专 论 IMdzP化I矿耪与加I 2006年第3期.doc

专 论 IMdzP化I矿耪与加I 2006年第3期 文章编号：1008—7524(2006)03—0034—04 高纯氟化锂的制备与分析方法评述+ 李世友t．-，滕祥国1,2沙顺萍1一，任齐都1,2马培华1 (1．中国科学院青海盐湖研究所，青海西宁810008；2．中国科学院研究生院，北京100039) 摘要：论述了高纯氟化锂的主要制各方法．并将其归结为直接法、离子交换法与萃取法。同时对高纯氟化锂的一 些常用分析方法．如石墨炉原子吸收挂、火焰原子吸收法等进行了评连。 关键词：高纯；氟化锂；制备；分析 中自分粪号：TQl31 1+I 文献标识码：A 0引言 高纯LiF主要用于陶瓷工业，也大量用于焊 条制造，由于技术、经济及应用方面的原因，目前 国内尚不能大批量生产?，但随着其传统应用领 域需求的日益增长及一些新的应用领域的不断出 现(如将其应用于远距离通信光纤材料【21)，其制 备与分析必将越来越为人们所重视。 1高纯LiF的制备方法 根据制备高纯LiF时是否对原料进行除杂及 除杂方式的不同，可将高纯LiF的制备方法分为 直接制备法、离子交换制备法和萃取制备法。 1．1直接制备法 直接制备法是早期制备高纯LiF的主要方 法，原料一般为固体Li2c03与氢氟酸溶液。这种 方法原理简单，但对固体Li2C03的质量要求很 高，且所生成LiF颗粒粒度分布极不均匀。后来， 又有人提出用固体LiCl与BrF3反应来制备高纯 LiF，其反应方程式可表示如下： 3I，iCl+BrR=3LiF+c12十+BrCI十 由于反应中使用了强氧化剂BrR，并生成了 有害气体a2及BrCI，从而使这种方法的应用也 受到了极大限制。另外+也有人尝试用L12s04溶 液与氢氟酸或氢氟酸的盐反应来制备高纯 LiF[“。 上述方法工艺流程比较简单，并且制得的 LiF产品也基本满足当时对高纯LiF的要求。但 随着对高纯LiF质量要求的日益提高，特别是对 一些过渡金属元素杂质含量要求的日益严格，这 些方法已有被淘汰的趋势，但其制备原理对制备 高纯LiF仍有指导作用。 1．2离子交换制备法 将原料用离子交换法除杂后再来制备高纯 LiF的方法，可简称为离子交换制备法。这种方 法操作简单，除杂容量大，且离子交换树脂可再生 后多次使用。 1961年公布的美国专利中，Robert等人详细 介绍了用离子交换法来纯化可溶性锂盐的方 法‘“。后来，Robert又在制备高纯LiF时首次使 用了这种方法15]。其制备高纯LiF的过程可用方 程式表示如下： Na2SiR+4NaOH=6NaF+Si02++2H20 Nab+LiOH=LiF^+NaOH 式中I。iOH溶液已经过离子交换预处理除 杂。 次年公布的美国专利中，Robert对上述工艺 进行了改进。他直接用经离子交换法制得的Li— OH溶液与Na2SiF6反应同样制得了高纯LiF[6】。 其反应方程式可表示为： 6LiOH+Na2SiF6=6LiF++Na2Siq+3H20 上述两种方法，充分利用了磷肥厂副产物 ·收稿日期：2005—06—28 荐嚣异：翳襄疆羹鹅，孝焉挺,{研(究86生3 i，f无‘,i嚣黼穆斑?“32瑚∞。 ·34· 万方数据 专 论 IMdeP化-z：4；4劳与加I 2006年第3期 Na2SiF6，有效降低了LiF的生产成本。其主要缺 点是所制得的高纯LiF中的硅及一些过渡金属杂 质元素的含量仍较高。其原因可能是对Na2SiF6 的预处理不够，从而使这种方法制得的高纯LiF 不适用于对这些杂质离子敏感的领域。目前，已 有人用NazSiF6制得了过渡金属元素杂质含量极 低的高纯NaF【7。91，这就为进一步制备质量合乎 要求的高纯LiF提供了可能。但其缺点是这种方 法的制备成本可能会偏高。 另外，Robert还曾尝试用离子交换法制得的 LiCI溶液与氢氟酸溶液反应来制备高纯LiF，并 给出了这种方法的工业生产路线(10]。这种方法， 流程可实现连续化，且产品纯度较高，是制备高纯 I。iF的一种较好方法，但由于反应中的氟的来源 选择了氢氟酸，致使设备复杂化，制备困难。 1992年公布的日本专利中，小林健二等人用 经离子交换法除去过渡金属杂质后的醋酸锂溶液 与氢氟酸溶液反应，制得了酸含量低于1× 10_4％，Fe、Co、Ni、Cu、Cr等过渡金属杂质含量均 低于1 x 10。％的高纯LiF【I“。这是迄今为止所 见文献报道中杂质含量最低的LiF产品。 目前离子交换法仍广泛应用于制备高纯LiF 及其他一些高纯锂盐产品。 1．3荜取制备法 将原料用萃取剂萃取除杂后再来制备高纯 LiF的方法可简称为萃取制备法，这种方法起步 较晚，但却因其简便快捷而日益引起人们的重视。 最早将萃取应用于制备高纯LiF的是日本的 小林健二【