Kristallisation von (NH₄)₂SO₄
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Kristallisation von LiOH H₂O
Eine wichtige Quelle von Lithium-Ionen für die Anwendung in Batterietechnologien ist das Salz Lithiumhydroxid-Monohydrat.
Dieses kann als Rohstoff entweder durch Rohlösung oder das Silikat Spodumen gewonnen werden.
Bei der Herstellung durch Spodumen entsteht im ersten Schritt Lithiumsulfat-Lösung, welche dann durch Reaktion mit NaOH umgewandelt wird.
Die Komponenten LiOH und Na₂SO₄ können dann durch Kristallisationsverfahren aus den jeweiligen Lösungen kristallisiert werden.
Je nachdem, was für eine Hydratisierung des Lithiumhydroxids erzeugt werden soll (LiOH oder LiOH H₂O), wird die Lösung bei höheren oder tieferen Temperaturen eingedampft.
Eine Besonderheit bei Kristallisationsanlagen für LiOH ist hierbei das Verhalten von LiOH-Kristallen mit Luft. Diese reagieren spontan mit dem dort beinhalteten CO₂ und bilden sich dann zu Li₂CO₃ um.
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Häufig gestellte Fragen
Welche Verfahren eigenen sich zur Kristallisation von LiOH oder LiOH H₂O?
Aufgrund der thermodynamischen Parameter der Lösung sind verschiedene Möglichkeiten zur Kristallisation von Lithiumhydroxid oder auch Lithiumhydroxid-Monohydrat gegeben:
- Verdampfungs-Kristallisationsanlagen mit Frischdampfbeheizung
- Verdampfungs-Kristallisationsanlagen mit mechanischer Brüdenverdichtung
- Verdampfungs-Kristallisationsanlagen mit thermischer Brüdenverdichtung
Wie werden unterschiedliche Qualitäten der LiOH H₂O Kristalle erreicht?
Generell wird bei Kristallisationsanlagen von Lithiumhydroxid-Monohydrat (LiOH H₂O) in der Regel als erstes ein Kristallisationsschritt zur Herstellung von Salz mit technischer Reinheit realisiert.
In einem zweiten Schritt werden die LiOH H₂O Kristalle dann wieder aufgelöst und durch Rekristallisation ein Lithiumhydroxid-Salz kristallisiert, welches den Reinheitsanforderungen für die Batterieherstellung genügt.
Welche Maßnahmen sind notwendig, um der Reaktion von LiOH-Kristallen mit CO₂ vorzubeugen?
Generell muss die Gesamte Trocknungskette nach der Kristallisationsanlage für LiOH H₂O so ausgeführt werden, dass kein CO₂ an die Kristalle kommt. Dies wird zum Beispiel erreicht durch:
- Verwendung von CO₂-freiem Wasser für Prozesszwecke
- Überlagerung der Lösung/Kristalle zum Beispiel mit Stickstoff bei der Eindickung und Zentrifugierung
- Trocknung der Kristalle in CO₂-freier Luft
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