高純鋰是將粗鋰經熔化、沉降過濾除去大部分雜質後，控制鋰液均勻連續流入真空蒸餾爐，在溫度450-650℃、壓力低於15Pa的條件下選擇性蒸發雜質，並在低於150℃的溫度下冷凝收集。提純鋰的方法有蒸餾法，吸氣法等方法，可製得高純鋰。
基本介紹
- 中文名：高純鋰
- 外文名：high purity lithium
- 定義：高純度的鋰
- 所屬學科：化學
- 成分：元素鋰
- 方法：蒸汽法等
製備方法,蒸餾法,吸氣法,高純鋰鹽,
製備方法
鋰，符號Li，分子量6.941系輕軟金屬，易切割。新切開的剖面呈銀白色，若暴露在空氣中則立即生成一層氧化物薄膜。它能與水、酒精和酸起激烈的反應，同時釋出氫氣；能溶於液態氨中，溶液呈深藍色，在空氣中加熱則燃燒。其比重為0.53，熔點186℃，沸點1372℃。
蒸餾法
用電解還原氯化鋰和氯化鉀的混合物可製得純度為99.9殤的工業鋰。
Schmidt在工業鋰中添加了少量氧化硼，然後在襯鉬不鏽鋼蒸餾塔內蒸餾混合物，首次製得了99.9999%高純鋰。
在此以前無論用區熔精製或蒸餾法提純都未能使鋰的純度超過這一水平。用真空蒸餾法未能獲得高純鋰的原因是由於鋰中的某些雜質（主要是鹼土金屬）的蒸汽壓與鋰的蒸汽壓相差很小。
這一方法的根據是通過改變雜質的蒸汽壓來達到鋰的分離。氧化硼與鋰反應，生成氧化鋰；氧化鋰與鹼土金屬反應，生成鋰和鹼土金屬氧化物。鑒於鹼土金屬氧化物與鋰的蒸汽壓相差較大，故可達到理想的蒸餾，所得到的鋰可用光譜分析；測定電阻率以及導電電子的自旋共振情況來檢驗其純度。
吸氣法
此項研究的目的是為了發展一種使金屬鋰中氧、氮、碳及金屬雜質儘可能少的純化方法，並用這種鋰來製取高純氫化鋰。由於迄今製取的氫化鋰中氧是主要的雜質，所以此研究主要是針對除氧的。現有的一些方法可使鋰中金屬雜質降低到合乎要求的值，而氧仍是一個問題。在自鋰中除氧的研究方法中存在的問題之一，是缺乏準確地測定低於50appm氧濃度的分析方法。幸而，直線加速器為光活化分析法測定氧（和碳）提供了高能γ射線，這種方法能對含量在1--100appm範圍內的氧和碳進行可靠的精確測量。
可能的除氧方法有：真空蒸餾，區域精煉，過濾，離心分離及化學去氧（吸氣法）。用真空蒸餾法可使鋰中金屬雜質濃度降低到10ppm，如果採用一些特殊措施，甚至可降低到2ppm。但是在真空蒸餾過的物料中，氧仍然還有約100ppm。這時就要用到吸氣法。
除在鎢絲爐和氫化裝置中的加熱操作外，這些實驗都是在氬氣手套箱中進行的。在裝好料，取好原料樣品並密封好以後，把不鏽鋼吸氣容器送入鎢絲爐中，在1大氣壓的氬氣初始壓力下，在約1100 K下加熱到所需時間在1大氣壓的氬氣下進行冷卻；然後返回到手套箱。在實驗3中鋰和吸氣劑是在氫化裝置中加熱的。該氫化裝置的不鏽鋼殼體中的鉬襯裡是經過除氣的。吸氣容器和接收器開始一起被密閉起來，接著予迴轉爐中在978—1075K下共加熱11.5小時；然後使吸氣容器與接收器分開，並用蓋子密封起來，再後在鎢絲爐中予1102K下加熱16小時。
用過濾法或傾析法分離吸氣劑之後，把鋰密閉在氫化容器中，由手套箱中送至氫化裝置轉化成LiH或LiD。氫化過程一般是在約1010K，在2—5個大氣壓的氫氣或氘氣壓力下進行1—4小時。然後緩慢地冷卻氫化容器，以促使生成單晶體或大的多晶體。冷卻以後，為了進行仔細檢查和取氫化物樣品，密閉的氫化容器再返回到手套箱中。LiH或LiD樣品貯存於手套箱中的聚乙烯容器中。用不鏽鋼鑽孔器移出40-80毫米長的芯來取得高純鋰樣品。
高純鋰鹽
高純鋰鹽近年來在新能源和新材料等技術領域中的套用不斷擴大,尤其是在鋰電池行業中的套用極為突出,產品的品種不斷推陳出新,產量亦逐年遞增,鋰已經越來越表現出其作為能源金屬的重要性。
高純鋰鹽工藝研究水平和商品化程度較高的是美國、日本、德國等已開發國家。其中美國的研究以資源開發以及在軍事和宇宙方面的套用為主,其與智利合作成功開發了鹽湖滷水提鋰工藝,大幅度降低了作為基礎鋰鹽的工業碳酸鋰的生產成本,同時基本壟斷了工業鋰鹽市場;日本的研究以民用為主,重點開發了商品鋰電池並使其成為手機、筆記本電腦、數位相機等小型電器的主要電源。
