文档介绍：锂云母生产高纯碳酸锂技术产业化
可行性研究报告
目录
1 总论
概述
碳酸锂,一种无机化合物,化学式为Li2CO3,为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。。熔点618℃。溶于稀酸。微溶于水,在冷水中溶解度较热水下大。不溶于醇及***。可用于制陶瓷、药物、催化剂等。常用的锂离子电池原料。
Li2CO3,是锂化合物中最重要的锂盐,是制备其它高纯锂化合物和锂合金的主要原料。我国是一个锂资源储量大国,已探明的锂资源总储量居世界第二位,仅次于玻利维亚。其中卤水锂资源储量极为丰富,占全国锂资源储量的79%,潜在的经济价值极大。开发利用这些资源对于满足国内需求、促进地区经济发展具有重要的现实意义。盐湖卤水受自身条件的限制,初级锂工业品大都是技术级Li2CO3。随着卤水提锂技术的成熟,技术级Li2CO3的国际市场供求已趋于饱和,且由于开发成本降低,价格大幅度下降,而开发高纯Li2C03可以增加产品附加值,利于盐湖锂产品系列化开发与锂产业链的延伸。另一方面,随着锂产品在高科技领域的应用范围不断扩大,国内外对锂盐的需求量也日益增长,对产品的纯度要求也越来越高,因此开发高附加值的高纯锂盐产品已经势在必行.
高纯度的Li2CO3是磁性材料行业、原子能工业、电子工业和光学仪器行业等的必需品。在光电信息方面,%(5N)的高纯Li2CO3是制备表面弹性波元件钽酸锂和铌酸锂单晶的主要原料。在电子工业方面,近年来,作为锂离子电池的正极材料(如LiC00
2、LiMn204等)及电解质原料。使用的高纯Li2C03越来越受到人们的重视。另外高纯Li2C03作为一种基础锂盐,还可用来生产高纯度的***化锂、溴化锂等高纯二次锂盐,进而电解生产出金属锂后,又可衍生出许多有机锂化合物,如丁基锂、***锂等。
高纯Li2CO3,的制备研究国外起步较早,始于上世纪70年代,其中日本一直处于领先地位。我国新疆有色金属研究所在高纯Li2CO3的研究领域始终处于国内领先地位,是国内高纯锂盐的重要研发基地。该所早在上世纪70年代就开始进行高纯Li2CO3的研制,1983~1985年间就完成了军用荧光粉级(3N)高纯Li2C03的研制。2002年由该所主持开发的超高纯(5N)Li2C03经国家技术部门鉴定,产品技术指标达国内领先水平,为国内最高纯度。近年来,随着高纯Li2CO3需求量的不断增加,我国四川射洪锂业有限责任公司、上海中锂实业有限公司、中信国安锂业科技有限责任公司等多家单位也都进行了大量的开发研究工作。
锂资源主要分布在矿石中或者盐湖卤水中,世界锂矿资源主要集中在智利、中国、巴西、加拿大和澳大利亚等国家。全球已查明的锂资源量达1200万多吨。其中世界盐湖锂资源主要分布在智利、阿根廷、中国及美国。花岗伟晶岩锂矿床主要分布在澳大利亚、加拿大、芬兰、中国、津巴布韦、南非和刚果。印度和法国也发现伟晶岩锂矿床,但是不具有商业开发价值,目前世界上只有少数国家拥有可经济开发利用的锂资源。
图1 矿石锂储量(碳酸锂当量,万吨)[1]
图2 盐湖锂储量(碳酸锂当量,万吨)[1]
我国锂资源比较丰富,在世界各国中居于前列,其中青海西藏的盐湖锂资源储量占总储量的85%以上
表1 我国锂矿石资源的分布与储量(以金属锂计)[1]
表2 我国盐湖中锂资源的分布与储量(以金属锂计)[1]
高纯碳酸锂制备方法
NH4HC03沉淀法
该法是用NH4HC03与经过纯化的可溶性锂盐的碱性溶液反应沉淀出高纯度的Li2CO3。但NH4HCO3的加入速度要控制好以免反应效果不佳。同时反应温度的控制也非常关键,提高反应温度可减少杂质的含量,但温度过高,会增加NH4HCO3的消耗。
LiOH溶液NH4HC03沉淀法
将LiOH与NH4HCO3,经过精制纯化达到一定的纯度后即可反应得到高纯度的Li2C03。该法引入的杂质离子较少,最后产品中残留的铵可在烘干或灼烧时除去。这一方法在早期的高纯Li2C03的制备工艺中应用较多。
Li2SO4溶液氨水NH4HC03沉淀法
王桂英等人以(NH4)2C03作沉淀剂直接从含锂的硫酸盐溶液中制备较纯碳酸锂。(NH4)2C03可由NH4HC03和NH3·H20反应制取。该法由于反应物杂质较多,所以产品难以保证很高的纯度。但作为一种工艺方法仍具有一定的意义和使用前景。
LiOH溶液C02沉淀法
日本及俄罗斯的开发人员直接用纯净的LiOH与CO2在水中反应,沉淀制备高纯Li2C03。该法中的温度控制非常重要,因为CO2的溶解度随温度的升高而减小,温度太高CO2利用率低,温度太低则反应速度慢,二者均影响产率,一般反应温度在50℃左右效果较佳。研究表明CO2过量30%左右可达到无废工艺。整个过程几乎无杂质离子引入,C