鋰與生活日用息息相關,從智能手機、筆記本電腦等消費電子產品,到電動車和風能、太陽能等大型儲能裝置等應用的鋰離子電池中就含有豐富的鋰元素。鋰離子電池技術的普及導致了鋰需求的強勁增長。
鋰是從鹵水和硬巖礦物中提取的。作為制取鋰的礦物原料主要是鋰輝石(含Li2O5.8%~8.1%)、鋰云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷鋰鋁石(含Li2O7.1%~10.1%)、透鋰長石(含Li2O2.9%~4.8%)及鐵鋰云母(含Li2O1.1%~5%),其中前3個礦物最為重要。
鋰輝石一般為天然單斜晶型α-鋰輝石,在工業浸出技術中幾乎是難熔的。因此,鋰輝石精礦必須在浸出階段之前進行熱處理,在加熱過程中,天然單斜α-鋰輝石轉化為四方β-鋰輝石。
如果使用的加熱溫度過低,則無法進行α-β轉換;如果加工時間太短,無法在整個物料中充分傳熱,較粗顆粒的鋰輝石不能*反應;如果過熱,不僅會消耗大量能源,而且精礦可能部分熔融并凝聚,鋰輝石會被硅酸鹽熔體(玻璃)*或部分包裹或使鋰在熔體中溶解形成不溶玻璃相。以上這些都會導致浸出階段鋰回收率降低。
在線監測轉化產物的礦物學和晶體結構,有助于控制煅燒過程,以確保高鋰輝石轉化品位。
拉曼光譜用于越來越多的過程分析技術(PAT)應用。它能夠對固體材料、粉末、泥漿和液體進行無損和非接觸測量,提供分子和成分信息(包括多態性信息),可用于定性和定量測量。
但許多樣品類型在可見波長范圍內被激光照射時會產生光致發光(例如熒光和磷光)。光致發光干擾是傳統拉曼光譜的一個主要缺點,因為這種干擾發射會干擾拉曼信號,使得拉曼信息的解釋更具挑戰性,通常會降低定量測量的準確性。拉曼散射幾乎是瞬時的(<ps),而對于熒光而言,輻射衰減壽命通常為10-5000ps,而對于磷光而言,輻射衰減壽命通常要長很多數量級。時間門控拉曼光譜儀采用皮秒脈沖激光激發樣品,時間門控技術控制檢測器,使檢測器僅在每個激發脈沖后很短的時間內檢測,確保在短的重復時間內收集相對較高的拉曼散射光,減少光致發光干擾,也使得環境光或熱輻射等連續背景干擾顯著降低。
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