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電池級碳酸鋰的生產(chǎn)及其應(yīng)用

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年09月02日  

陳奕,李永華,劉德敏


(江蘇省海洋化工工程技術(shù)研究中心,江蘇連云港222004)


0引言


碳酸鋰是鋰鹽工業(yè)的基礎(chǔ)原料,不僅可以直接使用,還可以作為原料制備各種附加值高的鋰鹽及其化合物。高技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域如彩色螢光粉、藥用及鋰電池等電子材料對碳酸鋰質(zhì)量的要求很高,工業(yè)級碳酸鋰(GB/T11075-2003)必須通過精制除去其中的無機鹽類等雜質(zhì)才能達到各種不同專用品的質(zhì)量指標要求。


根據(jù)電池級微粉碳酸鋰專用產(chǎn)品的質(zhì)量要求,結(jié)合市場需求,江蘇省海洋化工工程技術(shù)研究中心進行了工業(yè)級碳酸鋰精制電池級碳酸鋰的工業(yè)試驗、試生產(chǎn),取得了良好效果,產(chǎn)品用于生產(chǎn)鈷酸鋰等電池材料獲得了成功。


1碳酸鋰的精制方法


工業(yè)級碳酸鋰的生產(chǎn)方法有兩種:一是采用傳統(tǒng)的鋰礦石,如鋰輝石、鋰云母等生產(chǎn),二是采用含鋰鹵水,如鹽湖鹵水、地下鹵水等生產(chǎn)。產(chǎn)品中均含有一定量的水溶性雜質(zhì)和水不溶性雜質(zhì),不能滿足電池級微粉碳酸鋰質(zhì)量要求,需要精制處理。根據(jù)原料的性質(zhì)及雜質(zhì)的種類,可采用不同的精制方法除去雜質(zhì)。


以工業(yè)級碳酸鋰為原料生產(chǎn)高純碳酸鋰,有苛化法、電解法、氫化分解法等。苛化法是將工業(yè)碳酸鋰用石灰苛化,經(jīng)除雜處理后轉(zhuǎn)化成氫氧化鋰,再用二氧化碳碳化制取高純碳酸鋰;電解法是用鹽酸處理工業(yè)碳酸鋰,除去酸不溶物和鈣鎂等雜質(zhì)后,通過電解制得高純氫氧化鋰溶液,之后,利用二氧化碳碳化法制取高純碳酸鋰;氫化分解法是將碳酸鋰轉(zhuǎn)化成溶解度較大的碳酸氫鋰,而大部分雜質(zhì)(如Ca2+、Mg2+等)不被氫化,以不溶性碳酸鹽的形式通過過濾除去,然后加熱碳酸氫鋰溶液制得高純碳酸鋰。


目前,我國工業(yè)級碳酸鋰主要從智利和美國進口,且大多為鹵水法產(chǎn)品。本中心根據(jù)市場供應(yīng)的工業(yè)級碳酸鋰產(chǎn)品的性質(zhì)及含雜質(zhì)的種類,經(jīng)過實驗室條件實驗,確定了合適的工藝流程及工藝操作參數(shù),并據(jù)此建成一套500t/a電池級碳酸鋰生產(chǎn)裝置。該裝置可以根據(jù)不同用戶需要,生產(chǎn)多種規(guī)格、多種粒徑的高純碳酸鋰產(chǎn)品。生產(chǎn)工藝流程見圖1、圖2。


2產(chǎn)品質(zhì)量及其應(yīng)用


電池級微粉碳酸鋰系白色粉末,體積質(zhì)量2.11,熔點618℃,沸點735℃,微溶于水,不溶于醇,易溶于酸,主要用于電池行業(yè)制造鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰等電極材料,也用于充電鋰電池中作非水溶液電解質(zhì)等,具有良好的電化學性能,應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴大。


本中心生產(chǎn)的電池級微粉碳酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量指標見表1。


3結(jié)論


以工業(yè)級碳酸鋰為原料,通過本中心自行開發(fā)的精制技術(shù),可以制備質(zhì)量好的電池級微粉碳酸鋰,多年的生產(chǎn)實踐證明,該產(chǎn)品可以用于生產(chǎn)鈷酸鋰等電極材料。4


參考文獻


[1]伊文濤,等.高純碳酸鋰的應(yīng)用和制備方法評述[J].化工礦物與加工,2005,(11):5-8.


[2]戴立新.超純碳酸鋰的研制及其應(yīng)用前景[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2003,(S1):192-193.


[3]張維潤,等.電滲析工程學[M].北京:科學出版社,1995,81-85.


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