» » Электролитическое получение лития
28.04.2015

Основной способ промышленного получения металлического лития— электролиз расплавленных хлоридов.
Электролитом служит расплав, состоящий из LiCl и KCl. Диаграмма плавкости этой системы характеризуется эвтектикой при 60% (мол.) LiCl с температурой плавления 352°. Электролит имеет состав, близкий к эвтектике. Температура электролиза 450—500°.
Электролизер — железный кожух, футерованный галькохлоритовым камнем. Катодное и анодное пространства разделены алундовой диафрагмой. Графитовый анод и стальной катод вводят в электролизер сверху.
Для поддержания постоянства состава электролита в анодное пространство периодически добавляют безводный LiCl.
Хлор, выделяющийся из анодного пространства, собирают под перекрытием и направляют на хлорирование или поглощение.
Выделяющийся на катоде литий всплывает на поверхность электролита и собирается под крышкой, закрывающей катодное пространство. Катодную крышку поднимают, литий вычерпывают железной ложкой и разливают в изложницы. Полученный металл загрязнен электролитом и окислами, для очистки его переплавляют под слоем парафина или вазелинового масла при 200°.
Благодаря относительно высокой упругости паров лития при температуре электролиза, он взаимодействует с хлором, что снижает выход по току до 75—77%. Расход электроэнергии составляет 55—60 квт*ч/кг лития.
Хранят литий (в форме чушек) в герметичных металлических коробках под слоем пастообразной массы из парафина и минерального масла.
Чистота получаемого после переплавки металла в лучшем случае составляет 95%, Основная примесь — калий; другие примеси, загрязняющие металл, — натрий, магний, алюминий, кремний и железо.
Электролизом можно получать двойные сплавы лития с другими металлами. Эти сплавы, как указано выше, применяются в качестве раскислителей и дегазаторов, а также в качестве лигатур при изготовлении сплавов, содержащих литий.
Для получения сплавов лития и кальция пользуются электролитом из LiCl и CaCl2. Система LiCl—CaCl2 образует эвтектику с 37% (мол) CaCl2, имеющую температуру плавления 490°. Температура электролиза 500 - 550°. Выход по току до 90%. Dk = 30 : 60 а/см2, a Da = 6 а/см2. В зависимости от состава расплава можно получать сплавы с различным содержанием лития- при 50% (вес.) LiCl сплавы содержат —25% лития, а при 70% LiCl — 40% лития (остальное в обоих случаях кальций).
Сплавы лития с алюминием, цинком и свинцом можно получить электролизом расплава LiCl — KCl при жидком катоде. Предел насыщения сплава литием определяется температурой электролиза. Поскольку интерметаллические соединения лития имеют высокую температуру плавления, на дне электролизера образуется кашеобразная масса. Катодный металл необходимо периодически обновлять .
Меднолитиевые сплавы могут быть получены электролизом расплавленного хлористого лития с применением медных катодов. Образующийся на катоде сплав стекает на дно электролизера, откуда периодически удаляется.
Электролитический способ получения лития требует применения в качестве исходного сырья самой дорогой соли лития — его хлорида; удельный расход электроэнергии высок; полученный металл загрязнен примесями и нуждается в дополнительном рафинировании. Поэтому в последнее время разрабатываются новые способы получения металлического лития — в первую очередь вакуум-термические.