硫酸锂离子膜电解法制备氢氧化锂的研究

设计了以硫酸锂溶液为阳极液、氢氧化锂溶液为阴极液,借助离子膜电解装置,完成氢氧化锂的电化学合成。以阴极电流效率和单位产品(氢氧化锂纯溶液)电能消耗为指标,阳极液初始浓度、阴极液初始浓度、循环转速、反应温度以及电流密度为因素,对电解条件进行了系统考察及参数优化,获得了优化的实验参数并进行了验证。结果表明,当阳极液浓度和阴极液浓度分别为200 g/L和25 g/L、循环转速为350 r/min、反应温度为70℃以及电流密度为1730 A/m2时反应体系具有较好的电解效能。优化参数下阴极电流效率为72.64%,单位产品直流电耗为5975 kWh/t,蒸发结晶产品中氢氧化锂主含量为56.7%,达到GB/T26008-2020电池级单水氢氧化锂的标准。

双极膜电渗析在分离硫酸锂生产酸碱的研究

研究验证了用双极膜电渗析技术在分离锂离子电池正极材料回收过程中的产物Li_(2)SO_(4)溶液并生产高浓度的LiOH和H_(2)SO_(4)溶液的可行性。将1.1 mol/L的Li_(2)SO_(4)溶液转化为2.2 mol/L的LiOH和1.3 mol/L的H_(2)SO_(4)。研究了装置中并联单元组数和溶液流速对回收结果的影响。实验结果表明,Li+回收率能达到92.3%;增加双极膜电渗析装置中并联单元组数,可以使酸室和碱室中溶液浓度增长更快,酸碱溶液的回收效率更高,反应时间变短,能耗降低。5组并联单元的装置将能耗成本降低到3.40 kWh/kg,进而推导出,扩大为100组并联单元时能降低至1.58 kWh/kg;适当增大腔室内溶液流速,能提高反应过程中LiOH溶液浓度,增加Li+的回收率和电流效率;研究表明,将单次Li+回收率控制在80%左右,多次循环分离Li_(2)SO_(4)母液,降低能耗的同时提高产物溶液的纯度。

从浓缩盐卤中分离提取硫酸锂的工艺研究

利用大柴旦盐湖卤水提硼酸和氯化锂中试提锂工艺中得到的反萃取液，根据Ｈ２ＳＯ４－Ｌｉ２ＳＯ４—Ｈ２Ｏ体系相图的工艺解析，经蒸发浓缩、加浓硫酸反应、分离提取等工艺过程，可制取９７％的Ｌｉ２ＳＯ４·Ｈ２Ｏ．

25℃时硫酸锂-乙醇-水三元体系的相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究了25℃时硫酸锂-乙醇-水三元体系的平衡溶解度及饱和溶液的折光率和密度,并且绘制了25℃时硫酸锂-乙醇-水三元体系相图。用多元线性回归程序对溶液的折光率、密度和硫酸锂的溶解度与液相中乙醇含量之间的关系进行关联,并且计算了乙醇对硫酸锂溶液的盐析率。实验中体系没有产生分层现象,固体为一水合硫酸锂。给出的硫酸锂-乙醇-水三元体系的平衡数据,不仅为溶液化学提供了基础热力学数据,而且为硫酸锂的分离纯化和萃取提供了依据。

固态硫酸锂一水合物脱水过程的非等温动力学

采用TG DTG技术研究了固态硫酸锂一水合物脱水过程 ,运用Malek等提出的热分析动力学数据处理方法 ,确定了脱水过程的动力学机理模式f(α)为n(1-α) [-ln(1-α) ]1 - 1 n或为αm(1-α) n,并求得相应动力学参数。

一水硫酸锂非等温动力学参数的确定

利用DTA技术研究了一水硫酸锂脱水及固 固相变的非等温动力学。并运用Kissinger和Ozawa方法计算了脱水及固 固相变过程的表观活化能和反应级数 。

LiV_3O_8电极在硫酸锂-水-乙醇电解质中的电化学性能研究(英文)

应用低温液相反应再经450℃中温锻烧制备LiV3O8活性物质,并用X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)表征了产物LiV3O8结构、形貌.电化学方法研究LiV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇中性电解质溶液中的性能.恒流充放电结果表明,LiV3O8电极的比容量随电解质溶液中乙醇含量的增加而降低,若同时考虑电解质溶液的电导率和电极的稳定性,水/乙醇体积比4∶1最为合适.交流阻抗测试表明,溶液的欧姆电阻以及电极/电解质界面的电荷转移电阻随溶液中乙醇含量的增加而增大;随着充放电循环的进行,电极/电解质界面的电荷转移电阻增大,电极的活性降低.

一水硫酸锂动力学参数的热分析研究

用热分析技术研究了一水硫酸锂脱水及固 固相变的动力学参数 ,计算了一水硫酸锂脱水及固 固相变过程的表观活化能和反应级数 ,并对几种热分析处理动力学数据的方法进行了比较 ,结果表明几种方法所得结论基本一致。

聚苯醚磺酸锂／齐聚醚硫酸锂共混物的阳离子导电性

本文合成了聚苯醚磺酸锂（ＳＰＰＯＬｉ），并研究了影响它和齐聚醚硫酸锂（ＳＡＬ８）共混物离子导电性的各种因素，如温度、组成比、聚苯醚磺酸锂的磺化度等。共混物的室温导率为８．０×１０－７Ｓ·Ｃｍ－１，直流极化特性为单离子导体特性，阳离子迁移数达０．９９．

硫酸锂钠晶体相变点附近的光散射

硫酸锂钠晶体(LiNaSO_4)属于二元阳离子硫酸盐.室温下它具有六角结构,其对称性为P31C(C_(3(?))~4),每个原胞中存在六个分子.硫酸锂钾晶体(LiKSO_4)也属于二元阳离子硫酸盐同样以锂离子作为阳离子,但是这两种材料的高温行为差别很大.Li的X射线研究和Zhang等的Raman光谱研究发现,LiKSO_4在高温区存在无公度相和超晶格相;而LiNaSO_4不存在这样的相;LiNaSO_4晶体在高温时显示了快离子导电性,而LiKSO_4不存在这样的导电性.Schroeder等,Josefson等研究表明,当温度升高至791K时,LiNaSO_4晶体进入体心立方的快离子导电相.836K温度下它的导电率为1.008Ω^(-1)cm^(-1).在791-893K的亮温区,晶体处于高温塑性相. 通过与温度有关的极化Raman光谱的测量,发现LiNaSO_4晶体存在三个温区:室温-705K,705-792K,792-893K.

三室膜电解法由硫酸锂制备氢氧化锂的实验研究

设计了三室膜电解槽并建立了实验流程，进行了不同电流密度下的初步可行性摸索实验，并选择适宜的电流密度条件，进行了酸室、盐室、碱室初始浓度及循环流速等4个影响因素的条件优化实验．实验结果表明，电流密度在500～1800A／m^2的范围内，三室膜电解法由硫酸锂制备氢氧化锂的过程在技术上是完全可行的；电流密度在500A／m^2时，电流效率达到最高值而能耗也达到最低值．通过正交实验判断4个条件参数对电流效率和能耗的影响，得到了最优的实验条件组合；进一步的实验验证表明，在酸室、盐室及碱室的初始浓度分别为2．7、1．0及1．0mol／L，循环流量为30L／h条件下，电流效率达到66．74％，能耗达到6．37（kW·h）／kg LiOH，优于正交实验中所有结果．

差热—热重分析研究一水硫酸锂非等温动力学参数

用差热（DTA）－热重（TGA）分析技术研究了一水硫酸锂脱水及固－固相变的非等温动力学，由不同升温速率下，差热－热重曲线计算了一水硫酸锂脱水及固－固相变过程的表观活化能和反应级数，并对几种热分析处理动力学数据的结果进行了比较，表明几种方法结果一致。

磷酸铁锂正极废粉提锂后的硫酸锂除磷和除氟研究

针对废旧磷酸铁锂正极粉经硫酸浸出后得到的硫酸锂中氟、磷含量高的问题,开展了水合金属氧化物吸附除杂工作,重点研究了吸附剂种类、吸附剂用量、溶液pH、吸附温度、吸附时间、共存阴离子浓度等因素对F^(-)、PO_(4)^(3-)吸附规律的影响。结果表明,La(OH)_(3)的吸附效率优于Zr(OH)_(4)或Ce(OH)_(4)。随着吸附剂用量或溶液pH的提高,La(OH)_(3)对F^(-)、PO_(4)^(3-)的吸附容量降低;提高吸附温度或延长吸附时间有利于提高F^(-)、PO_(4)^(3-)的吸附率。此外,提高共存阴离子浓度,有利于强化对同离子的吸附,而对其他共存阴离子的吸附过程有一定的抑制作用。在溶液pH=3.0的体系中,La(OH)_(3)为用量3.0 g·L^(-1)、吸附温度60℃、吸附时间60 min的条件下,F^(-)、PO_(4)^(3-)的吸附容量为48.1mg·g^(-1)和49.8mg·g^(-1),吸附率分别为96.0%和97.4%。XRD和EDS结果表明,F^(-)、PO_(4)^(3-)在La(OH)_(3)上的吸附,主要是与OH-间发生了配体交换反应。La(OH)_(3)对F^(-)、PO_(4)^(3-)的吸附容量和选择性高,可实现深度除氟和除磷的目的。

西台吉乃尔湖晶间卤水兑卤盐析制取硫酸锂的研究

依据Li^+,Mg^(2+)//Cl-,SO_4^(2-)——H_2O四元交互体系平衡相图理论,将卤水中的锂富集到1%以上,通过兑入硫酸镁改变卤水组成及其结晶路线,析出硫酸锂。

挥发除硼-硫酸锂重量法测定锂硼合金中锂

锂硼合金中锂元素的含量对电池的电化学性能起着决定性作用。而使用重量法测定锂时,流程较长,且大量共存的硼干扰锂的测定。试验探究了先使用甲醇除硼再采用硫酸锂重量法测定锂硼合金中锂的方法。样品经稀硝酸溶解后,加入2.0 mL无水甲醇,于90℃左右恒温水浴锅中挥发除硼,然后加入2.0 mL硫酸(1+1)和少量水溶解盐类,转移至铂坩埚中,高温加热至硫酸烟冒尽,将铂坩埚移入800℃马弗炉中灼烧3 h,使锂生成硫酸锂并恒重、称量,并用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定固体中的氧化硼和硫酸镁的含量以修正测定结果。方法用于测定3种锂硼合金实际样品中锂,结果的相对标准偏差(RSD,n=11)为0.34%~0.56%;加标回收率为98%~103%。

硫酸锂溶液中微量磷酸铁诱导结晶除磷研究

磷酸铁锂正极粉提锂后得到的硫酸锂溶液中,PO43-含量520ppm,铁离子30ppm,铝离子24 ppm,需要纯化除去。以其为研究对象,基于均相结晶和磷酸铁诱导结晶的磷脱除对比结果,系统研究不同结晶条件对除磷酸根效果的影响。结果表明,磷酸铁诱导结晶效果显著优于均相结晶,最佳结晶条件为晶种FePO_(4)·2H_(2)O用量为8.0g/L,体系pH值4.0,Fe/P摩尔比1.1,反应温度70℃,磷的脱除率高达99.5%,溶液中磷残余量降至0.3ppm。6次循环实验和XRD结果均表明晶种结构稳定,这为有效解决了传统铁盐除磷效果差、污泥产生量大等难题提供了保证。

废旧电池资源回收过程中含氟硫酸锂液除氟的研究

本文针对废旧电池回收过程中浸出硫酸锂液氟含量高的情况,采用高效除氟剂对高氟硫酸锂溶液进行了除氟处理工艺研究,考察了除氟剂用量、反应pH、反应时间及反应温度等因素对除氟效果的影响。研究结果表明,常温下,调节废水pH=6.5,除氟剂用量6‰,反应时间20min,然后采用PAM进行絮凝、沉淀后的硫酸锂液氟浓度由47.7mg/L降低至7.8mg/L,锂损失率仅为0.069%。

试剂级一水合硫酸锂的研制

本文研究了以工业碳酸锂为原料,制备试剂级一水合硫酸锂的工艺条件。

硫酸锂多效蒸发系统经济温差的研究

硫酸锂多效蒸发系统中,随压缩机温度的提高,系统投资减小,但运行费用增大。随温度的降低,系统投资增大,但运行费用减小。通过计算,试图找到最经济的温升。