為促進(jìn)碳酸鋰熱分解過(guò)程,制備適用于熔鹽電解法生產(chǎn)鋁鋰合金的氧化物原料,本文研究了以氧化鋁為骨料真空熱分解碳酸鋰以制備鋁鋰復(fù)合氧化物的工藝過(guò)程及反應(yīng)行為.通過(guò)正交實(shí)驗(yàn),分別考查了煅燒時(shí)間、制團(tuán)壓力、物料粒度等工藝參數(shù)對(duì)碳酸鋰分解率的影響.結(jié)果表明,通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到最佳的實(shí)驗(yàn)條件為熟料與碳酸鋰質(zhì)量配比3∶1,制團(tuán)壓力45 MPa,物料粒度150μm,煅燒時(shí)間5 h,煅燒溫度850℃,該條件下碳酸鋰分解率最高可達(dá)74.71%.通過(guò)對(duì)碳酸鋰熱分解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)分析表明,真空條件下碳酸鋰分解反應(yīng)平均表觀(guān)活化能為146.23 kJ/mol,其反應(yīng)級(jí)數(shù)為1.Li₂CO₃分解生成CO₂的機(jī)理模型為化學(xué)反應(yīng),減速形曲線(xiàn),函數(shù)為g（α）=（1-α）^-2. 

【文章來(lái)源】：材料與冶金學(xué)報(bào). 2020,19(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

Li2CO3分解實(shí)驗(yàn)流程圖

為了確定第一次煅燒后所得熟料與添加Li2CO3的合理質(zhì)量配比,取第一次煅燒得到的Li2O·Al2O3(熟料)均分成三分,與Li2CO3按照3∶1、 2∶1、 1.5∶1的不同質(zhì)量比制團(tuán)裝入還原罐中真空升至850 ℃煅燒3 h,以研究配比對(duì)煅燒效果的影響規(guī)律.1#、2#、3#中熟料與碳酸鋰的質(zhì)量比分別為3∶1、 2∶1、 1.5∶1.經(jīng)真空煅燒后,爐料狀況如圖2所示,1#呈白色未發(fā)生熔化;2#呈乳白色出現(xiàn)部分熔化;3#全部熔化,表明在煅燒過(guò)程中發(fā)生了碳酸鋰的熔化.由此可以看出,當(dāng)熟料與Li2CO3的質(zhì)量比小于2∶1時(shí),部分骨料就起不到骨架作用,進(jìn)而導(dǎo)致Li2CO3的熔化和揮發(fā),并無(wú)法將Li2CO3分解成為L(zhǎng)i2O.同時(shí)通過(guò)失重計(jì)算得出在熟料與碳酸鋰質(zhì)量比為3∶1的情況下碳酸鋰的分解率較高.以此得出熟料與碳酸鋰最優(yōu)質(zhì)量配比為3∶1.

經(jīng)煅燒后取出磨樣進(jìn)行XRD分析,其結(jié)果如圖3所示:從衍射峰結(jié)果可見(jiàn),其煅燒產(chǎn)物的主要成份為偏鋁酸鋰.少量未完全分解殘存的碳酸鋰是由于二次熱分解加入了過(guò)量的碳酸鋰.從分解產(chǎn)物的XRD分析結(jié)果看,該煅燒產(chǎn)物鋁鋰復(fù)合氧化物可作為熔鹽電解制備鋁鋰合金的原料,可以有效減少Li4C的生成,抑制電解過(guò)程中的碳化反應(yīng)極其副反應(yīng),從而有效地降低在持續(xù)電解后期的熔鹽粘度.

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3029432