金属锂车间设计(design of metal lithium shop)

以氯化锂一氯化钾熔盐为原料，经配料、干燥、电解和熔铸等工序，生产金属锂的锂冶炼厂的车间设计。氯化锂一氯化钾熔盐电解是工业生产金属锂唯一采用的方法。

工艺流程 由配料、干燥、电解、熔铸和烟气处理等工序组成。经干燥后含水量不高于0．3％的氯化锂(LiCl≥99．5％)和氯化钾(KCl≥99％)，按配比(LiCl：KCl—45～48：55～52)分别称量，混合后再干燥至含水量不高于0．3％，作为电解质，加入电解槽内，在420～460℃温度下电解，阳极析出氯气并进行处理，阴极析出的金属锂导入油浴炉内保温，然后在盛有变压器油与石蜡油的包装桶内铸锭而得金属锂。生产工艺流程见图。

设备选择 生产金属锂的主要设备为锂电解槽，常用规格电流强度为1000、3000、6000、10000、12000和40000A等，有德古萨(Dequssa)型、美国型和法国型三种电解槽，其共同点均以石墨为阳极，铁板为阴极。德古萨型电解槽，其电解质用电加热，熔融锂收集及氯气的分离在同一个钢制容器中进行，液态锂连续流出，可以直接使用或铸锭。美国型电解槽，电解质用气体火焰间接加热，熔融锂不与阳极氯气接触。法国电解槽，阴极析出金属锂，用特殊装置收集，可以避免与空气、氯气接触，产品纯度较高(Li99．9％)。金属锂的产量按下式计算。

式中Q为通入电流t时间内实际析出的金属量，g；0．26为金属锂的电化当量，g／(A•h)；I为电流强度，A；t为通入电流时间，h；η为电流效率，一般为80％～85％。

技术特点与车间配置 车间按备料、电解和氯气处理三部分分区配置，氯气处理一般放在室外。金属锂制取为熔盐电解，供电需有可靠保证。金属锂在潮湿的空气中易氧化及氮化，电解工序宜采取空调措施。阳极氯气回收或处理至尾气含氯量达到标准后排放。电解质水分过高，在电解过程中易产生爆炸飞溅，设计时需考虑安全措施。

主要技术经济指标 熔盐电解制取金属锂的主要技术经济指标为：