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【背景及概述】[1][2]
硝酸鋰為無(wú)色透明三方晶系晶體或白色結(jié)晶性粉末。除無(wú)水物外，還有三水合物。易潮解。無(wú)水物；相對(duì)分子質(zhì)量68.94。相對(duì)密度2.38。熔點(diǎn)264℃。沸點(diǎn)600℃(分解)。溶于水、乙醇、丙酮、吡啶和液氨。在水中的溶解度(g/100g)：0℃時(shí)53、20℃時(shí)70、40℃時(shí) 145、60℃時(shí)182、70℃時(shí)206、100℃時(shí)234；25℃時(shí) 在吡啶中的溶解度為38。分解時(shí)放出氧氣及氮氧化物。三水合物L(fēng)iNO3·3H2O：無(wú)色針狀結(jié)晶。相 對(duì)分子質(zhì)量122.99。29.9℃時(shí)脫去兩分子水，61.1℃時(shí)脫去三分子水，成為無(wú)水物。溶于水，0℃時(shí)31.8，29.6℃時(shí)57.48。還溶于乙醇、甲醇和丙酮。硝酸鋰常用做分析試劑，制造熒光體，溶解降溫劑、制造鋰鹽等。
標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)下，硝酸鋰對(duì)普通硅酸鹽水泥強(qiáng)度 的影響，總體表現(xiàn)為先上升后下降趨勢(shì)，在較低摻量（0.05%～0.1%）時(shí)對(duì)水泥強(qiáng)度均有提高效果，且隨著硝酸 鋰摻量的增加，早強(qiáng)效果逐漸提高；而達(dá)到最佳摻量 0.10% 后，隨著摻量的增加，早強(qiáng)效果減弱，當(dāng)硝酸鋰摻量為 1.5% 時(shí)，強(qiáng)度降低最多，僅為空白組的 84%，即過多摻入硝酸鋰 會(huì)導(dǎo)致硅酸鹽水泥強(qiáng)度降低。
【應(yīng)用】[2][3][4]
硝酸鋰是一種重要的鋰鹽產(chǎn)品。主要用于冷藏設(shè)備中液氨穩(wěn)定劑，火箭推進(jìn)劑，煙火制造的氧化劑，玻璃蝕刻劑，抗靜電劑，冶金工業(yè)中的熔鹽組分等，也用于熒光體的制造。用作熔鹽的組份可有效的提高熔鹽的熱容，降低熔鹽的粘度，具有廣泛的應(yīng)用空間。其應(yīng)用舉例如下：
1. 文以硝酸鋰作為鋰 硫電池電解液的添加劑。采用硝酸鋰作添加劑的鋰硫電池首次放電比容量達(dá) 1172 mA·h /g，循環(huán) 100 次后比容量保持為 629 mA·h /g，放電比容量和循環(huán)性能得到顯著提高。采用硝酸鋰作添加劑可以在循環(huán)過程中有效抑制金屬鋰轉(zhuǎn)化為枝狀鋰，抑制鋰負(fù)極表面粗糙度的增加，延遲鋰負(fù)極結(jié)構(gòu)的瓦解。電解液組分與鋰負(fù)極通過化學(xué)反應(yīng)形成的無(wú)機(jī)膜隔離了電解液和金屬鋰的接觸，抑制了聚硫離子與金屬鋰的副反應(yīng)，這是采用添加劑的鋰硫電池放電容量和循環(huán)性能得到改善的根本原因。
2. 用于制備納米負(fù)膨脹陶瓷。如一種低溫?zé)Y(jié)制備納米負(fù)膨脹陶瓷 LiAlSiO4的方法，其步驟為：
(1)采用溶膠-凝膠法制備LiAlSiO4前驅(qū)體粉末：
A、將正硅酸乙酯、乙醇、去離子水、鹽酸磁力攪拌1-5小時(shí)，正硅酸乙酯、 乙醇、去離子水、鹽酸物質(zhì)的量之比為1：40：40：0.3，制取硅溶膠；
B、將異丙醇鋁、去離子水和鹽酸在50-95℃攪拌3-9小時(shí)，異丙醇鋁、去 離子水和鹽酸物質(zhì)的量之比為1：100：0.2，制取氧化鋁溶膠；
C、將硝酸鋰溶解在去離子水中制成硝酸鋰溶液，硝酸鋰與去離子水的物質(zhì) 的量之比為1：50；
D、把步驟C)制備的硝酸鋰溶液緩慢加入到步驟A)制備的硅溶膠中，攪 拌1-5小時(shí)，然后把混合液加入到步驟B)制備的氧化鋁溶膠中，攪拌4-7小時(shí) 得到LiAlSiO4溶膠；LiAlSiO4溶膠在50-100℃干燥6-24h獲得白色凝膠，白色 凝膠研磨后，在600℃預(yù)燒1-3小時(shí)，得到LiAlSiO4前驅(qū)體；
(2) 采用放電等離子法(SPS)制備負(fù)膨脹陶瓷LiAlSiO4，將步驟1)中制得 的LiAlSiO4前驅(qū)體粉末裝入石墨模具，在放電等離子(SPS)設(shè)備中燒結(jié)制備成納 米負(fù)膨脹陶瓷LiAlSiO4。
3. 對(duì)水泥強(qiáng)度影響。鋰鹽可以有效地抑制混凝土堿集料反應(yīng)膨脹，同時(shí)也對(duì) 已發(fā)生堿骨料反應(yīng)的試樣具有一定的修復(fù)作用。因此，對(duì) 于堿骨料反應(yīng)的防治，世界上普遍開展的研究中就包括鋰鹽。同時(shí)，研究表明，鋰鹽可以通過加快水化保護(hù)膜破裂，使 水化誘導(dǎo)期縮短以提高油井水泥中 C3S、C2S 低溫水化能力，從而明顯縮短油井水泥的稠化時(shí)間，具有早強(qiáng)效果。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：硝酸鋰摻量在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 20℃ 時(shí)對(duì) 水泥強(qiáng)度有明顯的影響。在摻量為 0.10% 時(shí)水泥塊具有最高 早期強(qiáng)度。早強(qiáng)效果體現(xiàn)在 1d 和 3d 強(qiáng)度，與空白對(duì)照組相 比，早期強(qiáng)度能提高約 10% 左右。
【制備】[5][6]
方法1：一種制備硝酸鋰的方法，包括如下步驟：
1）純水中加入重量濃度為40?98%的硝酸，加入碳酸鋰或氫氧化鋰進(jìn)行中和反應(yīng)，然后用氫氧化鋰中和至pH為7±0.5，獲得硝酸鋰溶液，加入沉淀劑，過濾；組分的重量比為：65?98%的硝酸∶水∶碳酸鋰或氫氧化鋰＝1∶0.32～1∶0.35～0.67；加入沉淀劑，沉淀鈣、鎂、硫酸根雜質(zhì)；所述的沉淀劑選自草酸、草酸銨、氫氧化鋇或碳酸鋇等；沉淀劑∶碳酸鋰或氫氧化鋰＝1∶100～1000，重量比；
2）將步驟（2）獲得的硝酸鋰溶液送入蒸發(fā)器，蒸發(fā)至溶液的溫度為150℃±10℃；
3）將步驟（2）獲得的產(chǎn)物，冷卻至50℃±10℃，結(jié)晶；
4）將步驟（3）的產(chǎn)物固液分離，收集分離出的固體產(chǎn)物，為半水硝酸鋰，真空干燥，即得到無(wú)水硝酸鋰產(chǎn)品；干燥壓力為?0.02～?0.092MPa，干燥溫度為100～180℃；干燥溫度需要嚴(yán)格控制，就不會(huì)發(fā)生溶解、結(jié)塊等現(xiàn)象；固液分離獲得的硝酸鋰母液，返回步驟（1），循環(huán)使用。
方法2：一種硝酸鋰的制備方法，其特征是，包括如下步驟：
1）、移取氧化鋰濃度為25-35g/L的硫酸鋰溶液于燒杯中，加熱至沸騰，加入LiOH調(diào)pH為11-12，保溫30-40min，過濾，得凈化液，將凈化液置于燒杯中；
2）、將步驟（1）燒杯置于80-90℃的恒溫水浴中，邊攪拌邊緩慢加入濃度為2.0-2.5mol/L的硝酸鈣溶液，反應(yīng)物摩爾比Ca2+/SO42-為0.95-1.05，反應(yīng)時(shí)間30-60min，反應(yīng)結(jié)束后，保溫靜置60-90min；上述反應(yīng)的方程式為：
3）、將步驟（2）所得產(chǎn)物過濾，并用80-95℃去離子熱水洗滌濾餅2-4次后得到LiNO3溶液即為母液1，洗水另存；
4）將步驟(3)所得母液1用HNO3調(diào)pH至中性，然后一級(jí)濃縮至800-1000g/L，抽濾后測(cè)定其中的SO42-、Ca2+含量，在經(jīng)過上述處理后的母液1中，加入除雜劑，所述的除雜劑為與SO42-等摩爾比的鋇鹽以及與Ca2+含量等摩爾的草酸鹽，控制溫度為80-95℃，攪拌反應(yīng)30-40min后，過濾，并用80-95℃去離子熱水洗滌濾餅2-4次后，除去SO42-、Ca2+，得到LiNO3溶液即為母液2，洗水另存；
上述反應(yīng)的方程式為：
5）、將步驟（4）所得母液2經(jīng)二級(jí)濃縮至飽和狀態(tài)，然后采用常規(guī)方法冷卻、結(jié)晶、分離，分離后所得母液3返回至二級(jí)濃縮，分離后所得結(jié)晶濕品經(jīng)干燥后得硝酸鋰。
【主要參考資料】
[1] 化合物詞典
[2] 熊仕昭; 謝凱; 洪曉斌. 硝酸鋰作添加劑對(duì)鋰硫電池電化學(xué)性能的影響. 高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報(bào), 2011, 32.11: 2645-2649.
[3] 賀帥, 張長(zhǎng)清, 劉宗祺, 杜明陽(yáng), 方英杰, & 查道鋒. (2013). 水泥復(fù)合早強(qiáng)劑及硝酸鋰早強(qiáng)效果的研究. 商品混凝土, (10), 28-30.
[4] 郝好山；趙利敏；程永光；王嬌；劉少輝.低溫?zé)Y(jié)制備納米負(fù)膨脹陶瓷LiAlSiO4的方法. CN201610309597.7 ，申請(qǐng)日2016-05-11
[5] 米澤華.硝酸鋰的制取方法. CN201110145664.3，申請(qǐng)日 2011-06-01.鄧紅云；何國(guó)端；李南平. 一種硝酸鋰的制備方法. CN201210071694.9，申請(qǐng)日2012-03-19