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碳酸鋰
鎖定
- 中文名
- 碳酸鋰
- 外文名
- Lithium carbonate
- 化學式
- Li2CO3
- 分子量
- 73.891
- CAS登錄號
- 554-13-2
- EINECS登錄號
- 209-062-5
- 熔 點
- 720 ℃
- 沸 點
- 1342 ℃
- 水溶性
- 微溶
- 密 度
- 2.11 g/cm³
- 外 觀
- 無色單斜系晶體
- 危險性符號
- X;C;F
- 原子量
- 204.3833
碳酸鋰性質
碳酸鋰化學成分
對於碳酸鋰分類,一般參考的國家標準是GB/T11075-2013,電池級碳酸一般採用行業標準 YS/T582-2013。國標GB/T11075-2013根據碳酸鋰含量不同,分為3個牌號,分別是 Li2CO3-0,Li2CO3-1,Li2CO3-2。對於不同純度的碳酸鋰可劃分為工業級碳酸鋰、電池級碳酸鋰和高純碳酸鋰。其中電池極碳酸鋰對於純度的要求比較高,純度要求大於等於99.5%,磁性物質含量要求小於等於 0.0003%。
[2]
碳酸鋰計算化學數據
疏水參數計算參考值(XlogP) | 0 | 表面電荷 | 0 |
氫鍵供體數量 | 0 | 複雜度 | 18.8 |
氫鍵受體數量 | 3 | 同位素原子數量 | 0 |
可旋轉化學鍵數量 | 0 | 確定原子立構中心數量 | 0 |
互變異構體數量 | 0 | 不確定原子立構中心數量 | 0 |
拓撲分子極性表面積 | 63.2 | 確定化學鍵立構中心數量 | 0 |
重原子數量 | 6 | 不確定化學鍵立構中心數 | 0 |
共價鍵單元數量 | 3 |
碳酸鋰合成方法
1. 滷水綜合利用法
滷水經提取氯化鋇後的含鋰料液加入純鹼以除去料液內鈣、鎂離子,加入鹽酸酸化,蒸發去除氯化鈉,再經除鐵,然後加入過量純鹼使碳酸鋰沉澱,經水洗、離心分離、乾燥,製得碳酸鋰成品。
2. 石灰燒結法
鋰輝石精礦(一般含氧化鋰6%)和石灰石按1:(2.5~3)重量比配料。混合磨細,在1150~1250℃下燒結生成鋁酸鋰和硅酸鈣,經濕磨粉碎,用洗液浸出氫氧化鋰,經沉降過濾,濾渣返回或洗滌除渣,浸出液經蒸發濃縮,然後加入碳酸鈉生成碳酸鋰,再經離心分離、乾燥,製得碳酸鋰成品。
3. 用氫氧化鋰和二氧化碳為原料反應便可製得高純度的碳酸鋰。
4. 硫酸法
將熔融的鋰輝石與硫酸反應,經淨化後再與碳酸鈉反應制得。
5. 石灰法
將焙燒的鋰輝石與石灰乳反應,經淨化後再與碳酸鈉反應制得。
6. 副產法
由井鹽滷制氯化鋇後含鋰的母液中提取。
7. 以工業氫氧化鋰為原料,加熱水將其溶解後,濾去不溶物,趁熱向濾液中通入乾淨二氧化碳氣體至不再生成沉澱為止,趁熱過濾,甩幹,用熱蒸餾水洗滌至合格,於110℃烘乾即可。將工業碳酸鋰溶於冷水中,過濾後,濾液煮沸,停止加熱,趁熱過濾,熱水洗滌、甩幹、乾燥,製得試劑碳酸鋰。
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碳酸鋰使用注意事項
碳酸鋰危險性概述
① 健康危害:誤服中毒後,主要損及胃腸道、心臟、腎臟和神經系統。中毒表現有噁心、嘔吐、腹瀉、頭痛、頭暈、嗜睡、視力障礙、口唇、四肢震顫、抽搐和昏迷等。
② 環境危害:對環境可能有危害,對水體可造成污染。
③ 燃爆危險:不燃。
碳酸鋰急救措施
① 皮膚接觸:脱去污染的衣着,用大量流動清水沖洗。
② 眼睛接觸:提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗,就醫。
③ 吸入:迅速脱離現場至空氣新鮮處,保持呼吸道通暢。如呼吸困難,給輸氧;如呼吸停止,立即進行人工呼吸,就醫。
④ 食入:飲足量温水,催吐,洗胃,導泄,就醫。
碳酸鋰消防措施
① 危險特性:自身不能燃燒。受高熱分解放出有毒的氣體。
② 有害燃燒產物:一氧化碳、二氧化碳。
③ 滅火方法:消防人員必須穿全身防火防毒服,在上風向滅火。滅火時儘可能將容器從火場移至空曠處,然後根據着火原因選擇適當滅火劑滅火。
碳酸鋰泄漏應急處理
① 應急處理:隔離泄漏污染區,限制出入。建議應急處理人員戴防塵口罩,穿一般作業工作服。不要直接接觸泄漏物。
② 小量泄漏:避免揚塵,小心掃起,收集於乾燥、潔淨、有蓋的容器中。
碳酸鋰儲存方法
1、貯存於通風乾燥處,注意防雨淋水浸。
2、三合一複合袋內襯塑料袋包裝,或者纖維板桶包裝。密閉貯藏於陰涼、乾燥、通風處。
3、不可與酸類物品接觸。
碳酸鋰用途
碳酸鋰可用於鋰化合物及搪瓷、玻璃製造,是製取鋰化合物和金屬鋰的原料,可作鋁冶煉的電解浴添加劑。在玻璃、陶瓷、醫藥和食品等工業中應用廣泛,亦可用於合成橡膠、染料、半導體、軍事國防工業、電視機、原子能、醫藥、催化劑等方面。用於製取聲學級單晶,光學級單晶。還可用於治療狂躁性精神病,製作鎮靜劑等。
電池級碳酸鋰主要用於製備鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料及磷酸鐵鋰等鋰離子電池正極材料。鋰電池的主要原材料就是電池級碳酸鋰,隨着新能源技術的進步發展,在交通領域也開始有了進展和突破,其中的鋰離子電池就是新能源汽車的核心能源,對於新能源汽車的發展起到了決定性的作用。使用電池級碳酸鋰製備鋰電池,其質量和使用性能比較好,能夠降低來自外界的干擾,進而延長自身的使用壽命,增加實際的續航時間,對新能源汽車領域的發展起到了至關重要的作用。
在藥劑學方面,碳酸鋰能抑制狂躁症,對精神分裂和情感障礙有着良好的改善作用。並且在實際的應用治療過程中,對於正常人的精神活動不會產生消極的影響。因此,在實際的臨牀應用中常常使用在雙相型障礙的治療過程中。藥理學上,主要就是通過穩定血清素,以起到對病徵的抑制作用,在藥劑領域中發揮着積極的作用。另外,對於治療經血過多、子宮肌瘤等疾病,也有着較好的治療效果。
[2]
碳酸鋰貿易格局
鋰及其化合物在節能環保、高端設備製造業、信息和生物等多個新興產業起着關鍵性作用,已被多國列為戰略性礦產資源
[5]
。碳酸鋰和氫氧化鋰是基礎的鋰鹽產品,是製備有機和無機鋰化合物的原料。2021年全球氫化鋰貿易量約為碳酸鋰貿易量的1/3,且其貿易關係相對簡單。而碳酸鋰是鋰資源消費的主體,並且隨着新能源產業的快速發展,全球碳酸鋰的需求和貿易量呈現增長的趨勢,但是其供應卻集中於智利、阿根廷等少數國家,這使得碳酸鋰供應變得脆弱,一旦這些國家發生危機將會導致全球碳酸鋰貿易網絡的大規模崩潰。
[6]
近來全球危機頻發,如新冠疫情、俄烏衝突,加劇了全球鋰資源供應的緊張。2021年4月5日至5月1日,受疫情影響,智利政府關閉邊境導致了接下來一個月碳酸鋰供給出現20%以上的供應缺口,致使了碳酸鋰價格上升。廖秋敏和孫明浩
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研究表明中國供應安全狀態將從目前的危險狀態上升為未來(2022—2025)極度危險狀態,並揭示了可採儲量的長期變化不會對鋰供應鏈安全產生重大影響,但是電動汽車行業的發展將導致中國鋰資源需求的大幅增加,可能會對未來鋰供應鏈的安全產生不利影響。
[8]
我國是全球最大的碳酸鋰生產國和消費國,2022年產量和表觀消費量分別達到37.9萬噸和50.5萬噸,全球佔比分別為63%和81%。以2022年均價48.24萬元/噸計,我國碳酸鋰消費市場規模約2436億元。
- 參考資料
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- 1. 申泮文,王積濤. 化合物詞典[M]. 2002.
- 2. 黃雯婷. 電池級碳酸鋰的生產及其應用研究[J]. 中國石油和化工標準與質量, 2023, 43(18):35-37.
- 3. 祝增虎,朱朝梁,温現明,等. 碳酸鋰生產工藝的研究進展[J]. 鹽湖研究, 2008, 16(3):64-72.
- 4. 孔國強,果偉. 碳酸鋰的現狀與進展[J]. 中國臨牀藥學雜誌, 2009, 18(3):183-185.
- 5. 翟明國,吳福元,胡瑞忠,等. 戰略性關鍵金屬礦產資源:現狀與問題[J]. 中國科學基金. 2019, 33(2):106-111.
- 6. Sun, Xin,Hao, Han,Zhao, Fuquan.Tracing global lithium flow: A trade-linked material flow analysis[J]. Resources, Conservation and Recycling. 2017. 12(4):50-61.
- 7. 廖秋敏,孫明浩."逆全球化"背景下中國鋰資源供應安全評價[J]. 礦業研究與開發. 2022, 42(4):179-186.
- 8. 撒興昌,高天明,張豔. 全球碳酸鋰貿易格局與供應危機傳播研究[J]. 地球學報, 2023, 44(2):341-350.