金属锂提取工艺比较分析VIP专享VIP免费

第13卷第2期2005年6月盐湖研究J0I『RNAI．OFSALTLAKERESEARCHV01．13No．2Jun．2005金属锂提取工艺比较分析狄晓亮1,2庞全世，李权(1．中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁810(O8；2．中国科学院研究生院，北京1(~Y39)摘要：简述了金属锂的应用以及熔盐电解法和真空热还原法提取金属锂的技术特点，评述了两种方法的优缺点并提出了改进方法，对金属锂冶炼的未来发展进行了展望。关键词：金属锂；电解；真空热还原；提取工艺；比较分析中图分类号：TH826．3文献标识码：A文章编号：1008—858x(2oo6)o2—0045—08锂是自然界中最轻的金属，银白色，密度o．534g／cm3，熔点180．54c【=，沸点1336~C[。自从1817年瑞典地质学家阿弗维得松(A·Arfved．s0n)在锂云母和锂长石中首次发现锂以来。锂在玻璃陶瓷、石油化工、冶金、炼铝、纺织、合成橡胶、润滑材料、医疗等传统领域l2-6J得到了广泛应用。近年来，随着上述传统领域对锂需求量的增加，以及锂在航空航天、核能发电、高能电池、轻质高比强合金等高技术领域]的开发应用研究不断深入，锂成为工业生产中十分重要的金属，被称为“21世纪的能源金属”lJ。目前世界金属锂的产能约为5000t／a，其中美国为2000t／a，德、法均在500t／a，日本为650t／a，我国大约只有300t／'aLI3-l6l。金属锂的生产方法主要有熔盐电解法和热还原法，其中9o％以上是由电解氯化锂一氯化钾熔盐法制备。自从1893年岗茨(C~tz)电解含有等量氯化锂和氯化钾熔体制取金属锂以来，电解法一直应用至今。“真空热还原法”早在2o世纪40年代就已有研究，近年由于市场对金属锂的需求量不断增大，以及真空技术的发展，“真空热还原法”制取金属锂又开始活跃起来，并开始应用于工业生产[。1金属锂的消费及应用金属锂具有质量轻、负电位高、比能量大等优点，成为新的电池能源材料[7,8,10,11]。锂电化学当量仅次于铍，每克锂能放出3．86A·h的电量，是常用电池材料中最高的。由于以锂为负极组成的电池具有比能量大，电池电压高的电性能，并且放电电压平稳，工作温度范围宽(一40—50c【=)，低温性能好，贮存寿命长等优点。应用领域不断扩大，如手机、电子手表、笔记本电脑、心脏起博器、无线电通讯设备、导弹点火系统、潜艇、飞机及一些特殊的军事用途等1。此外，锂还可以制作大型锂蓄电池7J，此种电池是一种既安全又经济的存储装置，它可以把非高峰时期发的电能、太阳能、核能、风能等储存备用。利用这一挣l生，不仅可节省能源，还有利于环境保护。2000年全世界生产锂电池3．76×lOs只，消耗金属锂400t，其中仅Et本在电池行业就消耗金属锂约170—180tit5J。近年来，我国锂电池工业发展速度较快，生产锂电池消耗的金属锂逐年增加。收稿日期；2004—07—04基金项目：青海省重点科技攻关项目(20O3一G一105)作者简介：狄晓亮(1980一)，男，硕士研究生，研究方向：稀有金属提取工艺维普资讯http://www.cqvip.com盐湖研究第l3卷由于锂是金属中最轻的元素，熔点较低，具有体心立方结构，所以经常用于合金生产。特别是铝合金、镁合金等。当铝中含锂2％一4％时，可使合金强度提高10ok，但重量却减少15％一2o％。用铝—锂合金制造飞机翼板，强度增加，重量减轻，裂纹率下降了30％一50％。向镁合金中添加1％一5％的锂，合金的密度下降，合金中的镁由六方晶格转变为正方面心结构，提高了塑性，便于加工。由于锂合金具有加工性能好、延展性大、抗腐蚀性强、抗高速离子、穿透能力大等特性，被广泛用于人造卫星、宇宙飞船、高速飞机的结构材料。同时锂具有较大的中子吸收截面，可作为原子飞机、宁宙飞船等运载反应堆的防护屏L7'l0_。利用锂的核聚变反应堆发电，具有效力高、价格低、安全易控制，放射性危害小等优点[．9，]。20世纪80年代，随着受控核聚变反应堆研究取得突破性进展，使得金属锂在该领域的应用前景变的非常巨大。一个1000MW的核聚变反应堆大约需要金属锂1000t，相当于目前世界锂产量的1／5。目前，国内外已建成240多座核聚变反应装置，中国的1号核聚变反应堆也已取得重大研究成果，预计到2OO6年有望实现受控核聚变反应堆发电工业化1引。一旦受控核聚变反应堆实现工业化，锂的消费量将...