Корзина
Ваша корзина пуста!
Это никогда не поздно исправить :)
Соли металлов LiCO — карбонат лития технический: физико-химические свойства и применение
Карбонат лития LiCO — неорганическая соль лития и угольной кислоты, белый кристаллический порошок без запаха, слаборастворимый в воде (13 г/л при 20 C) и нерастворимый в этаноле. Молярная масса — 73,89 г/моль, плотность — 2,11 г/см, температура плавления — 723 C, разложение с выделением CO начинается выше 1310 C. Вещество относится к слабощелочным солям: водный раствор имеет pH 11–12. Технический продукт выпускается по ГОСТ 8779-2014 в марках ЛИ-1, ЛИ-2, ЛИ-3 и ЛИ-4, различающихся содержанием основного вещества и лимитами по примесям.
Марки и нормируемые показатели
ГОСТ 8779-2014 устанавливает требования к гранулометрии, влажности и примесному составу. Ключевой параметр для металлургии и химического синтеза — массовая доля LiCO, для аккумуляторной отрасли — содержание железа, натрия и сульфатов.
- ЛИ-1 — массовая доля LiCO не менее 99,5 %, FeO 0,003 %, применяется в производстве катодных материалов и оптических стёкол.
- ЛИ-2 — LiCO 99,0 %, NaO 0,20 %, для электролитов и литиевых смазок.
- ЛИ-3 — LiCO 98,5 %, используется в стекловарении и керамике.
- ЛИ-4 — LiCO 97,0 %, технический продукт для металлургических флюсов и строительных смесей.
- ОКП 21 3211 — код продукции по общероссийскому классификатору для технического карбоната лития.
Технические характеристики по маркам
| Марка | LiCO, % | NaO, % | FeO, % | Влажность, % |
|---|---|---|---|---|
| ЛИ-1 | 99,5 | 0,08 | 0,003 | 0,20 |
| ЛИ-2 | 99,0 | 0,20 | 0,005 | 0,30 |
| ЛИ-3 | 98,5 | 0,30 | 0,010 | 0,40 |
| ЛИ-4 | 97,0 | 0,50 | 0,020 | 0,50 |
Технологические процессы с участием LiCO
В производстве литий-ионных аккумуляторов карбонат лития служит исходным сырьём для синтеза катодных материалов — литий-железо-фосфата (LFP), литий-кобальт-оксида (LCO) и никель-кобальт-марганцевых композиций (NCM). Твердофазный синтез ведут в трубчатых или камерных печах при 700–900 C в атмосфере воздуха или кислорода; гранулометрический состав D50 5–15 мкм обеспечивает равномерное смешение с прекурсорами в планетарных мельницах и высокоскоростных смесителях.
В чёрной металлургии карбонат лития вводят в шлакообразующие смеси при непрерывной разливке стали: добавка 0,5–2,0 кг/т снижает вязкость шлака и стабилизирует тепловой режим кристаллизатора. В алюминиевой промышленности LiCO добавляют в электролит алюминиевых электролизёров для повышения электропроводности расплава и снижения расхода фтористых солей.
В стекольной отрасли карбонат лития применяется как флюсующий компонент шихты: введение 0,1–0,5 % LiO снижает температуру варки на 30–50 C и уменьшает вязкость стекломассы. Специальные оптические стёкла с LiO отличаются низким показателем преломления и высокой прозрачностью в УФ-диапазоне.
Применение по отраслям
- Электрохимия — синтез катодных материалов для тяговых и накопительных литий-ионных батарей.
- Металлургия — флюсы для непрерывной разливки стали, рафинирование алюминиевых расплавов.
- Стекольная и керамическая промышленность — варка оптических и термостойких стёкол, глазури, эмали.
- Производство смазок — загуститель литиевых и литий-комплексных смазок для подшипниковых узлов.
- Химический синтез — получение бутиллития, литийорганических катализаторов полимеризации.
- Строительство — добавки в тампонажные цементы и расширяющиеся смеси для скважин.
Условия хранения и транспортировки
Карбонат лития гигроскопичен: при влажности воздуха выше 60 % продукт поглощает влагу и слёживается. Хранение осуществляется в герметичной таре — полипропиленовых мешках с полиэтиленовым вкладышем, стальных барабанах или биг-бэгах — в сухих отапливаемых складах при температуре не ниже 5 C и относительной влажности не более 60 %. Транспортировка допускается всеми видами крытого транспорта; продукт относится к неопасным грузам (класс опасности не присвоен), негорюч, при контакте с кислотами выделяет CO.
При работе с пылью LiCO применяют респираторы класса FFP2 и защитные очки: пыль раздражает слизистые оболочки. ПДК в воздухе рабочей зоны — 5 мг/м (аэрозоль). Утилизация отходов и промывных вод производится в соответствии с СанПиН 2.1.3684-21.
Вопросы и ответы
Чем отличается карбонат лития ЛИ-1 от ЛИ-3?
Марка ЛИ-1 содержит не менее 99,5 % LiCO и лимитирует FeO на уровне 0,003 %, что критично для катодных материалов аккумуляторов. ЛИ-3 с содержанием 98,5 % применяется в стекловарении и керамике, где требования к примесям железа ниже.
При какой температуре разлагается LiCO?
Плавление наступает при 723 C, термическая диссоциация с выделением CO начинается выше 1310 C. В процессе синтеза катодных материалов реакция с прекурсорами идёт при 700–900 C.
Растворяется ли карбонат лития в воде?
Растворимость умеренная — около 13 г/л при 20 C, с ростом температуры снижается. В этаноле и ацетоне LiCO практически нерастворим, что используют при перекристаллизационной очистке.
Как хранить технический карбонат лития?
В герметичной таре с полиэтиленовым вкладышем при влажности воздуха не более 60 % и температуре от 5 C. Продукт гигроскопичен, при увлажнении слёживается и требует дополнительной сушки перед дозированием.