[科普中国]-金属锂精炼

金属锂精炼(refining of metallic lithium)是指除去电解金属锂的杂质，产出纯金属锂的过程。氯化锂一氯化钾熔盐电解制得的金属锂纯度为98%-99%，其中主要杂质钠含量达0.05%-0.4%，非金属杂质碳、氧、氮以中何产物形态溶解于电解锂中。金属锂中的这些杂质会腐蚀容器，不纯的金属锂不宜用来制造原子能工业中用的反应堆冷却剂，也不适宜制造航空工业用铝锂合金和高能锂电池的负极材料。因此，电解金属锂需经精制处理。

简介金属锂精炼(refining of metallic lithium)是指除去电解金属锂的杂质，产出纯金属锂的过程。氯化锂一氯化钾熔盐电解制得的金属锂纯度为98%-99%，其中主要杂质钠含量达0.05%-0.4%，非金属杂质碳、氧、氮以中何产物形态溶解于电解锂中。金属锂中的这些杂质会腐蚀容器，不纯的金属锂不宜用来制造原子能工业中用的反应堆冷却剂，也不适宜制造航空工业用铝锂合金和高能锂电池的负极材料。因此，电解金属锂需经精制处理。

对金属锂纯度的要求随用途而异，精制的方法也不一样。要求纯度在99.9%以内的金属锂，主要通过改进熔盐电解工艺直接制取，更高纯度的金属锂需采用过滤法、真空蒸馏法、高真空分馏法精制获得，对气体杂质要求高的高纯锂，则用吸气法精制获得1。

过滤法熔融金属锂在不锈钢或金属钛粉末压制烧结而成的多孔陶瓷过滤器内，在稍高于锂熔点的温度下，借助于惰性气体压力或真空吸滤的方法进行过滤，可降低锂中碳、钙、硅、铁等高熔点杂质的含量，除去锂中的氧化物、氮化物。过滤法的提纯效果取决于过滤温度下杂质在锂中的溶解度和过滤器的孔径。溶解的杂质不能通过过滤除去，金属陶瓷过滤器的孔径越小，过滤效果越好。一般采用孔径5-20μm的过滤器。在过滤前最好先除去金属视中夹带的氧化物、氮化物，以免它们堵塞陶瓷过滤器微孔。在熔融金属理中溶解度较大的低、氧、氯、碳、钾、钠等杂质，很难用这种方法完全除去。过滤法的操作比较简单，能量消耗低，但除去杂质的效果差，工业上用得不多2。

真空蒸馏法真空蒸馏法是提纯金属握有效而普遍采用的方法。蒸馏提纯是基于金属锂及其中的杂质元素在一定温度下具有不同的蒸气压，在蒸馏条件下造成各组分元素蒸发速度和冷凝速度的差异，使杂质元素与主体金属锂分离，达到提纯目的。蒸馏过程中，各组分元素在液相和气相中的分布规律要依相对挥发度的大小来判断。如果将液态金属锂蒸馏视为理想溶液蒸馏3。

高真空分馏法由于金属锂和一些杂质的蒸气压差别很小，用高温蒸馏的方法难以制得99.99%以上的高纯锂。施密特(Sehmiht)等用高真空分馏法制得纯度99. 9999%的金属锂。这种方法的特点是向熔融金属锂中加入少量B2O3，然后于低温、高真空下，在钼制筛板的多级回流塔中进行分馏提纯。加入B2O3是为了除去锂中的钙1。

吸气法真空蒸馏能有效地除去金属锂中的金属杂质，但除氧、氮等气体杂质效果不佳，为了降低锂中氧、氮含量，利用某些活性金属对氧的亲和势大于锂对氧的亲和势的原理，除去锂中的氧3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学