A tiszta lítium megszerzésének módszerei - minden a kohászatról

Az elektrolízissel vagy vákuum-metallotermikus módszerrel előállított lítium legfeljebb 98-99% Li-t tartalmaz.
A táblázatban. A 2. ábra az elektrolitikus módszerrel nyert lítium kémiai összetételét mutatja.

A leggyakoribb és nemkívánatos lítium-szennyező a nitrogén, melynek hatása magas hőmérsékleten jelentősen megnő a szerkezeti anyagok korróziójának aránya, amellyel a folyékony lítiummal érintkezik. Alacsonyabb hőmérsékleten a rendszer csővezetékeinek hideg szakaszain lítium-nitrid szabadul fel és eltömődik.
Lítium nincs hosszú felezési idejű radioaktív izotópok, de néhány szennyezések közvetlen csővezetékek hurok hosszú életű maradék aktivitás meghaladhatja a megengedhető határt, amelynél lehetőség van a munka védelem nélkül. A lithium szennyeződés a beérkezéskor, tároláskor, feldolgozáskor és használatkor is előfordulhat.

Lítium-tisztítás alacsony hőmérsékletű szűréssel

Lítium lehet szűréssel tisztítjuk a tűzálló szennyeződések (oxidok, nitridek és mások.) Legfeljebb a oldódásának határa ezek a szennyeződések az olvadt lítiummal egy kissé magasabb hőmérséklet a olvadáspontja, tisztán lítiumot. A lítiumnak az oxidoktól és nitridektől való tisztítása a hőmérsékleti oldhatóságuk megváltozásával történik. Alacsony hőmérsékleten ezek a szennyezések kicsapódnak és kiszűrhetők.
A nitrogén és oxigén lítiumban való oldhatóságát az alábbiakban a hőmérséklet függvényében adjuk meg (tömeg%):

Ezekből az adatokból az következik, hogy az oxigén sokkal alacsonyabb oldhatóságot mutat a lítiumban, mint a nitrogén. A nitrogén oldhatósága gyorsan növekszik a hőmérsékleten. Az oxigén oldhatósága lítiumban valamivel magasabb, mint az olvadáspontja, kisebb, mint 0,01%. Ezért az alacsony hőmérsékletű lítium-szűrés, például 250 ° C-on, hatékonyabb a lítium oxidoktól való tisztítására.
Szűréshez vas-, alacsony szén- vagy rozsdamentes acélból készült fém-kerámia szűrőket használnak.

Lítium tisztítása szennyeződések "fagyasztásával" (hidegcsapdák használata)

Lítium tisztítása oxigénből és nitrogénből aktívabb fémekkel való kölcsönhatásukkal

Lítium-tisztítás vákuumdesztillálással

Nagy tisztaságú lítium előállítására, a technikai fém vákuumdesztillálására és kijavítására használják. A legtöbb fémes szennyező anyag gőznyomása jelentősen különbözik a lítiumgőz lerakásától, így ezek a szennyeződések elválaszthatók a lítiumtól. Az alábbiakban a lítiumban jelenlévő különböző fémek gőzök egyensúlyi arányait szennyezőként és gőzének rugalmassága 800 ° C-on tartja:

Ezekből az adatokból kiderül, hogy a lítium desztilláció hatékony eljárás lehet a kálium, a nátrium, a kalcium, az alumínium, a szilícium és a vas szennyeződésének tisztítására.

A nátrium és a kálium szennyeződésének desztillációjával végzett lítium-tisztítás tanulmányait Rogers és Vien végezte. Az 1. ábrán. Az 1. ábra lítium-desztillációra szolgáló berendezés vázlata. Az eljárást alacsony szén-dioxid-kibocsátású acél (1,6 m hosszúságú, 0,235 m átmérőjű) visszaverődéssel végeztük. A retort egyik végét, amelyben a technikai lítium található, egy induktorba helyezték, a másik pedig vákuumrendszerhez kapcsolódott, amely vákuumot hozott létre

Lítium tisztítása hígítással

A lithium-újra-litográfiát a kupakban (3. ábra) és a bespolpachkovoy oszlopokban végeztük. Az oszlopok átmérője 0,05 m volt, magassága 1,5 m. Az oszloptest speciális ötvözetből készült, és a szekciók Armco vasból készültek. A helyreigazítás során a maradék nyomás 6-7 * 10-3 mm Hg volt. Art. A 98,6% Li tisztaságú kiindulási fémet egy többrétegű kemencével fűtött tégelybe töltöttük. A deflegatort tartalmazó lítium tartalmaz kálium, nátrium és magnézium illékony adalékokat, és az alsó maradék tartalmazta az összes alig illékony szennyeződést. A lítium tisztasága a kupak oszlopában lévő lemezeken 99,99% volt, a bezlopachkovoy pedig 99,98% volt.

Lítium tisztítás zónás olvadással

A zóna megolvadása előtt a lítiumot mechanikai zárványokból szűrték. A zóna olvadását tiszta száraz argon atmoszférában hajtottuk végre. 15 lépés után 0,5 mm / perc sebességgel az 1. táblázatban megadott eredményeket kaptuk. 5.

Ennek következtében a 99,79% -os tisztaságú lítiumot 99,96% -ig tisztították, vagyis elhanyagolható, így a lítium zóna tisztításának módszere kevéssé érvényes.

Lítium centrifugálással történő tisztítása

A módszer azon a tényen alapul, hogy amikor a centrifuga forgásban tartjuk, sebessége körülbelül 500 fordulat / perc alatt a centrifugális erők hatására a nehezebb szennyeződések elutasította a periféria fémek (fenék) megtöltött kazettán technikai lítium. Ezt a módszert a kellően mély tisztítási fok jellemzi.
Az 1. ábrán. A 4. ábra egy centrifuga vázlatát mutatja. A lítium megtartása megolvadt állapotban a centrifuga egy fűtőberendezéssel és egy tekerccsel van ellátva a fém gyors lehűtésére a folyamat végén.
Az alábbiakban a szennyezõdések eloszlása ​​egy lítium öntvényben centrifugálás után irányított kristályosítással kombinálva,% (tömeg%):

Amint látja, a tuskó felső része sokkal kevesebb szennyeződést tartalmaz, mint az alsó rész.