锂镁离子性质接近,锂镁分离是高纯氯化锂制备过程的关键问题.针对磷酸盐沉淀法除镁工艺进行热力学分析.根据平衡原理和质量守恒定律,分别绘制了298 K时Mg2+-PO43--H2O,Li+-Mg2+-PO43---H2O,Li+-Mg2+-NH4+ PO43---H2O系热力学平衡图,并考察了工艺参数对除镁的影响.研究结果表明:锂离子的存在不利于磷酸盐除镁,磷酸铵镁盐法除镁效果优于磷酸镁盐法,平衡镁含量随着溶液中总氮浓度升高、锂浓度降低而降低.当氯化锂溶液中[Li]T=1.00 mol·L-1,[N]T =0.03 mol·L-1,初始[Mg]T =0.01 mol·L-,初始[P]T =0.03 mol·L-1时,pH范围为4.5～13.0时,存在4个平衡固相稳定区即MgHPO4(5.9＜pH ＜6.6),MgNH4PO4(6.6 ＜pH＜9.6),Mg(OH)2(10.0＜ pH＜13.0),Li3 PO4(6.6＜ pH＜ 13.0),此时MgNH4 PO4稳定区对应镁浓度约为1×10-3.5 mol·L-1,满足深度除镁的效果.验证实验表明,当溶液pH为8.0时,溶液初始Li2O,Mg浓度分别为14.95和0.45 g·L-1,加入1.35倍镁摩尔量的磷酸铵,25℃搅拌4h后,溶液残留镁、磷量分别为0.011和0.004 g·L-1,镁除去率为97.56％.理论计算与验证实验结论相符.
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