盐化工工艺学-第七章.ppt

授课对象：2009级化工本 授课教师： 黄 美 英 总 学 时： 48 课时：3学时 要求：了解锂资源及锂盐性质、用途，了解其生产方法。 * * 第七章 锂盐 7.1 锂资源及锂盐性质 7.2 锂盐用途 7.3 锂盐生产方法和工艺流程 内 容 7.1 锂资源及锂盐性质 锂产品 工业产品：碳酸锂、氢氧化锂、硫酸锂、溴化锂、 氯化锂、次氯酸锂、硬脂酸锂、丁基锂、金属锂。 海湖盐和井盐卤水中的锂主要以碳酸锂、硫酸锂、 氯化锂、金属锂,钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂。 锂资源 地壳中含锂0.007%，145种矿物都含有锂， 只有伟晶岩中的五种矿物得到工业重视：锂辉石、 锂云母、透锂长石、锂磷铝石和锂霞石。 盐湖卤水中也含锂。 锂辉石原矿 紫锂辉石 天然锂辉石 紫锂辉石 紫锂辉石手链 紫锂辉石钻戒 锂云母 锂云母 镶嵌在锂云母里的 粉红色电气石 透锂长石 锂磷铝石 锂霞石 锂资源分布 中国、美国、前苏联、以色列、约旦、玻利维亚。 盐湖卤水、海水等 锂资源，中国占世界第一，58%，美国次之。 津巴布韦、西南非洲 锂云母 西南非洲、巴西、澳大利亚、德国、日本、前苏联 透锂长石 美国、加拿大、津巴布韦、西南非洲、扎伊尔、巴西、意大利，前苏联。 锂辉石 分布地点 资源 锂储量与产量 锂资源，中国占世界第一，58%，美国次之。 8.4×103t /a（84年） 中国 产量占世界70%，名列第一 美国 海水中约有2.5×1011t，地壳中含0.007%。 世界 锂的物理性质 0.543g/cm3 密度 3.9382J/kg 热容 1314℃ 沸点 比钠钾硬，也很软。 毒性 179℃ 熔点 6.941 分子量 银白色 颜色 Li 分子式 锂的化学性质 化学性质太活泼， 必须存放在液体 石蜡或煤油中， 或以氩气为保护 气的密闭容器内。 7.2 锂盐用途 能与气体结合，在冶金工业中用作去气剂，消除有害气体改善金属机械性能、提高冶炼金属质量。锂镁合金锂铝合金是高强度轻质合金，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗冲击性能以及延展性大，弹性模量大，抗高速粒子穿透性等特点，是导弹、火箭、飞机、卫星、飞船的理想材料等。 冶金工业 锂铝合金、锂镁合金密度小，强度大，抗疲劳性好；锂—6是氢弹原料，热核反应堆原料。锂导热率高，熔化温度范围大，液态锂蒸汽压低、汽化热高、密度小、黏度小，导热率高，热容量大，用于反应堆做冷却剂等 原子能工业和航天工业 用途 领域 油脂中加入锂制成锂基润滑油，可使-50~200℃范围内机械的安定性、胶体稳定性增强，寿命延长抗水性增强及抗腐蚀性增强，能适应高速运转。 润滑工业及 有机合成工业 最轻、极强的电位，是制作高效能无污染电池的理想材料。锂电池的比能量是普通电池的4~30倍，使用温度范围宽，低温性能好、干湿寿命长，放电平衡，可在高密电流下充电，充电时间短。 新能源材料工业 溴化锂和氯化锂、氢氧化锂用于空调、制冷、除湿及空气净化系统。 制冷空调工业 碳酸锂用于狂郁病的化疗，防止再发病的有效药剂，能减弱癌症患者白血球的减少，有效抵抗去氧核糖核酸的病毒，并可控制口部和生殖器的疱疹感染。 医药方面 助溶剂可简化玻璃生产工艺流程，缩短生产周期，使玻璃易于加工，提高玻璃密度、强度、韧性、表面光泽和耐腐蚀性等。 玻璃陶瓷工业 用途 领域 7.3 锂盐生产方法及工艺流程 固体矿 液体矿 磷酸盐沉淀- 离子交换分离法 煅烧法- 碳酸钠法 二氧化锰 离子筛法 萃取法 硫酸浸取法 生产碳酸锂 煅烧法 煅烧法生产碳酸锂的工艺流程 该流程采用碳酸钠提取碳酸锂，当碳酸锂母液 多次循环之后，锂的提取率稳定在98%以上，锂 的总收率可达90%。 以盐湖卤水制盐（氯化钠、七水硫酸镁、 光卤石）之后的母液为原料。 锂浓度0.15% 磷酸盐沉淀-离子交换分离法 以盐湖晶间卤水为原料——青藏高原 基本原理 沉淀反应 溶解 交换 洗脱 沉淀碳酸锂 操作影响因素 沉淀剂的选择和沉淀酸度 结论：磷酸二钠和磷酸三钠沉淀效果接近，PH值在9.2~12之 间沉淀率接近，因此从原卤中直接沉淀锂较为经济适宜。 温度和保温时间 结论：沉淀温度90℃，保温时间：2.5~3小时。 磷酸盐用量 结论：24.56g十二水磷酸氢钠/L卤水。 锂离子与磷酸根离子的分离 磺酸型强酸性阳离子交换树脂实验结果：D型树脂对锂 的交换速度大于C型，H型比Na型更易交换和洗脱，洗脱区 更集中。D型树脂交换锂更经济和合理。 D型树脂：大孔径树脂 C型：凝胶型