[其他]提純鋰的工藝過程和設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000002633
• 申請日: 1986-04-15
• 公開（公告）號: CN1004081B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅米尤·雷蒙德
• 申請（專利權(quán)）人: 特種金屬有限公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 羅英銘;陳季壯

本發(fā)明涉及的是提純鋰的工藝過程和設(shè)備。工藝過程的特征是，攪拌在惰性氣體中已熔解的要提純的鋰浴，溫度為４００～７００℃，壓力低于１０帕的條件下選擇性地蒸發(fā)雜質(zhì)，并在低于１００℃溫度下冷凝。設(shè)備由封閉殼體組成，包括：加熱了的上部（１），其中有一容器（９），在容器中攪拌熔解的鋰（１１），而雜質(zhì)從容器中蒸發(fā)出來；冷卻的下部由冷凝表面（１７）和為產(chǎn)生抽空作用的管道（１６）組成。該發(fā)明用于提純鋰，特別是除去鋰中鈉和鉀，特別適用于提純航空目的生產(chǎn)鋁合金所用的鋰。

本發(fā)明涉及的是提純鋰的工藝過程和設(shè)備，特別是含有鈉和鉀的鋰的提純。

眾所周知，鋰是一種令人感興趣的材料，尤其是在航空工業(yè)中，當(dāng)鋰與鋁組成合金時，鋰使合金能夠制造重量輕的大型板材和構(gòu)件，并改善傳統(tǒng)合金的某些機械性能。

然而，用于上述目的的鋰必須有適當(dāng)?shù)募兌龋貏e是鋰中的堿金屬如鈉和鉀的含量必須非常低，因為這些元素使鋁合金的機械性能下降。

目前，用化學(xué)法或電化學(xué)法生產(chǎn)的鋰常常含有由原料帶來的鈉，也含有鉀，尤其是鋰是用電化學(xué)方法生產(chǎn)的時候。因為這種工藝流程在大多數(shù)情況下，免不了采用含氯化鉀的金屬鹽電解槽，其組分經(jīng)電解后部分分解，使得鉀與鋰同時沉積。

因此可以發(fā)現(xiàn)，鋰與鋁制成合金之前，必須進行從鋰中除去這些元素的工藝過程。

從《無機化學(xué)》論文（the treatiseon Mineral chemistry by pascal，Volume II，lst section，1966 edition，page 25）中可以知道，有可能在約700℃溫度下用蒸餾氫化物的方法提純鋰以除去其中的鉀，或者在約400-450℃，1.10^-3帕（pascal）的很低壓力下蒸餾鋰同時減少鈉和鉀的比例。

然而，這些工藝過程需要鋰完全蒸發(fā)，因而引起熱能大量消耗。此外，因為這些金屬的分離系數(shù)很低，如果要達到適當(dāng)?shù)奶峒兂潭龋麴s過程必須進行得非常緩慢。即使在這種生產(chǎn)率很低的情況下，其結(jié)果仍不能避免由于污染和揮發(fā)使鋰顯著損失。

此外，液態(tài)鋰滴流在蒸發(fā)塔壁上引起一般是由不銹鋼制成的設(shè)備嚴(yán)重腐蝕，因此，在生產(chǎn)的金屬中產(chǎn)生了潛在的污染。

由于上述原因，申請者已注意到這些缺點，他們尋求和發(fā)明了非常快速的，可以使污染降低，并且比以前的工藝過程更經(jīng)濟的工藝過程，以及實現(xiàn)所述工藝過程的設(shè)備。

本發(fā)明的工藝過程的特征是攪拌在惰性氣體中熔化了的要提純的鋰組成的浴槽，選擇地在溫度為400-700℃之間，壓力低于10帕下蒸發(fā)雜質(zhì)，并在低于100℃溫度下冷凝。

為了防止氧化，要提純的鋰在避免與空氣接觸的條件下熔化以后，工藝過程還包括：使按這種方法組成的浴槽經(jīng)受攪動，以便總能更新容器中的初始投入的鋰的自由表面。攪拌作用可由任何如攪拌器之類的機械設(shè)備或如通有交流電的電磁線圈那樣的電器設(shè)備來完成，交變電流與它產(chǎn)生的磁場相互作用，在浴槽中感應(yīng)出電動力，產(chǎn)生了引起攪拌作用的拉普拉斯（Laplace）力。同時，由于浴槽被攪拌，金屬保持在400-700℃之間，浴槽自由表面處的壓力降到低于10帕，這樣就在該點產(chǎn)生了蒸發(fā)作用。

用布置在槽端以避免鋰對其產(chǎn)生腐蝕作用的加熱設(shè)備使溫度保持在特定值。至于降低壓力，可由任何適當(dāng)?shù)谋妙愒O(shè)備完成，例如葉片泵與擴散泵的組合。

采用的溫度范圍所根據(jù)的因素是，較高的溫度會增加鋰的損失，而較低的溫度降低了蒸發(fā)的速度，在上述溫度范圍內(nèi)，為了保證足夠的蒸發(fā)，必須維持低于10帕的壓力。因此，最適于實現(xiàn)工藝過程的這些條件所對應(yīng)的溫度為530-570℃，壓力為1.10^-1-1.10^-3帕之間。

在這些條件下進行蒸發(fā)，選擇性較高，就是說，這樣蒸發(fā)能有效地除去雜質(zhì)鈉和鉀，不會引起鋰的大量蒸發(fā)，而且其效果是以相當(dāng)高的速度達到，這樣的速度使其有可能達到適當(dāng)水平的生產(chǎn)效率。依靠本發(fā)明的設(shè)備的特性，消除了工藝過程帶來的腐蝕和污染問題。