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磷酸铁锂氧化百科

一张图了解磷酸铁锂

2019-01-03 15:20:48

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

如何提高磷酸铁锂材料的振实密度

2019-01-03 09:36:46

磷酸铁锂作为常用的锂离子电池正极材料以其安全性能好、循环性能优异、环境友好、原料来源丰富等优点,成为当前锂离子电池正极材料的研究热点之一。但是磷酸铁锂的缺点也制约着它的发展,振实密度低、实际比容量低是其相对于另一大热的正极材料三元材料的一大短板。 下面介绍一些改善磷酸铁锂振实密度的途径。 1 合成方法 目前制备LiFePO4方法很多,不同制备方法对LiFePO4的振实密度影响很大。不规则的粉末颗粒不能紧密堆积,如果合成的LiFePO4粉末颗粒为不规则形貌,会造成产物的振实密度很低。一般来说,由规则的球形颗粒组成的粉体,因其不会有团聚和粒子架桥现象,从而具有较高的振实密度。得到规则球形颗粒的方法如下: ①用高密度球形FePO4前驱体合成球形LiFePO4颗粒 制得高密度球形前驱体是得到高密度球形产物的有效途径之一。先合成高密度球形FePO4前驱物,再与其他原料混合均匀,通过高温反应,使锂通过球形前驱体颗粒表面的微孔向各方向均匀、同步地渗入前驱体的中心,保持球形形貌。此方法中,球形前驱体可以消除反应过程中由于扩散途径不同引起的微观组分差异,生成组成均匀的LiFePO4,从而提高材料的性能。 ②喷雾干燥法制备球形LiFePO4颗粒 喷雾干燥(热解)法是将各金属盐按制备复合型粉末所需的化学计量比配成前驱体溶液,经雾化器雾化后,由载气带入设定温度的反应炉中,在反应炉中瞬间完成溶剂蒸发、溶质沉淀形成固体颗粒、颗粒干燥、颗粒热分解和烧结成型等一系列的过程,最后形成规则的球形粉末颗粒。 ③熔盐法制备球形LiFePO4颗粒 熔盐法通常采用一种或数种低熔点的盐类作为反应介质,合成过程会出现液相,反应物在其中有一定的溶解度,这大大加快了反应物离子的扩散速率,使反应物在液相中实现原子尺度混合,反应就由固-固反应转化为固-液反应。反应结束后,采用合适的溶剂将盐类溶解,经过滤洗涤后即可得到合成产物。 2 粒径分布 LiFePO4的振实密度与颗粒的粒径之间存在着密切的联系。如果由球形颗粒组成的粉体具有理想的粒径分布,使得小颗粒能尽量填补大颗粒之间的空隙,则可以进一步提高其振实密度,从而有利于提高电池的体积比容量。研究表明,纳米级别的LiFePO4振实密度一般较低,而微米级别的LiFePO4具有较高的振实密度。 多孔材料可以实现高的振实密度:大颗粒的产物振实密度一般较高,但也会导致锂离子在固体材料中的扩散路径变长,材料的电化学性能也变差。研究发现多孔的LiFePO4具有相互连接的三维孔通道,且孔之间的距离是纳米级的,孔隙之间相互连接的三维通道缩短了锂离子的脱嵌距离;且多孔材料这种独特的微观结构,使材料具有更大的比表面积,可使材料与电解液充分接触,增大了锂离子的扩散面积,提高了锂离子的迁移速率,有利于解决LiFePO4扩散系数小所导致的电化学性能差的问题。由于制备多孔材料时得到的都是尺寸较大且形貌良好的颗粒,所以多孔材料在保证了材料有较高振实密度的同时,也能具有良好的电化学性能。 3 碳包覆 研究表明碳包覆能增强LiFePO4颗粒之间的导电性,使其电化学性能有明显改善。但是过量的碳将严重降低LiFePO4的振实密度。选择合适的碳源,改进制备工艺,都可以使碳包覆层更加均匀,从而提高材料的振实密度。 4 金属离子掺杂 金属离子掺杂是在LiFePO4中掺杂金属离子,改变其晶格结构,从而提高其自身的导电能力。近年来部分研究表明,掺杂特定种类的金属离子能提高材料的振实密度,从而提高LiFePO4的体积比容量。 目前在提高LiFePO4振实密度的研究方面取得了一定的进展,但还存在一些问题。LiFePO4的形貌和粒度控制工艺通常很复杂,要想稳定大批量制备具有特定形貌和粒径分布的材料存在一定的难度。且不同的制备工艺,不同的原料对LiFePO4的振实密度也有很大影响,因此需要继续探索出简单、低成本且能控制LiFePO4材料的形貌和粒径分布的制备方法。

为何纯电动客车独爱磷酸铁锂动力电池?

2019-01-03 09:36:39

近日,国家工信部发布2017年第8批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》(以下简称“目录“)。其中纯电动动力新能源车型在国内发展势头依然强劲,推荐纯电动产品共249个车型,占总车型的91%。 数据显示,在纯电动车型中,有142款纯电动车型使用磷酸铁锂动力电池,81款车型使用三元动力电池,9款车型用钛酸锂电池,5款车型用锰酸锂电池。分布比例如下: 在推荐的249款纯电动车型中,纯电动客车共有113款,纯电动新能源专用车共有107款,纯电动乘用车共有29款车型。占比如下: 在113款纯电动客车中,使用磷酸铁锂电池的车型约为98款,占总体比重的87%;三元电池仅为1款,约占整体比重的1%;钛酸锂电池使用数量为9款,约占整体比重的8%;使用锰酸锂电池的车型为3款,约占整体比重的2%。 磷酸铁锂电池为何在纯电动客车领域独占鳌头? 磷酸铁锂电池方面,纯电动客车磷酸铁锂电池的系统能量密度区间约为87-135Wh/kg,车辆的续驶里程区间为200-576km不等;三元电池方面,纯电动城市客车使用的宁德时代三元动力电池,系统能量密度达到136.05Wh/kg,续驶里程450km。 纯电动客车独爱磷酸铁锂动力电池主要是因为其拥有比三元电池更高的安全性。新能源客车载人较多,一旦出现安全事故往往容易造成比乘用车更大的危害。而动力电池被认为是影响新能源汽车安全性能的主要因素,这直接关系到电池行业的发展,并影响到国家政策和舆论的导向。 因此,尽管三元动力电池的续航能力更好,能量密度也优于磷酸铁锂电池,但在安全性作为首要考虑问题的客车领域,基于我国磷酸铁锂电池产业化、技术成熟度较高的背景下,纯动力客车领域还是倾向于使用安全性更高的磷酸铁锂电池。

锂离子电池磷酸铁锂正极材料的研究进展

2019-01-04 13:39:36

锂离子电池因其具有能量密度高、自放电流小、安全性高、可大电流充放电、循环次数多、寿命长等优点,越来越多地应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车、航空航天、军事装备等多个领域。锂电池产业已经成为国民经济发展的重要产业方向之一。目前,锂离子电池正极材料分为以下几类:①具有层状结构的钴酸锂、镍酸锂正极材料;②具有尖晶石结构的锰酸锂正极材料;③具有橄榄石结构的磷酸铁锂正极材料;此外还有三元材料。磷酸铁锂正极材料的理论比容量为170mA/g,电压平台为3.7V,在全充电状态下具有良好的热稳定性、较小的吸湿性和优良的充放电循环性能,因此成为现今动力、储能锂离子电池领域研究和生产开发的重点。LiFePO4基本性能LiFePO4基本结构磷酸铁锂正极材料具有正交的橄榄石结构,pnma空间群,如图1所示。在晶体结构中,氧原子以稍微扭曲的六方紧密堆积的方式排列。Fe与Li分别位于氧原子八面体中心4c和4a位置,形成了FeO6和LiO6八面体。LiFePO4充放电原理磷酸铁锂电池充放电的过程是在LiFePO4与FePO4两相之间进行的,如图2所示,其具体机理为:在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱出。充电时,Li+从正极脱出,迁移到晶体表面,在电场力的作用下,经过电解液,然后穿过隔膜,经电解液迁移到负极晶体表面进而嵌入负极晶格,负极处于富锂状态。与此同时,电子经正极导电体流向正极电极,经外电路流向负极的集流体,再经负极导电体流到负极,使负极的电荷达到平衡。锂离子从正极脱出后,磷酸铁锂转化为磷酸铁;而放电过程则相反。其充放电反应式可表示成式(1)和式(2)充电时放电时LiFePO4改性由于磷酸铁锂正极材料本身较差的导电率和较低的锂离子扩散系数,国内外研究者在这些方面进行了大量的研究,也取得了一些很好的效果。其改性研究主要在3个方面:掺杂法、包覆法和材料纳米化。掺杂法掺杂法主要是指在磷酸铁锂晶格中的阳离子位置掺杂一些导电性好的金属离子,改变晶粒的大小,造成材料的晶格缺陷,从而提高晶粒内电子的导电率以及锂离子的扩散速率,进而达到提高LiFeP04材料性能的目的。目前,掺杂的金属离子主要有T14+、CO2+、Zn2+、Mn2+、La2+、V3+、Mg2+。包覆法在LiFeP04材料表面包覆碳是提高电子电导率的一种有效方法,碳可以起到以下几个方面的作用:①抑制LiFeP04晶粒的长大,增大比表面积;②增强粒子间和表面电子的导电率,减少电池极化的发生;③起到还原剂的作用,避免Fe的生成,提高产品纯度;④充当成核剂,减小产物的粒径;⑤吸附并保持电解液的稳定。材料纳米化相较在导电性方面的限制,锂离子在磷酸铁锂材料中的扩散是电池放电的最主要也是决定性的控制步骤。由于LiFeP04的橄榄石结构,决定了锂离子的扩散通道是一维的,因此可以减小颗粒的粒径来缩短锂离子扩散路径,从而达到改善锂离子扩散速率的问题。纳米材料的优点主要有:①纳米材料具有高比表面积,增大了反应界面并可以提供更多的扩散通道;②材料的缺陷和微孔多,理论储锂容量高;③因纳米离子的小尺寸效应,减少了锂离子嵌入脱出深度和行程;④聚集的纳米粒子的间隙缓解了锂离子在脱嵌时的应力,提高了循环寿命;⑤纳米材料的超塑性和蠕变性,使其具有较强的体积变化承受能力,而且可以降低聚合物电解质的玻璃化转变温度。Ren等对纳米化的磷酸铁锂制备进行了详细的研究,他们利用亲水性的碳纳米颗粒作为模型制备出介孔磷酸铁锂正极材料。发现其具有亚微米大小的颗粒中心在2.9nm和30nm的双峰孔分布,介孔的引入也有利于电解质的流动和锂离子的扩散。在1C倍率下,放电比容量为137mA·h/g。在30C高倍率充放电后,材料的容量仍能恢复到160mA·h/g。可以看出纳米化的磷酸铁锂电化学性能得到了显著地提升。从长杰等利用液相沉淀法合成了纳米级磷酸铁,并以此为铁源,通过碳热还原技术制备了粒径均匀的纳米级球形磷酸铁锂正极材料。经分析检验结果表明,材料的首次放电比容量达161.8mA·h/g,库仑效率为98.3%,室温下在0.2℃、0.5℃,1℃, 2℃及5℃倍率充放电其首次放电比容量分别为156.5mA·h/g, 144mA·h/g,138.9mA·h/g,125.6mA·h/g和105.7mA·h/g,材料具有较好的电化学性能。Chen等以偏磷酸亚铁和石墨的纳米层状模板,通过水热法制备出拥有纳米层状形态的LiFeP04颗粒。通过SEM分析,尽管原纳米层模板LiFeP04纳米层模板之间存在差异,但最终得到的LiFeP04模板的纳米层状态保存完好。拉曼光谱表明,原纳米有机基团的分层模板成功地转换成细小的具有有序石墨结构的碳颗粒,并很好地分散在层状LiFeP04颗粒之间。经使用循环伏安法和电阻抗法评估,锂离子扩散系数分别是1.5X10-11cm2/s和3.1X10-13cm2/s,而电子电导率为3.28mS/cm,远远高于普LiFeP04的电导率(结语采用离子掺杂、包覆、材料纳米化3种改性方法对磷酸铁锂正极材料在电导率低、锂离子扩散速率慢、低温放电性能差等方面的不足有很大的改进。其中离子掺杂通过掺杂导电性好的离子,改变了颗粒大小,造成材料的晶格缺陷,从而提高了材料电子的电导率和锂离子的扩散率;包覆主要以碳包覆为主,抑制LiFeP04晶粒的长大,增大了比表面积,从而增强粒子间和表面电子的导电率;材料的纳米化一方面增大了材料的比表面积,为界面反应提供更多的扩散通道,另一方面,缩短了离子扩散的距离,减小了锂离子在脱嵌时的应力,提高循环寿命。此外,磷酸铁锂正极材料改性方面仍存在一些不足,如离子掺杂改进材料的导电率和锂离子扩散速率方面仍存在分歧;纳米材料的制备工艺、生产成本要求较高;此外,除了考虑实验室条件下的可行性研究外,还要考虑大规模工业化的生产要求,这些都有待于进一步研究。因此,通过以上方法来全面提高磷酸铁锂的综合性能仍然是当前和今后该领域研究和应用的主要发展方向之一。文章选自:《化工进展》 作者:张克宇,姚耀春

铁锂云母

2019-01-24 09:36:23

一、组成与结构       K(LiFeAl)[AlSi3O10](OHF)2,常含Na、Rb、Sr、Ba、Ca、Mn等元素。江西赣南黑钨矿石英脉中产出的铁锂云母含Li2O 3.26%,SiO2 39.50%,Al2O3 24.25%,K2O 9.49%,FeO 10.99%,Fe2O3 4.89%,MnO 1.99%,Na2O 0.85%,F 5.27%,H2O 1.78%。矿物属单斜晶系。       二、物化性质       晶体呈假六方板状,常呈鳞片状集合体产出。解理(001)极完全,薄片具弹性,硬度2~3,相对密度2.9~3.2,灰褐色、黄褐色,有时为浅绿色或暗绿色。玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,半透明至不透明。       三、鉴别特征       铁锂云母以其颜色有别于白云母、黑云母和锂云母。确切鉴别需借助化学分析。       四、产状与产地       铁锂云母产于含黑钨矿、锡石、黄玉的花岗伟晶岩、花岗岩及石英脉中,与上述矿物共生。产地有湖南临武,江西万源及江西海螺岭等。

磷酸锌  

2017-06-06 17:50:04

磷酸锌  性质:无色斜方结晶或白色微晶粉末。表观密度0.8~1g/cm3。溶于无机酸、氨水、铵盐溶液。不溶于水、乙醇。加热到100℃时失去2个结晶水而成无水物。有潮解性。腐蚀性。由磷酸与氧化锌进行反应,在30℃以下加入晶种进行结晶,经过滤,热水洗涤,粉碎,干燥而制得。用作醇酸、酚醛、环氧树脂等涂料的基料。用于生产无毒防锈颜料和水溶性涂料。还用作氯化橡胶、合成高分子材料的阻燃剂。   磷酸锌可取代红丹、锌铬黄等传统防锈颜料,可用于钢架、船舶、电器、设备防锈使用。   磷酸锌在三价铁离子具有很强的缩合能力,这种磷酸锌的根离子与铁阳极反应,可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜,这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高,附着力优异呈现出卓越的防锈性能。磷酸锌是一种白色无毒的防锈颜料,是防锈腐蚀效果优异的新一代无毒性,无公害的防锈颜料,它能够有效的替代含有重 金属 铅、铬的传统防锈颜料,是使用效果理想的防锈颜料新品种。    磷酸锌不含铅等有重 金属 、无毒、无污染,对皮肤也无刺激作用,热稳定性好、防锈好、防锈力强,在涂料中用量少单位成本低。   用磷酸锌调剂制的涂料具有优异的防锈性能及耐水性用于各种漆基的涂料中用于制备各种耐水、酸、防腐蚀涂料如:酚醛漆、环氧漆、内烯酸漆、厚浆漆以及水溶性树脂漆,广泛用于船舶、汽车、工业机械、轻 金属 、家用电器及食品用 金属 容器等方面的防锈漆。          以上是磷酸锌的介绍,更多信息请详见上海 有色金属 网。

铁锂云母选矿厂设计

2019-01-30 10:26:21

40年代德国曾用磁选和浮选从某钨锡矿中生产铁锂云母精矿。该矿20年代仅回收钨、锡矿物,而铁锂云母作尾矿废弃。由于市场需要,随后用磁选法从堆积尾矿中回收铁锂云母精矿,以后又建成铁锂云母选矿车间,1945年建成规模为600吨/日的选厂,分别采用磁选、磁选结合浮选两种流程生产铁锂云母精矿,精矿品位为95%~97%铁锂云母,回收率50%~70%。处理的原矿有两种类型,如表1所示,生产流程示于图1和图2中。 表1  两种矿石的矿物组成石英型矿物名称石英锂云母萤石黄玉锡石黑钨矿含量,%78201.30.50.10.1云英岩型矿物名称云英岩、花岗岩 长  石、斑  岩石英铁锂云母黑钨矿锡石其他含量,%45436114图1  老厂铁锂云母选矿流程图2  新厂铁锂云母选别流程

含锂氧化铝

2018-12-14 11:31:01

铝土矿、石灰石、纯碱而制成的铝酸钠溶液中,加入由锂辉石、石灰、烧碱而制成的含锂溶液,将此混合溶液经过碳酸化分解、所析出的含锂氢氧化铝进行焙烧即得含锂氧化铝。含锂氧化铝用来电解生产铝,可不必补加碳酸锂,同样可使吨铝电耗下降500度左右。因而若折算碳酸锂的生产成本可降低50~62.5%。  它具有工艺简单、设备投资少、经济效益显著等特点,适用于以烧结法生产氧化铝的企业。 一种含锂氧化铝的生产工艺,其特征在于:由锂辉石、石灰、烧碱磨细的混料经过高压浸出后进行残渣分离和洗涤而得的含锂溶液,加入到由铝土矿、石灰石、纯碱配制的生料浆经过烧结、熟料溶出而得的铝酸钠溶液之中,并对此混合溶液经过碳酸化分解。所得的含锂氢氧化铝进行焙烧。.

德国某厂铁锂云母选厂实例

2019-01-24 09:36:29

40年代德国曾用磁选和浮选从某钨锡矿中生产铁锂云母精矿。该矿20年代仅回收钨、锡矿物,而铁锂云母作尾矿废弃。由于市场需要,随后用磁选法从堆积尾矿中回收铁锂云母精矿,以后又建成铁锂云母选矿车间,1945年建成规模为600吨/日的选厂,分别采用磁选、磁选结合浮选两种流程生产铁锂云母精矿,精矿品位为95%~97%铁锂云母,回收率50%~70%。处理的原矿有两种类型,如表1所示,生产流程示于图1和图2中。 表1  两种矿石的矿物组成石英型矿物名称石英锂云母萤石黄玉锡石黑钨矿含量,%78201.30.50.10.1云英岩型矿物名称云英岩、花岗岩 长  石、斑  岩石英铁锂云母黑钨矿锡石其他含量,%45436114图1  老厂铁锂云母选矿流程图2  新厂铁锂云母选别流程

氧化镍钴锰锂

2017-06-06 17:49:58

一种新型高比能量锂离子电池正极用氧化镍钴锰锂材料,日前由天津电源研究所研制成功。并获得了信息产业部电子基金的资金支持,随即建成年产200吨氧化镍钴锰锂生产线,在国内率先实现了产业化生产。目前市场上的锂离子电池大多以氧化钴锂为正极,其材料的稳定性和产品的安全性比较差。天津电源研究所针对氧化钴锂存在的突出问题,采用价格相对低廉的镍、锰替代钴,并研发独特的烧结工艺,仅用了一年多时间就成功解决了这一难题。据了解,这种新型材料具有容量高、寿命长、安全系数高、无污染等优点。与氧化钴锂相比,制造成本降低了10%至15%,每克容量由140毫安时可提升到220毫安时,由此不仅提高了产品的安全性能,而且增大了电池容量,一举突破了锂离子电池发展的瓶颈制约。该产品现已得到多家用户的认可,并实现了为出口欧盟的高端电池产品生产厂家供货。为了研制在电性能、安全性和成本价格等三方面均能较好地满足电动汽车需求的锂离子电池,选择了在氧化钴锂中掺杂氧化镍锰钴锂三元材料的方法,研制了新的50Ah动力型锂离子电池。通过对研制电池进行电性能和安全性试验,各项性能均满足电动汽车的技术要求,加上氧化镍锰钴锂三元材料的价格仅为氧化钴锂的50%左右,所以掺杂氧化镍锰钴锂三元材料是解决电动汽车对动力型锂离子电池严格需求的理想途径之一。近期有一种锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂及其制备方法。本发明属于锂离子电池技术领域。锂离子电池正极材料氧化镍钴锰锂为富锂型层状结构,化学成分Li↓[1+z]M↓[1-x-y]Ni↓[x]Co↓[y]O↓[2],其中0.05≤z≤0.2,0.1<x≤0.80.1<y≤0.5。制备方法:镍、钴、锰的可溶性盐为原料;氨水或铵盐为络合剂,氢氧化钠为沉淀剂;加水溶性分散剂,加水溶性抗氧化剂或用惰性气体控制和保护;将溶液并流方式加到反应釜反应;碱性处理,陈化,固液分离,洗涤干燥;氧化镍钴锰和锂原材料混合均匀;将混合粉体分三温区烧结得到氧化镍钴锰锂粉体。本发明比容量高,循环特性好,晶体结构理想,生产周期短,功耗低,适合产业化生产等。 

铁还原氧化铜

2017-06-06 17:50:02

一般常用来还原氧化铜的还原剂有氢气H2、一氧化碳CO、碳C,他们都是非 金属 元素,而我们同样也可以用一种 金属 来还原氧化铜,例如铁还原氧化铜。铁还原氧化铜需在高温真空的条件下,会发生置换反应,把 金属 铜置换出来。2Fe+3CuO=3Cu+Fe2O3铁和氧化铜的反应中,铁作还原剂,氧化铜做氧化剂,类似于氢气还原氧化铜的实验原理。那为什么反应的生成物是氧化铁,而不是氧化亚铁或四氧化三铁呢?这是因为氧化亚铁的化学稳定性差,而四氧化三铁只有在高温煅烧时才会生成。并不是所有的 金属 都可以和氧化铜发生置换反应,选用的 金属 有一个要求,该 金属 活性要在 金属 铜之前。K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu。。。

含锂氧化铝相关知识

2019-01-14 13:50:20

铝土矿、石灰石、纯碱而制成的铝酸钠溶液中,加入由锂辉石、石灰、烧碱而制成的含锂溶液,将此混合溶液经过碳酸化分解、所析出的含锂氢氧化铝进行焙烧即得含锂氧化铝。含锂氧化铝用来电解生产铝,可不必补加碳酸锂,同样可使吨铝电耗下降500度左右。因而若折算碳酸锂的生产成本可降低50~62.5%。    它具有工艺简单、设备投资少、经济效益显着等特点,适用于以烧结法生产氧化铝的企业。一种含锂氧化铝的生产工艺,其特征在于:由锂辉石、石灰、烧碱磨细的混料经过高压浸出后进行残渣分离和洗涤而得的含锂溶液,加入到由铝土矿、石灰石、纯碱配制的生料浆经过烧结、熟料溶出而得的铝酸钠溶液之中,并对此混合溶液经过碳酸化分解。所得的含锂氢氧化铝进行焙烧。

什么是磷酸铜

2019-03-13 11:30:39

磷酸铜 英文名称: Cupric Phosphate Anhydrous CAS:10103-48-7化学式:Cu3(PO4)2分子式:Cu3(PO4)2·3H2O 分子量: 380.59 性质:蓝色正交晶体。受热分化。不溶于水、液,微溶于热水,溶于酸、。由硫酸铜溶液与磷酸氢二铵效果而得。用作有机反响催化剂、菌剂、乳化剂、肥料及金属表面抗氧化剂等。.

磷酸锌价格

2017-06-06 17:50:00

近几年来,磷酸锌价格一直处于平稳状态,基本上没有太大的波动.但由于目前市场上锌库存的大量堆积,给磷酸锌价格带来了不小压力磷酸锌价格与锌价有着密切的联系,专家表示精炼锌过剩格局依旧:从供需基本面来看,精锌产量增速回落显著。7月份国内精锌产量为40.5万吨,环比减少4.7%,同比仅增长8.0%,较上月15.8%的同比增速明显下滑。由于全球锌精矿供应紧张,锌精矿加工费处于低位徘徊,国内锌冶炼商大多已经亏损。因此,在原料供应受限以及成本压力高企的情况下,国内锌冶炼商也开始减产,这影响了当月产量增长。虽然近期国内锌精矿加工费出现明显上升,但仍不足以刺激冶炼厂增加生产。我们预计国内精锌产量增长将继续下滑。同时需求端同样疲软,笔者了解到近日现货市场成交清淡,不少厂家因为没有订单处在停产状态,市场上接货的也大多为贸易商,从经济前景的普遍担忧以及当下国内经济增速确实明显回落的角度来看,已经实质影响到了下游行业的需求对于锌市的支撑作用。笔者预计,尽管当前生产增速和消费增速都有下滑,但整体市场的过剩格局短时间内很难改变。最新的世界金属统计局数据显示,今年前6个月全球精炼锌市场供应过剩26.6万吨,该数据要高于2009年全年的供应过剩21万吨,尽管1—6月期间精炼锌需求为60.7吨,高于去年同期水平。目前更为恶化的供需关系将使磷酸锌价格上方承压。第二季度以来,磷酸锌价格已经被锌价的下跌所连累,而磷酸锌价格能否承受住这次震荡?只有等待市场反馈来给出最后的答案了. 

磷酸锌价格

2017-06-06 17:49:51

磷酸锌价格:30/瓶磷酸锌分子式:Zn3(PO4)2·2H2O磷酸锌性质:无色斜方结晶或白色微晶粉末。表观密度0.8~1g/cm3。溶于无机酸、氨水、铵盐溶液。不溶于水、乙醇。加热到100℃时失去2个结晶水而成无水物。有潮解性。腐蚀性。由磷酸与氧化锌进行反应,在30℃以下加入晶种进行结晶,经过滤,热水洗涤,粉碎,干燥而制得。用作醇酸、酚醛、环氧树脂等涂料的基料。用于生产无毒防锈颜料和水溶性涂料。还用作氯化橡胶、合成高分子材料的阻燃剂。磷酸锌可取代红丹、锌铬黄等传统防锈颜料,可用于钢架、船舶、电器、设备防锈使用。 

磷酸锌的用途

2017-06-06 17:50:00

磷酸锌的用途是现如今人们关注的重点,只有真正了解磷酸锌的用途,才能让你的投资更有价值.磷酸锌的用途主要有以下几点:磷酸锌是一种白色无毒的防锈颜料,是防锈腐蚀效果优异的新一代无毒性,无公害的防锈颜料,它能够有效的替代含有重金属铅、铬的传统防锈颜料,是使用效果理想的防锈颜料新品种。用磷酸锌调剂制的涂料具有优异的防锈性能及耐水性用于各种漆基的涂料中用于制备各种耐水、酸、防腐蚀涂料如:酚醛漆、环氧漆、内烯酸漆、厚浆漆以及水溶性树脂漆,广泛用于船舶、汽车、工业机械、轻金属、家用电器及食品用金属容器等方面的防锈漆磷酸锌在三价铁离子具有很强的缩合能力,这种磷酸锌的根离子与铁阳极反应,可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜,这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高,附着力优异呈现出卓越的防锈性能,由于磷酸锌基因具有很好活性,能与很多金属离子作用生成络合物,因此,具有良好的防锈效果.除此之外磷酸锌还用于钢架,船舶,电器,设备防锈使用.磷酸锌的用途的多样性,已经帮助磷酸锌打开了市场.

焦磷酸铜价格

2017-06-06 17:49:59

焦磷酸铜价格,smm上海当前价格是,1—50,按13000元/吨计算,51-100,按12900元/吨计算,101-200,按12800元/吨计算。焦磷酸铜  产品名称:焦磷酸铜  产品英文名:Copperpyrophosphate;Cupricpyrophosphate  CAS号10102-90-6  分子式:Cu2P2O7  分子量:301.03  物化性质:淡绿色粉末。溶于酸,不溶于水。可与焦磷酸钾起络合反应,形成水溶性的焦磷酸铜钾络盐。  制备:由硫酸铜溶液与无水焦磷酸溶液进行复分解反应制得。  产品用途:主要用于无氰电镀和防渗碳涂层。  包装储运:内衬聚乙烯塑料袋,外套塑料编织包装,每袋净重25kg、50kg。应贮存在阴凉、通风、干燥的库房内。包装密封,防潮,不可与酸类物品共贮混运。运输时要防雨淋和烈日曝晒。装卸时要小心轻放,防止包装破损。失火时,可用水、泡沫灭火器或二氧化碳灭火器扑救。 

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。

磷酸锌的作用

2017-06-06 17:50:00

磷酸锌的分子式为Zn3(PO4)2·2H2O. 磷酸锌是国内比较常见的材料之一;磷酸锌的作用主要有以下两点;在防锈方面,磷酸锌的作用:磷酸锌可取代红丹、锌铬黄等传统防锈颜料,可用于钢架、船舶、电器、设备防锈使用。用磷酸锌调剂制的涂料具有优异的防锈性能及耐水性用于各种漆基的涂料中用于制备各种耐水、酸、防腐蚀涂料如:酚醛漆、环氧漆、内烯酸漆、厚浆漆以及水溶性树脂漆,广泛用于船舶、汽车、工业机械、轻金属、家用电器及食品用金属容器等方面的防锈漆。磷酸锌是一种白色无毒的防锈颜料,是防锈腐蚀效果优异的新一代无毒性,无公害的防锈颜料,它能够有效的替代含有重金属铅、铬的传统防锈颜料,是使用效果理想的防锈颜料新品种。在化学方面,磷酸锌的作用:磷酸锌在三价铁离子具有很强的缩合能力,这种磷酸锌的根离子与铁阳极反应,可形成以磷酸铁为主体的坚固的保护膜,这种致密的纯化膜不溶于水、硬度高,附着力优异呈现出卓越的防锈性能,由于磷酸锌基因具有很好活性,能与很多金属离子作用生成络合物,因此,具有良好的防锈效果。不可否认,磷酸锌的作用在各行各业中已经被认可,磷酸锌市场也可能打破前几年的"坚冰",迎来交易浪潮

铁氧化物的分解、还原与再氧化(一)

2019-02-14 10:39:59

氧化物的分化、复原及再氧化反响是烧结进程中化学反响中一个重要部分,它影响烧结矿的矿藏组成及液相的构成,然后影响烧结矿的质最。例如恰当操控烧结气氛以削减铁氧化物的复原进程,促进Fe2O3生成而削减FeO的构成,这有利于烧结矿复原性的进步。   (一)铁氧化物的分化    烧结猜中有许多氧化物,在铁猜中主要是铁或锰氧化物,在熔剂中有钙镁氧化物,这些氧化物在烧结进程中是否发作分化反响决定于它们的化学反响式的平衡常数(Kp)及等压位的改变(ΔZ)一般金属氧化物的分化可按下式表明:                                      2MeO=2Me+O2    如MeO及Me是以固相存在而不相互熔解,则上式的反响平衡常数即等于分化压力:                                       Kp=Po2    分化压力与反响的标准等压位的关系为:                                     ΔZo=-KTlnPo2    当气相中氧的分压为P′o2时,则    当Po2>P′o2时,ΔZ<0氧化物分化,    当Po2<P′o2时,ΔZ>0反响向生成氧化物的方向进行;    当Po2=P′o2时,ΔZ=0反响趋于平衡状况。    在大气中P′o2=0.21而大多数金属氧化物的分化压力比0.21气压小得多,所以大多数金属氧化物在大气中是比较安稳的。 [next]     MnO2,Mn2O3,Fe2O3的分化压力比较大,MnO2在460℃的分压为0.21,550℃的分压为1.0大气压(98066.5帕),Mn2O3到达相应分压的温度为927℃及1100℃因而铁锰的高档氧化物(即氧化程度高的氧化物)在烧结进程中枯燥带或预热带就开端分化乃至已很剧烈,而Fe2O3在1383℃分化压力为0.21,在1452℃分化压力为1.0,要比锰的高档氧化物分化困难一些。在烧结条件下,烧结冷却带的气体的实践压力为0.9大气压(0.9×98066.5帕),所以氧的分压为0.18~0.气压(0.9×98066.5帕);预热带废气含氧8~10%,氧的分压在0.072~0.09大气压(×98066.5帕),在焚烧带烧结温度可达1350~1450℃,氧的分压接近碳粒处则比预热带的更低,因而Fe2O3发作分化或剧烈分化。磁铁矿Fe3O4在1500℃只要10-7.5气压(×98066.5帕),所以在烧结条件下分化是不可能的。但在有SiO2存在的条件下,温度高于1300~1350℃,它可按下式进行分化:                           2Fe3O4+3SiO2=3(FeO)2·SiO2+O2    浮士体(FexO)的热分化在烧结条件下是不可能的,由于它的分化压力在同一温度下比Fe3O4还低。    可以用下式核算FeO的分化温度:    因而在烧结条件下FeO不可能分化。烧结猜中还有许多氧化物,其分化压力比FeO还要小,因而要求分化温度更高。但凡ΔZ°负值愈大,金属与氧亲和力越大,即该金属氧化物愈不易分化,从图中看到钙、镁氧化物,其ΔZ°最小,因而在烧结的温度及气氛下不发作任何分化。   (二)铁氧化物的复原    在烧结进程中,接近燃料颗粒处存在着复原性气体CO以及赤热燃料粒,所以有很强的复原性气氛,因而烧结猜中铁、锰等氧化物及液相中的铁、锰氧化物将遭到复原。    即A,B,C,D分别为Fe2O3、Fe3O4、FeO及Fe的安稳区,见图2当有过剩的固定碳存在时,铁的各级氧化物的复原反响产品决定于气化反响的平衡曲线CO2+C=2CO,见图3.

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。

锂云母

2019-01-24 09:37:11

一、组成与结构       K(LiAl)3[AlSi4O10](OHF)2,常含Na及Rb、Cs等稀碱金属元素。辽宁阜新花岗伟晶岩中产出的锂云母含Li2O4.51%,SiO250.40%,Al2O323.22%,K2O10.33%,Rb2O1.57%,Cs2O0.08%,MnO2.17%,F7.51%。矿物属单斜晶系。       二、物化性质       晶体沿(001)呈板状,具假六方形轮廓,常为鳞片状或叶片状集合体。解锂(001)极完全,薄片具弹性,硬度2~3,相对密度2.8~2.9,玫瑰色、浅紫色、白色,有时无色,玻璃光泽,解理面显珍珠光泽。矿物溶于H3PO4,在HCl、HNO3、H2SO4中溶解不完全。因含Li,吹管焰染火呈红色。       三、鉴别特征       锂云母以其颜色、片状晶形和矿物共生易于识别。浅色锂云母与白云母相似,借助焰色反应可准确鉴别。       四、产状与产地       锂云母主要产花岗伟晶岩中,与石英、长石、白云母、锂辉石、绿柱石、电气石等共生。锂云母也产于富Li、Rb、Cs、Nb、Ta的花岗岩中,与石英、钠长石、黄玉、黑钨矿、铌钽铁矿等共生。锂云母细粒集合体-锂云母岩,称丁香紫玉,是20世纪70年代在我国发现的玉石新品种。含锂云母的花岗伟晶岩产地有新疆阿尔泰、河南官坡,含锂云母花岗岩产地有江西宜春。

硅酸锂

2017-06-06 17:50:13

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。

铁质活性滤膜接触氧化除铁原理

2019-01-21 18:04:24

一、前言 在我国地下水除铁技术中,广泛采用曝气接触氧化的除铁方法。曝气接触氧气除铁法,是使曝气地下水中的亚铁离子不经氧化与溶解氧一同进入接触滤层,在滤层的接触催化作用下完成亚铁离子的氧化和截留。天然锰砂除铁是在我国已得到广泛应用的一种接触氧化除铁法;人造锈砂和自然形成的锈砂除铁法,是七十年代在我国实验成功的另一种接触氧化除铁法。 过去,笔者曾对天然锰砂除铁法进行过系统的实验和研究。近些年来,国内外又对以石英砂为载体的人造锈砂和自然形成的锈砂的除铁过程进行了研究。这些研究成果,发展了接触氧化除铁工艺,提高了接触氧化除铁工艺的效能,促进了接触氧化除铁工艺的推广和应用。 人们对于接触氧化除铁机理的认识有一个发展过程。本世纪三十年代开始将软锰矿砂用作地下水的接触氧化除铁滤料以来,人们一直把二氧化锰当作催化剂,这被称作经典理论。早在六十年代初,笔者在研究天然锰砂除铁过程中就发现了“活性滤膜”的接触催化作用,后又经多次模型及生产试验检验证实,终于于1974年正式提出了活性滤膜接触氧化除铁原理,这使认识又深化了一步。近几年,笔者对铁质活性滤膜接触氧化除铁的基本特征又进行了研究。实验表明,新滤料初期皆有一定的除铁能力,但并不持久经过一段时间除铁能力便开始衰竭。滤后水的含铁浓度相应升高;随着运行时间的增长,滤料的除铁能力又逐渐提高,滤后水水质变好,最终滤料具有了稳定的除铁能力。最终具有稳定的除铁能力。最终具有稳定除铁能力的滤料,称为“成熟”的滤料;由新滤料到“成熟”滤料的转化过程,称为滤料的“成熟”过程。事实上,滤料的成熟过程,正是滤料表面铁质活性滤膜的形成和积累的过程。本文将对新滤料的除铁作用、活性滤膜的形成及积累过程,以及成熟滤层中活性滤膜的除铁特征等方面的问题进行探讨。  二、新滤料的除铁作用 用未经曝气的无氧含铁地下水经新滤料层过滤,发现滤层最初都有一定的去除亚铁离子的能力。图1为新天然锰砂去除水中亚铁离子的情况。新石英砂或无烟煤去除亚铁离子的情况,与天然锰砂类似。新滤料能在无氧条件下除铁,表明新滤料对水中的亚铁离子有吸附作用。 新滤料对水中亚铁离子的吸附能力,与滤料的品种有关,表1为几种新滤料在无氧条件下对水中亚铁离子的动态吸附容量。由表1可见,马山锰砂的吸附容量最大,石英矿砂最小。              表1  新滤料对亚铁离子的动态吸附容量滤料品种名称滤料粒径mm水的含铁浓度  mg/l水的pH水温(℃)吸附容量mg/l马山锰砂1.0~1.2514~186.165000锦西锰砂1.0~1.2514~186.161000阳泉无烟煤1.0~1.2514~186.16250黑龙江烟煤1.0~1.2514~186.16250松花江河砂1.0~1.2514~186.16250北戴河石英矿砂1.0~1.2514~186.1624 实验表明,吸附于新滤料表面的亚铁离子,在有溶解氧的情况下,能被氧化为高铁。但是,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物,与在成熟滤料表面生成的具有强烈催化活性的铁质滤膜,在性质上有很大不同。首先,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有非常密实的构造。新滤料层与成熟滤层的对比试验表明,在滤层都截留相同的铁量时(某次试验为2g),成熟滤层的水力阻抗竟比新滤层高40倍。所以,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物比成熟滤料表面的活性滤膜要密实得多。其次,在新滤料表面生成的高铁氢氧化物并不具有强烈的接触催化活性。图2为三种新滤料成熟过程的对比试验。由图可见,由于新滤料具有一定的吸附能力,所以过滤初期都有一定的除铁效果,但当它们的吸附容量逐步耗尽,滤后水的含铁浓度便不断升高。随着过滤除铁过程的进行,在滤料表面开始生成具有接触催化活性的铁质滤膜,由于活性滤膜物质在滤料表面的积累,滤料渐趋成熟。滤层出水含铁浓度又开始降低,从而具有峰状特征。试验发现,虽然这三种新滤料的吸附容量有很大差别,但它们的成熟期却基本相同。如果新滤料表面生成的高铁氢氧化物具有接触催化活性。那么吸附容量大的新滤料截留下来的铁质较多,应该能较快地成熟,即具有较短的成熟期,但实际情况并非如此。所以,新滤料表面生成的高铁氢氧化物不具有强烈的接触催化活性,它与成熟滤料表面具有强烈接触催化活性的铁质滤膜物质的性质是不同的。 三、滤料的成熟过程 含铁地下水曝气充氧后,通过新滤料层过滤,由于新滤料具有吸附能力,所以具有一定的除铁能力。与此同时,滤料表面开始成生具有催化活性的铁质滤膜。所以,新滤料在成熟过程中,同时具有吸附除铁和接触氧化除铁两种作用。新滤料过滤初期,接触氧化除铁作用很小,所以以吸附除铁为主。随着滤料吸附能力的消耗,除铁能力降低,滤层出水含铁浓度逐渐增大。另一方面,在滤料表面生成的活性滤膜的除铁能力则不断增大,当活性滤膜除铁能力的增大速率超过了吸附除铁能力的减小速率时,滤层出水含铁浓度便开始出现下降趋势。由于活性滤膜的接触氧化除铁过程是一个自动催化过程,所以滤膜除铁能力的增大具有加速的特征,使滤层出水含铁浓度的变化过程线在峰值后略具上凸的形状,直至出水浓度降至要求值。之后,滤层出水的含铁浓度便稳定在很低的数值,它表明滤料已趋于成熟。这样,可以把滤料的成熟过程分为三个阶段,第一阶段为新滤料的吸附除铁作用占优势,称为吸附段;第二阶段为铁质活性滤膜的催化除铁作用占优势,并具有加速进行的特征,称为加速催化段;第三阶段表现为铁质活性滤膜的稳定催化除铁作用,称为稳定催化段,如图3。稳定催化除铁过程连续进行相当时间,滤料最终完全成熟。完全成熟的滤料表面被铁质活性滤膜覆盖而发黄,故常称为锈砂。滤料的吸附容量不同,它们的成熟过程也有差别;吸附容量小的滤料,吸附阶段比较短,且滤层出水浓度变化过程线的峰值也较大;吸附容量大的滤料,吸附阶段比较长,出水峰值也较小。当滤料的吸附容量较大,而地下水的含铁浓度又较小时,出水浓度峰值有可能降至水质标准要求值以下,这时滤池一投产便能供应合格的水质。 我们在图2所示条件下,还进行了北戴河石英矿砂、松花江河砂、黑龙江烟煤等滤料的成熟试验,试验结果与图2基本一致。上述六种滤料的吸附段和加速催化段的总长度,大致为4~5d,此时滤层出水含铁浓度都能降至0.3mg/l以下,但出水水质尚不够稳定,7d后则皆能稳定地除铁。 综上所述,滤料品种不同,只对除铁初期的出水水质有影响,基本上不影响滤料的成熟期和成熟滤料的除铁性能,即对成熟滤料而言,不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体,其作用是没有区别的,这就为在接触氧化除铁工艺中采用石英砂、河砂、无烟煤等廉价滤料提供了理论依据,经济意义是很大的。但是,吸附容量大的滤料,如天然锰砂,在除铁初期出水水质较好,这在实用上是有重要意义的。石英砂、无烟煤等吸附容量小的滤料,投产初期出水水质差,需采取改善水质和加速滤料成熟的措施,是其缺点。 有人用滤料表面铁质的附着指数(附着于100mg滤料表面的铁质的mg数)作为滤料成熟的指标。前已述及,由于不同滤料具有不同的吸附容量,而在滤料表面吸附氧化的铁质并不具有催化活性。吸附容量大的滤料,在除铁初期就使附着指数达到相当数值,但这时滤料并不具有相应的“成熟”程度。所以,用附着指数作为滤料成熟的指标,对吸附容量不同的滤料不是普遍适用的。 人们习惯于以除铁滤层出水含铁浓度降至饮用水水质标准(0.3mg/l)以下作为滤料成熟的标志。由于滤层都是在一定的条件下进行工作的,这就使“成熟”与具体的工况有关,而不具有统一的标准,难于相互比较,所以也是不完善的。 我们认为,以单位滤料表面积所具有的接触氧化反应速度常数或滤层的接触催化活性系数作为滤料成熟的指标比较合理。 四、铁质活性滤膜的化学组成及其催化的基本特征 在去除亚铁离子的过程中,滤料表面上逐渐形成了铁质活性滤膜。在一个过滤周期里,如果滤膜在滤料表面上的附着量大于反冲洗中的剥落里,滤料表面上的铁质便增多,这使滤料颗粒逐渐变大。对含铁浓度较高的地下水除铁水厂,能观察到明显的滤层增厚和造粒现象,有的水厂,滤料使用一年,部分滤料的粒径可由0.6~2.0mm增大到5~6mm,体积增加几倍乃至几十倍,成为锈球。这种锈球湿时为棕黄色,表面上附着一层疏松的铁质氢氧化物(滤膜)。洗去滤膜,锈球表面光滑且有一定强度。剖开锈球,内部棕黑相间,为年轮状,比较密实。锈球内多有一个由细滤料构成的小的核心,但也有没有核心全由铁质组成的。 将由佳木斯水厂取来的锈球焙烧后,测得其中含Fe2O388%,SiO28%,此外还含有Ca、Mg、Mn等多种元素。锈球外部疏松的铁质滤膜的化学成分,与锈球相同。根据锈球形成的过程,可以断定内部那样密实的物质是由滤料表面这种疏松的铁质滤膜长期积累逐渐形成的。 我们还对新鲜滤膜和锈球内部物质进行了差热和热失重分析,测出它们的化学组成如表2。新鲜滤膜的试样为生产滤池反冲洗水沉淀下来的铁泥(测定前已存放一天)。由表2可见,铁质滤膜与锈球内部物质虽然化学成份相同,但化学组成却有不少差异。通过比较可以看出,由滤料表面铁质滤膜积累成锈球内部物质的过程,是结晶水逐渐脱离的过程,外观上则由疏松到密实。 为了了解滤膜与锈球内部物质催化活性的差别。进行了下面的对比试验。一支滤管装入附有新鲜滤膜的锈球作滤料,另一支滤管装入洗去滤膜的锈球作滤料,使它们在相同的条件下进行除铁试验。 表2  铁质活性滤膜的化学组成试样名称化学组成新鲜滤膜Fe2O3·5H2O或Fe(OH)3·H2O锈球内部物质Fe2O3·H2O或FeOOH新鲜滤膜Fe2O3·6H2O或Fe(OH)3·2H2O图4为试验结果。由图可见,有新鲜滤膜的锈球,降铁效果良好。而洗去滤膜的锈球则除铁效果很差,并且具有与新滤料相同的特征,它表明只有锈球表面疏松的滤膜物质才具有催化活性,而锈球内总密实的物质则没有催化活性。滤料表面这种具有催化活性的疏松的铁质滤膜,称为铁质活性滤膜。 地下水含铁浓度14mg/l;溶解氧浓度7~8mg/l;滤速10m/h。 实验表明,新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强,随着时间的延长,铁质滤膜逐渐老化,其催化活性也逐渐减退。实验是用成熟滤料进行的,实验结果如图5。由图可见,停运几天以后,成熟滤料的除铁效能已大大降低,表明铁质滤膜会随时间逐渐老化而丧失其催化活性。锈球内部的密实物质,正是由老化的铁质滤膜长期积累而成。所以,滤料表面铁质活性滤膜的催化作用只有在连续的除铁过程中才能实现。滤料表面的铁质活性滤膜在过滤除铁过程中得到新的补充,从而在原来的滤膜上不断覆盖上新的滤膜,这使滤膜始终保持新鲜而具有很高的催化活性。旧的滤膜则逐渐老化丧失催化活性,久之便成为滤料表面密实的附着物。滤料表面的铁质活性滤膜的不断更新,是锈砂接触氧化除铁过程正常进行的必要条件。已经明了,铁质活性滤膜接触氧化除铁的过程,首先是滤膜离子交换吸附水中的亚铁离子,可表示如下: Fe(OH)3·2H2O+Fe2+= Fe(OH)2(OFe) ·2H2O++H+ 当水中有溶解氧时,被吸附的亚铁离子在活性滤膜的催化下迅速地水解和氧化,从而使催化剂得到再生,反应生成物又作为催化剂参与反应,所以铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程。 Fe(OH)2(Ofe) ·2H2O+1/4·O2+9/2 ·H2O= 2Fe(OH)3·2H2O+ H+ 收集反冲洗水中的铁泥进行分析,发现其中基本上不含亚铁化合物。它表明被活性滤膜吸附的亚铁离子能被迅速地氧化为高铁。 按照铁质活性滤膜接触氧化除铁是一个自动催化过程的概念,在过滤除铁过程中被截留于滤层中的铁质由于具有催化作用,应能使滤层的接触氧化除铁能力得到提高。情况确实如此。图6为除铁过程中,水的含铁浓度沿滤层深度方向分布的变化情况。其中曲线1为滤层反冲洗后1小时的浓度分布情况,曲线2为反冲洗后36小时的情况。由图可见,曲线2较曲线1的位置上移,表明随着铁质在滤层中的积累,滤层的接触氧化除铁能力有明显的提高,它证实了铁质活性滤膜接触氧化除铁是自动催化过程的结论。 五、成熟滤层的接触氧化除铁速率 水中的亚铁离子在成熟滤层中被去除,经历以下诸步骤:亚铁离子由水中向滤料表面扩散;亚铁离子被滤料表面的活性滤膜吸附;被吸附的亚铁离子水解并被氧化,生成高铁氢氧化物——铁质活性滤膜。上述诸步骤中,反应速度最慢者将成为除铁速率的控制步骤。实验表明,亚铁离子向滤料表面扩散可能是除铁速率的控制因素。实验还表明,滤料上活性滤膜只以外表面吸附水中的亚铁离子。根据菲克定律,亚铁离子向滤膜表面扩散时,扩散速率与水中和滤膜表面的亚铁离子浓度差(C-C’)成正比,与滤膜表面的边界层厚度σ成反比。如果将扩散速率作为除铁速率,并认为C’很小可忽略不计,则 -dc/dt=DS/D(C-C’)≈DS/σ·C        (1) 式中 t——时间,t=ml/u; l——滤层的厚度; m——滤层孔隙度; u——滤速; D——扩散系数; S——单位体积滤层中滤膜的外表面积,S=6a(1-m)/d; d——滤料粒径; a——滤料的形状系数; σ——边界层厚度; C’——滤膜表面上的亚铁离子浓度。 将上列各参数代入式(1)得 -dc/dι=βC               (2) β=6Dam(1-m)/ σdu           (3) 式中β称为滤层的接触催化活性系数。 当水在滤层中呈层流状态流动时,可以认为边界层厚度为一定值(σ=const),由式(3)可知,这时滤层的催化活性系数与滤速的一次方成反比例关系。 当水在滤层中呈紊流状态流动时可近似地认为边界层厚度与滤速成反比例关系, σ=a/u                 (4) 式中 a为比例系数。将式(4)代入式(3),得 β=6Dam(1-m)/ad             (5) 即紊流时,除铁效果与滤速无关,这可以看作与滤速的零次方成反比。 当水在滤层中低于层流和紊流之间的过渡区时,可以认为滤层的催化活性系数与滤速的p次方成反比, β=6Dam(1-m)/bdup            (6) 式中 b为比例系数;而0 由雷诺数可判别水在滤层中的流态。雷诺数按下式计算 Re=pdu/6μa(1-m)             (7) 则Re上述滤层除铁速率与滤料粒径以及滤速的关系,笔者早在天然锰砂除铁的研究中已经通过实验得到。现在,我们又从理论上作出了论证。 设亚铁离子在滤膜上的反应速率(吸附、氧化、水解)与表面上的亚铁离子浓度成正比,所以滤膜表面上的除铁速率为 -Dc/dt=KSC’                (8) 式中 K——单位面积滤膜上的反应速度常数。 当除铁过程稳定时,表面反应速率与扩散速率相等,即 KSC’=DS/σ(C-C’)              (9) 从而得  C’=C/(1+Kσ/D)            (10) 将式(10)代入式(8),得 -Dc/dl=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1-m)/du·C]   (11) 比较式(11)和式(2),可知 β=[K/(1+Kσ/D)]·[6am(1-m)/du]       (12) 由上式可知,β随K的增大而增大,所以两者都可用作判断滤料成熟程度的指标。 六、几点结论 1.通过对天然锰砂、石英砂、河砂、无烟煤等多种滤料的实验,发现新滤料对水中铁离子有吸附作用,吸附容量因滤料种类而异,但吸附于新滤料表面的铁质氧化后并不具有催化性能。新滤料的吸附容量大,过滤初期除铁水质较好。 2.实验表明,对亚铁离子氧化起催化作用的是除铁过程在滤料表面上自然形成的铁质活性滤膜,其形成速度一般与滤料种类无关。铁质活性滤膜的化学组成为Fe(OH)3·2H2O。实验证实,铁质活性滤膜接触氧化除铁过程是:水中亚铁离子先被滤膜吸附,然后被氧化和水解,生成新的活性滤膜,并作为新的催化剂参与反应,所以活性滤膜除铁是一个自动催化反应过程。实验表明,除铁过程中截留于滤层中的铁质,能使滤层的接触催化能力增大。 3.实验表明,新滤料的“成熟”过程,就是铁质活性滤膜在滤料表面逐步积累的过程。成熟滤料的除铁过程,实质上就是滤料表面铁质活性滤膜的除铁过程。对成熟滤料而言,不同品种的滤料作为铁质活性滤膜的载体,其作用基本上是没有区别的。滤料的成熟过程可分为吸附段、加速催化段和稳定催化段等三个区段。建议以单位滤料表面积上的反应速度常数K或滤层的接触催化活性系数β作为判别滤料成熟的指标。 4.实验研究表明,新鲜的铁质活性滤膜的催化活性最强,但随时间滤膜逐渐脱水老化,其催化活性也逐渐减弱,所以,滤料表面活性滤膜的催化作用只有在连续的过滤除铁过程中才能实现。 5.实验证实,滤层的接触氧化除铁速率由亚铁离子向滤膜表面的扩散速度控制。从扩散定律出发,理论推导出滤层除铁速率公式。

浦项制铁将和政府共同出资研发锂提取技术

2018-12-11 11:23:06

浦项制铁称将同政府分别出资150亿韩圆开发从海水中提取锂的技术,研发计划将在2014年前完成。若确定该技术可行,其将在本国建立碳酸锂工厂。    综合外电2月4日报道,韩国浦项制铁(Posco)4日称,其将和韩国政府共同出资300亿韩圆,在2014年前研发从海水中提取锂的技术。    浦项制铁在声明中称,其将和韩国国土海洋部(分别出资150亿韩圆,而韩国地球科学及矿产资源研究院(和科学技术研究院将负责研发工作。    锂是生产充电电池的主要原材料,此种电池广泛用于电动汽车、笔记本电脑和其他电子产品当中。    该公司称,若研究表明该技术具有可行性,将建立一家年产2万至10万公吨碳酸锂的工厂。其表示,目前韩国完全依赖进口来满足每年5,000公吨的锂需求。

锂辉石(Spodumene)

2019-01-21 10:39:06

LiAl[Si2O6] 【化学组成】锂辉石化学组成较稳定,可含有稀有元素、稀土元素混入物。 【晶体结构】单斜晶系;也有资料认为空间群为C2/c;a0=0.946nm,b0=0.839nm,c0=0.522nm;β=110°11′;Z=4。晶体结构见辉石族概述。锂辉石(即α锂辉石)还有另外两个同质多像变体;β锂辉石为四方晶系,与凯石英(也称重石英)同结构;γ锂辉石为六方晶系,与β石英同结构。 【形态】常呈柱状晶体,柱面常具纵纹。有时可见巨大晶体(长达16m)。双晶依(100)生成。集合体呈(100)发育的板柱状、棒状,也可成致密隐晶块状。 【物理性质】灰白色,烟灰色,灰绿色。翠绿色的锂辉石称为翠绿锂辉石,是成分中含Cr所致,成分中含Mn呈紫色称紫色锂辉石;玻璃光泽,解理面微显珍珠光泽。{110}解理完全,夹角87°;具{100}、{010}裂开。硬度6.5~7。相对密度3.03~3.23。 【成因及产状】是富Li花岗伟晶岩中的特征矿物。 【鉴定特征】颜色,晶形及其产状。吹管火焰烧之膨胀,并染火焰成浅红色(Li),与CaF2+KHSO4合熔后,染火焰成鲜红色(Li)。 【主要用途】与锂云母一起用作提取Li的原料。Li用于原子工业、医药、焰火、照相、玻璃、伦琴照相等方面。透明而色泽美丽者可作宝石。此外,与锂云母、锂霞石一样,具有一般原料所没有的负膨胀性,故可与其它正膨胀性的矿物一起制成高温下膨胀系数接近于零的特殊陶瓷、微晶玻璃等,提高制品的抗热冲击性能和机械强度。

有容化工之三聚磷酸铝

2019-03-11 11:09:41

有容化工主打产品三聚磷酸铝,是公司历经多年不断研制改善的一种高科技环保高效防锈颜料,归于无公害白色防锈颜料,是铅、铬等有毒防锈材料抱负的换代产品。该产品防锈功能优于红丹、锌铬黄等传统颜料,运用作用好。外观为白色粉末,难溶于水,密度23g cm3,无毒性,对皮肤无刺激作用,不含铅、铬等有害重金属元素;热稳定性好。三聚磷酸根离子能与各种金属离子有更强的螯合力,在被涂物表面构成杰出的钝化膜,对钢铁以及轻金属等的腐蚀具有极强的抑制作用,涂料色彩能够自在分配。     该颜料广泛用于各种底漆以及底面合一涂猜中,与清漆亲合性杰出,可与各种颜料、填料合作运用,也可与各种防锈颜料合用,可制备各种高功能防腐蚀涂料。适用于酚醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂以及酸树脂等溶剂型涂料以及各种水溶性树脂涂料(如:高适应性水性环氧酯浸涂漆等);还能够使用与厚浆型涂料、粉末涂料、有机钛防腐蚀涂料、带锈涂料和沥清漆、富锌底漆、防火涂料、耐热涂料等。