粗鋰脫鈉的真空蒸餾研究.pdf

1、隨著鋰電池的廣泛應用,對高純度金屬鋰的需求量越來越大.目前,真空熱還原提取金屬鋰的新工藝還在研究之中,金屬鋰的生產(chǎn)方法仍是傳統(tǒng)熔鹽電解法,電解法生產(chǎn)的金屬鋰錠中雜質(zhì)鈉含量高,往往達不到電池級精鋰的要求,一般還要采用真空蒸餾法去除各種雜質(zhì).采用什么方法來提高金屬鋰的純度,是粗鋰精煉的重要內(nèi)容.論文首先從理論上分析了粗鋰中各種雜質(zhì)真空蒸餾與鋰分離的可行性,并確定出實驗條件;然后在內(nèi)熱式真空爐中進行了粗鋰脫鈉的小型實驗,原料量為1 0g左右,

2、真空度控制在10Pa以下,考察溫度、恒溫時間對脫鈉效果的影響,實驗取得了滿意的效果.原料含鈉量為0.66﹪時,在400℃下蒸餾2個小時,殘余物含鈉量達到0.0018﹪,遠低于電池級精鋰含鈉量不大于0.02﹪的要求.當原料量增大后,我們采用充入氬氣攪拌的方法來增強蒸餾效果.論文研究了鋰液表面脫鈉機理和鋰液內(nèi)部上升的氬氣氣泡對脫鈉的作用.充入氬氣造成鋰液運動,形成環(huán)流,使鋰液成分和溫度達到均勻,提高傳熱系數(shù)和傳質(zhì)系數(shù),改變脫鈉反應在氣液相界

3、面上的熱力學平衡條件,促使高蒸氣壓雜質(zhì)金屬與鋰液分離,達到提純目的.然后在外熱式真空爐中進行粗鋰脫鈉的公斤級實驗,考察氬氣量、原料量、溫度、恒溫時間和原料含鈉量五個因素對脫鈉效果的影響,取得較好的實驗效果.448.2g含鈉量0.69﹪的粗鋰在520℃下蒸餾8個小時,殘余物含鈉量為0.0080﹪,達到電池級精鋰含鈉量不大于0.02﹪的要求,且直收率達到84.45﹪.在外熱式真空爐中還進行了粗鋰加氧化硼除鈣的公斤級實驗,研究表明在本實驗條件