三元体系Li + , NH 4 + //SO 4 2- -H 2 O 298 K相平衡研究

四川甲基卡、李家沟等地锂辉石储量丰富，为下游锂电池储能材料等领域提供了重要的原料来源。传统锂辉石制碳酸锂工艺中，采用氢氧化钠中和法除去铁、铝等杂质，但是副产硫酸钠附加值低，导致生产成本较高，本论文研究了以氨气替代强氧化钠中和法除杂制碳酸锂工艺，发现在精制锂溶液沉淀结晶过程中存在LiNH4SO4复盐产生，影响了锂的收率和碳酸锂产品品质。为解决此问题，本论文采用等温溶解平衡法研究了三元体系Li+，NH4+ //SO42--H2O在298 K下的稳定相平衡关系，测定了平衡液相中各组分溶解度、密度和折光率数据，并绘制了该体系的相图、密度-组成图和折光率-组成图。结果表明该三元体系为复杂三元体系，有复盐LiNH4SO4形成；其稳定相图由3个固相结晶区，3条单变量曲线和2个共饱点组成，3个结晶区分别为（NH4）2SO4，Li2SO4·H2O和LiNH4SO4，且LiNH4SO4复盐的结晶区较大。研究结果表明，为了避免LiNH4SO4复盐的产生，需在锂辉石制工业级碳酸锂工艺前端通过钙离子沉淀法将锂溶液中锂硫比[Li2SO4·H2O/（NH4）2SO4]降到1.6以下，研究结果为四川锂辉石湿法冶金工艺中采用氨中和除杂提供了理论指导。