冰晶石(AlF3)是一种重要的工业原料,主要用于铝电解过程中作为助熔剂,降低铝电解质的熔点。当冰晶石中混入锂盐(如LiF)时,锂盐可以起到以下作用:
1. 降低熔点:锂盐可以显著降低冰晶石的熔点,从而降低铝电解过程中所需的温度,提高电解效率。
2. 改善电解质性质:锂盐可以改善电解质的物理和化学性质,如粘度、电导率、稳定性等,有利于铝电解过程的进行。
3. 减少电解质损失:锂盐可以提高电解质的密度,减少电解质在电解过程中的挥发和损失,降低生产成本。
4. 提高电流效率:锂盐可以降低电解质的电阻,提高电流效率,从而提高铝电解的产量。
5. 减少阳极效应:锂盐可以减少电解过程中的阳极效应,延长阳极的使用寿命,提高电解槽的稳定性。
6. 提高铝的质量:锂盐可以提高铝的质量,减少铝中的杂质含量,提高铝的纯度。
需要注意的是,冰晶石中混入锂盐的比例需要根据具体的生产工艺和电解条件进行调整,以获得最佳的生产效果。同时,过量使用锂盐可能会导致电解质性质的不稳定,影响电解过程的正常进行。因此,在实际生产中需要严格控制锂盐的添加量,并进行充分的研究和实验。冰晶石中的锂盐:电解铝工业的“神秘添加剂”
在电解铝的神秘世界里,有一种物质,它看似平凡,却扮演着至关重要的角色。它就是冰晶石,而今天,我们要揭开它的神秘面纱,聊聊冰晶石中混入锂盐的秘密。
冰晶石:电解铝的“熔剂”
电解铝,这个看似简单的工业过程,背后却隐藏着无数的科学奥秘。在电解槽中,铝土矿经过一系列复杂的化学反应,最终转化为铝金属。而在这个过程中,冰晶石扮演着至关重要的角色。
冰晶石,化学名称为氟铝酸钠,是一种无色透明的晶体。它具有极高的熔点,可以在高温下保持稳定,因此被广泛应用于电解铝工业中。在电解槽中,冰晶石作为熔剂,可以降低氧化铝的熔点,使其在较低的温度下熔化,从而提高电解效率。
锂盐:冰晶石的“神秘添加剂”
然而,在冰晶石的世界里,还有一种神秘的添加剂——锂盐。锂盐的加入,让冰晶石的性能得到了质的飞跃。
锂盐,如碳酸锂、氟化锂等,具有降低电解质初晶点、提高导电率、降低电解质密度等作用。这些特性使得锂盐在电解铝工业中备受青睐。
那么,为什么要在冰晶石中混入锂盐呢?
首先,锂盐可以降低电解质的初晶点,这意味着在相同的温度下,电解质可以容纳更多的氧化铝,从而提高电解效率。
其次,锂盐可以提高电解质的导电率,这意味着电解槽中的电流可以更顺畅地流动,从而提高电流效率。
再次,锂盐可以降低电解质的密度,这意味着电解质在高温下的蒸汽压更低,从而降低能耗。
最后,锂盐还可以降低电解质的表面张力,这意味着电解质与铝金属的接触面积更大,从而提高电流效率。
锂盐的加入,让冰晶石的性能得到了全面提升,为电解铝工业带来了巨大的经济效益。
冰晶石中锂盐的测定方法
那么,如何测定冰晶石中锂盐的含量呢?
一种常用的方法是火焰原子吸收光谱法。这种方法通过在铂坩埚中加入一定量高氯酸,在高温条件下加热冒烟赶氟,再加入盐酸酸化至盐类完全溶解,然后在波长670.80nm处进行测定。这种方法可以避免大量氟基体的干扰,选择一定量的铝钠基体匹配来保证测试灵敏度和准确性。
通过加标回收实验得知,锂的回收率为102%;锂元素校准曲线线性相关系数为0.999 4;锂的检出限为0.006 5g/mL;不同含量含锂冰晶石的锂标准偏差均小于0.01%,与电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法测定结果相一致。
这种方法准确可靠、简单易操作,满足铝电解工业生产分析的需要。
冰晶石中锂盐的制备方法
那么,如何制备含锂的钠冰晶石呢?
一种专利技术介绍了含锂的钠冰晶石的制备方法。该方法包括以下步骤:
1. 氟化铵溶液制备;
2. 铝酸钠与锂盐混合溶液制备;
3. 含锂的钠冰晶石料浆的制备;
4. 过滤:将含锂的钠冰晶石料浆进行过滤,滤饼经干燥,即成。
这种含锂的钠冰晶石,质量稳定,不仅能满足铝电解冶炼中必须有钠冰晶石的要求,而且具有可降低电解能耗的锂冰晶石功能,可替代其它锂盐,减少铝电解冶炼中添加锂盐损失,并简化添加过程,提高生产效率。
冰晶石中锂盐的资源化利用
在电解铝工业中,冰晶石和锂盐的使用量巨大。然而,这些物质在使用过程中会产生大量的废弃物,如含锂大修渣等。这些废弃物中含有大量的可溶性氟化物、氰化物,具有化学毒性,因此被国家列为危险废物。
然而,在这些废弃物中,锂、冰晶石、电解质、碳等有价组分具有较高的利用价值。因此,对含锂大修渣进行无害化处置的同时,分离其中的有价元素生产电池用锂盐、冰晶石和高纯碳粉,是一条切实可行的资源化利用途径。
一种技术采用选择性浸出工艺浸出其中的锂,收得锂盐溶液和浸锂滤饼。浸出过程同步实现含锂大修渣中氰的脱除。将锂盐溶液送工业碳酸锂生产工序经净化、转化、分离、洗涤、干燥收得工业碳酸锂产品和碳酸锂母液。在生产电池级锂盐产品时将工业碳酸锂送电池用锂盐生产工序,经转化收得可溶性锂