JPH0653952B2 - カルシウム及び窒素をリチウムから分離する方法 - Google Patents
カルシウム及び窒素をリチウムから分離する方法Info
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- JPH0653952B2 JPH0653952B2 JP2146045A JP14604590A JPH0653952B2 JP H0653952 B2 JPH0653952 B2 JP H0653952B2 JP 2146045 A JP2146045 A JP 2146045A JP 14604590 A JP14604590 A JP 14604590A JP H0653952 B2 JPH0653952 B2 JP H0653952B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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- C22B26/10—Obtaining alkali metals
- C22B26/12—Obtaining lithium
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明はカルシウム及び窒素をリチウムから分離する方
法に関する。
法に関する。
金属リチウムは一般的にリチウムクロライドの溶融電解
によって得られるが、カルシウムクロライドなどの不純
物を含んでいる。この塩は特に電流によって解離し、得
られた金属中にカルシウムの形で数百ppmの含有量で存
在する。この金属リチウムがアルミニウム−リチウム合
金の製造用に使用される際に、カルシウムは合金の機械
的特性に関して劣化を引き起こす傾向があるため特に不
都合である。
によって得られるが、カルシウムクロライドなどの不純
物を含んでいる。この塩は特に電流によって解離し、得
られた金属中にカルシウムの形で数百ppmの含有量で存
在する。この金属リチウムがアルミニウム−リチウム合
金の製造用に使用される際に、カルシウムは合金の機械
的特性に関して劣化を引き起こす傾向があるため特に不
都合である。
更にリチウムは、製造中に空気と接触してしまうことが
あるが、窒素の作用に対して特に敏感であるため、数百
ppmにも及ぶ含有量の窒化物を形成しがちである。しか
し、これらの窒化物は非常に堅い化合物であるため、合
金中に存在するとその特性に関する問題のみならず、成
形中にも、回転ミルのロール、インゴットの金型、押出
ダイなどの使用機器を減磨してしまうという問題を引き
起こす。特にこれらの窒化物は電池中の電極として用い
られるリチウムシートを脆くしてしまう。
あるが、窒素の作用に対して特に敏感であるため、数百
ppmにも及ぶ含有量の窒化物を形成しがちである。しか
し、これらの窒化物は非常に堅い化合物であるため、合
金中に存在するとその特性に関する問題のみならず、成
形中にも、回転ミルのロール、インゴットの金型、押出
ダイなどの使用機器を減磨してしまうという問題を引き
起こす。特にこれらの窒化物は電池中の電極として用い
られるリチウムシートを脆くしてしまう。
結果的に、単体金属または合金の状態でのリチウムの使
用に先立って、そのリチウム中に含まれるカルシウム及
び窒素を除去するかまたはこれらの不純物量を一般的に
100ppm以下の値に少なくとも減らすことが必要である。
用に先立って、そのリチウム中に含まれるカルシウム及
び窒素を除去するかまたはこれらの不純物量を一般的に
100ppm以下の値に少なくとも減らすことが必要である。
カルシウムは、リチウム中で比較的溶解性が高いので、
過によって除去不能である。さらにリチウムの精製に
は、ナトリウム及びカリウムに関しては蒸留が簡便な方
法であるのに、アルカリ土類元素、特にカルシウムに関
してはそれほど効果的ではない。CaO等のあるカルシウ
ム化合物はリチウムに不溶であることは知られている
が、in situでのカルシウム酸化はまたリチウムの酸化
をも引き起こすと先験的に考えられる。従って、リチウ
ムに導入した酸素は、カルシウムに好んで固定される
（結合する）傾向があることが判明していた。更に、存
在する全カルシウムを固定するだけの計算された酸素当
量を添加し、次いでリチウムを過することによって、
アルミニウム−リチウム製造業者の仕様書に合う含有量
までリチウム精製を実施することが可能である。
過によって除去不能である。さらにリチウムの精製に
は、ナトリウム及びカリウムに関しては蒸留が簡便な方
法であるのに、アルカリ土類元素、特にカルシウムに関
してはそれほど効果的ではない。CaO等のあるカルシウ
ム化合物はリチウムに不溶であることは知られている
が、in situでのカルシウム酸化はまたリチウムの酸化
をも引き起こすと先験的に考えられる。従って、リチウ
ムに導入した酸素は、カルシウムに好んで固定される
（結合する）傾向があることが判明していた。更に、存
在する全カルシウムを固定するだけの計算された酸素当
量を添加し、次いでリチウムを過することによって、
アルミニウム−リチウム製造業者の仕様書に合う含有量
までリチウム精製を実施することが可能である。
リチウム中に酸素を導入するには種々の方法がある。ガ
ス状酸素を液状リチウム中に吹き込んでも良いが、激し
い酸化反応が局所的に起き、酸素供給管が酸化リチウム
により直ちに閉塞する可能性があるため、この方法はそ
れほど好適ではない。以下の反応を生起させるために、
融解したリチウムに酸化リチウムを添加することも可能
である： Li2O＋Ca→CaO＋2Li この方法は他の汚染を引き起こす事なく精製できるの
で、非常に興味深い。しかしながら、酸化リチウムは市
販されていないため、これをまず製造する必要があり精
製コストを増加させてしまう。
ス状酸素を液状リチウム中に吹き込んでも良いが、激し
い酸化反応が局所的に起き、酸素供給管が酸化リチウム
により直ちに閉塞する可能性があるため、この方法はそ
れほど好適ではない。以下の反応を生起させるために、
融解したリチウムに酸化リチウムを添加することも可能
である： Li2O＋Ca→CaO＋2Li この方法は他の汚染を引き起こす事なく精製できるの
で、非常に興味深い。しかしながら、酸化リチウムは市
販されていないため、これをまず製造する必要があり精
製コストを増加させてしまう。
加えてこれらの酸化方法は、窒化物の形態でのリチウム
から窒素を分離する解決策を与えないと考えられる。そ
こで、既知の方法の中でも米国特許第4,781,756号は、
反応 Li3N＋Al→AlN＋３Li を得るために化学量論量的に当量のアルミニウムを添加
し、次いで形成された窒化アルミニウムを分離する方法
について言及している。しかしながら、アルミニウムは
カルシウムを酸化できない。
から窒素を分離する解決策を与えないと考えられる。そ
こで、既知の方法の中でも米国特許第4,781,756号は、
反応 Li3N＋Al→AlN＋３Li を得るために化学量論量的に当量のアルミニウムを添加
し、次いで形成された窒化アルミニウムを分離する方法
について言及している。しかしながら、アルミニウムは
カルシウムを酸化できない。
しかし本出願人は、両不純物の除去と可能な限り単一試
薬を使用することに同時に好適な解決策を見いだした。
薬を使用することに同時に好適な解決策を見いだした。
本発明は、粉砕アルミナをリチウムに添加して、窒化ア
ルミニウム及び酸化カルシウムを不溶状態で生成し、該
不純物を熱分離して精製された液状リチウムを回収する
ことを特徴とする方法である。
ルミニウム及び酸化カルシウムを不溶状態で生成し、該
不純物を熱分離して精製された液状リチウムを回収する
ことを特徴とする方法である。
これらの条件下で、リチウム部分は酸化アルミニウムを
還元し、酸化リチウムに変化して、先に記載された反応
に従ってカルシウムを酸化するのに使用される。さら
に、アルミナの還元中にリチウムによって形成されたア
ルミニウムは、米国特許第4,781,756号に記載されてい
るように窒化リチウムと反応して窒化アルミニウムを与
える。
還元し、酸化リチウムに変化して、先に記載された反応
に従ってカルシウムを酸化するのに使用される。さら
に、アルミナの還元中にリチウムによって形成されたア
ルミニウムは、米国特許第4,781,756号に記載されてい
るように窒化リチウムと反応して窒化アルミニウムを与
える。
次いで、不溶酸化カルシウム及び窒化アルミニウムは液
状リチウムより同時に分離され得る。このように、単一
試薬、即ちアルミナによってこの二種の不純物をリチウ
ムより同時に除去する。リチウム中に残存する少量のア
ルミニウムは、特にアルミニウム−リチウム合金の製造
に使用される際には不利にはならない。更に、アルミナ
は非常に純粋な状態でしかもリチウムと迅速に反応する
のに十分なほど粉砕された状態で広く入手可能な製品で
ある。
状リチウムより同時に分離され得る。このように、単一
試薬、即ちアルミナによってこの二種の不純物をリチウ
ムより同時に除去する。リチウム中に残存する少量のア
ルミニウムは、特にアルミニウム−リチウム合金の製造
に使用される際には不利にはならない。更に、アルミナ
は非常に純粋な状態でしかもリチウムと迅速に反応する
のに十分なほど粉砕された状態で広く入手可能な製品で
ある。
使用されるアルミナ量はリチウム中に存在するカルシウ
ム量及び窒素量に依存するが、同一アルミナ粉砕物は以
下の連続反応による両不純物の除去に同時に用いられる
ので、それらの量は重なり部分を持つことを考慮してお
く必要がある。
ム量及び窒素量に依存するが、同一アルミナ粉砕物は以
下の連続反応による両不純物の除去に同時に用いられる
ので、それらの量は重なり部分を持つことを考慮してお
く必要がある。
Al2O3＋６Li→３Li2O＋２Al ３Li2O＋３Ca→３CaO＋６Li ２Li3N＋２Al→２AlN＋６Li カルシウムの３グラム原子を除去するのに十分なアルミ
ナ量は窒素の２グラム原子を除去することが可能な事に
注目すべきである。
ナ量は窒素の２グラム原子を除去することが可能な事に
注目すべきである。
従ってアルミナの適当量は、不純物の含有量の結果とし
てアルミナの最大量を要求する不純物に基づき計算する
が、実際には計算量よりもほぼ10重量％多い量を使用す
る。使用するアルミナはリチウムとできるだけ迅速に反
応できるように粒径３mm未満であることが好ましい。
てアルミナの最大量を要求する不純物に基づき計算する
が、実際には計算量よりもほぼ10重量％多い量を使用す
る。使用するアルミナはリチウムとできるだけ迅速に反
応できるように粒径３mm未満であることが好ましい。
しかし反応を促進するためには、形成された不溶物の分
離の実施に先立ち、溶融リチウム槽を少なくとも１時
間、400℃〜500℃の間で保持することが好ましい。この
方法に対する一つの改良はリチウム−アルミナ混合物を
温度維持する間に撹拌することである。
離の実施に先立ち、溶融リチウム槽を少なくとも１時
間、400℃〜500℃の間で保持することが好ましい。この
方法に対する一つの改良はリチウム−アルミナ混合物を
温度維持する間に撹拌することである。
窒化アルミニウム及び酸化カルシウムの分離は任意の既
知の方法、好ましくは過によって行ないうる。この操
作は加熱下で行われるが、装置の良好な働きを保守する
には保持温度以下即ち200℃〜250℃の温度で行うことが
望ましい。
知の方法、好ましくは過によって行ないうる。この操
作は加熱下で行われるが、装置の良好な働きを保守する
には保持温度以下即ち200℃〜250℃の温度で行うことが
望ましい。
本発明は以下の実施例にて例示される。
実施例 １ カルシウム250ppm及び窒素120ppmを含有するリチウム10
0kgに粒径0.5mmのアルミナ50ｇを添加して、得た混合物
を480℃にて８時間加熱した。冷却及び220℃での過後
に、リチウムはカルシウム40ppm及び窒素60ppmしか含有
せず、そのアルミニウム含有量は130ppmであった。
0kgに粒径0.5mmのアルミナ50ｇを添加して、得た混合物
を480℃にて８時間加熱した。冷却及び220℃での過後
に、リチウムはカルシウム40ppm及び窒素60ppmしか含有
せず、そのアルミニウム含有量は130ppmであった。
実施例 ２ カルシウム200ppm及び窒素1500ppmを含有するリチウム1
00kgに粒径1mmのアルミナ500ｇを添加し、480℃にて８
時間加熱した。220℃でのPoral class 20フィルターキ
ャンドル上で過後、リチウムはカルシウム20ppm及び
窒素250ppmしか含有せず、そのアルミニウム含有量は50
ppmであった。
00kgに粒径1mmのアルミナ500ｇを添加し、480℃にて８
時間加熱した。220℃でのPoral class 20フィルターキ
ャンドル上で過後、リチウムはカルシウム20ppm及び
窒素250ppmしか含有せず、そのアルミニウム含有量は50
ppmであった。
本発明はアルミニウム−リチウム合金及び電池用電極の
製造に特に好適な性質のリチウムを得るために適用可能
である。
製造に特に好適な性質のリチウムを得るために適用可能
である。
Claims (6)
- 【請求項１】粉砕アルミナを融解リチウムに添加して窒
化アルミニウム及び酸化カルシウムを不溶状態で生成
し、該不溶物質を熱分離して精製液状リチウムを回収す
ることを特徴とするカルシウム及び窒素をリチウムから
分離する方法。 - 【請求項２】アルミナを粒径３mm未満のパウダー状で添
加することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】リチウム及びアルミナを分離に先立って40
0℃〜500℃の間で少なくとも１時間保持することを特徴
とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】リチウム及びアルミナを温度を保持する
間、撹拌することを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】分離を過によって行うことを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】分離を200℃〜250℃の温度で行うことを特
徴とする請求項１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8908144A FR2649416B1 (fr) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Procede de separation du calcium et de l'azote du lithium |
| FR8908144 | 1989-06-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368792A JPH0368792A (ja) | 1991-03-25 |
| JPH0653952B2 true JPH0653952B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=9382902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2146045A Expired - Fee Related JPH0653952B2 (ja) | 1989-06-09 | 1990-06-04 | カルシウム及び窒素をリチウムから分離する方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5019158A (ja) |
| EP (1) | EP0402288B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0653952B2 (ja) |
| AT (1) | ATE111965T1 (ja) |
| CA (1) | CA2018409C (ja) |
| DD (1) | DD294973A5 (ja) |
| DE (1) | DE69012660T2 (ja) |
| ES (1) | ES2060116T3 (ja) |
| FR (1) | FR2649416B1 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200541B1 (en) * | 1997-10-28 | 2001-03-13 | Bp Amoco Corporation | Composite materials for membrane reactors |
| CN101642815A (zh) * | 2009-09-04 | 2010-02-10 | 黄启新 | 用熔渣导电高温制取金属锂的方法 |
| CN106756105B (zh) * | 2016-12-19 | 2018-10-30 | 天齐锂业股份有限公司 | 金属锂或锂合金中氮化物的降除方法 |
| CN107058761B (zh) * | 2016-12-19 | 2019-06-11 | 天齐锂业股份有限公司 | 金属锂或锂合金中降除氮化物的方法 |
| US20190280292A1 (en) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | Seeo, Inc. | Lithium metal foils with low defect density |
Family Cites Families (3)
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