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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