盐湖卤水制备电池级碳酸锂工艺影响因素研究

以盐湖卤水氯化锂溶液与碳酸钠溶液反应结晶制备电池级碳酸锂,由于反应条件、杂质离子、搅拌速度等的影响,生产出的碳酸锂品质不符合行业标准。通过对反应条件中高锂液的锂钠摩尔比、反应温度、搅拌速度、杂志离子等的影响研究,得出复杂盐湖卤水体系制备电池级碳酸锂工艺的最佳控制条件,即Li+/Na+物质的量比约为5. 5,反应温度为70℃,搅拌速度为400r/min,碳酸钠摩尔浓度为2. 45mol/L,主要杂质离子B含量小于10mg/L,加料方式为碳酸钠溶液加入到氯化锂盐水体系当中,从而得到的碳酸锂纯度≥99. 5%,符合电池级碳酸锂标准。     

碳化分解法制备电池级碳酸锂的工艺研究

电池级碳酸锂作为锂离子电池的一种关键原材料,其市场需求量非常大。采用碳化分解法对工业级碳酸锂进行提纯,以制备电池级碳酸锂。结果表明:在碳化温度为25℃、气体流速为5 L/min、碳化时间为50 min、液固比(去离子水和碳酸锂的质量比)为40的条件下,纯度为99.0%的工业级碳酸锂可以提纯为99.70%的电池级碳酸锂,收率约为74.50%。     

化学蚀刻废磷酸制备饲料级磷酸脲的研究

研究了以化学蚀刻废磷酸和工业尿素为原料合成磷酸脲的工艺。考察了n(尿素)/n(磷)、反应时间、温度、搅拌速率对产率的影响,借助于X射线衍射仪对所制备产品进行表征,并采用农业行业标准NY/T 917—2004《饲料级磷酸脲》的检测标准对最终产品进行检测。结果表明,制备高纯度的饲料级磷酸脲的优化反应条件为:n(尿素)/n(磷)=1.0、搅拌速率为300 r/min、反应温度为60℃、反应时间为60 min、结晶温度为25℃、冷却结晶时间为4 h。在此条件下,磷酸回收率为68.71%,磷酸脲产品达到饲料级磷酸脲的标准。     

废旧锂电池正极粉氨性浸出实验研究

对废旧锂离子电池正极粉进行氨性浸出,设定反应条件:氨水浓度4 mol/L、硫酸铵浓度1.5 mol/L、H_2O_2加入量5%、液固比为100、搅拌转速500 r/min、反应温度80℃、反应时间300 min,在该条件下Li、Co的浸出率分别为96%和82%,浸出液中Li含量为0.29 g/L,Co含量为2.3 g/L。     

硫酸法制备饲料级磷酸氢钙无脱氟工艺研究

用硫酸浸取磷矿,通过改变工艺参数和实验条件,在不添加除氟剂的条件下,制备了低氟含量的饲料级磷酸氢钙。探讨了反应温度、反应时间、加酸量、静置时间、中和终点pH,搅拌转速等因素对产品中氟含量的影响。结果表明,在磷矿粉用量40 g的情况下,优化的工艺条件为：反应温度80℃,浓硫酸20 mL,反应时间3 h,静置时间2.5 h,中和终点pH 6.0,搅拌转速400 r/min。在此条件下制备出的磷酸氢钙中氟的质量分数至0.07%,低于0.18%的行业标准。     

氯代环己烷绿色合成工艺的研究

报道了以苯为原料部分加氢制备环己烯,然后环己烯氯化氢加成反应制备氯代环己烷的绿色合成新工艺。无催化剂情况下,环己烯加成反应合成氯代环己烷的较佳反应条件为:反应温度65℃,反应时间6h,搅拌转速为60r/min时,转化率为26%,收率仅为16%。有催化剂时,以苯部分加氢反应产物与氯化氢进行加成反应,较佳反应条件:反应温度70℃,反应时间2h,搅拌转速为50r/min时,氯代环己烷收率为81.1%,有用产品收率达98%以上,经济,安全,绿色环保。     

成核剂单羟基双对正丁基苯甲酸铝的合成研究

采用置换/羟基化反应制得聚烯烃增强型成核剂单羟基双对正丁基苯甲酸铝。成核剂合成的最佳工艺条件为:对正丁基苯甲酸与氯化铝摩尔比为2∶1~2.5∶1,反应温度为55±5℃,反应时间不低于1.5 h,搅拌转速不低于300 r/min,产品最高收率为97.8%。合成的成核剂经过洗涤、干燥、粉碎后,外观为雪白色粉末,经差热分析,分解温度在250℃左右。     

碳化法制备重铬酸钠工艺优化

在2 L高压反应釜内,通过测定平衡时总Cr6+浓度及Cr2O72-浓度,研究了反应温度、CO2压力、搅拌转速、碳化反应时间及Na2CrO4料液浓度对碳化法生产Na2Cr2O7工艺中一次碳化率的影响及一次碳化率、总Cr6+浓度对Na2CrO4二次碳化率的影响. 结果表明,在反应温度60℃、CO2压强1.2 MPa、搅拌速度800 r/min、反应时间2 h及料液浓度4.17 mol/L时,一次碳化率可达70%;一次碳化率为60%及总Cr6+浓度为5 mol/L时,二次碳化率可达95%.     

反应结晶制备碳酸锂的粒度及形貌控制

碳酸锂的粒度及形貌决定其性能和应用。通过考察反应结晶温度、进料速率、晶种用量和搅拌速率对碳酸锂产品平均粒径的影响以及添加剂的用量对产品形貌的影响,提供了一种经过优化的制备碳酸锂的反应结晶工艺。通过正交实验确定了反应结晶制备碳酸锂的最佳实验条件：200 mL质量浓度为90 g/L的氯化锂溶液一次性加入反应结晶器内,质量浓度为260 g/L的碳酸钠溶液的加料速率为0.5 mL/min,晶种用量为2%（占碳酸锂理论产量的分数）,搅拌速率为400 r/min,反应温度为80 ℃,添加剂六偏磷酸钠用量为2%（占碳酸锂理论产量的分数）。在此条件下制得的碳酸锂为平均粒径为132 μm、变异系数为51.53%的密实球形产品。研究表明,反应温度对晶体粒度的影响最大,添加剂对晶体的粒度和形貌起到调控作用。     

对氯甲基苯乙烯及其聚合物的合成研究

以苯乙醇为起始原料,经过取代、氯甲基化和消除反应制备对氯甲基苯乙烯,并通过自由基聚合反应合成聚对氯甲基苯乙烯。通过实验得到消除反应的最佳反应条件为:搅拌速率为12 r/min,反应温度35℃,反应时间160 min;自由基聚合的最佳反应条件为:反应温度70℃,反应时间为13 h,搅拌速率17 r/min。     

响应曲面法优化碳酸锂反应结晶工艺

碳酸锂是制备各种锂化合物的基础锂盐,碳酸锂的制备是锂产业链当中的承前启后的关键技术。以察尔汗盐湖老卤为原料,采用响应曲面法中的central composite design（CCD）设计实验,分别考察了温度、碳酸钠加料速度、碳酸钠浓度和锂离子浓度4个因素及交互作用对反应结晶工艺中碳酸锂的收率和粒度的影响,并分别建立了响应值与影响因素之间的回归方程。响应预测最佳值为：碳酸锂收率93.68%、粒径（d₅₀）16.73 μm;相应的实验值分别为94.01%和16.91 μm。预测值与实验值接近,误差较小,说明响应曲面法建立的预测碳酸锂反应结晶的模型可靠,在最佳工艺条件下分析所制得的产品,用ICP-AES分析纯度为99.52%,用XRD分析基本无杂峰,说明反应结晶生成Li₂CO₃晶体,其主要晶面为（-1 1 0）、（-2 2 0）和（0 0 2）。     

田口实验设计法优化碳酸锂反应结晶制备工艺

单因素实验无法全面、可靠地研究各因素对反应结晶过程制备高品质碳酸锂的影响,田口设计有利于全面研究各因素对制备高品质碳酸锂的影响,实验周期较短,实验成本较低。以东台吉乃尔盐湖精制卤水为原料,设计田口实验,采用聚焦光束反射测量仪FBRM G400实时在线研究反应温度、搅拌速率、卤水加料速度、碳酸钠浓度等因素对反应结晶工艺中碳酸锂粒径和纯度的影响。通过田口实验表明搅拌速率对碳酸锂的粒径影响最大,碳酸锂的纯度对反应温度最敏感。研究结果表明,反应温度为85 ℃、搅拌速率为200 r/min、卤水加料速度为2 mL/min、碳酸钠质量浓度为201.6 g/L时得到的碳酸锂品质最优,其粒度为3.71 μm,纯度高达99.62%。     

Efficiency enhancement in dye-sensitized solar cells by in situ passivation of the sensitized nanoporous electrode with Li2CO3

This work entails a method to improve the performance of dye-sensitized nanocrystalline TiO₂ solar cells by adding surface passivating elements to the electrolyte. The presence of either CO₂, Li₂CO₃ or K₂CO₃ in electrolyte increases both the photocurrent and the photovoltage, resulting in higher overall conversion efficiency of these solar cells. The additives are used to form a passivation layer of lithium carbonate on the dye free surface of the TiO₂ nanoparticles and the conductive substrate. This layer suppresses the rate of the main recombination reaction between the photoinjected electrons and the oxidized ions in the electrolyte solution. While blocking part of the recombination, the lithium carbonate layer allows motion of the Li⁺ ions towards the TiO₂ surface for charge screening. Consequently using this simple treatment, the conversion efficiency of dye-sensitized solar cell most improved by 17.2% (from 6.4% to 7.5%).     

粗级碳酸锂提纯工艺过程研究

碳酸锂产品在陶瓷、冶金、能源、医药等行业应用广泛,实际应用中对碳酸锂产品的纯度要求很高。由于生产技术和盐湖卤水自身条件的限制,直接提取的碳酸锂产品都很难达到要求。基于实际应用的需求,以从卤水制备而得的粗级碳酸锂产品为原料,通过氢化分解法对其提纯,研究了氢化反应中的二氧化碳气体流速、氢化时间、氢化温度及固液比4个氢化条件对粗级碳酸锂溶解的影响。结果表明,采用这项简单工艺可使粗级碳酸锂产品的纯度由88%提高到99%以上,一次性产率达到75%以上。     

汽车锂电池正极材料的制备与性能研究

研究了钼掺杂对汽车锂电池正极材料[Mn_0.58Ni_0.18Co_0.14]_0.8-xMo_x（OH）₂物相组成、微结构和电化学性能的影响。结果表明,x=0.005的正极材料由于具有最强的超晶格结构稳定性而表现出最强的超晶格衍射峰,而x=0.01和x=0.02的正极材料中钼酸锂杂相峰的存在会一定程度上破坏超晶格结构;不同钼掺杂的正极材料的颗粒粒径会随着Mo含量增加而不断增大;钼掺杂可以提升正极材料的锂离子键入能力而消除非晶态碳酸锂薄层的影响,但是过量钼掺杂会形成钼酸锂化合物;x=0.005的正极材料的放电比容量最高、传荷阻抗最小,充放电过程中锂离子更容易嵌入脱出,从而具有较高的高倍率放电性能,这主要与此时颗粒粒径较小以及形成了纯层状结构有助于增强锂离子导电性和动力学反应速度有关。     

Carbon dioxide chemistry during oxidative coupling of methane on a Li/MgO catalyst

Reactor tests, temperature-programmed reaction/desorption (TPR/D) carried out in a thermogravimetric balance and FT-IR were employed to investigate the course of CO₂ formed during oxidative coupling of methane (OCM) on a 7-wt.-% Li/MgO catalyst between 600–800°C. Initially, the carbonate free Li/MgO catalyst showed good OCM activity even at 600°C. However, its activity diminished considerably after about 20 min on stream. This coincided with the appearance of CO₂ in the OCM products and the disappearance of ethylene. During OCM, a substantial amount of the available lithium was converted to a stable carbonate which did not decompose easily even at 800°C. FT-IR and TPR revealed that carbonate formation began at 400°C and that the lithium carbonate existed in the form of monodentate (LiOCO₂) and perhaps mixed bridged [Mg(Li)O₂CO] carbonates. Simultaneous existence of a commonly accepted Li₂CO₃ cannot be excluded. The role of CO₂ produced during OCM in modifying the catalytic performance of Li/MgO is discussed.     

碳化法制备电池级碳酸锂工艺优化研究

碳化法因具有反应高效、工艺简单等特点,已成为电池级碳酸锂生产的主流工艺。但是,在以盐湖锂精矿为原料采用碳化法制备电池级碳酸锂的过程中,还存在碳化过程二氧化碳利用率低、碳化液杂质去除效果不好以及锂的收率低等问题。以盐湖锂精矿为原料,从碳化、净化、热解3个主要环节进行了工艺优化实验,即由常压碳化改为加压碳化、采用化学净化和离子交换树脂吸附相结合的方法去除碳化液中的杂质、由常规热解改为加压热解,可将碳化过程二氧化碳利用率提高到87.4%、净化过程钙镁去除率分别提高到97.92%和96.09% 、全流程锂的直收率提高到82.27%。     

硫酸铵法利用中低品位锂瓷土矿制备碳酸锂技术研究

针对江西宜丰地区氧化锂质量分数<2.0%以下中低品位锂瓷土矿,研究了硫酸铵法提取碳酸锂技术路线。首先,利用二步焙烧工艺,有利于脱氟、提高锂浸出率,并且能够有效防止结窑现象发生。在浸出液除杂过程中,采用成矾除铝的方法将大量溶出的铝离子转变为KAl（SO₄）₂·12H₂O、NH₄Al（SO₄）₂·12H₂O等有价值复盐,规避了传统石膏法产生的大量固废,有70%的铝离子被转变为矾盐晶体,同时带出大量的结晶水,减轻后续浓缩压力,对比传统的石膏法产生大量固废而言,其优点是显而易见的。碳化反应产品的XRD以及氧化锂含量分析表明,碳酸锂的纯度达到99%以上,全程锂收率为50%~60%。作为提锂实验对比,采用宜春414矿锂质量分数为4.0%的锂云母,由于414矿样中铝的相对含量更低,导致相同的除杂难度下得到的414矿样中浸出液锂离子浓度更高,浓缩倍数更小,414矿样的锂回收率更高。实验结果表明,中低品位锂瓷土提锂的工艺规律,通过适当改变参数,能够应用于难度更低的高品位的锂云母提锂过程。     

碳酸锂在水和NaCl-KCl溶液体系中溶解度的在线测定

碳酸锂溶解度在工业结晶生产中是十分重要的基础数据。采用浸入式红外探头和拉曼探头在线监测溶液体系中CO₃^2-和碳酸锂的特征峰峰强的变化,依据Lambert-Beer定律得出溶液体系中实时在线测定碳酸锂的溶解度。通过在线测定,测得碳酸锂在氯化钠-氯化钾溶液（c_NaCl=0.446 6 mol/L,c_KCl=0.015 8 mol/L）中的溶解度高于在水中的溶解度值。实验测试出的水中碳酸锂的溶解度数据还能与Van′t Hoff方程较好地关联,进一步测算碳酸锂在其他温度下水中的溶解度值。此外,该方法测定的碳酸锂在水中的溶解度数据比文献值中采用重量分析法测试出的溶解度数据偏小,是因为测试装置不同造成的。     

Effect of K2CO3 doping on CO2 sorption performance of silicate lithium-based sorbent prepared from citric acid treated sediment

In this paper, a low-cost and environmental-friendly leaching agent citric acid (C₆H₈O₇) was used to treat the sediment of Dianchi Lake (SDL) to synthesize lithium silicate (Li₄SiO₄) based CO₂ sorbent. The results were compared with that treated with strong acid. Moreover, the effects of preparation conditions, sorption conditions and desorption conditions on the CO₂ sorption performance of prepared Li₄SiO₄ were systematically studied. Under optimal conditions, the Li₄SiO₄ sorbent was successfully synthesized and its CO₂ sorption capacity reached 31.37% (mass), which is much higher than that synthesized from SDL treated with strong acid. It is speculated that the presence of some elements after C₆H₈O₇ treatment may promote the sorption of synthetic Li₄SiO₄ to CO₂. In addition, after doping with K₂CO₃, the CO₂ uptake increases from the original 12.02% and 22.12% to 23.96% and 32.41% (mass) under the 20% and 50% CO₂ partial pressure, respectively. More importantly, after doping K₂CO₃, the synthesized Li₄SiO₄ has a high cyclic stability under the low CO₂ partial pressure.