西台吉乃尔盐湖原卤水历年来钾硼锂镁等元素品位变化及未来变化趋势预测

研究统计了西台吉乃尔盐湖(以下简称西台)自开发以来原卤水中钾硼锂镁各元素品位变化,利用K~+,Na~+,Mg~(2+)/Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O五元体系298K介稳相图研究了主要元素之间相对含量的变化关系。根据西台开发现状建立数学模型,预测了未来10年钾硼锂元素品位变化趋势,为西台盐湖钾硼锂镁等资源的开发和综合利用提供依据。     

从硫酸锂粗矿中分离富集锂的实验研究

针对从西藏查波措盐湖卤水中获得的硫酸锂粗矿,开展从该矿物中分离提取锂的研究。根据该矿物的组成,设计了去除与锂离子共存的镁、硫酸根等主要离子的工艺路线,通过除镁、硫酸根、钙等过程和蒸发浓缩、结晶分离等步骤,得到了杂质离子含量较低的富锂溶液。实验对除镁步骤的加水量、加料方式、反应时间、Ca O加入量等反应关键控制因素进行了考察,确定了较优的分离条件。     

柴西尕斯库勒地区深部孔隙卤水水化学特征及成因分析

深部孔隙卤水是近年来盐湖勘查的工作重点。对尕斯库勒地区深部孔隙卤水的离子特征及聚类分析显示,卤水中的K~+、B_2O_3和Li~+具有相似的物质来源,且各离子之间具有普遍的相关性;孔隙卤水中的钾、镁、锂具有相对较高的品位,各离子含量普遍呈现一个自南向北增大的趋势,而且上部卤水离子浓度普遍高于下部。尕斯库勒地区北部段深部具有较好的钾、镁、锂找矿前景。根据卤水的特征系数及其在K~+,Na~+,Mg~(2+)//Cl~-,SO_4~(2-)-H_2O(25℃)介稳相图中的分布,推测尕斯库勒地区深部孔隙卤水的主要来源,既有溶滤表层晶间层的溶滤水,又有深部的沉积水显示出典型的多源性。     

基于动态降温结晶工艺的盐湖卤水镁锂分离研究

青海盐湖卤水锂资源储量丰富,高镁锂比卤水存在镁锂分离难的问题。基于非平衡动态降温过程中不同盐组分结晶行为存在差异的原理,开展了强制分离高镁锂比卤水的研究,考察了卤水镁锂比、降温速率、流体状态和卤水温度对镁锂分离效果的影响,并分析了结晶过程中镁锂分离的介稳性特点。结果表明,通过非平衡动态降温结晶析出MgCl₂·6H₂O,可以实现卤水脱镁和镁锂分离,当降温速率为-1.25℃/min、卤水温度在70℃至50℃范围内,镁锂比在10∶1～80∶1时,镁锂分离因子最高可达到1.876,结晶的MgCl₂·6H₂O纯度最高为99.42%。非平衡动态降温结晶工艺相较于经典的盐田工艺,最多可将锂损失率从模拟盐田工艺的38.39%降至7.56%。该工艺为盐湖卤水镁锂分离提供了一条新的思路,也为后续高纯锂盐的制备奠定了基础。     

基于盐湖尾卤溶液结构变化的镁锂分离研究

盐湖卤水提锂工艺的难点之一在于卤水中镁锂比过高。采用红外光谱对非平衡动态降温过程中溶液结构变化进行分析,测定不同类型单盐溶液和卤水的结构变化,并基于此规律强化盐湖尾卤的镁锂分离。结果表明,MgSO4 溶液在40 ℃及以上时, 984 cm-1 处的特征峰显示可能出现接触式离子对结构(Mg²⁺-SO₄2-);1 280 cm-1处出现溶剂共享型离子对结构( Mg²⁺-H₂O-SO₄2-);Li₂SO₄溶液中出现溶剂共享型离子对结构的可能性低,镁锂之间会出现结构差异。基于如上溶液结构的变化,通过非平衡动态降温过程,实现盐湖尾卤中的镁锂分离,镁锂质量比值可由最初的40降至20左右,Mg²⁺以MgSO₄·nH₂O型混合结晶产品的形式从卤水中析出,而液相中Li⁺的损失率可低至5.01%以下,以此达到了脱镁及锂富集的效果。     

盐湖卤水体系的热力学模型及其应用Ⅰ:在Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO42--H2O体系物理化学方面的应用

在简要介绍如何获得了描述“盐湖卤水体系”Li+ ,Na+ ,K+ ,Mg2 + Cl-,SO42 - H2 O 2 5℃热力学的全部Pitzer参数后 ,详细举例说明了模型在卤水热力学性质预测、含锂盐湖卤水中盐类饱和度、含锂盐湖卤水在2 5℃ 1 0 1 3× 1 0 5Pa下的天然卤水离子缔和状态 (化学模型 )计算等方面的应用     

补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学特征

为探究补水背景下大盐滩矿区潜卤水水化学组分的变化规律,采用水化学分析测试方法,对2015年5月和7月分别就矿区33口长期观测孔内潜卤水中的Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Cl~-的含量进行测定,分析矿区潜卤水中Ca~(2+)、K~+、Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-的变化趋势,并查明其分布特征。结果表明:补水背景下,大盐滩矿区潜水含水层中的潜卤水水化学组分在时间和空间上存在着明显的变化。在时间上,5~7月时间段内,K~+,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度升高,且Na~+浓度变化幅度较大;Ca~(2+)、Cl~-浓度降低。在空间上,矿区中部和东南部,晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)浓度较高;矿区北部晶间潜卤水中的K~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)的浓度则相对较低。补水可以适当地增大开采区域潜卤水中K~+的浓度,提升卤水的质量。     

富锂盐湖中锂的物质来源和流体来源

锂资源是新技术、民用和军工行业的重要原料,全球富锂盐湖多分布在板块俯冲带和碰撞带以及板块转换带,卤水中的锂资源量占全球锂资源总量的80%。富锂盐湖中的锂主要来自于深部和浅部的水-岩作用、早期的含盐岩系以及岩浆作用,其次是盆地周围岩石的风化以及大气来源。富锂盐湖流体主要来源是大气降水、地表水、地下水、再循环卤水和岩浆水以及其它流体。地表水和地下水为富锂盐湖中锂的重要来源,其次是岩浆水和再循环卤水。岩浆作用对于富锂盐湖的形成至关重要,其不仅直接为富锂盐湖带来了成矿物质和成矿流体,还为其中的水—岩反应提供了热源。不过,幔源组成对于富锂盐湖的贡献度还需要作进一步研究。     

西藏扎北盐湖夏季卤水自然蒸发实验研究

西藏扎北盐湖位于藏北高原腹地,其卤水类型属硫酸钠亚型,富含Li、K、B等元素。为综合利用该湖的液态矿产资源,于西藏当地对该盐湖富锂卤水进行自然蒸发实验。实验以Na+,Mg2+//Cl-,SO42--H2O四元体系15℃等温相图及K+,Mg2+//SO42--H2O三元体系15℃介稳相图为参考,绘制了扎北盐湖夏季卤水在秋季自然蒸发结晶路线图,研究了卤水在蒸发过程中液相的化学组成变化以及其蒸发析盐规律。结果表明,在蒸发过程早期(成卤率23.9%),锂浓度达1.2 g/L时,锂开始以Na3LiSO4.3H2O等复盐形式大量分散析出;硼在整个蒸发过程中以硼砂(Na2B4O7.10H2O)等形式分散析出难于富集;钾以钾镁矾(K2SO4.MgSO4.6H2O)和钾石盐(KCl)形式蒸发浓缩的后期大量析出。实验为扎北盐湖的盐田工程设计及制卤工艺操作提供了必要的基础数据,也可为我国西藏硫酸钠亚型盐湖卤水的综合利用提供一定参考。     

化学沉淀法精制氢氧化锶的实验研究

对合成高纯锶盐的原料八水氢氧化锶进行了精制实验研究,对其中所含特定杂质元素Fe~(2+)、Cr~(3+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)、Pb~(2+)进行了有效去除,实验精制氢氧化锶纯度为99.79%,各离子质量分数均低于2×10~(-6),满足氟化锶、氯化锶等高纯锶盐合成时对原料纯度及杂质离子质量分数小于5×10~(-6)的要求。适宜的单因素实验条件为:原料浓度1.0 mol/L,温度95℃,硫离子沉淀剂的加入量是溶液中特定杂质离子总物质量的3倍,硫化沉淀反应时间1.0 h,双氧水加入量2.0 mL,氧化反应时间1.0 h,搅拌速率为300 r/min。     

盐湖提锂尾液中锂回收的吸附试验研究

从高镁锂比盐湖提锂生产尾液中回收锂,可实现锂资源高效回收利用,对企业经济效益的提高具有重要意义。以东台吉乃尔盐湖提锂尾液为原料,系统性研究了铝系层状锂吸附剂JW-LAHS对提锂尾液中锂的静态、动态吸附和解吸过程。结果表明,吸附剂的静态吸附容量为7.3 mg/g,镁锂分离因子为27.98;最佳动态吸附条件为床层高度24.8 cm,进料流速3.5 mL/min,此时穿透时间为22.0 min,Li⁺ 吸附率大于95%,饱和时间为210 min,饱和吸附容量达到5.5 mg/g,表明锂吸附剂适合从高镁锂比提锂尾液中回收锂。BDST模型能够准确预测床层穿透时间,误差小于8.61%。使用去离子水进行解吸,增大解吸流速能够加速Li⁺脱出,但对Mg²⁺ 的解吸无明显影响。解吸流速为4.6 mL/min,解吸360 min时,Li⁺ 解吸率为83.25%,总解吸液的镁锂比值为0.7,仅为提锂尾液(80)的0.88%。循环20次后吸附容量仍能保持原来的82%以上,表明锂吸附剂循环稳定性良好。     

水合硼酸盐的热分析研究

采用ＰＥ－ＴＧＳ２热重分析仪，对三种硼酸盐进行了ＴＧ－ＤＴＧ曲线的测定，调节不同称样量和灵敏度，获得硼砂和四硼酸锂的细微脱水变化。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝（PAC）为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线，并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响，研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素，得到了最佳合成条件，在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)3·nH2O，同时含有Al(OH)3、(CaO)3Al2O3·6H2O及 LiCl·H2O等成分。从吸附结果来看，结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)3·nH2O和非晶态的Al(OH)3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

金属锂生产工艺优化

国内传统熔盐电解法生产金属锂是用金属漏勺将金属锂从电解槽中舀出,在舀出过程中产品易被空气污染,生产效率低。现研制了一种带有自动收集导出装置的锂电解槽,有效地解决了锂与氯气的分离,并实现了锂的自动导出,在惰性气体保护下,直接进行铸造锂。进行了电解过程的物料及能量衡算。试验所得到的技术参数,可为金属锂的规模化生产和管理提供依据。     

由MgMn_2O_4制备新型离子筛吸附剂及其对锂的吸附性质

从Mg、Mn混合溶液制备了镁锰氧化物MgMn_2O_4,并由此制得新型离子筛氧化锰HMnO(Mg)。它在碱金属及碱土金属离子中对Li~+显示了很高的选择性,pH8时分配系数Kd值顺序为Li>>Ca>Mg>K>Na,可以从实际卤水中将Li~+选择性吸附,吸附容量达20.4mg/g,用稀HCI溶液易于将吸附的Lj~+洗脱并使吸附剂再生。经用卤水和HCI五次吸附——洗脱循环,Li~+吸附容量没有降低,洗脱率总是大于90％。     

LiTFSI0.6-LiODFB0.4+LiPF6电解液在锂金属电池中的应用

锂金属因为其具有高能量密度,是构建高比能电池的理想负极。然而,锂枝晶的产生和生长阻碍了锂金属电池(锂作为负极)的发展。在本文中,我们使用LiPF_6作为LiTFSI-LiODFB基双盐电解液的添加剂,该电解液能够显著提高锂金属电池在25℃和60℃温度下的循环稳定性和倍率性能。锂金属电池的优异的循环性能归因于添加剂能够在Li金属表面上产生稳定的固体电解质膜。     

高纯碳酸锂的制取方法探讨

介绍了高纯碳酸锂的几种不同用途。论述了制备高纯碳酸锂的几种方法，重点介绍电解法和氢化法。     

锂盐水溶液的热力学性质研究

本文用Ｍｅｉｓｓｎｅｒ公式、Ｂｒｏｍｌｅｙ公式、Ｃｈｅｎ公式、Ｐｉｔｉｅｒ公式及经作者改进的平均球近似（ＭＳＡ）方法对锂盐水溶液（最大浓度达２０ｍｏｌ／ｋｇ）的离子平均活度系数进行了计算和比较，结果表明改进后的ＭＳＡ方法的计算精度最高。另外，本文还应用改进的ＭＳＡ法，使用由单一电解质水溶液离子平均活度系数得到的参数，不用任何混合参数，预测了２９８．１５ｋ时ＬｉＣｌ＋Ｌｉ２ＳＯ４和ＬｉＣｌ＋ＫＣｌ水溶液的等温溶解度图．其结果与文献实验值基本一致。     

锂离子二次电池及其电解质的研究

介绍了锂离子二次电池的发展以及与其它二次电池性能的比较,并对影响锂离子二次电池性能的几个问题作了阐述。着重论述了锂离子二次电池的电解质及其导电性能,以及制备六氟磷酸锂的方法。     

三氟乙酸锂-15-冠醚-5体系电迁移法分离锂同位素

锂同位素(~6Li和~7Li)在核工业中有着重要作用。锂汞齐法是目前唯一实现锂同位素工业化生产的方法,然而由于汞的使用,该方法具有较大的环境风险。开发绿色高效的锂同位素分离方法对国家能源安全具有重要意义。在本论文中,制备了溶解锂盐的冠醚溶液,并以其作为阳极液,施加电场驱动锂离子向阴极液迁移;与溶有15-冠醚-5的锂盐水溶液作为阳极液相比,研究发现在阳极液体系中引入水分子可以促进锂同位素的分离。同时还考察了不同隔膜对锂同位素分离的影响,发现使用强疏水性隔膜时,短时间内有较好的分离效应。