碳酸锂超重力碳化制备碳酸氢锂

霍闪1，2，邓小川1，卿彬菊1，朱朝梁1，温现明1，史一飞1，邵斐1，黄泽洲1，2

（1中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁810008；2中国科学院大学，北京100039）

摘要：采用旋转填料床进行碳酸锂超重力碳化反应，并通过调节物料浓度、气体流量、旋转填料床频率以及进料速率4个实验因素进行正交实验。确定了最佳工艺条件为：物料浓度60g/L，气体流量0.08m3/h，旋转填料床频率50Hz，进料速率350mL/min。在最优工艺条件下进行实验，反应时间tx平均值为55min，约为传统反应器碳化时间的1/3；所得cx(Li+)平均值为9.308g/L，较传统反应器提高了12.78%；且结果重复性较好。该实验表明，超重力碳化反应可以显著提高传质速率，缩短反应时间，提高物料和气体利用率，强化反应过程，增加产物浓度。

关键词：旋转填料床；超重力;碳酸锂；碳酸氢锂；二氧化碳

第一作者：霍闪（1989—），女，硕士研究生，主要从事无机材料研究。E-mail 601920230@qq.com。联系人：邓小川，研究员，主要从事锂资源综合利用研究。E-mail dengxch@isl.ac.cn。

碳酸锂广泛应用于玻璃制造、陶瓷生产、医药、冶金、锂离子电池等方面，而且其作为基础锂盐，是制备各种锂化合物、含锂单晶、金属锂的原料[1-5]，在化工领域十分重要。工业上常用碳酸锂料浆与CO2发生碳化反应，生成碳酸氢锂溶液[6-7]。该碳化反应是一个气-液-固三相反应，整个过程中传质和化学反应同时进行，化学反应速度很快，因此总的化学反应速率主要取决于Li2CO3溶解扩散和CO2气体的传质吸收过程[8]。传统反应器中所进行的碳化反应传质吸收差，反应时间长，反应效率低[9]，要解决这一问题，需要可以强化微观混合和传质吸收过程的新型反应器。……