从锂云母制备铷和铯
2019-03-05 12:01:05
锂云母是提取和的首要矿藏，用硫酸分化锂云母精矿后，得到锂、和的旅酸盐。将这些硫酸盐分步结晶别离锂盐后，加人使、转化为氯化物，然后加人40％的三级化锑溶液，分出Cs3SbCl9沉积，和钾留在母液中。
江西宜春出产锂的工厂已有30年的前史，该厂用选铌钽矿后的锂云母提取锂盐，在出产氢氧化锂（或碳酸锂）后的废液中提和。碱金属碳酸盐的组成为70% K2CO3，23％Rb2CO3，2％Cs2CO3，l% Li2CO3，3% Na2CO3和1%其他盐，因为、、钾的离子半径极端近似，简单生成混晶或异质同晶的化合物，所以从中除钾，从中除都是十分困难。、的纯化别离大多选用复盐分步结晶和分级沉积法。碱金属生成复盐趋势的凹凸次序为：＞＞钾＞钠＞锂。
在氯化物溶液中，碱金属与镁的氯化物构成复盐，如光卤石。和与铁、锑、锡、铅、铂、铱、铋的卤素配阴离子（如Rb2PtCl6, 2CsCl·3SbCl3）以及硅钼酸、硅钨酸、亚硝基钴等生成盐。和阳离子与有机阴离子如、6－硝基二盐、四盐构成溶解度很小的化合物。
复盐沉积能够用于含量高的酸性溶液，而不能用于含量低的碱性溶液。上述这些办法，尽管能够完结首要的纯化进程，但进程杂乱、报价昂贵，对和的别离作用也不甚满足。
锂电正极材料磷酸铁锂的制备方法简述
2019-01-04 17:20:18
一、磷酸铁锂简介 磷酸铁锂的晶格结构图
磷酸铁锂在自然界中以磷铁锂矿的形式存在，具有有序的橄榄石结构。磷酸锂铁化学分子式为：LiMPO4，其中锂为正一价;中心金属铁为正二价;磷酸根为负三价，常用作锂电池正极材料。磷酸铁锂电池的应用领域有：储能设备、电动工具类、轻型电动车辆、大型电动车辆、小型设备和移动电源，其中新能源电动车用磷酸铁锂约占磷酸铁锂总量的45%。
二、磷酸铁锂作锂电正极材料与其他锂电池正极材料相比，橄榄石结构的磷酸铁锂更具有安全、环保、廉价、循环寿命长、高温性能好等优点，是最具潜力的锂离子电池正极材料之一。
安全性能高
磷酸铁锂晶体中有稳固的P-O键，难以分解，在过充和高温时不会结构崩塌发热或生成强氧化物，过充安全性较高。
循环寿命长
铅酸电池的循环寿命在300次左右，使用寿命在1~1.5年之间。而磷酸铁锂电池循环次数可达2000以上，理论上使用寿命能达7~8年。
高温性能好
磷酸铁锂电热峰值可达350℃-500℃，而锰酸锂和钴酸锂只有200℃左右。
环保
磷酸铁锂电池一般被认为不含重金属和稀有金属，无毒，无污染，是绝对的绿色环保电池。
磷酸铁锂作为正极材料的充放电作用机理不同于其他传统材料，其充放电参与电化学反映的是磷酸铁锂的磷酸铁两相，充放电反应如下：
充电反应：放电反应：充电时，Li+ 从LiFePO4中脱离出来，Fe2+ 失去一个电子变成Fe3+;放电时，Li+ 嵌入磷酸铁中变成LiFePO4 。Li+的变化发生在LiFePO4 / FePO4 界面，因此其充放电曲线非常平坦，电位也较稳定，适合做电极材料。
三、磷酸铁锂的制备
制备磷酸铁锂的原料丰富。部分常见锂源、铁源、碳源、磷源如下：
磷酸铁锂粉体的制备在一定程度上会影响其作为正极材料的性能。目前制备磷酸铁锂的方法很多，如高温固相反应法、碳热还原法以及尚未规模化的水热法、喷雾热解法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
1.高温固相反应法
高温固相反应法是制备磷酸铁锂是目前发展最为成熟也是使用最广泛的方法。将铁源、锂源、磷源按化学计量比均匀混合干燥后，在惰性气氛下，首先在较低温度(300~350℃)下烧结5~10h，使原材料初步分解，然后再在高温(600~800℃)下烧结10~20h得到橄榄石型磷酸铁锂。高温固相法合成磷酸铁锂工艺简单，制备条件容易控制，缺点是晶体尺寸较大，粒径不易控制、分布不均匀，形貌也不规则，产品倍率特性差。
2.碳热还原法
碳热还原法是在原材料混合中加入碳源(淀粉、蔗糖等)做还原剂，通常和高温固相法一起使用，碳源在高温煅烧中可以将Fe3+ 还原为Fe2+，避免了反应过程中Fe2+变成Fe3+，使合成过程更加合理，但是反应时间相对较长，对条件的控制更为严苛。
3.喷雾热解法
喷雾热解法是一种得到均匀粒径和规则形状的磷酸铁锂粉体的有效手段。前驱体随载气喷入450~650℃的反应器中，高温反应后得到磷酸铁锂。喷雾热解法制备的前驱体雾滴球形度较高、粒度分布均匀，经过高温反应后会得到类球形的磷酸铁锂。磷酸铁锂球形化有利于增加材料的比表面积，提高材料的体积比能量。
4.水热法
水热法属于液相合成法，是指在密封的压力容器中以水为溶剂，通过原料在高温高压的条件下进行化学反应，经过滤洗涤、烘干后得到纳米前驱体，最后经高温煅烧后即可得到磷酸铁锂。水热法制备磷酸铁锂具有容易控制晶型和粒径，物相均一，粉体粒径小，过程简单等优点，但需要高温高压设备，成本高，工艺比较复杂。
除上述方法外还有共沉淀法、溶胶-凝胶法、氧化-还原法、乳化干燥法、微波烧结法等多种方法。
四、总结
尽管磷酸铁锂的制备方法较多，但是除高温固相反应法得以工业化应用以外，大都处于实验室研究阶段。随着对磷酸铁锂制备及改性等技术研究的不断深入，磷酸铁锂作正极材料的产业化速度也会不断加快
高纯金属制备技术（二）
2019-01-25 13:38:01
式中，V为离子漂移速度；U为离子迁移率；F为作用于离子的外力，它由电场作用力和导电电子散射作用于离子的力组成。这些作用力和离子有效电荷数有关。依母体离子和杂质离子的电荷数不同和扩散、漂移速度不同而达到分离目的。如图4。 电迁移和区域熔炼方法结合使用效果更好（如图5），以镓为例，经过上述方法提纯后，镓的残余电阻率达到R残余=100000。这种方法已广泛用于铍、钨、钇、镧、铈等金属的提纯。
[next]
5．电磁场提纯 在电磁场作用下深度提纯高熔点金属的技术越来越多地被采用。电磁场不限于对熔融金属的搅拌作用，更主要的是电磁场下可使熔融金属在结晶过程中获得结构缺陷的均匀分布，并细化晶粒结构。在半导体材料拉制单晶时，在定向结晶时熔体中存在温度波动，这种温度波动会导致杂质的层状分布，而一个很小的恒定磁场就足以消除这种温度波动。在多相系统结晶时，利用电磁场可使第二相定向析出，生成类似磁性复合材料的各向异性的组织结构。电磁场还用于悬浮熔炼，这时电磁场起能源支撑作用和搅拌作用，利用杂质的蒸发和漂走第二相（氧化物、碳化物等）来纯化金属。由于不存在和容器接触对提纯金属造成的污染问题，被普遍用于几乎所有高熔点金属的提纯，如钨、钼、钽、铌、钒、铼、锇、钌、锆等。 6．提纯方法的综合应用 各个提纯方法都是利用金属的某个物理性质或化学性质和杂质元素间的差异而进行分离达到提纯目的的，如真空蒸馏是利用金属和杂质的饱和蒸气压和挥发速度的差异。区域熔炼是利用杂质在固相和液相间的溶解度差异而进行提纯分离的，因而各个方法都有一定的长处（对某些杂质分离效果好）和短处（对另一些杂质分离效果差）。即使是同一个提纯方法，也因金属性质的不同，提纯效果差别很大，如区域熔炼对高熔点金属的提纯效果好，但对某些稀土金属的提纯效果则不理想。欲获深度提纯金属的效果，一般需要综合应用多种提纯手段。在这方面，各个方法的合理结合应用和先后顺序使用十分重要，通常是将电子束熔炼或蒸馏和区域熔炼或电迁移法相结合，即先进行电子束熔炼或蒸馏提纯，再以区域熔炼或电迁移提纯作为终极提纯手段，以铍为例，为获超高纯铍，最好先多次蒸馏提纯，再真空熔炼，最后进行区域熔炼或电迁移提纯，经这样提纯后所得铍单晶纯度达99.999%，残余电阻率R残>1000。在制取超纯锗时，一般先用化学法除去磷、砷、铝、硅、硼等杂质，再用区熔法提纯得到电子级纯锗；最后多次拉晶和切割才能达到13N的纯度要求。表2为各种方法结合使用提纯金属铼的效果。表2 各种提纯方法提纯金属铼的效果提纯方法剩余电阻率RRR值铼粉末真空熔炼1000铼粉末真空熔炼+区域熔炼6000粉末在H2和O2气中退火+真空熔炼+区域熔炼8000氢还原提纯+真空熔炼15000氢还原提纯+真空熔炼+区域熔炼30000氢还原提纯+真空熔炼+电迁移区熔50000[next]
7.宇宙空间条件下提纯金属 宇宙空间的开发为提纯金属制造了新的机会。宇宙空间的超高真空（约10-10Pa),超低温和基本上的无重力（g=10-5g0），为金属提纯提供了优越条件。在这种条件下，液态金属中将不会有对流的问题，结晶时杂质的分布将只具有纯扩散性质，熔化金属毋需坩埚，超高真空尤其有利于杂质的挥发和脱气。这些对于采用熔炼、蒸发、区域熔炼等方法提纯化学活性大的金属和半导体材料来说更是非常理想的条件。以提纯锗为例，在地球上锗垂熔时杂质镓的分离系数为0.1/0.15，而在宇宙空间时则达0.23/0.17。在无重力条件拉制的晶体的完整性较在重力条件下的完整性好很多。以锑化锢为例，其位错密度比只是在重力条件下的位错密度的1/6。由于宇宙中液态金属表面张力系数值很大，故在宇宙间用无坩埚区域熔炼法必定能制备出极高纯度和完整性的单晶来。此外，超低“宇宙”温度也具有良好的应用前景。
高纯金属制备技术（一）
2019-02-15 14:21:16
高纯金属是现代许多高、新技能的归纳产品，尽管20世纪30年代便已呈现“高纯物质”这一称号，但把高纯金属的研讨和出产进步到重要日程，是在二次世界大战后，首先是原子能研讨需求一系列高纯金属，然后跟着半导体技能、宇航、无线电电子学等的开展，对金属纯度要求越来越高，大大促进了高纯金属出产的开展。 纯度对金属有着三方面的意义。榜首，金属的一些性质和纯度关系密切。纯铁质软，含杂质的铸铁才是坚固的。另一方面，杂质又是十分有害的，大多数金属因含杂质而发脆，关于半导体，极微量的杂质就会引起材料功能十分显着的改变。锗、硅中含有微量的m、V族元素、重金属、碱金属等有害杂质，可使半导体器材的电功能遭到严重影响。第二，纯度研讨有助说明金属材料的结构铍理性、杂质对缺点的影响等要素，并由此为开发预先给定材料性质的新材料规划发明条件。第三，跟着金属纯度的不断进步，将进一步提醒出金属的潜在功能，如普通金属铍是一切金属中最脆的金属。而在高纯时铍便呈现低温塑性，超高纯时更具有高温超塑性。超高纯金属的潜在功能的发现，有或许开阔新的应用领域，在材料学方面翻开新的突破口，为高技能的延伸铺平道路。 金属的纯度是相关于杂质而言的，广义上杂质包含化学杂质（元素）和物理杂质（晶体缺点）。可是，只要当金属纯度极高时，物理杂质的概念才是有意义的，因而出产上一般仍以化学杂质的含量作为点评金属纯度的标准，即以主金属减去杂质总含量的百分数标明，常用N（nine的榜首字母）代表。如99.9999 %写为6N，99.99999%写为7N。此外，半导体材料还用载流子浓度（atom/cm3）和低温搬迁率（cm2V-1S-1）标明纯度。金属用剩下电阻率RRR和纯度级R（Rein heitgrad）标明纯度。国际上关于纯度的界说尚无统一标准。一般讲，理论的纯金属应是纯洁彻底不含杂质的，并有稳定的熔点和晶体结构。但技能上任何金属都达不到不含杂质的肯定纯度，故纯金属只要相对意义，它仅仅标明现在技能上能到达的标准。跟着提纯水平的进步，金属的纯度在不断进步。例如，曩昔高纯金属的杂质为10-6级（百万分之几），而超纯半导体材料的杂质达10-9级（十亿分之几），并逐步开展到10-12级（一万亿分之几）。一起各个金属的提纯难度不尽相同，如半导体材料中称9N以上为高纯，而难熔金属钨、钽等达6N已属超高纯。 高纯金属制取一般分两个进程进行，即纯化（开始提纯）和超纯化（终究提纯）。出产办法大致分为化学提纯和物理提纯两类。为获高纯金属，有用除掉难以别离的杂质，往往需求将化学提纯和物理提纯合作运用，即在物理提纯的一起，还进行化学提纯，如硅在无坩埚区熔融时可用氢作维护气，如果在中参加少数水蒸气，则水与硅中的硼起化学反响，可除掉物理提纯不能除掉的硼。又如选用真空烧结法提纯高熔点金属钽、铌等时，为了脱碳，有时需求配入比化学计量稍过量的氧，或为脱氧配入必定数量的碳，这种办法又称为化学物理提纯。[next] 一、化学提纯 化学提纯是制取高纯金属的根底。金属中的杂质首要靠化学办法铲除，除直接用化学办法取得高纯金属外，常常是把被提纯金属先制成中间化合物（氧化物、卤化物等），经过对中间化合物的蒸馏、精馏、吸附、络合、结晶、歧化、氧化、复原等办法将化合物提纯到很高纯度，然后再复原成金属，如锗、硅挑选、三氯氢硅、硅烷（SiH4）作为中间化合物，经提纯后再复原成锗和硅。化学提纯办法许多，常用的列于表1。表1 常用化学提纯办法办法内容沉积包含沉积、共沉积、均一沉积等金属置换包含依照金属活动性次序K、Ca、Na、Mg、Zn、Fe、Ni、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Au，用前面金属把后边的金属从其盐溶液中置换出来萃取包含有机溶剂萃取、络合萃取、萃取精馏等离子交流包含用离子交流树脂、离子交流纤维、离子交流膜以及沸石的交流电化学办法包含电解、操控电位电解、电渗析以及电泳等化合物提纯包含化学搬运反响，先制成化合物并经过提纯，进一步热分化、氢复原、金属热复原、氧化、电解、色谱别离等各种不同办法进行提纯蒸馏包含常压蒸馏、减压蒸馏、蒸汽蒸馏、共沸蒸馏、亚沸蒸馏、精馏、常压进步、真空进步等重结晶包含在水及其他有机溶剂中的重结晶，分步结晶等色谱别离包含气相色谱、液相色谱、薄层色谱、干柱色谱（用活性炭、硅胶、氧化铝、分子筛、硅藻土等作吸附剂的吸附提纯）过滤包含微孔滤膜、超滤膜及其他介质过滤[next]
二、物理提纯 物理提纯首要运用蒸腾、凝结、结晶、分散、电搬迁等物理进程除掉杂质。物理提纯办法首要有真空蒸馏、真空脱气、区域熔炼、单晶法（拜见半导体材料章）、电磁场提纯等，此外还有空间无重力熔炼提纯办法。 物理提纯时，真空条件十分重要。高纯金属精粹提纯一般都要在高真空和超高真空(10-6~10-8Pa）中进行，真空对冶金进程的重要作用首要是：①为有气态生成物的冶金反响发明有利的化学热力学和动力学条件，从而使在常压下难以从主金属中别离出杂质的冶金进程在真空条件下得以完成；②下降气体杂质及易蒸腾性杂质在金属中的溶解度，相应下降其在主金属中的含量；③下降金属或杂质蒸腾所需温度，进步金属与杂质间的别离系数；④减轻或防止金属或其他反响剂与空气的作用，防止气相杂质对金属或合金的污染。因而许多提纯办法，如真空熔炼（真空感应熔炼、真空电弧熔炼、真空电子束熔炼）、真空蒸馏、真空脱气等有必要在真空条件下进行。 1．真空蒸馏 真空蒸馏是在真空条件下，运用主金属和杂质从同一温度下蒸气压和蒸腾速度的不同，操控恰当的温度，使某种物质挑选性地蒸腾和挑选性地冷凝来使金属纯化的办法，这种办法曾经首要用来提纯某些低沸点的金属（或化合物），如锌、钙、镁、镓、硅、锂、硒、碲等，跟着真空和超高真空技能的开展，特别是冶金高温高真空技能的开展，真空蒸馏也用于稀有金属和熔点较高的金属如铍、铬、钇、钒、铁、镍、钴等的提纯。 蒸馏的首要进程是蒸腾和冷凝，在必定温度下，物质都有必定的饱满蒸气压，当气压中物质分压低于它在该温度下的饱满蒸气压的蒸气压时，该物质便不断蒸腾。蒸腾的条件是不断供应被蒸腾物质热量，并排出发生的气体；冷凝是蒸腾的逆进程，气态物质的饱满蒸气压随温度下降而下降，当气态组分的分压大于它在冷凝温度下的饱满蒸气压时，这种物质便冷凝成液相（或固相），为使冷凝进程进行到底，有必要及时排出冷凝放出的热量。影响真空蒸馏提纯作用的首要要素是：①各组分的蒸气分压，分压差越大，别离作用越好；②蒸腾和冷凝的温度和动力学条件，一般温度下降可增大金属与杂质蒸气压的距离，进步别离作用；③待提纯金属的成分，原金属中杂质含量越低，别离作用越好；④金属和蒸腾和冷凝材料间的作用，要求蒸腾冷凝材料自身有最低的饱满蒸气压；⑤金属剩余气体的相互作用；⑥蒸馏设备的结构；⑦真空蒸馏有坩埚式和无坩埚式两种，无柑埚蒸馏一般经过电磁场作用将金属熔体悬浮起来（见图1），有关蒸馏工艺请拜见上述元素的精制进程。[next] 2．真空脱气 真空脱气是指在真空条件下脱除金属中气体杂质的进程。实际上是下降气体杂质在金属中的溶解度。依据西韦茨规律，恒温下双原子气体在金属中的溶解度和气体分压的平方根成正比。因而进步体系的真空度，便相当于下降气体的分压，亦即能下降气体在金属中的溶解度，而超越溶解度的部分气体杂质便会从金属中逸出而脱除。以钽粉真空热处理为例，在高真空（2.5-6μPa）条件下，钽的水分在100一200℃急剧蒸腾，600-700℃氢化物分化逸出，碱金属及其化合物在1100-1600℃温度下蒸腾，大部分铁、镍、铬等以低熔点氧化物形状蒸腾，2300℃时氮蒸腾逸出，比照氢、氮对金属亲和势大的氧，则以加碳脱氧([C]＋[O]=CO↑）和以上杂质金属贱价氧化物MeOn，的办法除掉。真空脱气广泛用于高熔点金属钨、钼、钒、铌、钽、铼等的纯化。 3．区域熔炼 区域熔炼是一种深度提纯金属的办法，其实质是经过部分加热细长料锭构成一个狭隘的熔融区，并移动加热器使此狭隘熔融区按必定方向沿料锭缓慢移动，运用杂质在固相与液相间平衡浓度的差异，在重复熔化和凝结的进程中，杂质便偏析到固相或液相中而得以除掉或从头散布，熔区一般选用电阻加热，感应加热或电子束加热，图2为锗区域熔炼示意图。
[next]
图3为熔融区部分相图，当固液平衡共存时，杂质在固相中的浓度Cs和液相中的浓度C1是不相同的，两者之比称为平衡分配系数，即K0=Cs/C1。在图3中，当熔区自左向右缓慢移动时，分配系数K0＜1的杂质就会富集在液相，并逐步随熔区向右搬迁并富集；K0>1的杂质则向右搬迁并富集。一般在一次区域熔炼不能到达所要求的纯度时，提纯进程需求重复屡次，或许用一系列加热器，在料锭上发生多个熔区，到达高度提纯的意图。 区域熔炼广泛用于半导体材料和高熔点金属钨、钼、钽、铌的提纯，更用于高纯铝、镓、锑、铜、铁、银等金属的提纯。对含杂质约l×10-3％的锗，在区域提纯6次后，高纯锗部分的杂质浓度可降到1×10-3％。钨单晶经5次区熔后，R298K/R4.2K可由40进步到2000. 4．电搬迁提纯 电搬迁是指金属和杂质离子在电场的作用下往必定方向搬迁或分散速度的差别来到达别离杂质的意图。是新近开展起来的用于深度提纯金属的办法，其特点是别离空隙杂质（特别是氧、氮、碳等）的作用好，但现在仅应用于小量金属的提纯。将其和其他提纯办法结合运用，可获超高纯度的金属。 将棒状样品经过流电，母体金属和杂质离子便向必定方向移动，这时离子的漂移速度为： V＝UF
自然界中最轻的金属——锂
2019-03-08 09:05:26
在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石、锂云母、磷锂铝石、透锂长石及铁锂云母，其间前3个矿藏最为重要。
锂是自然界中最轻的金属，在自然界散布比较广泛，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯的学生瑞典人阿尔费德松于1817在分析研讨从攸桃岛采的透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为锂。1818年英国人戴维经过电解碳酸锂制得小量的金属锂。1855年德国人本生和马提生经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业出产。
锂归于生动金属，很柔软，在氧和空气中能够自燃。锂也是一种重要的动力金属，在高能锂电池、受控热核反应中的使用使锂成为处理人类长时间动力供应的重要质料。锂工业的开展和军事工业的开展密切相关。50年代，因为研发需求提取核聚变用同位素6锂，锂工业也因而得到了迅速开展，锂则成为出产、中、质的重要质料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机组成等工业。
值得一提的是，使用最广泛的碳酸锂是出产二次锂盐和金属锂的根底材料，因而是锂工业中最要害的产品，其它工业锂产品则基本上都是碳酸锂的下流产品。到2007年末，全球碳酸锂需求量约为9.3万吨，比上年增加7.4%。智利、我国和阿根廷是碳酸锂产能最大的3个国家，2007年，这三个国家满意了全球94%的碳酸锂需求。
据了解，现在，全球碳酸锂商场的工业集中度很高，前三大公司共占有65%的商场份额。这样的职业格式提高了对下的议价才能，有利于碳酸锂报价坚持高位。
硅酸锂
2017-06-02 15:10:27
硅酸锂是
金属
锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种： 一硅酸锂： Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2； Li4SiO4或者2Li2O·SiO2（正硅酸盐）； Li2SiO3或者Li2O·SiO2（偏硅酸盐）。 二硅酸锂： Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2； Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 五硅酸锂： Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃，所以也叫锂水玻璃，简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质，所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家，生产技术几乎为其垄断。到了80年代，日本对硅酸锂的研究不论是质量，还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体，无臭、无毒、不燃、呈碱性（pH＝11～12）。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样，加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多，因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能：硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关，如SiO2粒子为1mμ左右，则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能（耐水性、耐火性、耐侯性等）均十分优异；而当SiO2粒子约3mμ时，溶液呈微胶体状，粘度高，存放稳定性差，使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8，SiO2含量20％，仍然粘度低，稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性，且能生成不溶于水的干膜，耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀，但如沉淀不过热、不脱水，则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性，60℃以上即可进行，温度愈高，反应愈快。由于制法不同，硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态，而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2；而作为涂料使用时，采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上（金属、玻璃等）形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而，硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用，不仅能降低成本，还可改善硅酸锂的成膜反应。 2.硅酸锂水溶液的用途 由于硅酸锂水溶液的独特性能，因而有其广泛的用途。作为涂料基料，可用水作溶剂，形成的涂膜，除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外，还具有自干，耐热可达1000℃，耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳，耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料，如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件，以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装，尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 作为粘合剂，可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、金属、混凝土、砖瓦、石棉，以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 作为表面处理剂，可直接涂于金属表面，用作钢铁表面防锈液，手风琴、收音机、仪表仪器等金属元件的防蚀剂和使用于有色金属装饰品、日用品、工艺品的保光、保色；涂覆于玻璃，可形成透光性优良、反光度低的表面涂层；涂覆于镀锌铁皮，在盐水中不腐蚀；涂覆于塑料薄膜，可提高其隔湿性和阻气性等等。 3.制法 因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃，在水中不溶解。因此，常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液，必须寻求其它制造方法。 文献报导的制造方法虽然不少，但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法，原料成本太高；硅胶法，虽可使用便宜原料，但要求高温高压设备；硅粉法；原料也不便宜，而且成品外观和反应收率都有问题；离子交换法可以用各种可溶性锂盐，但树脂床在我国投资费用较高，而且处理树脂后的废酸、废水量大，从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中，目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。 活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。 另据文献报导，我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组，在全面分析比较了国外发表的各种方法后，经反复试验，研究出一条独特的制造工艺路线，即常温常压反应法，其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。本文为转载稿，仅代表作者本人的观点，与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失，上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜， 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
超纯金属的制备和检测方法
2019-03-08 11:19:22
超纯金属，指的是相对高纯度的金属，一般指金属纯度到达纯度9以上的金属，物理杂质的概念才是有意义的，任何金属都不能到达肯定纯。“超纯”具有相对的意义，是指技能上到达的标准。因为技能的开展，也常使“超纯”的标准晋级。
材料的纯度对其功能，特别是微电子学、光电子学功能影响很大，现代高技能产业要求制备出超纯金属以利于制造高功能器材。例如曩昔高纯金属的杂质为ppm级(即百万分之几),而超纯半导体材料的杂质达ppb级(十亿分之几),并将逐渐开展到以ppt级(一万亿分之几)表明。
“超纯”的相对名词是指“杂质”，广义的杂质是指化学杂质(元素)及“物理杂质”(晶体缺陷)，后者是指位错及空位等，而化学杂质是指基体以外的原子以代位或填隙等方式掺入。但只当金属纯度到达很高的标准时(如纯度9以上的金属)，物理杂质的概念才是有意义的，因而现在工业生产的金属仍是以化学杂质的含量作为标准，即以金属中杂质总含量为百万分之几表明。比较清晰的办法有两种：一种是以材料的用处来表明，如“光谱纯”、“电子级纯”等;一种是以某种特征来表明，例如半导体材料用载流子浓度，即一立方厘米的基体元素中起导电效果的杂质个数(原子/厘米)来表明。而金属则可用剩余电阻率(ρ4.2K/ρ300K)表明。
实际上纯度以几个“9”()来表明(如杂质总含量为百万分之一，即称为6个“9”或6)，是不完整概念，如电子器材用的超纯硅以金属杂质核算，其纯度相当于9个“9”，但如计入碳，则可能不到6个“9”。
制备办法
超纯金属的制备有化学提纯法如精馏(特别是金属氯化物的精馏及氢复原)、提高、溶剂萃取等和物理提纯法如区熔提纯等(见硅、锗、铝、镓、铟)。其间以区熔提纯或区熔提纯与其他办法相结合最有用。
因为容器与药剂中杂质的污染，使得到的金属纯度遭到必定的约束，只有用化学办法将金属提纯到必定纯度之后,再用物理办法如区熔提纯,才能将金属纯度说到一个新的高度。能够用半导体材料锗及超纯金属铝为例阐明典型的超纯金属制备及检测的原理(见区域熔炼)。
提纯金属时，杂质的分配系数对提纯金属有严重的联系，因为锗中大部分杂质的分配系数都小于1,所以锗的区熔提纯是非常有用的。半导体材料的纯度,也可用电阻率来表征。区域提纯后的金属锗,其锭底表面上的电阻率为30～50欧姆·厘米时，纯度相当于8～9,能够满意电子器材的要求。但关于杂质浓度小于[KG2]10原子/厘米[KG2]的探测器级超纯锗，则尚须通过特殊处理。因为锗中有少量杂质如磷、砷、铝、镓、硅、硼的分配系数接近于1或大于1，要加强化学提纯办法除掉这些杂质，然后再进行区熔提纯。电子级纯的区熔锗锭用霍尔效应丈量杂质(载流子)浓度，一般可达10～10原子/厘米。经切头去尾,再利用屡次拉晶和切开头尾，一向到达所要求的纯度(10原子/厘米)，这样纯度的锗(相当于13)所作的探测器,其分辨率已接近于理论数值。
超纯金属铝的制备与检测办法与锗不同。用三层电解法制备的精铝,其纯度为99.99%，金属铝中杂质的分配系数如表1 [金属铝中杂质的分配系数]。
精铝通过区熔提纯，只能到达5的高纯铝,但如运用在有机物电解液中进行电解,可将铝提纯到99.9995%，并可除掉有晦气分配系数的杂质，然后进行区熔提纯数次，就能到达接近于 7的纯度，杂质总含量
检测办法
超纯金属的检测办法极为困难。痕量元素的化学分析系指一克样品中含有微克级(10克/克)、毫微克级(10克/克)、微微克级(10克/克)杂质的断定。常用的手法有中子和带电粒子活化分析，原子吸收光谱分析，荧光分光光度分析，质谱分析，化学光谱分析及气体分析等。
在单晶体高纯材料中，晶体缺陷对材料功能起明显影响，称为物理杂质，首要依靠在晶体成长过程中操控单晶平稳均匀的成长来削减晶体缺陷。
锂常识
2019-03-14 09:02:01
锂是一种银白色的轻金属，密度0.534，熔点180.54℃，沸点1342℃。锂是生动金属，在室温条件下，锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液，锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中，只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属，并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属，一般储藏于火油或液体白腊中。 锂在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。 锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法，此法制得金属锂的纯度不低于99%。 1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业，且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高，并具有各种元素中最高的标准氧化电势，锂电池已在某些军事和电子部分运用，以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等，而用于原子能、航空、航天工业。 我国锂矿产资源比较丰富，首要散布在7个省区，以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为：四川占51.1%，江西占29.4%，湖南占15.3%，新疆占3%（因首要矿区经40多年来的大规模挖掘，保有储量很多削减），这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西，这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点：（１）散布高度会集，有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区，占全国锂储量的98.8%；卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内，其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。（２）单一矿床少，共伴生矿床多，归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床，其储量以共伴生矿床为主。（３）档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外，大多数矿床档次低，因此拟定的矿产工业目标较低，故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂知识
2019-03-08 11:19:22
锂是一种银白色的轻金属，密度0.534，熔点180.54℃，沸点1342℃。锂是生动金属，在室温条件下，锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液，锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中，只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属，并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属，一般储藏于火油或液体白腊中。
锂在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。
锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法，此法制得金属锂的纯度不低于99%。
1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业，且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高，并具有各种元素中最高的标准氧化电势，锂电池已在某些军事和电子部分运用，以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金，例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等，而用于原子能、航空、航天工业。
我国锂矿产资源比较丰富，首要散布在7个省区，以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为：四川占51.1%，江西占29.4%，湖南占15.3%，新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘，保有储量很多削减)，这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西，这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点：(1)散布高度会集，有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区，占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内，其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少，共伴生矿床多，归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床，其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外，大多数矿床档次低，因此拟定的矿产工业目标较低，故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂矿
2019-02-11 14:05:30
锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色，比重0.534，熔点180℃，沸点1342℃。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研讨从攸桃岛(Uto¨)采得透锂长石时初次发现的，贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得小量金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂，并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业出产。
一、锂的性质和用处
锂是生动金属，很柔软，在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的动力金属，它在高能锂电池、受控热核反应中的使用使锂成为处理人类长时间动力供应的重要质料。锂工业的开展和军事工业的开展密切相关。50年代，因为研发需求提取核聚变用同位素6Li，因此锂工业得到了迅速开展，锂则成为出产、中、质的重要质料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机组成等工业。锂系列产品广泛使用于冶炼、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、润滑脂、橡胶、焊接、医药、电池等职业。全世界有锂矿资源的国家缺乏十家，亚洲我国独有。
二、矿石质料特色
锂为稀碱元素之一，在自然界散布比较广泛，在地壳中均匀含量为20×10-6(泰勒，1964)，在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布，其间在花岗岩中含量较高，均匀含量达40×10-6(维诺格拉多夫，1962)。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种，其间锂的独立矿藏有30多种，大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%)，其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%～8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%～6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%～10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%～4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%～5%)，其间前3个矿藏最为重要。
锰酸锂制备
