美国锂公司由碳酸锂转化氢氧化锂的工艺研究
海外碳酸锂公司系列之一：Rockwood Holdings
2013年01月11日 09:17 东兴证券生意社01月11日讯美国特种化学品和先进材料制造商RockwoodHoldingsInc(NYSE:ROC)于2005年在美国纽约证券交易所上市,公司旗下拥有Lithium(Chemetall)、SurfaceTreatment、PerformanceAdditives、TiO2Pigments和AdvancedCeramics多个子公司,业务覆盖碳酸锂、表现处理、合成颜料等多个领域。
观点:1.收购Chemetall,奠定锂业巨头地位Rockwood是美国特种化学品制造商,在美国纽约证券交易所上市,业务覆盖碳酸锂、表现处理、合成颜料等多个领域。
2004年通过收购德国Chemetall进军锂产业,Chemetall公司拥有美国SilverPeak盐湖和智利Atacama盐湖,通过收购Chemetall,Rockwood奠定了全球锂业巨头的地位。
ChemetallGMBH的总部位于FRANKFURTAMMAIN,是一个专注化工领域的全球性公司。
该公司重点关注化工产品以及金属表面的化学处理及其修补的工艺,如化工领域中精细化学,如锂和铯等化合物。
2011年,Rockwood实现销售收入36.69亿美元,其中Chemetall贡献收入约9.3亿美元。
Chemetall拥有美国内华达州SilverPeak盐湖的卤水资源,是唯一一家在美国提锂的企业,同时公司还在智利Atacama盐湖提锂。
公司产品种类丰富,以丁基锂、金属锂等深加工产品为主,也涉及锂电池材料和基础的碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂。
下游市场分散,主要是医药、化工、空气处理、电解铝、锂电池、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料、冶金等。
Chemetall拥有技术优势,深加工产品齐全。
Chemetall具有很强的研发能力,每年用于研发的资金投入占销售收入的2%以上,母公司RockwoodHoldings已拥有3000多项各类专利。
碳酸锂苛化法制备氢氧化锂的研究
碳酸锂苛化法制备氢氧化锂的研究
碳酸锂苛化法是一种新型制备氢氧化锂的新技术，具有工艺简单、耗能少、成本低等优点。
氢氧化锂作为高性能储能材料，受到大家的广泛关注，研究如何有效制备氢氧化锂受到了重点研究。
碳酸锂苛化法可以在常温通过简单的合成步骤制备高纯度的氢氧化锂，工艺简单，耗能少，成本低。
碳酸锂苛化法中，碳酸锂表现出强大的活性，可以与不同物质发生反应，进而生成高纯度的氢氧化锂。
该法中，将碳酸锂加入到水中，再将水溶液用苛性物质 (NaOH, KOH, NH3H2O等) 进行苛化，然后将反应液降至pH=7，并加入氯化钠进行沉淀，最后用乙醇进行洗涤，形成高纯度的氢氧化锂粉末。
具体的步骤如下：
第一步：将碳酸锂加入到水中，并反应至所需温度，然后用苛性物质（例如NaOH, KOH, NH3H2O等）进行苛化，使碳酸
锂发生反应，生成氢氧化锂悬浮液。
第二步：将反应液的pH控制降至7，并加入氯化钠进行沉淀，使悬浮液中的氢氧化锂沉淀出来，而其他不溶物质留在溶液中。
第三步：将悬浮液加入乙醇，使残留悬浮物全部溶解，形成氢氧化锂溶液，然后用滤纸进行过滤，使得悬浮物与乙醇完全分离。
第四步：将滤后的溶液用毛细管蒸馏挥发，最后得到高纯度的氢氧化锂粉末。
碳酸锂苛化法制备氢氧化锂的研究取得了一定的成果，具有优点，简单易操作，工艺耗能少，成本低，可以生产大量高纯度的氢氧化锂。
但目前该法也存在一些弊端，如回收率低、洗涤工序复杂等，希望通过进一步的研究，改进碳酸锂苛化法，提高其回收率以及减少所需工序，使其成为良好的制备氢氧化锂的方法。
电池级碳酸锂氢氧化锂生产工艺流程
电池级碳酸锂氢氧化锂生产工艺流程1.首先，从锂矿石中提取锂。
First, lithium is extracted from lithium ore.2.然后将锂和水反应产生氢氧化锂溶液。
Then lithium is reacted with water to produce lithium hydroxide solution.3.氢氧化锂溶液经过过滤和蒸发浓缩处理，得到氢氧化锂粉末。
Lithium hydroxide solution is filtered and evaporated to obtain lithium hydroxide powder.4.将氢氧化锂粉末与碳酸锂进行反应，生成碳酸锂。
Lithium hydroxide powder is reacted with lithium carbonate to produce lithium carbonate.5.接着，碳酸锂与水反应生成碳酸锂溶液。
Next, lithium carbonate is reacted with water to produce lithium carbonate solution.6.碳酸锂溶液经过过滤和蒸发浓缩处理，得到碳酸锂晶体。
Lithium carbonate solution is filtered and evaporated to obtain lithium carbonate crystals.7.最后，碳酸锂晶体经过热解处理，得到纯净的碳酸锂粉末。
Finally, lithium carbonate crystals are subjected to thermal decomposition to obtain pure lithium carbonate powder.8.这些碳酸锂粉末经过压制和烧结后形成成型的电池级碳酸锂产品。
The lithium carbonate powder is pressed and sintered to form shaped battery-grade lithium carbonate products.9.电池级碳酸锂产品可以用于生产锂离子电池的电解质或正极材料。
一种碳酸锂、氢氧化锂的工艺技术
一种碳酸锂、氢氧化锂的工艺技术胡兴桃工艺流程叙述锂精矿粉在回转窑中以天然气作为燃料经预热、焙烧转型，焙烧转型后的精矿经冷却、破碎、球磨得到细粉焙料。
细粉焙料与硫酸在双轴混合器中搅拌后进入酸化窑内焙烧。
酸化焙烧好的酸化熟料经浸出制浆至PH值6.5-7，过滤和洗涤。
滤滤碱化、除钙，经压滤，得到浸出液的净化液。
浸出渣送入渣场，净化液须浓缩至浓度为Li2O 硫酸锂浓缩液，该溶液一部分用于氢氧化锂生产线生产电池级氢氧化锂，一部分用于碳酸锂生产线生产电池级碳酸锂。
系统中各过滤、压滤系统所产生的渣及过滤、压滤设备清洗的水混合制成浆料返回至浸出岗位进行锂的回收，而本项目所产生的浸出渣为中性，可直接输送至水泥厂作为水泥生产辅料使用。
氢氧化锂生产线：硫酸锂+氢氧化钠冷冻法生产单水氢氧化锂的工艺原理就是在硫酸锂溶液中加入一定量的氢氧化钠溶液,利用硫酸钠在低温时溶解度较低的性质除去硫酸钠，形成一定浓度的氢氧化锂溶液，氢氧化锂溶液经蒸发结晶最后得到氢氧化锂产品.碳酸锂生产线：氢化法制碳酸锂的工艺原理就是硫酸锂溶液经碱化除杂后与纯碱液在高温条件下反应，沉锂出工业级碳酸锂，工业级碳酸锂经搅洗、分离后配制成碳酸锂浆料，经氢化提纯、分离、烘干、粉碎，最终得到电池级碳酸锂产品。
氢氧化锂生产主要反应如下：Li2SO4＋2NaOH＋10H2O Na2SO4·10H2O＋2LiOH经浓缩后的硫酸锂溶液中加入氢氧化钠溶液和后工序的沉锂母液经压滤制成冷冻前的预制液。
在冷冻的条件下，进料预制液经过一次冷冻和二次冷冻过程，物料出,经分离得到冷冻后的氢氧化锂初始溶液。
第一次冷冻分离出十水硫酸钠加冷凝水溶化制成饱和硫酸钠浆液，经MVR蒸发浓缩结晶、分离出无水硫酸钠，再经烘干、包装即为元明粉（Na2SO4·10H2O）产品（为副产品外销）。
第二次冷冻分离出十水硫酸钠与第一次分离的浆料混合，第二次冷冻后氢氧化锂溶液经MVR蒸发浓缩粗品结晶氢氧化锂，母液返回到硫酸锂的配制溶液中。
碳酸锂做原料制取氢氧化锂
碳酸锂做原料制取氢氧化锂摘要：氢氧化锂在我们的日常生活中，使用的很广泛，我们的手机电池现在都是锂电池，在蓄电池中加入一些氢氧化锂可以增加电池的使用寿命和储电量，氢氧化锂还应用于飞机、军事、汽车等方面，氢氧化锂生产的润滑油具有很好的润滑作用，所以我们研究氢氧化锂的性质用途以及制备的方法，帮助在以后的氢氧化锂使用中可以更好、更安全的进行使用。
关键词：氢氧化锂性质用途制备氢氧化锂主要是应用在化工原料、电池行业、化学药品等行业，当然也应用在航天、原子能等方面。
锂是自然界中最轻的金属，它有很强的化学活性，在元素周期表的第一主族里，而且是第一个金属元素，它是目前应用最广的金属，是各个行业争相利用的能源金属。
随着我国经济的快速发展，锂产品也在不断的被应用，我们研究氢氧化锂的生产制备，了解它的特性，让我们更加的认识氢氧化锂。
一、氢氧化锂的性质物质的形式一般都有两种，它们是物理性质和化学性质，我们首先来认识氢氧化锂的物理性质再了解氢氧化锂的化学性质。
1.氢氧化锂的物理性质锂是碱性金属，氢氧化锂是一种苛性碱，它的化学式为LiOH，它的颜色为白色，它的形状为晶体粉末或者是小颗粒，属于四方晶体，它的密度为1.46g/cm3，熔沸点分别为471℃，925℃。
在达到沸点的时候开始进行分解，完全分解时温度已经达到1626℃。
它的溶解性为在乙醇中属于微溶，在甲醇中可溶，但是在醚中不溶。
由于氢氧化锂在溶解的时候会放出很多的热量，而且溶液的密度也会变大，所以在288K的饱和水溶液中密度就可以达到5.3mol/L。
属于强碱，它的一水化合物为单斜晶体，在水中的溶解度为22.3g/100g水（10℃），密度是1.51g/cm3[1]。
2.氢氧化锂的化学性质氢氧化锂它有碱的通性可以有一下的反应。
2.1碱性反应因为氢氧化锂显碱性所以可以让酚酞变红，紫色石蕊试液变蓝，在强浓度下可以让酚酞发生变性，由红色变为无色，这和浓的氢氧化钠很相似。
2.2与酸可以发生中和反应生成盐和水H2SO4+2LiOH=Li2SO4+2H2O2.3可以和酸性氧化物发生反应生成盐和水在空气中可以和二氧化碳进行反应，这个反应可以应用在航天中对二氧化碳进行吸收。
碳酸锂反应生成碳酸氢锂
碳酸锂反应生成碳酸氢锂
碳酸锂（Li2CO3）和碳酸氢锂（LiHCO3）是两种不同的化学物质，它们之间的转化涉及到一些化学反应。
首先，我们需要了解这两种物质的性质。
碳酸锂是一种白色粉末，具有低熔点和高溶解度等特性，在工业上被广泛用作陶瓷和玻璃的原料。
而碳酸氢锂则是一种白色晶体，也具有较高的溶解度，通常用于制备其他锂化合物和锂离子电池的电解液。
接下来，我们来看看碳酸锂如何转化为碳酸氢锂。
在常温常压下，碳酸锂和碳酸氢锂之间的转化较为困难，需要借助一些化学反应条件。
一种常见的方法是在加热条件下将碳酸锂与水反应，生成氢氧化锂和二氧化碳。
然后，将生成的氢氧化锂与二氧化碳反应，即可得到碳酸氢锂。
这个反应过程需要在一定的温度和压力条件下进行，以促进反应的进行。
另外，通过添加适当的碱金属盐，也可以促进碳酸锂转化为碳酸氢锂的反应。
例如，在一定条件下，将碳酸锂与氢氧化钠或氢氧化钾反应，也可以得到碳酸氢锂。
这种方法的优点是可以借助碱金属盐的添加，控制反应条件和产物纯度，提高产物的质量。
在实际应用中，碳酸锂转化为碳酸氢锂的反应具有重要的意义。
例如，在制备高纯度碳酸氢锂的过程中，可以借助这个反应来去除其中的杂质。
此外，这个反应还可以应用于其他相关领域，如化学合成、材料制备和电池制造等。
总之，碳酸锂转化为碳酸氢锂是一个相对复杂的过程，需要在一定的条件下进行。
通过了解其反应机理和条件，我们可以更好地利用这个转化过程，为相关领域的发展提供支持。
氢氧化锂的生产工艺
氢氧化锂是最重要的锂化合物之一有无水LiOH和LiOH-H2O两种。
无水LiOH 为白色四方结晶颗粒或流动性粉末，相对密度1.45g/cm3，熔点471.2 ℃,沸点1620 ℃。
单水氢氧化锂为白色易潮解的单晶粉末，相对密度1.51g/cm3，熔点680 ℃，当温度高于100 ℃时，失去结晶水成为无水LiOH。
LiOH溶于水，微溶于醇，在空气中易吸收CO2生成Li2CO30LiOH及其浓溶液具有腐蚀性，一般温度下就能腐蚀玻璃和陶瓷。
LiOH是生产高级锂基润滑脂的主要原料之一，氢氧化锂用途广泛，主要用于化工原料、化学试剂、电池工业、石油、冶金、玻璃、陶瓷等行业，同时也是国防工业、原子能工业和航天工业的重要原料。
用氢氧化锂生产的锂基润滑脂，使用寿命长、抗水性强、防火性能好、难氧化、多次加热-冷却-加热循环时性能稳定，适用温度范围可从-50℃〜+300℃,广泛用于军事装备、飞机、汽车、轧钢机以及各种机械传动部分的润滑。
在电池工业中，氢氧化锂用于碱性蓄电池、镍氢电池添加剂，可以延长电池寿命、增加蓄电量。
此外随着汽车工业的迅猛发展和汽车普及以及冶金机械工业对锂基脂量需求的大幅增长，LiOH的消费也越来越大，使得LiOH的生产显现出前所未有的美好前景。
2020年以前，大部分项目仍然在建设过程中，市场将以短缺为主；2020年以后，随着新建项目产能释放，供应过剩风险将会增加。
这其中，氢氧化锂的产能释放速度与碳酸锂一样，也取决于锂辉石原料的供应情况，因而全球锂辉石资源的开发进程也成为影响氢氧化锂产能释放的重要因素。
【生产】[1]1 .石灰石焙烧法将含Li2O 3.6 %~4 .2 %的锂云母与石灰石按质量比1:3混合，加水至矿浆浓度为15 %时湿式球磨至直径小于0 .076nm。
然后将磨好的料浆增稠到65 % ,送入回转窑在850 ℃下煅烧4h,碳酸钙分解产生的CaO与锂云母反应生LiOH , 反应如下：将煅烧后的熟料水淬浸取，经浓密、脱水分离后，通过三效蒸发器，温度为120 ℃, 93 ℃和60 ℃,蒸发，最后得到LiOH-H2O。
碳酸锂氢氧化锂
碳酸锂氢氧化锂碳酸锂氢氧化锂是一种重要的锂盐，广泛应用于电池、涂料、陶瓷、玻璃等领域。
碳酸锂氢氧化锂的成本和质量对于电池行业尤为重要，而锂电池是当前电动汽车和储能技术的核心。
碳酸锂的制备碳酸锂的制备方法有多种，其中最主要的方法是利用矿产资源进行开采和提炼。
目前，我国的碳酸锂开采和生产是世界上最大规模的，以青海、四川、云南等地的矿区为主要生产地。
碳酸锂的制备过程有多个步骤，包括矿石开采、粉碎、浮选、加热烧结、水解等。
其中，浮选技术是目前最常用的提取方法，即将矿石粉末按照特定比例放入浮选槽中，通过物理化学作用分离不同矿物中的锂盐。
氢氧化锂的制备氢氧化锂是一种具有强碱性的化学物质，是碳酸锂的衍生物。
氢氧化锂广泛应用于染料、玻璃、化学品等领域，具有很高的经济价值和社会价值。
氢氧化锂的制备方法也有多种，其中主要的方法包括碳酸锂水解法、溶剂提取法、碳酸锂氨解法等。
碳酸锂水解法是其生产中最常用的一种方法，它的原理是将碳酸锂加水反应，得到氢氧化锂和碳酸气体。
氢氧化锂的生产过程需要考虑到反应条件的控制，包括温度、反应时间、反应物配比等因素。
同时，生产过程中还需注意安全措施，避免对环境和人体带来负面影响。
碳酸锂和氢氧化锂的应用碳酸锂和氢氧化锂是锂盐中最常用、最重要的两种化合物。
它们的应用范围非常广泛，主要用于以下领域：1. 电池领域碳酸锂和氢氧化锂都是锂离子电池的主要原材料。
随着电动汽车、储能等领域的不断发展，锂离子电池已经成为重要的能源存储方式。
因此，碳酸锂和氢氧化锂的需求在预计中将不断增长。
2. 技术领域碳酸锂和氢氧化锂还可用于生产玻璃、陶瓷、涂料、塑料、金属加工等领域。
在这些领域中，它们主要作为催化剂、添加剂等用途，能够提高产品质量和生产效率。
3. 医药领域碳酸锂和氢氧化锂还可以用于医药领域，主要用于治疗心理障碍、双相障碍和抑郁症等精神疾病。
它们可作为治疗药物的原料或成分，对人体有益。
结论碳酸锂氢氧化锂是当前电池领域中最为重要的原材料之一，广泛应用于各个领域。
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美国锂公司由碳酸锂转化氢氧化锂的工艺研究
IDER
实际上，由碳酸埋生产氢氧化锂的工艺，是根据具有悠久历史的钾、钠的氢氧化物的生产原理进行的。
在这里，碳酸锂和消石灰按下列化学反应式，进行反应。
LiOH CaCO OH Ca CO Li 2)(3232+=+
哈斯特莱克绘出了这个反应的相图，并且表示出用这种方法获得氢氧化锂的最大浓度为3.5%。
这个浓度的溶液也含有0.08%的碳酸锂，相当于初始碳酸锂浓度为5.52%；如采用比较高的初始碳酸锂浓度进行反应，只能使残渣中的固体碳酸锂浓度增高而已。
哈斯特莱克的试验是在一个密封的容器里进行的，以避免溶液吸收二氧化碳。
只要碳酸锂和氢氧化钙能够提供超过反应生成物碳酸钙离解出的碳酸根和钙离子，这个反应在理论上是从左向右进行的。
下面的表1给出了有关物质在水中的溶解度。
表1 温度和溶解度的关系
从表中可以看出，碳酸锂和氢氧化钙随温度的增加溶解度减小，而碳酸钙的溶解度随温度的升高而增加。
同时，因为同离子效应，氢氧化锂在溶液中的积累，抑制了更多的氢氧化钙和碳酸锂在溶液中的溶解。
所以，尽管在理论上无限稀的溶液中反应能进行完全，但实际上反应总是进行不完全的。
为了观察稀释作用对反应平衡的影响，进行了实验室放大试验，其结果列于下表2：
表2 放大实验结果
*为添加10加仑水后
用20加仑水煮至碳酸锂基本转化为氢氧化锂后，再加入10加仑水，结果碳酸锂的转化率增加，反应速度猛增。
反应速度减慢以后，再加入10加仑水后，又出现了类似的结果。
这些情况限制了苛化工艺的浓度，另外，从经济方面要考虑工艺过程的成本，特别是蒸发费用限制了锂损失的进一步降低。
从实用的观点看，已确实的试验结果是，氢氧化锂适合的工作浓度为3.5g/100ml 。
在保证溶液体积蒸发量在合理的范围内，这一浓度完全可以使转化率达到90%以上。
碳酸钙经过滤或沉降后除去，清彻的溶液蒸发至氢氧化锂结晶析出，即单水氢氧化锂。
从表1给出的溶解度可以看出，温度对溶解度的影响很小。
影响范围在100℃(17.5gLiOH/100mL)和40℃(13.0gLiOH/100mL)。
冷却饱和溶液到40℃以下就没有价值了。
结晶于这个温度(40℃)分离较好，母液立即返回到蒸发工序。
因为氢氧化锂容易从空气中吸收CO2，需要尽可能进行快速蒸发，以确保在蒸发过程中没有CO2进入碱液中。
苛化反应需要稍过量的Ca(OH)2就能实现。
工艺流程如图1：
图1 工艺流程图
做了各种不同条件试验，希望能增加氢氧化埋的直收率，但主要障碍是碳酸锂和氢氧化钙之间建立的平衡。
这个平衡须将渣转入别的工序中去循环。
在空气中氢氧化锂容易碳化，溶液中更易碳化，因而污染产品。
因此，应该注意选择一个生产氢氧化锂的好方法。
有些方
法值得一提。
用氢氧化钡和硫酸锂溶液反应直接制取氢氧化锂是最简单、最直接的方法。
反应式如下:
O H BaSO O H LiOH O H OH Ba SO Li 2422242628)(++⋅=⋅+
这个反应能够进行到底。
由于氢氧化锂比氢氧化钡的摩尔重量低得多。
315份氢氧化钡才能制备84份单水氢氧化锂，氢氧化钡的消耗必须考虑到。
该法氢氧化锂的收率高，反应过程相对比较简单。
硫酸锂溶液既能够用稀硫酸和碳酸锂反应制得，更有价值的方法是可以从硫酸法工艺中获得硫酸锂溶液。
硫酸锂不同于其它碱金属硫酸盐，氢氧化钡不形成硫酸锂的复盐。
对碳酸锂和二氧化硅在700℃烧结并用蒸汽水解生产氢氧化锂的方法进行了研究。
这种方法仿照了大规模生产氢氧化钡的工艺。
尽管碳酸锂受热不如钾盐和钠盐稳定，但它也需要于1270℃常压下才能完全分解。
这种方法的原理是:用碳酸锂和二氧化硅混合形成硅酸盐来降低其分解温度至700℃左右。
理论上这种硅酸盐用热水水解后，产生氢氧化锂溶液和残渣二氧化硅，用方程式可以分两步表示:
23223CO SiO Li SiO LiCO +−→−+ 22322CO LiOH O H SiO Li +↔+
这个制造工艺的第一步是完全成功的。
但到目前为止，还没有找到令人满意的加水水解
方法。
试验结果表明，硅酸锂仅是部份的水解，并且有相当一部分SiO 2被生成的氢氧化锂溶解。
下列各种两性氧化物可以代替SiO 2，例如TiO 2、A12O 3、ZnO 和Sb 2O 3，但只有ZnO 所显示的优点超过SiO 2。
一些著名的文献中表明，氢氧化锂可以用来稳定SiO 2溶液。
用氢氧化钙苛化碳酸锂的工艺图已给出。
最终产品单水氢氧化理LiOH ·H 2O 典型值分析如表3。
表3 化学分析结果
肖明顺译自Lectures ，monoGraPHS And RePorts (美)1987 廖新军 校 该文虽于1987年发表，但对当前我国锂工业的发展有参考价值。