碳酸锂生产工艺及流程再讲解
随着世界环境问题加剧,国家、企业加快了人类社会转向清洁、节能社会步伐。其中,电动汽车的发展为新鲜的空气、减少碳排放建立了汗马功劳,占据了新能源行业中一个重要位置。目前,国内车企都在加速布局动力电池,下游的需求迫使对动力电池的材料、工艺要求越来越高。锂电池主要由正极活物质、负极活物质、电解液、隔膜四部分组成,其中负极活物质常使用的是碳材料,正极材料中主要以锂基材料占主导地位。那么作为正极材料的上游原材料含锂矿物处于什么样的发展阶段,锂矿提取工艺又有哪些发展呢?
碳酸锂是锂化合物中最重要的锂盐,是制备高纯锂化合物和锂合金的主要原料,在玻璃和陶瓷制造、医药、有金属冶炼、锂电池电极材料等领域具有广阔的应用前景。目前,生产碳酸锂原料主要有锂辉石、盐湖卤水、海水等,因生产原料不同,生产工艺也有所不同。
一、国内外碳酸锂研究现状及产业链
近年来我国在积极开发盐湖锂资源。但由于我国盐湖卤水中的镁含量较高,镁和锂这两种元素较难分离,前几年还没有大规模的产业化生产,所以我国一直从锂矿石中提取锂盐。由于不同的锂矿物其性质差别很大,从锂矿物中提取碳酸锂的工艺也各不相同,其主要工艺有如下几种。
二、碳酸锂制备工艺
(一)锂辉石为原料制取碳酸锂工艺
1、硫酸法
硫酸法生产碳酸锂收率较高,并可处理Li2O含量仅 1.0~1.5%的矿石。但是相当数量的硫酸和纯碱变成了价值较低的Na2SO4,应尽可能降低硫酸的配量。其工艺流程如下:
此方法最大优点是浸取烧结所得的溶液中含有110~150g/ L 硫酸锂,经过浸取即可得到比较纯净的溶液。硫酸法也可用来处理锂云母和磷铝石。
2、锂辉石与硫酸盐混合烧结法
陶瓷制作工艺流程将锂辉石精矿与K2SO4(或CaSO4或两者混合物),在一定温度下混合烧结,经一系列物理、化学反应后,所配人的硫酸
盐中的金属元素将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐,主要杂质则生成难溶于水的化合物,然后将烧结后的熟料浸出分离,锂离子进人溶液,经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。在处理锂辉石时,先使α-型转换成结构较疏松、易反应的β-型。这种相变实际上是结合在烧结过程中同时进行的。其工艺流程如下:
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