碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石(主要成分为Li 2 O·Al 2 O 3 ·4SiO 2 )为原材料制备L

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石(主要成分为Li 2 O·Al 2 O 3 ·4SiO 2 )为原材料制备L,第1张

(1)增大接触面积,加快反应速率

(2)石灰石

(3) Fe 2+ 、Mg 2+ 、Ca 2+

(4)2Li + +CO 3 2- =Li 2 CO 3

(5)NaOH

碳酸锂在生产二次锂盐和金属锂制品中有着非常广泛的应用,是锂行业中最为关键的产品。在当前碳酸锂的实际生产过程中,其主要的生产原料来源于盐湖卤水和矿石的提取物。当前我国在碳酸锂的生产过程中,主要采用的是固体矿石提取法,国外多采用盐湖卤水提取工艺。目前我国也在积极开采盐湖锂资源,但由于技术、资源等因素的限制,开发速度相对缓慢。为此,有必要对电池级碳酸锂的生产和应用进行深入的探究。碳酸锂在工业生产中有着比较广泛的应用,也是药剂学中的重要原料之一,在化工产业的发展中,也扮演者非常重要的角色。在其实际生产实践过程中,碳酸锂根据纯度的不同,分为工业级碳酸锂和电池级碳酸锂。电池级碳酸锂的化学成分纯度更高,包含的杂质更少,可以有效保证电池的性能。随着当前工业的不断发展,对碳酸锂的纯度要求也在不断提升,很多行业直接要求采用电池级碳酸锂,对碳酸锂工艺的要求越来越高,不仅要求生产的质量,还要求生产的规模和现代化程度。

应用

电池级碳酸锂是生产锂离子电池正极材料的关键原料,如钴酸锂电池、磷酸铁锂电池以及三元电池等的正极材料,均是以电池级碳酸锂为基础合成而得。此外,电池级碳酸锂作为锂离子电池的电解质添加剂,不仅能够显著提高电池的安全性能,而且可延长使用寿命。因此,电池级碳酸锂制备工艺的改进对于促进锂离子电池行业的发展具有重要推动作用。

(1)增大锂辉石与硫酸的接触面积,加快浸出反应速率,提高浸出率

(2)Al 3+ 、Fe 3+    CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O+CO 2 ↑ (3)2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O,

(4)Li 2 CO 3 的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失   (5)Na 2 SO 4

试题分析:(1)锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒可以扩大与硫酸的接触面积,加快浸出反应速率,提高浸出率。(2)在搅拌下加入石灰石以调节溶液的PH到60—65,此时因为Fe 3+ 、Al 3+ 完全形成氢氧化物沉淀时,溶液的PH分别为32、47,其它的PH值都大于 60—65。故此时沉淀的杂质离子有Al 3+ 、Fe 3+  。石灰石调节溶液PH的原理的离子方程式为CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O+CO 2 ↑。(3)加入双氧水能把亚铁离子氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe 2+ +H 2 O 2 +2H + =2Fe 3+ +2H 2 O,其它的反应都是复分解反应。(4)根据表格中碳酸锂的溶解度与温度的关系可知:Li 2 CO 3 的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失。(5)由于它们发生了复分解反应。所以从滤液c中可回收的主要物质是Na 2 SO 4 。

本题是一个工艺生产背景,目的是用锂、铝硅酸盐制备Li2CO3。

大致浏览流程图知道第Ⅰ段是把锂元素转移到溶液中,第Ⅱ段是除去杂质,第Ⅲ段是反应生成产品。

第(1)小题,固体粉碎后接着进行酸浸,要发生化学反应,故其直接目的是增大固体与硫酸的接触面积,增大了反应速率,间接目的是使单位时间内锂元素的浸出率更高。

第(2)小题,要求用调节pH的方法使杂质离子沉淀除去,显然需要用到题干中几种阳离子的沉淀pH信息,调节前是酸浸得到的溶液,硫酸必然是过量的故酸性较强,调节的目的应该是使pH升高,故应加入可以中和酸的物质。

第(3)小题,隐含的信息更多了,这时需要把物质的转化流程梳理一下:调节pH到65只能除去H+、Al3+、Fe3+,而且还引入了Ca2+,说明还存在的杂质离子是Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+,H2O2溶液是氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+,石灰乳可接着将Mg2+和Fe3+沉淀,而Na2CO3溶液可将Ca2+沉淀,而Na+­­仍然在溶液中。

第(4)小题,溶液中主要是Li2SO4,结合题干中的溶解度信息,生成的沉淀应该是Li2CO3。

第(5)小题,沉淀反应发生前,溶液中含大量的Li2SO4和少量Na+­­,沉淀反应后溶液中留下大量Na2SO4和可能过量的少量Na2CO3,题目问主要物质,答Na2SO4即可。

密度、用处。

1、密度区别:氯化锂密度为2068克每立方米,碳酸锂密度为211克每立方米。

2、用处区别:氯化锂是用于制造焊接材料、空调设备和制造金属锂的原料,而碳酸锂是用于多种药物的成分之一。

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