1 绪论 1
1.1 锂的性质 2
1.1.1 锂的物理性质 2
1.1.2 锂的化学性质 2
1.2 锂的资源 11
1.2.1 国外锂的资源 12
1.2.2 国内锂的资源 16
1.3 金属锂的生产方法 19
1.3.1 锂盐的制备 20
1.3.2 金属锂的生产 21
1.4 锂的用途 31
1.5 真空冶金的发展及特点 35
1.5.1 真空冶金的发展 35
1.5.2 真空冶金的特点 40
1.6 课题的提出、研究目的与研究的内容 42
1.6.1 课题的提出 42
1.6.2 研究的目的 42
1.6.3 研究的内容 43
2 碳酸锂真空热分解的研究 44
2.1 真空分解过程热力学分析 44
2.2 碳酸锂分解过程动力学分析 50
2.2.1 碳酸锂分解的界面化学反应—分解机理 50
2.2.2 分解反应过程动力学方程 52
2.3 碳酸锂真空热分解的试验研究 56
2.3.1 试验装置 57
2.3.2 试验方法 57
2.3.3 试验原料 60
2.4 碳酸锂真空热分解的试验结果 62
2.4.1 碳酸锂的热重-差热分析 63
2.4.2 温度对碳酸锂分解的影响 63
2.4.3 压力对碳酸锂分解的影响 71
2.4.4 时间对碳酸锂分解的影响 79
2.4.5 添加氧化钙对碳酸锂分解的影响 83
2.4.6 颗粒度对碳酸锂分解过程的影响 85
2.4.7 碳酸锂分解反应的速率及表观活化能 87
2.5 小结 89
3 氧化锂真空热还原的研究 91
3.1 金属氧化物在真空中的稳定性 92
3.2 金属氧化物的真空还原 94
3.3 氧化锂的硅还原热力学 95
3.3.1 金属锂硅钙的蒸气压 95
3.3.2 还原反应的自由能与温度和压力的关系 97
3.3.3 氧化锂热还原的反应机理 103
3.4 氧化锂硅还原的动力学 105
3.4.1 扩散动力学控制的数学模型 106
3.4.2 影响固相反应的因素 107
3.5 氧化锂的真空还原试验 109
3.5.1 试验设备 109
3.5.2 试验方法 109
3.6 试验结果与讨论 110
3.6.1 温度对氧化锂真空硅还原的影响 110
3.6.2 压力对氧化锂真空硅还原的影响 116
3.6.3 时间对氧化锂真空硅还原的影响 125
3.6.4 氧化锂真空硅还原的反应速率及表观活化能 131
3.7 小结 136
4 金属锂真空蒸馏的研究 138
4.1 金属真空蒸馏热力学 138
4.1.1 纯金属的蒸气压 138
4.1.2 金属气体的结构 139
4.1.3 金属或合金真空分离的判据 140
4.2 锂—杂质二元系的气液平衡图 143
4.2.1 气液平衡计算依据 143
4.2.2 Li-K二元系状态图及气液平衡图 144
4.2.3 Li-Na二元系状态图及气液平衡图 146
4.2.4 Li-Mg二元系状态图及气液平衡图 148
4.2.5 Li-Si二元系状态图及气液平衡图 151
4.2.6 Li-Ca二元系状态图及气液平衡图 153
4.3 金属锂真空蒸馏提纯时杂质元素的分离计算 156
4.4 金属真空蒸馏动力学研究 156
4.4.1 金属在熔体内的扩散迁移 158
4.4.2 金属的蒸发及在气相中的迁移 159
4.4.3 金属蒸气的冷凝 172
4.5 粗锂的真空蒸馏 180
4.5.1 粗锂真空蒸馏脱钾钠镁的计算机仿真试验 180
4.5.2 实验验证 194
4.6 小结 197
5 真空冶炼法提取金属锂的工艺流程 199
5.1 全流程的确定 199
5.2 碳酸锂的分解工艺条件 199
5.3 氧化锂的还原工艺条件 201
5.4 金属锂的蒸馏工艺条件 202
5.5 金属锂的保存工艺条件 202
6 总结与展望 203
6.1 总结 203
6.1.1 碳酸锂的真空热分解 204
6.1.2 氧化锂的真空热还原 204
6.1.3 金属锂的真空蒸馏 205
6.1.4 真空冶炼法提取金属锂的工艺流程 206
6.1.5 结论 206
6.2 展望 207
参考文献 209