正交试验法优化碳酸锂提纯条件研究

发布时间：2021-08-04 05:11

　　本研究采用正交试验法,对碳酸锂氢化提纯工艺进行优化。其间考察了氢化时间、液固比、CO₂气体流速、搅拌速度对氢化率的影响,确定了各因素显著性影响顺序,最终得到碳酸锂最佳氢化条件:氢化时间为1.0 h,液固比为30∶1,CO₂流速为3.0 L/min,搅拌速度为600 r/min。在此条件下,氢化率为99.93%,碳酸锂纯度由原来98.5%提升至99.63%。 

【文章来源】：中国资源综合利用. 2020,38(08)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

氢化反应装置

表5、图3所述脱碳为氢化母液加热脱碳、重新结晶碳酸锂晶体的过程,由表5与图3可知,正交试验法优化后的氢化工艺条件的验证试验氢化率均保持在99.9%以上,平均值为99.93%;脱碳后碳酸锂纯度由98.5%均提升至99.58%,平均值为99.63%;将各组验证试验脱碳后所得的碳酸锂充分混合,然后取样送检,其检测结果与电池级碳酸锂对比结果如表6所示。通过表6可知,试验所得碳酸锂符合《电池级碳酸锂》(YS/T 582—2013)要求,脱碳后的碳酸氢锂母液可返回至氢化工艺回收其中的碳酸锂。综合考虑成本与氢化-脱碳效果,本试验最终选取的较优条件为A2B3C2D3。

由图2可知,A因素对氢化率的影响先增大再降低,在水平2时到达顶峰,表明在在一定范围内,增加氢化时间可促进碳酸锂氢化,但随着氢化时间的进一步增大,氢化的碳酸氢锂将重新转化为碳酸锂,降低氢化效率;C因素与A因素类似,也存在先促进后抑制氢化率的现象,其氢化率峰值在水平2时到达顶峰,表明CO2流速过快将导致碳酸锂反应不充分,进而降低碳酸锂的氢化率;B因素与D因素对氢化率影响均随着反应条件的加大而增加,不同的是,B因素对氢化率的影响在水平1与水平2之间迅速增大,在水平2与水平3之间趋于缓慢,D因素对氢化率的影响在水平1与水平2之间虽不及B因素明显,但在水平2与水平3之间仍有较明显的增大。图2 各因素对氢化率的影响

【参考文献】：
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本文编号：3321072