粗碳酸锂CO2微气泡深度碳化工艺与动力学研究

作     者：徐鹏国 孟子衡 朱干宇 李会泉 王晨晔 孙振华 田国才 

作者机构：昆明理工大学冶金与能源工程学院 中国科学院绿色过程与工程重点实验室战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心中国科学院过程工程研究所 中国科学院大学化学工程学院 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：国家重点研发计划课题(2023YFC3905903) 中国科学院A类战略性先导科技专项课题(XDA0390404) 国家自然科学基金项目(52364042) 

主　　题：二次锂资源 粗碳酸锂 CO 微气泡 溶解 动力学 

摘      要：二次锂资源制备高纯碳酸锂对于资源高效利用和绿色循环具有重要意义，上述过程一般采用CO2鼓泡法进行碳化，但该过程传质效率低、反应速率慢，限制了其工业应用效率。为此，本研究采用CO2微气泡碳化方法以提高传质速率，重点考察了反应时间、CO2气体流量和液固比等因素对碳酸锂转化率和CO2利用率的影响，并构建了溶解反应动力学模型。结果表明，微气泡碳化与鼓泡工艺相比，可使碳酸锂转化率提高约20%、碳化时间降低约56%；反应时间100 min、CO2流量120 mL/min和液固比30:1 mL/g条件下，碳酸锂转化率达到99.91%、CO2利用率为94.10%；缩核模型动力学计算结果表明溶出速率符合膜扩散控制模型，该过程反应活化能为-2.456 kJ/mol。上述研究可为粗碳酸锂深度碳化溶解过程提供基础数据和工艺支撑。