[其他]提純鋰的工藝過程和設備

在審

• 申請號: 101986000002633
• 申請日: 1986-04-15
• 公開（公告）號: CN1004081B
• 公開（公告）日: 1989-05-03
• 發明（設計）人: 羅米尤·雷蒙德
• 申請（專利權）人: 特種金屬有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 羅英銘;陳季壯

本發明涉及的是提純鋰的工藝過程和設備。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雜質，并在低于１００℃溫度下冷凝。設備由封閉殼體組成，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），而雜質從容器中蒸發出來；冷卻的下部由冷凝表面（１７）和為產生抽空作用的管道（１６）組成。該發明用于提純鋰，特別是除去鋰中鈉和鉀，特別適用于提純航空目的生產鋁合金所用的鋰。

本發明涉及的是提純鋰的工藝過程和設備，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，尤其是在航空工業中，當鋰與鋁組成合金時，鋰使合金能夠制造重量輕的大型板材和構件，并改善傳統合金的某些機械性能。

然而，用于上述目的的鋰必須有適當的純度，特別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，用化學法或電化學法生產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方法生產的時候。因為這種工藝流程在大多數情況下，免不了采用含氯化鉀的金屬鹽電解槽，其組分經電解后部分分解，使得鉀與鋰同時沉積。

因此可以發現，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》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，因而引起熱能大量消耗。此外，因為這些金屬的分離系數很低，如果要達到適當的提純程度，蒸餾過程必須進行得非常緩慢。即使在這種生產率很低的情況下，其結果仍不能避免由于污染和揮發使鋰顯著損失。

此外，液態鋰滴流在蒸發塔壁上引起一般是由不銹鋼制成的設備嚴重腐蝕，因此，在生產的金屬中產生了潛在的污染。

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濟的工藝過程，以及實現所述工藝過程的設備。

本發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帕下蒸發雜質，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備或如通有交流電的電磁線圈那樣的電器設備來完成，交變電流與它產生的磁場相互作用，在浴槽中感應出電動力，產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，這樣就在該點產生了蒸發作用。

用布置在槽端以避免鋰對其產生腐蝕作用的加熱設備使溫度保持在特定值。至于降低壓力，可由任何適當的泵類設備完成，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的速度，在上述溫度范圍內，為了保證足夠的蒸發，必須維持低于10帕的壓力。因此，最適于實現工藝過程的這些條件所對應的溫度為530-570℃，壓力為1.10^-1-1.10^-3帕之間。

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