【摘 要】
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硝酸锂是一种重要的锂盐,可用于制备锂离子电池的三元正极材料。然而,目前硝酸锂的制备方法存在着操作工艺繁琐,成本高和环境污染等问题,亟待解决。本文首次提出了电渗析复分解法制备硝酸锂的路线,并自主设计和搭建了实验的核心部件——四隔室电渗析膜堆。本论文以序批式电渗析复分解法为研究起点,进而拓展至连续式电渗析复分解法,深入探讨了硝酸锂的膜法制备过程,所得结果将促进绿色高效生产硝酸锂的新工艺技术的诞生。首先
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硝酸锂是一种重要的锂盐,可用于制备锂离子电池的三元正极材料。然而,目前硝酸锂的制备方法存在着操作工艺繁琐,成本高和环境污染等问题,亟待解决。本文首次提出了电渗析复分解法制备硝酸锂的路线,并自主设计和搭建了实验的核心部件——四隔室电渗析膜堆。本论文以序批式电渗析复分解法为研究起点,进而拓展至连续式电渗析复分解法,深入探讨了硝酸锂的膜法制备过程,所得结果将促进绿色高效生产硝酸锂的新工艺技术的诞生。首先针对不同浓度的硝酸锂体系,考察和分析了序批式电渗析复分解膜堆的在线数据（电压、电流、电阻变化等）和离线数据（隔室体积、离子浓度的变化、电流效率等）。数据表明,随着料液室浓度的增大,产品室浓度也不断升高,但产品室的纯度不断下降。通过对比相关参数,不仅表明电渗析复分解法制备硝酸锂是可行的,也筛选出序批式电渗析复分解法制备Li NO3的最佳料液室浓度为1M,电流效率约78%,产品纯度约97%。在此基础上,本论文进行了连续式电渗析复分解法制备硝酸锂的后续实验,所得结果对工业化的大规模连续生产具有更强的指导意义。膜堆的料液室浓度固定为1M,通过对产品室补液量的大小进行调节,制备出不同浓度的硝酸锂。在线和离线数据均表明了进料室和产品室浓度变化较为稳定,实验达到了平衡状态。但Na+杂质含量是影响连续式实验产品纯度关键因素。最终确定连续式电渗析复分解法生产Li NO3的最佳产品室浓度为1.50M,电流效率约75%,产品纯度约92%。综上,本论文首次表明电渗析复分解法制备硝酸锂是可行的,其工艺流程绿色高效,有望应用于实际工业生产。
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