芬蘭sensement公司宣布推出一項(xiàng)提高鋰生產(chǎn)效率的新技術(shù)。

在一份新聞稿中，這家總部位于奧盧的公司解釋說，傳統(tǒng)上，電池金屬制造商不得不依靠批量取樣和實(shí)驗(yàn)室分析來控制他們的過程，但這是昂貴的，勞動密集型的，通常會導(dǎo)致4-10小時(shí)的延遲。

相比之下，Sensmet的技術(shù)被稱為微放電光學(xué)發(fā)射光譜(μDOES)，能夠?qū)崟r(shí)測量多種金屬，如任何電池金屬及其雜質(zhì)。

解決方案是基于原子發(fā)射光譜。在水樣品內(nèi)部直接產(chǎn)生微放電或電火花，導(dǎo)致火花周圍的微小體積的流體被閃電加熱到10,000°C。

微放電中的分子被分解成原子，這些原子被激發(fā)到各自的較高電子態(tài)。在回到基態(tài)后，這些原子會釋放出它們特有波長的光，從而釋放出多余的能量。然后，μ DOES測量原子發(fā)射光譜，從而得出樣品中所含金屬的定量分析。

sensor公司表示，該系統(tǒng)分析儀的數(shù)據(jù)可以在本地顯示每種金屬的濃度和趨勢，并且可以為每種元素設(shè)置峰值水平。結(jié)果以數(shù)字方式傳輸?shù)接脩舻臄?shù)據(jù)庫和/或云。

“在無法通過監(jiān)測pH值來控制的濕法冶金過程中，直接測量溶解金屬濃度是至關(guān)重要的，”簡報(bào)指出?！坝衅渌谋O(jiān)測方法，但所有這些都有很大的局限性。例如，在線XRF無法測量鋰和鈉等輕元素，而且?guī)缀醪豢赡苄?zhǔn)XRF進(jìn)行低濃度雜質(zhì)測量?！?

在Sensmet的團(tuán)隊(duì)看來，考慮到鋰生產(chǎn)涉及的大量資金，精確的沉淀化學(xué)品劑量是極其重要的。

“例如，在高溫高壓下，將碳酸鈉添加到含有β鋰輝石的漿液中，就會形成碳酸鋰和安那西姆固體。如果碳酸鈉的用量不足，部分鋰就不會反應(yīng)生成碳酸鋰，未反應(yīng)的鋰就會在副產(chǎn)物安納西姆沙中流失?！薄斑@是非常不可取的，因?yàn)檫@意味著收入損失。過量服用也是不可取的，因?yàn)樗鼤?dǎo)致工藝化學(xué)品的浪費(fèi)?！?

除了鋰制造，該技術(shù)還適用于電池金屬的“黑色質(zhì)量”回收。實(shí)施嚴(yán)格的在線監(jiān)測和控制，降低雜質(zhì)含量，從而防止再處理帶來的成本和延遲。

在Keliber的工地

芬蘭Sibanye-Stillwater的子公司Keliber在2022年進(jìn)行了一項(xiàng)中試測試計(jì)劃，以評估鋰生產(chǎn)過程中沉淀化學(xué)給藥的持續(xù)優(yōu)化中的μDOES分析儀。

以鋰輝石精礦為原料，經(jīng)回轉(zhuǎn)窯高溫轉(zhuǎn)化生產(chǎn)電池級一水合氫氧化鋰。研究了采用堿壓浸法制備電池級一水氫氧化鋰的濕法冶金工藝。該試驗(yàn)在示范工廠連續(xù)運(yùn)行了400小時(shí)，鋰的總回收率超過88%。

Keliber測試了μDOES分析儀的分析性能，以持續(xù)優(yōu)化沉淀化學(xué)加藥。從該過程中提取了近80個(gè)樣品，并使用μDOES連續(xù)分析儀和實(shí)驗(yàn)室ICP-OES并行分析了鈉和鋰的濃度。結(jié)果表明，兩種方法之間存在一定的相關(guān)性。

Keliber鋰化工廠的現(xiàn)場經(jīng)理Sami Heikkinen在新聞稿中說:“基于可靠的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的化學(xué)劑量給過程帶來了穩(wěn)定性，這非常重要，因?yàn)樗苊饬似?，?yōu)化了產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)最大限度地降低了成本?！?