水相法制备双乙二酸硼酸锂的中试工艺研究

doi:10.11962/1006-4990.2019-0605

无机盐工业 ›› 2020, Vol. 52 ›› Issue (10): 100-105.doi: 10.11962/1006-4990.2019-0605

水相法制备双乙二酸硼酸锂的中试工艺研究

刘艳蕊¹(),宋从从¹,石桂珍¹,王坤²()

1.潍坊工程职业学院应用化学与食品药品学院,山东潍坊 262500
2.中海油天津化工研究设计院有限公司

收稿日期:2020-04-29 出版日期:2020-10-10 发布日期:2020-11-24
通讯作者: 王坤
作者简介:刘艳蕊（1981— ）,女,硕士,讲师,研究方向为精细化工;E-mail： liuyanrui27@163.com。
基金资助:
潍坊工程职业学院2019年度科研课题资助项目

The study of double oxalate lithium borate preparation technology by aqueous phase method

Liu Yanrui¹(),Song Congcong¹,Shi Guizhen¹,Wang Kun²()

1. Collegel of Applied Chemistry and Food and Drug,Weifang Engineering College,Weifang 262500,China
2. CenerTech Tianjin Chemical Research and Design Institute Co.,Ltd.

Received:2020-04-29 Online:2020-10-10 Published:2020-11-24
Contact: Wang Kun

摘要/Abstract

摘要：

以水相法制备双乙二酸硼酸锂（LiBOB）。研究了中试条件下的反应物料比、反应温度、反应时间、析晶溶剂加入量对产品质量的影响,所得产品利用FTIR、TG-DSC和XRD进行了确认,目前中试装置已实现10 t/a的生产规模。实验结果表明,较优工艺条件为：物料比（草酸、硼酸、碳酸锂的物质的量比）为4∶2∶1.1,反应温度为80 ℃,反应时间为8 h,在浓缩析晶过程中浓缩比（蒸发溶剂占总溶剂的质量比）为80%左右,析晶剂加入量为产品质量的4倍。干燥采用动态干燥方式,干燥时间为8 h。经过分析,该工艺制备的产品质量超过市售产品水平。

关键词: 双乙二酸硼酸锂, 水相法, 析晶剂

Abstract:

The double oxalate lithium borate（LiBOB） was prepared by aqueous-phase method.The effect of material ratio,reaction temperature,reaction time and amount of crystallization solvent on the product quality under the condition of pilot test was studied.The result of products was confirmed by FTIR,TG-DSC and XRD.The pilot plant had achieved a production scale of 10 t/a at present.The experimental results showed the optimum operating parameters which were material ratio（the amount-of-substance ratio of oxalic acid to lithium carbonate to boric acid） of 4∶2∶1.1,reaction temperature of 80 ℃,reaction time of 8 h,the concentration amount（the mass ratio of residual solvent to total solvent mass） of about 80% in the process of concentration and crystallization,and the addition amount of crystallization agent of 4 times of the product mass.The dynamic drying was adopted for 8 h.After analysis,the quality of the product prepared by this process exceeded the level of the market products.

Key words: double oxalate lithium borate, aqueous-phase method, crystallization agent

中图分类号:

TQ131.11

刘艳蕊,宋从从,石桂珍,王坤. 水相法制备双乙二酸硼酸锂的中试工艺研究[J]. 无机盐工业, 2020, 52(10): 100-105.

Liu Yanrui,Song Congcong,Shi Guizhen,Wang Kun. The study of double oxalate lithium borate preparation technology by aqueous phase method[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2020, 52(10): 100-105.

图/表 18

图1

图2

表1

表2

图3

图4

图5

图6

表3

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图8

图9

表4

图10

图11

表5

表6

表7

参考文献 11

[1]	Fan Lizhen, Xing Taofeng, Rafi Awan. Studies on lithium bis(oxalato)-borate/propylene carbonate-based electrolytes for Li-ion batteries[J]. Ionics, 2011,17(6):491-494.
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温度/℃	溶解度/g	温度/℃	溶解度/g
10	6.08	60	44.5
30	14.3	70	65.0
40	21.5	80	84.5
50	31.4	90	119.8

温度/℃	溶解度/g	温度/℃	溶解度/g
10	3.57	60	14.51
20	5.04	70	16.73
30	6.60	80	23.75
40	8.72	90	30.38
50	11.54	100	40.25

氧化剂Y加入量（氧化剂与产品质量比）	纯度/ %	Cl含量/ （mg·kg^-1）	色度/ APHA	浊度/NTU	SO₄^2-含量/ （mg·kg^-1）
1/2 000	99.32	1	80	2	0.2
1/1 500	99.50	1	80	2	0.2
1/1 000	99.79	1	15	2	0.2
1/800	99.10	22	15	2	19.0

项目	名称	单价/ （万元·t^-1）	所需用量/ t	成本/ 万元
原材料	二水草酸	0.48	1.30	0.62
	碳酸锂	6.00	0.21	1.26
	硼酸	0.42	0.32	0.14
	LY07	1.00	10（损耗1 t）	1.00
	LY05	0.80	5（损耗0.5 t）	0.40
直接人工费用（7人）				7.00
制造费用	辅材			0.50
	设备折旧			0.50
	电			0.80
	维修			0.30
	液氮			0.80
总成本				13.32

λ/cm^-1	振动类型	λ/cm^-1	振动类型
1 813.75、 1 777.00	C=O的离域或定域震动	1 016.30	O—B—O的伸缩振动
1 747.80	C=O的伸缩振动	983.21、956.43	O—B—O的不伸缩振动
1 638.87	COO—的不对称伸缩振动	709.82	COO—的变形振动
1 441.73	COO—的对称伸缩振动	617.15	B—O的变形振动
1 365.56	B—O的伸缩振动	478.92	BO₄键的振动
1 304.81	C—O—B—O—C的伸缩振动

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批次	二水草酸投料量/kg	硼酸投料量/kg	碳酸锂投料量/kg	理论产量/kg	实际产量/kg	产品收率/%
QLC-1	100	24.5	16.11	76.94	75.40	98.0
QLC-2	100	24.5	16.11	76.94	75.30	97.8
QLC-3	100	24.5	16.11	76.94	75.36	97.9
QLC-4	100	24.5	16.11	76.94	75.42	97.9
QLC-5	100	24.5	16.11	76.94	75.30	97.9
QLC-6	100	24.5	16.11	76.94	75.48	98.1
QLC-7	100	24.5	16.11	76.94	76.02	98.8
QLC-8	100	24.5	16.11	76.94	75.41	98.0
QLC-9	100	24.5	16.11	76.94	75.35	97.9
QLC-10	100	24.5	16.11	76.94	75.29	97.8

批号	纯度/ %	H₂O含量/ （mg·kg^-1）	色度/ APHA	浊度/ NTU	Ca含量/ （mg·kg^-1）	Fe含量/ （mg·kg^-1）
生产产品	99.79	16	15	2	0.2	1.2
市售产品	99.17	53	15	2	3.1	5.4

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