碳酸鋰生產(chǎn)工藝的實(shí)驗(yàn)過程

摘要：在實(shí)際的工藝生產(chǎn)中，大眾對(duì)于碳酸鋰產(chǎn)品的提純濃度要求也非常高。而由于鹽湖鹵水以及自身生產(chǎn)技術(shù)等條件的限制，直接進(jìn)行碳酸鋰的提純是具有一定難度的，必須從實(shí)際出發(fā)，使用鹵水制備的粗級(jí)碳酸鋰作為提純?cè)?，通過氫化分解后進(jìn)行工業(yè)提純，本文研究了氫化反應(yīng)中的一些對(duì)碳酸鋰溶解產(chǎn)生的影響因素。

近年來，伴隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得無論是企業(yè)還是研究部門，都是對(duì)于碳酸鋰的提純濃度提出越來越高的要求，這樣也給提純精度帶來挑戰(zhàn)。然而就現(xiàn)實(shí)情況來說，大部分的初級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品并不能很好的滿足市場(chǎng)需求。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們針對(duì)新型的碳酸鋰提純方法進(jìn)行理論性的研究分析。無論是對(duì)于工程應(yīng)用，還是對(duì)于理論研究，都存在有非常積極地現(xiàn)實(shí)意義。研究表明，雖然氫化沉淀法在實(shí)驗(yàn)中能夠很好的提純碳酸鋰，但是不可忽視的是，該實(shí)驗(yàn)過程對(duì)于氫氧化鋰的純度要求非常的高，這樣就無形之中加重了實(shí)驗(yàn)成本。在本文的研究中，我們?nèi)A林科納主要分析采用氫化分解來提純碳酸鋰，希望可以為今后相關(guān)領(lǐng)域的理論研究提供參考。

1實(shí)驗(yàn)操作部分

1.1實(shí)驗(yàn)原料以及實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)原料：利用鹽湖鹵水自制的粗級(jí)碳酸鋰產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)儀器：玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)、智能超級(jí)恒溫水槽、電動(dòng)攪拌器、原子吸收分光光度計(jì)、循環(huán)水式多用真空泵。

1.2碳酸鋰工藝的實(shí)驗(yàn)過程

就現(xiàn)實(shí)情況來說，粗級(jí)鋰的產(chǎn)品中存在有大量的雜質(zhì)成分，其中鎂離子可以說是占據(jù)有很大的比重。因?yàn)殒V離子和鋰離子的化學(xué)特性非常的相似，因此，如果只是單純的采用氫化分解來提純粗級(jí)鋰，那么往往并不能很好的獲得理想結(jié)果。因此，在本章節(jié)的研究中，我們逐步對(duì)于碳酸鋰工藝的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行分析。

(1)實(shí)驗(yàn)操作的氫化階段。在實(shí)驗(yàn)的初始階段，我們應(yīng)該設(shè)定好實(shí)驗(yàn)溫度，可以稱取10g粗級(jí)鋰產(chǎn)品放置于500ml的容器中，接著人為的把氫化溫度控制在10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、40℃進(jìn)行氫化。經(jīng)過150分鐘之后，我們?cè)趯?duì)于溶液實(shí)施抽濾，這樣就能夠很好的測(cè)量液體中鋰鎂的離子含量；除此之外，我們還應(yīng)當(dāng)對(duì)于影響溶解鎂雜質(zhì)的溫度因素進(jìn)行分析。結(jié)合實(shí)驗(yàn)我們可以發(fā)現(xiàn)，無論是化學(xué)反應(yīng)中的氣液傳質(zhì)還是反應(yīng)速率，都在很大程度上受到溫度的影響。研究表明，伴隨著溫度的不斷升高，化學(xué)反應(yīng)速率也在不斷加快。然而就現(xiàn)實(shí)情況來說，伴隨著實(shí)驗(yàn)溫度的不斷升高，實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)物以及反應(yīng)物的溫度便會(huì)逐步減小，這樣的話，就在某種程度上減小了傳質(zhì)的推動(dòng)能力，與此同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)速率逐步減慢。

(2)實(shí)驗(yàn)操作的除鎂階段。我們?cè)趯?shí)際的實(shí)驗(yàn)過程中，為了能夠最大程度上除去溶液中的鎂離子，于是采用了氫氧化鈉溶液。研究表明，氫氧化鈉除了可以除去鎂雜質(zhì)，同時(shí)還可以很好的確保損失鋰的程度達(dá)到最小，這大部分是因?yàn)殒V離子相對(duì)于其他元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較小，這樣就使得我們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作過程中并不需要投入大量的氫氧化鈉溶液。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們所加入的氫氧化鈉溶液的計(jì)量應(yīng)該是純凈的，換句話說，溶液中的氫氧化鈉應(yīng)該是百分之百的。

(3)實(shí)驗(yàn)操作的蒸發(fā)階段。當(dāng)我們采用氫氧化鈉對(duì)于溶液進(jìn)行除鎂操作之后，那么要想能干進(jìn)一步獲得高純度的碳酸鋰，只需要進(jìn)行高溫進(jìn)行分解即可。結(jié)合熱力學(xué)的參數(shù)計(jì)算可知，碳酸氫鋰的理論熱分解溫度為4.25℃。然而需要注意的是，低溫環(huán)境并不利于粗級(jí)碳酸鋰的快速分解。因此，如果想要適當(dāng)?shù)募铀倩瘜W(xué)分解，那么可以采用加熱溫度的方法。然而研究發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)溫度并不是越高越好，如果穩(wěn)定過高的話，那么很有可能使得溶液黏在壁上，給后期化學(xué)反應(yīng)結(jié)果造成某種程度上的影響。因此可以發(fā)現(xiàn)，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)操作的過程中，一般情況是將反應(yīng)的溫度保持在90攝氏度左右。然而在分解結(jié)晶的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)伴隨著可見氣體排出。這樣的話，整個(gè)化學(xué)反應(yīng)也會(huì)在某種程度上受到攪拌速率的影響。通過大量的實(shí)驗(yàn)操作可以發(fā)現(xiàn)，碳酸鋰的顆粒越小，那么越容易獲得理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過程中一般是通過加速攪拌，進(jìn)而獲得理想的微小的碳酸鋰顆粒。

2結(jié)語

綜上所述，與其他的提純方法相比，本文提出的采用氫氧化鈉溶液來提純粗級(jí)碳酸鋰的方法存在有非常理想的特性。比如說采用氫氧化鈉溶液提純的實(shí)驗(yàn)過程非常的簡(jiǎn)單容易操作；與此同時(shí)，所提純的碳酸鋰純度也非常的高。除此之外，提純后的鹵水本身也存在有非常好的工業(yè)價(jià)值。在當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中，鹵水可以進(jìn)一步作為其他產(chǎn)品的提純，這樣的話，就可以很好的實(shí)現(xiàn)剩余液體的再次利用。在本次的研究分析中，雖然我們已經(jīng)采用氫氧化鈉溶液去除了溶液中的鎂離子，但是溶液中仍然存在有一些雜質(zhì)是無法采用氫氧化鈉去除的。因此，我們?nèi)A林科納要想能夠在實(shí)驗(yàn)室真正意義上去除更多的雜質(zhì)，可以引入一些其他的試驗(yàn)方法。