高純鋰

高純鋰鹽近年來在新能源和新材料等技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大,尤其是在鋰電池行業(yè)中的應(yīng)用極為突出,產(chǎn)品的品種不斷推陳出新,產(chǎn)量亦逐年遞增,鋰已經(jīng)越來越表現(xiàn)出其作為能源金屬的重要性。

高純鋰鹽工藝研究水平和商品化程度較高的是美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家。其中美國的研究以資源開發(fā)以及在軍事和宇宙方面的應(yīng)用為主,其與智利合作成功開發(fā)了鹽湖鹵水提鋰工藝,大幅度降低了作為基礎(chǔ)鋰鹽的工業(yè)碳酸鋰的生產(chǎn)成本,同時基本壟斷了工業(yè)鋰鹽市場;日本的研究以民用為主,重點(diǎn)開發(fā)了商品鋰電池并使其成為手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等小型電器的主要電源。 2100433B

鋰，符號Li，分子量6.941系輕軟金屬，易切割。新切開的剖面呈銀白色，若暴露在空氣中則立即生成一層氧化物薄膜。它能與水、酒精和酸起激烈的反應(yīng)，同時釋出氫氣；能溶于液態(tài)氨中，溶液呈深藍(lán)色，在空氣中加熱則燃燒。其比重為0.53，熔點(diǎn)186℃，沸點(diǎn)1372℃。

高純鋰蒸餾法

用電解還原氯化鋰和氯化鉀的混合物可制得純度為99.9殤的工業(yè)鋰。

Schmidt在工業(yè)鋰中添加了少量氧化硼，然后在襯鉬不銹鋼蒸餾塔內(nèi)蒸餾混合物，首次制得了99.9999%高純鋰。

在此以前無論用區(qū)熔精制或蒸餾法提純都未能使鋰的純度超過這一水平。用真空蒸餾法未能獲得高純鋰的原因是由于鋰中的某些雜質(zhì)（主要是堿土金屬）的蒸汽壓與鋰的蒸汽壓相差很小。

這一方法的根據(jù)是通過改變雜質(zhì)的蒸汽壓來達(dá)到鋰的分離。氧化硼與鋰反應(yīng)，生成氧化鋰；氧化鋰與堿土金屬反應(yīng)，生成鋰和堿土金屬氧化物。鑒于堿土金屬氧化物與鋰的蒸汽壓相差較大，故可達(dá)到理想的蒸餾，所得到的鋰可用光譜分析；測定電阻率以及導(dǎo)電電子的自旋共振情況來檢驗(yàn)其純度。

高純鋰吸氣法

此項(xiàng)研究的目的是為了發(fā)展一種使金屬鋰中氧、氮、碳及金屬雜質(zhì)盡可能少的純化方法，并用這種鋰來制取高純氫化鋰。由于迄今制取的氫化鋰中氧是主要的雜質(zhì)，所以此研究主要是針對除氧的?，F(xiàn)有的一些方法可使鋰中金屬雜質(zhì)降低到合乎要求的值，而氧仍是一個問題。在自鋰中除氧的研究方法中存在的問題之一，是缺乏準(zhǔn)確地測定低于50appm氧濃度的分析方法。幸而，直線加速器為光活化分析法測定氧（和碳）提供了高能γ射線，這種方法能對含量在1--100appm范圍內(nèi)的氧和碳進(jìn)行可靠的精確測量。

可能的除氧方法有：真空蒸餾，區(qū)域精煉，過濾，離心分離及化學(xué)去氧（吸氣法）。用真空蒸餾法可使鋰中金屬雜質(zhì)濃度降低到10ppm，如果采用一些特殊措施，甚至可降低到2ppm。但是在真空蒸餾過的物料中，氧仍然還有約100ppm。這時就要用到吸氣法。

除在鎢絲爐和氫化裝置中的加熱操作外，這些實(shí)驗(yàn)都是在氬氣手套箱中進(jìn)行的。在裝好料，取好原料樣品并密封好以后，把不銹鋼吸氣容器送入鎢絲爐中，在1大氣壓的氬氣初始壓力下，在約1100 K下加熱到所需時間在1大氣壓的氬氣下進(jìn)行冷卻；然后返回到手套箱。在實(shí)驗(yàn)3中鋰和吸氣劑是在氫化裝置中加熱的。該氫化裝置的不銹鋼殼體中的鉬襯里是經(jīng)過除氣的。吸氣容器和接收器開始一起被密閉起來，接著予回轉(zhuǎn)爐中在978—1075K下共加熱11.5小時；然后使吸氣容器與接收器分開，并用蓋子密封起來，再后在鎢絲爐中予1102K下加熱16小時。

用過濾法或傾析法分離吸氣劑之后，把鋰密閉在氫化容器中，由手套箱中送至氫化裝置轉(zhuǎn)化成LiH或LiD。氫化過程一般是在約1010K，在2—5個大氣壓的氫氣或氘氣壓力下進(jìn)行1—4小時。然后緩慢地冷卻氫化容器，以促使生成單晶體或大的多晶體。冷卻以后，為了進(jìn)行仔細(xì)檢查和取氫化物樣品，密閉的氫化容器再返回到手套箱中。LiH或LiD樣品貯存于手套箱中的聚乙烯容器中。用不銹鋼鉆孔器移出40-80毫米長的芯來取得高純鋰樣品。