脂交换除杂质、加热分解、精制洗涤、烘干、粉碎,得到电池级碳酸锂。这种新工艺与现行的苛化法工艺相比有以下几大优点：工艺简单、流程短、物料流通量小、金属回收率高、污染小、成本低、投资少,是目前最有前途的一条工艺路线。此新工艺已经获得国家发明专利（CN,102502720）。     

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。     

碳酸锂超重力碳化制备碳酸氢锂

采用旋转填料床进行碳酸锂超重力碳化反应,并通过调节物料浓度、气体流量、旋转填料床频率以及进料速率4个实验因素进行正交实验。确定了最佳工艺条件为:物料浓度60 g/L,气体流量0.08 m³/h,旋转填料床频率50 Hz,进料速率350 mL/min。在最优工艺条件下进行实验,反应时间t_x平均值为55 min,约为传统反应器碳化时间的1/3;所得c_x (Li⁺)平均值为 9.308 g/L,较传统反应器提高了12.78 %;且结果重复性较好。该实验表明,超重力碳化反应可以显著提高传质速率,缩短反应时间,提高物料和气体利用率,强化反应过程,增加产物浓度。     

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。     

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。     

羰基化法合成碳酸二苯酯技术进展

介绍了苯酚氧化羰基化法合成碳酸二苯酯的工艺路线及催化剂、工艺条件等方面的研究与技术进展情况