高纯碳酸锂的应用与制备方法评述

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1、万方数据·综述·IM&P化I矿物与加I2005年第M期文章编号：1008—7524(2005J11—0005一04高纯碳酸锂的应用与制备方法评述+伊文涛，闫春燕，戴志锋，李法强，马培华(中科院青海盐湖研究所，青海西宁810008)摘要：简要介绍了高纯碳酸锂的研究状况，重点对高纯碳酸锂的制备方法进行了较为详细的论述，并对锂盐产品的深加工和高纯碳酸锂的开发应用前景进行了展望。关键词：高纯碳酸锂；用途；性质；制备中图分类号：TQl31．1文献标识码：A0引言Li：CO，是锂化合物中最重要的锂盐，是制备其它高纯锂化合

2、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Li2C03。随着卤水提锂技术的成熟，技术级Li2C03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

3、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⋯2。1高纯Li2C03的用途及研究状况高纯度的Li2CO，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，99．999％(5N)的高纯Li，CO，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LiC002、LiMn204等)及电解质原料使用的高纯Li2C03越来越受到人们的重视[3J。另外

4、高纯Li2C03作为一种基础锂盐，还可用来生产高纯度的氯化锂、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、甲基锂等。高纯Li：CO，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Li2c03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Li2COs的研制，1983～1985年间就完成了军用荧光粉级(3N)高纯Li2C03的研制[4I。2002年由该所主持开发的超高纯(

5、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[5]。近年来，随着高纯Li2c03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。2高纯Li2C03的制备方法2．1NI-hHC03沉淀法该法是用NH。HC03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Li2CO，。但NHaHCOs的加入速度要控制好以免反应效果不*收稿日期：2005一06—28基金项目：国家“十五”科技攻关项目(2

6、004BA602B一01)作者简介：伊文涛(1980一)，男，山东泰安人．无机化学硕士生，主要从事锂盐产品的深加工与高值化研究。·5·万方数据·综述·IM&P化I矿物与加I2005年第11期佳。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NI-14HCO，的消耗【6

7、。2．1．1LiOH溶液NH4HC03沉淀法【7J将LiOH与NH4HCO，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

8、早期的高纯Li2C03的制备工艺中应用较多。2．1．2Li2s04溶液氨水NH4HC03沉淀法王桂英等人[8]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。2．2LiOH溶液C02沉淀法151本及俄罗斯的开发人员直接用纯净的Li．OH与C02在水中反应，沉淀制备高纯Li2c03[p10]。该法中的温度控制非常重要，因为c02的溶解

9、度随温度的升高而减小，温度太高c02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C02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，CO：气体经洗涤后，产品纯度取决于LiOH的纯度。此法是制备高纯碳酸锂最直接的方法，应用也最广泛。2．2．1C02分步沉淀法实验证明，先将部分C02通入LiOH溶液体系中，溶液中的钙、镁等杂质离子将首先以碳酸盐的