无水溴化锂制备工艺综述
2014-03-18马木林
马木林
(江西赣锋锂业股份有限公司，江西 新余 338000)
0 引言
无水溴化锂，化学式LiBr，相对分子质量86.85，白色结晶性粉末。熔点550℃，相对密度3.46 。无水溴化锂在44℃失去1分子结晶水，160℃时成为无水物，易溶于水，溶于乙醇，水溶液对石蕊呈中性或微碱性，热的浓溶液能溶解纤维素。水溶液为无色或淡黄色透明液体[1]。
溴化锂用途广泛,在空调和冰箱中用作制冷剂；在有机合成中用作氯化氢的脱除剂和有机纤维的膨胀剂；在医药上用作催眠剂和镇静剂；在电池工业中用作高能电池和微型电池的电解质；化学工业用作催化剂,还可用作电子、照相业和分析化学试剂等方面[2]。
1 制备工艺
无水溴化锂的制备方法可分为一水溴化锂法与溴化锂溶液法等方法。目前市场上各家公司的无水溴化锂的主含量与水分含量见表1。
表1 无水溴化锂主含量与水分含量
1.1 一水溴化锂法
无水溴化锂在空气中常温下不会分解，但在较高的温度时会分解且表面形成浅黄色到黄色物质。因此，在制备过程中，一水溴化锂法要采取较为特殊的工艺，主要有共沸脱水法、惰性气体保护法和真空干燥法。
1.1.1 共沸脱水法
共沸脱水法原理如图1所示，50%的溴化锂母液在常压或减压下浓缩，其过程沿图中线2或线3进行，当母液浓缩至72.8%时，冷却结晶就得到一水溴化锂。此时加入1,2-二D有机溶剂，溶剂便会与母液中的水形成共沸物液体相，随着继续浓缩，便得到无水溴化锂[3]。
图1 制备LiBr(s)的LiBr—H2O二元相图
①溴化锂饱和溶解曲线；②常压蒸馏下母液的沸点与浓度曲线；③减压下(真空度10.67kPa)母液的沸点与浓度曲线；④真空共沸的沸点与浓度曲线。
共沸脱水法脱水温度不是太高，但工艺复杂，且引入有机溶剂作为共沸脱水物质，产品中会残留一部分有机溶剂，从而对产品质量有一定的影响。
1.1.2 惰性气体保护法
J. LIVINGSTON等人[4]将一水溴化锂在普通蒸馏水中重结晶7到8次去除杂质，再在氮气保护下将一水溴化锂在高于160℃加热几天得到无水溴化锂。
该方法脱水温度较低，但有两个缺点：1、要氮气保护，条件较为苛刻；2、脱水要几天时间，生产效率极低。
1.1.3 真空干燥法
I. S. YAFFE等人[5]用碳酸锂氢溴酸反应制得一水溴化锂，经在蒸馏水中多次重结晶后在在真空条件下350℃干燥96小时得到无水溴化锂固体。
真空干燥法能得到水分较低的无水溴化锂，但存在三个缺点：1、要真空保护，条件较为苛刻；2、脱水要96小时，生产效率较低；3、脱水温度较高。
1.2 溴化锂溶液法
李良彬等人[6]将溴化锂经活性炭脱色后得到精溴化锂溶液，再经蒸发浓缩至溴化锂浓度在30%-50%之间。将浓缩后的溴化锂溶液进行喷雾干燥得到无水溴化锂。喷雾干燥仪的入口风温为250-350℃，出口风温170-200℃，空气流量为3000m3/h，蠕动泵流量为150L/h 。
该方法有两个优点：1、能将溴化锂溶液直接脱水得到水分较低的无水溴化锂，省去了制备一水溴化锂工艺环节，节约了能耗；2、能够连续生产，效率较高。但也存在缺点：脱水温度较高。
2 结语
目前无水溴化锂的制备工艺主要是一水溴化锂法，溴化锂溶液法与其它方法相比具有操作简单、环保、低成本等优点，其最大的优点是可以直接用溴化锂溶液作为原料生产无水溴化锂，从而可以降低制备成本，因此采用溴化锂溶液法制备无水溴化锂会逐渐成为新的研究热点。
[1]司徒杰生,王光建,等.无机化工产品手册[M].87- 88.
[2]张宝全.柴达木盆地盐湖卤水提锂研究概括[J].海湖盐与化工,2000,29(4):9-13.
[3]王建中,张建国,高建峰.共沸脱水法制备无水溴化锂的研究[J].山西化工,1999,19(4):12-13.
[4]J. Livingston R. Morgan, Olive M. Lammert. The electrical Conductance of Solutions of The Alkali Halides in Acetophenone[J]. Journal of the American Chemical Society,1924,46(5):1117-1132.
[5]I. S. Yaffe , B. R. Van Artsdalen. Electrical Conductance and Density of Pure Molten Alkali Halides[J]. The Journal of Physical Chemistry,1956,60(8):1125-1131.
[6]李良彬,曹志昂,马木林,白有仙,刘明,李鹏俊,朱雪琴,彭爱平,李芳芳.一种制备无水溴化锂的方法[P].CN.Pat.No.201210417698.8,2012.
