CN105408521A - 锂回收装置及其回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂回收装置及其回收方法。本发明的装置包括第一电极、第二电极以及电源供给装置。本发明的锂回收装置是在将具有铁网或冲孔板形状的、不锈钢材质的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂的第一电极和与第一电极相对设置的第二电极浸泡在含有锂的液体中的状态下，对第一电极和第二电极施加电，使锂吸附在第一电极的吸附剂上，因此，不仅能够实现装置的大型化，而且具有能源效益和经济效益优异的特征。

Description

锂回收装置及其回收方法

技术领域

本发明涉及一种用于回收如海水等溶液中的锂的装置及其方法。

背景技术

预计最近成为热门话题的有价金属矿物资源的枯竭问题将在不远的将来成为人类文明发展的绊脚石。

考虑到这种锂矿物资源的经济效益，陆地上的采矿量在全世界范围内不超过410万吨，是预计在10年内枯竭的稀有资源。

这种锂矿物资源只集中在部分国家，在锂资源储量极少的韩国等地方采用从矿石和盐湖中开采锂的方法并不现实。

但是，在海水溶解资源中的锂只有但全部溶解量为2300亿吨，其量并不少。

因此，选择性地只提取被溶解于海水的特定有价金属离子的矿物回收技术是通过降低海外资源的依赖度和实现稳定的资源供给，充分体现作为国家经济的成长动力的价值，且有利于未来国家经济持续发展的重要技术。

回收海水中的有价金属的技术相关的现有技术大部分是针对用于对特定金属离子进行选择性地去除的无机或者有机物质的离子交换及吸附技术进行开发。

特别是，一般通过将作为锂离子分子筛的如锰氧化物等的无机化合物粒子嵌入(embeded)于如聚氯乙烯(polyvinylchloride，PVC)等的聚合物中，或者装在以聚合物膜形成的存储体并选择性地进行离子交换后进行酸处理的技术来进行回收。

所述现有技术在提取海水中的锂离子时具有高回收率的优点。

但是，由于吸附特定离子所需的时间很长，其经济效益和效率很低，而且在如离子的分离工序等的离子回收的后处理工序中需使用如酸等的毒性物质，引起组织的腐蚀和环境污染等问题的缺点。

为解决上述问题，由本申请的发明人提出了韩国专利授权第101136816号。

所述技术具备可吸附如锂等的金属离子的电极模块，通过泵来将含有金属离子的溶液流动到电极模块，使得锂离子附着在具有负极性的电极模块。

另外，当分离被附着的锂离子时，通过更换电极的极性来将锂离子从电极模块分离，从而能够回收如海水等溶液中的锂。

但是，如上所述的现有技术很难实现大型化，而且具有难以满足能源效益和经济效益的期待的缺点。

现有技术文献

专利文献1：韩国授权专利第10-1136816号

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决如上所述的问题，本发明的目的在于提供一种不仅能够实现大型化，而且能源效益和经济效益优异的锂回收装置及其方法。

而且，本发明的目的在于提供一种可稳定运行的、且在脱附、吸附锂离子时可长期使用的锂回收装置及其方法。

(二)技术方案

在本发明中，在将具有铁网或冲孔板形状的、不锈钢材质(或者在具有导电性的材料上涂覆如镍或铬等的耐蚀性强的材料的金属载体)的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂的第一电极和与第一电极相对设置的第二电极浸泡在含有锂的液体中的状态下，对第一电极和第二电极施加电来移动锂，从而使锂吸附在第一电极的吸附剂上。

而且，在本发明中，当在具有铁网或冲孔板形状的、不锈钢材质的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂时，提供通过在锰氧化物颗粒之间保持强粘结，以使粉末状锰氧化物在反复或长期使用时也不会脱离，由此吸附性也会增加的电极，从而能够实现锂的顺利回收和脱离。

为提供所述电极，在本发明中提供一种具有显著地改善反复使用性和长期使用性的电极的装置，所述电极是通过使用一种与锂锰氧化物的前驱体原料一同混合并涂覆在载体的表面上，来牢固地固定在低于将所述前驱体转换为锂锰氧化物的温度下熔融而生成的锂锰氧化物颗粒的改善剂(enhancer)，从而大大提高涂覆于金属载体的锂锰氧化物的粘着性，由此显著地改善反复使用性和长期使用性。

而且，在本发明中，与所述改善剂一同使用金属氧化物螯合剂的情况下，在载体表面涂覆吸附剂时，更容易分散吸附剂，而且增加吸附剂与改善剂的混合性，整个表面会被涂覆更均匀的颗粒，因此尺寸可控性优异，从而能够减少由尺寸不均匀导致的阻抗所引起的表面的损伤。

通过所述各种形式的发明，实现不仅能够实现大型化，而且能源效益和经济效益优异的锂回收装置。

这种本发明的锂回收装置包括第一电极，其浸泡在含有锂的液体中，具有板型铁网或冲孔板形状的不锈钢材质的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂。

并且，所述锂回收装置包括第二电极，其浸泡在含有锂的液体中，与所述第一电极有间隔地相对设置，且被施加电；

并且，所述锂回收装置包括电源供给装置，其可对第一电极和第二电极施加电，对第一电极和第二电极分别施加负极(－极)和正极(+极)，然后通过改变电的极性，使第一电极被施加正极(+极)，第二电极被施加负极(－极)。

优选地，将两面涂覆有锰氧化物吸附剂的金属电极的第一电极和第二电极重复配置。

而且，如果是大型的结构，则不会将第一电极和第二电极重复地配置，而是将装入且支撑第一电极的船舶或者外部支撑体模块的整体作为第二电极，将外部模块整体设置成接地形式并作为第二电极。

本发明的锂回收方法是，在将第一电极和第二电极浸泡在含有锂的液体中的状态下，对第一电极和第二电极分别施加负极(﹣极)和正极(+极)，以使第一电极的吸附剂上吸附锂，然后通过改变施加于第一电极和第二电极的电的极性来从吸附剂中分离出锂，其中，所述第一电极的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂，所述第二电极与第一电极有间隔地相对设置，且被施加电。

(三)有益效果

在本发明中的锂回收装置是在将具有铁网或冲孔板形状的、不锈钢材质的载体(或者在具有导电性的材料上涂覆如镍或铬等的耐蚀性强的材料的金属载体)表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂的第一电极和与第一电极相对设置的第二电极浸泡在含有锂的液体中的状态下，对第一电极和第二电极施加电，使锂吸附在第一电极的吸附剂上，因此，不仅能够实现装置的大型化，而且具有能源效益和经济效益优异的特征。

而且，在本发明中通过一同使用改善剂和/或金属氧化物螯合剂，以使被涂覆的吸附剂锰氧化物颗粒之间保持强粘结，从而能够提供粉末状锰氧化物在反复或长期使用时也不会脱离，且吸附性得以增加的电极，由此实现锂的顺利回收和脱离。

而且，当使用金属氧化物螯合剂时，载体的整个表面会被涂覆更均匀的颗粒，因此尺寸可控性优异，从而能够减少由尺寸不均匀导致的阻抗所引起的表面的损伤。

附图说明

图1是用于说明本发明的锂回收装置的示意图。

图2是用于说明本发明的组件第一电极和第二电极的排列结构的示意图(第一电极和第二电极有间隔地交替配置，第一电极和第二电极之间设置有绝缘层的状态)。

图3是用于说明本发明的组件第一电极和第二电极的排列结构的另一个示意图(配置多个第一电极，相对多个第一电极设置一个第二电极的状态)。

图4是示出重复配置两面涂覆有锰氧化物吸附剂的金属电极第一电极和第二电极的结构的示意图。

图5是没有将第一电极和第二电极重复地配置，而是将装入且支撑第一电极的船舶或者外部支撑体模块的整体作为第二电极，将外部模块整体设置成接地形式并作为第二电极的结构的示意图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的技术思想进行更详细的说明。

但是，附图只是为了更详细说明本发明的技术思想而示出的示例，本发明的技术思想并不限定于附图的内容。

本发明涉及一种利用吸附法来回收海水、盐水及其他液体中含有的锂的装置。

当利用吸附法来回收溶解在海水、盐水及其他液体中的锂时，要想最大限度地增加左右吸附反应效率的吸附剂的性能，锂离子应尽可能快速而深入扩散到吸附剂中并取代氢离子，从而被吸附。

而且，为了提高能够长期反复使用的吸附剂的耐久性，吸附的锂应当在脱附锂时所使用的脱附液的酸浓度尽可能低的酸性溶液中容易地进行脱附。

为此，在本发明中采用对相互对应设置的两个电极施加电，并且施加负极(－极)的电极中设置用于吸附锂离子的吸附剂的方式。

但是，本发明的目的在于提供一种不仅能够实现大型化，而且能源效益和经济效益优异的锂回收装置及其回收方法。

为此，本发明的锂回收装置具有在载体11表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂12的第一电极10。

而且，具有与第一电极10有间隔地相对设置的、被施加电的第二电极20。

而且，具有电源供给装置30，该装置可对第一电极10和第二电极20施加电，对第一电极10和第二电极20分别施加负极(－极)和正极(+极)，然后能够通过改变电的极性，使第一电极10被施加正极(+极)，第二电极20被施加负极(－极)。

第一电极10或者第二电极20浸泡在含有锂的液体中。

在所述结构中改变施加于第一电极10和第二电极20的电极极性是因为：当要分离出被吸附在吸附剂的锂时，通过改变施加于第一电极10和第二电极20的极性来将吸附在吸附剂的锂向第二电极20的方向移动，从而能够顺利地分离出锂。

这种特性是在脱附被吸附的锂离子时可将酸性溶液的酸浓度大幅降低至锂离子的当量比以下，并且可使用弱酸，无需使用如盐酸等的无机强酸，从而能够大大提高锰氧化物吸附剂的耐久性，因此经济实惠。

在本发明中，第一电极10优选采用板型铁网或冲孔板形状的不锈钢材质的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂的形状。

这是因为比表面积比较大，表面不粗糙，可以广泛而均匀地涂覆吸附剂。

而且，因为以规定的厚度均匀地涂覆吸附剂才会使锰氧化物吸附剂与海水的接触面积变大，而且锂离子的吸附量和吸附速度也会增加。

当第一电极10和第二电极20中形成的电场不均匀，并且特定部位的局部形成更强的电场时，锂离子的吸附效率降低，两个电极的耐久性也会大大降低。

*因此，第一电极10的载体优选为比表面积大且能够使电场均匀地分布在整个电极的所有部分的板型铁网或冲孔板形状。

上述的本发明的结构利于大型化是因为易于将第一电极10和第二电极20的大小大型化。

而且，是因为具备多个第一电极10和第二电极20，从而容易地实现大型化。

如图2所示，在具备多个第一电极10和第二电极20的条件下，可有间隔地交替配置第一电极10和第二电极20。

而且，如图3所示，第一电极10可配置多个，相对多个第一电极可设置一个第二电极20。

优选地，这种大型系统中，对第一电极10和第二电极20并联地施加电源，通过恒压装置施加规定的电源。

另一个方式，如图4所示，可采用重复排列两面涂覆有锰氧化物吸附剂的金属电极的第一电极和第二电极的结构，这种结构是很优选的结构。

又另一个方式，如图5所示，可采用没有将第一电极和第二电极重复地配置，而是将装入且支撑第一电极的船舶或者外部支撑体模块的整体作为第二电极，将外部模块的整体设置成接地形式来作为第二电极的结构。

根据本发明，通过设置用于测量施加于第一电极10和第二电极20的电压的电压表40来识别处于使用状态时的电源的细微变化，从而能够控制装置。

而且，可通过设置用于测量涂覆有吸附剂的第一电极10的电流的电流表50来测量基于离子导电率的细微电流。

如上所述，可通过测量细微电流来定量地确认锂离子在吸附剂上的扩散程度，通过细微电流的流动来判断吸附剂的锂离子的吸附终点，因此能够正确判断回收锂的时点。

这种结构不尽提高吸附剂的耐久性，而且能够定量实施生产，因此很有效益。

施加于第一电极10和第二电极20的电压和电流根据载体11类型的不同而发生变化，有必要根据吸附条件来进行适当调节后施加电压和电流，所述吸附条件是指海水的锂离子浓度、基于锂离子吸附于吸附剂12中的进行程度的恒压、恒流的调节，基于季节变化的环境变化、海水温度的变化等。

因此，具备电压表40和电流表50，可有效控制本发明的装置。

根据本发明，还可具备绝缘层，该绝缘层位于第一电极10和第二电极20之间，对第一电极10和第二电极20进行绝缘，并透过液体。

根据这种结构，具有能够根据锂离子的吸附程度来测量两个电极中形成的阻抗的变化，从而判断锂吸附的终点的特征。

本发明中，第一电极10的载体11和第二电极20可以以相同的金属形成，第二电极20也可采用在电化学方面更稳定的非活性金属材料。

当第一电极10的载体11采用不锈钢时，不锈钢中200系列和400系列与300系列相比，其电化学惰性显著低，因此使用300系列的不锈钢比较有效益。

不锈钢是表面钝化膜(passive-statefilm)的特性和腐蚀特性根据预处理条件的不同而有很大的变化，因此，优选地，进行适当的预处理来在表面形成钝化膜。

而且，优选地，还进行适当的表面预处理涂覆过程，以使锰氧化物吸附剂12强力地粘着在载体上从而具有超强的耐久性。

当在不锈钢材质的载体的表面形成钝化膜时，将载体11在碱性溶液和乳化剂溶液混合在一起的脱脂溶液中进行脱脂后再进行洗涤和干燥。

然后使用硫酸和铬混合在一起的薄膜溶液来在载体11上形成化学转化膜，并且洗涤、干燥后进行热处理，从而获得形成有薄膜的载体。

在如上所述形成有薄膜的载体的表面涂覆含有锰化合物的吸附剂。

化学转化膜溶液是1-2M浓度的重铬酸和1-5M浓度的硫酸组成的溶液，而且预处理可在常温至75℃范围内的溶液温度中进行。

根据本发明，当在第一电极10的载体11涂覆吸附剂时，可将吸附剂制造成液体，并且通过喷射或浸泡的方法等来进行涂覆。

优选地，用于涂覆载体11的吸附剂溶液由锂锰氧化物的前驱体的锂化合物、锰化合物、掺杂添加剂、纳米颗粒分散稳定剂形成。

而且，为了提高与载体的粘着性且均匀地形成涂覆膜，可添加减少溶液的表面张力的润湿剂或表面活性剂。

吸附剂溶液制造成用水作为溶剂使用的水溶液状态，但是，在特殊情况下，可使用如乙醇类的极性有机溶剂或非极性有机溶剂。

无论是极性或者非极性，当将有机化合物作为溶剂使用时，都会包括将溶解于有机溶剂的有机金属化合物进行加水分解的步骤，而当大量生产溶剂时，根据加水分解的条件，吸附剂溶液的均匀性和生产再现性上会出现问题。

而且，在涂覆后进行热处理过程中，存在大气污染性有机化合物发生气态的问题。

因此，使用水作为溶剂，在环境方面和经济方面都比较有利。

锂化合物和锰化合物是根据所使用的溶剂的种类，只要是可溶解于溶剂的化合物都可以使用。

在本发明中，对于适当的掺杂元素，若添加一种能够在掺杂后吸附剂化合物的结构特性不发生变化，仅提高耐久性或进一步提高吸附特性的元素的改善剂(enhancer)，可提高锂离子的吸附和脱附的效果，在长期使用的过程中，吸附剂锰氧化物牢固地固定在载体，而且，锰氧化物颗粒之间也牢固地粘着在一起，从而显著提高耐久性，因此非常有利。

这种元素有如钛、锆、镍、钴等的所有过渡金属化合物、如铈等的所有稀土元素化合物、典型元素化合物，这种化合物可以以单一或者复合化合物形式添加，其使用状态可举例为所述元素的有机氧化物、酯化合物等化合物。

溶液的组成范围可以以0.1-2.0M浓度的锂化合物、0.1-2.0M浓度的锰化合物制作。

而且，当添加改善剂时，改善剂采用0.01-0.5M浓度，这样有利于锂离子的吸附、脱附，有利于增加耐久性效果，但是，只要不会大幅降低吸附剂的性能，并不一定限定于此。

必要时，以全部添加物的固体含量的质量比计，在本发明中使用的用于驱散稳定化的表面活性剂可添加0.5-3％的范围。

更为优选的溶液的组成范围是：0.1-2.0M浓度的锂化合物、0.1-2.0M浓度的锰化合物、0.01-0.5M浓度的改善剂、全部添加物的固体含量的质量比为0.5-3％范围的表面活性剂。

表面活性剂是根据所添加的锂、锰化合物的种类或改善剂的种类、浓度来选择添加量或种类而使用。

一般使用分子量小、不含有离子的非离子型性表面活性剂或者润湿剂。

但是在酸性条件下可使用阳离子化合物。

本发明中，对经过化学转化膜处理的载体进行洗涤干燥后，在200至500℃，优选为450至550℃的温度范围内进行热处理，从而能够形成更致密坚固的薄膜。

即使使用不锈钢材质的铁网或其他金属材料，只要载体上被施加电能，载体的被切割的部分即尖锐的尾部也会强力地聚集电荷，因此该部分的电流密度会增加。

因此，若不精确地绝缘并密封该部分，则无法获得均匀的电流密度，其吸附效率也会减少，第一电极10的耐久性也会降低。

对金属被切割的尾部进行绝缘处理是指用陶瓷进行涂覆，该陶瓷是在锂锰氧化物的煅烧温度即500-600℃的温度下也处于稳定状态的材料。

涂覆陶瓷溶液的主要组成成分为硅溶胶，为使具有金属材料的粘着性而添加氧化铝溶胶。

而且，为使具有强度和硬度特性而添加二氧化钛溶胶和氧化锆溶胶。

而且，添加适当的有机硅烷化合物，使得形成金属材料与金属氧化物溶胶之间的强粘结和涂覆膜的致密结构。

溶液中的各金属氧化物溶胶的浓度可根据金属材料和涂覆后所需特性来进行适当的调节并使用。

通过喷射、浸泡、滚涂等多种方法，在以实施例1的方法预处理的金属载体上涂覆如上所述制备的溶液，并且在70-100℃温度范围内进行10分钟以上的一次干燥，然后通过在200-250℃温度范围内进行30分钟的热处理来完全硬化，从而形成绝缘膜。

根据本发明，当具有多个第一电极10和第二电极20时，电源的连接形式为第一电极10是相互并联连接，第二电极20是相互并联连接，锂的扩散电流是通过将涂覆有吸附剂的第一电极10和电流表50串联连接来进行测量。

而且，锂的吸附程度可通过实时进行自动测量的阻抗系统来确认。

以下，通过实施例对本发明进行详细说明。

<钝化膜形成步骤>

例如，形成能够控制由不锈钢铁网组成的载体的腐蚀现象的钝化膜。

形成钝化膜的预处理方法是在脱脂溶液中对载体进行脱脂。脱脂溶液一般使用在本领域公知的溶液，因此省略更具体的说明。

脱脂后通过洗涤和干燥过程来在硫酸和铬混合在一起的薄膜溶液中实施形成化学转化膜的过程。

虽然并不限定耐久性强且铬成分增加的化学转化膜的形成，但优选地，将由1至2M浓度范围的重铬酸和1至5M浓度的硫酸组成的溶液一般保持在常温至70℃的温度范围，该温度并不限定，并且浸泡载体(例如不锈钢载体)来处理化学转化膜。

<绝缘膜形成步骤>

在本发明中必要时可形成绝缘膜。当形成绝缘膜时，在经过了所述钝化膜形成步骤的载体上实施形成绝缘膜的工序。绝缘膜形成方法是在经过预处理的金属载体上通过喷射、浸泡、滚涂等方法来涂覆绝缘膜形成用组合物，并不限定绝艳膜形成用组合物的组成成分，例如，可以由1至30重量份的二氧化硅、氧化铝、二氧化钛及氧化锆；用乙醇、甲醇等酒精或水、或者其他有机溶剂作为介质的溶胶，优选为1至20重量份的溶胶；以及1至50重量份的偶联剂混合而成的。虽然并不限定于此，优选在70至100℃温度范围内进行10分钟以上的一次干燥后，虽然并不限定于此，优选在150至300℃的温度下进行10至120分钟的热处理来完成硬化。所述干燥温度和时间及硬化温度和时间等根据需要可变更，这对本领域技术人员来说是显而易见的。在所述偶联剂中有机硅烷化合物可例举：环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、咪唑丙基三乙氧基硅烷等，以质量比计，所述组合物的固体含量为10至70％，但并不限定于此。

下面对所述绝缘膜的组合物进行说明，优选地，主要成分可采用硅溶胶，通过添加氧化铝溶胶来赋予金属材料的粘着性，而且，通过添加二氧化钛溶胶和氧化锆溶胶来赋予强度和硬度特性，作为适当的偶联剂，通过添加有机硅烷化合物来形成金属材料与金属氧化物溶胶之间的强粘结和涂覆膜的致密的结构。有机硅烷化合物有环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、咪唑丙基三乙氧基硅烷等，但并不限定于此。

<吸附剂溶液的制备及涂覆步骤>

吸附剂溶液优选为将水用作溶剂的锂锰氧化物吸附剂溶液，但并不限定于此。

在本发明中使用的金属氧化物前驱体通常易溶于水，并在水中稳定。

例如，锂金属前驱体优选为醋酸锂等有机酸锂化合物或者是将该化合物与氢氧化锂混合而使用，但并不限定于此。锰金属前驱体可使用例如有机酸锰化合物等。

而且，在所述溶液中作为表面活性剂可添加非离子性且聚合物分散剂聚环氧乙烷或者聚环氧丙烷等的聚亚烷基氧化物，以固体含量计，在所述溶液中可添加0.1至2％的表面活性剂，例如：非离子性且聚合物分散剂聚环氧乙烷或者聚环氧丙烷等的聚亚烷基氧化物或者其复合聚合物、有机酸表面活性剂、如胺基或酰胺基等的润湿剂。以

在附着有冷却循环装置的反应器中，在50℃的温度下充分混合上述制备的溶液，例如充分混合1个小时以上，来制备溶液。

如此制备的溶液将乙醇类或具有氢氧基或有机酸作用基的有机化合物作为溶剂使用，而不是将水作为溶剂使用，这样也会有效果，但不应对金属前驱体的特性产生影响。

当在本发明中使用水时，优选地，通过添加各有机金属化合物当量比的1.5倍来完全溶解或者加水分解，从而完成溶液。

优选地，在45℃以下的混合温度下慢慢地进行加水分解，利用充分的时间进行充分的搅拌，搅拌时间优选为20小时以上。

将经过了绝缘膜形成步骤的载体浸泡在如上所述制备的吸附剂溶液中，然后从吸附剂溶液中进行分离并干燥，从而完成涂覆有吸附剂的第一电极10。

此时，涂覆锂锰吸附剂后，虽并不限定于此，但优选在70至100℃的温度下进行干燥后，优选在450至550℃的温度下进行热处理，从而形成层状结构的锂锰氧化物薄膜。

在本发明中，优选地，添加改善剂，以提高锂锰氧化物吸附剂的耐久性和吸附特性。

根据需要，改善剂的含量可进行调整，例如可添加0.01至0.5M范围内的含量。

改善剂比如有：钛、锆、镍、钴等所有过渡金属化合物；如铈等所有稀土元素化合物、典型元素化合物，可以以单独或复合化合物形式添加，所述改善剂的使用形式例如：所述元素的有机酸氧化物、酯化合物等化合物。

具体可例举乙酸锆，但并不限定于此。

而且，本发明中可与所述改善剂一起追加使用金属氧化物螯合剂，以改善粘着性和锂回收性能。

所述螯合剂是具有非共有电子对而能够进行配位共价键的有机化合物，所述有机化合物包括官能团中包括5A族元素和6A族元素的官能团的酮基、羟基、胺基、酰胺基、硫醚基、磷官能团等中的一个以上的官能团。可具体举例为：2,4﹣戊二酮、二乙醇甲胺、乙酰乙酸等化合物，但并不限定于此。

在所述化合物中，将易溶于水且与金属进行配位共价键来在水中具有稳定的氧化物前驱体特性的螯合剂添加到溶液中的量为金属前驱体的配位共价键当量比的程度，从而制备溶液。

所述溶液不将水作为溶剂，而是将酒精种类或者具有氢氧基或有机酸官能团的有机化合物作为溶剂使用也可。

但是，当使用所述有机溶剂时，在金属氧化物前驱体即有机金属化合物中除乙酸化合物以外，也可使用其他的有机金属化合物，在添加螯合剂后应充分搅拌并反应，以金属前驱体和螯合剂充分反应。

根据本发明，通过实施反复涂覆法来形成均匀的吸附剂，所述反复涂覆法是稀释吸附剂溶液的浓度来进行一次涂覆，然后优选在70至-100℃的温度下进行干燥，并实施再涂覆吸附剂的二次涂覆，然后在所述条件下进行干燥，其中，干燥温度并不限定于所述温度范围。

此时，涂覆锂锰吸附剂并进行干燥后，优选在450至550℃的温度下进行热处理，从而形成层状结构的锂锰氧化物薄膜。

<吸附剂的离子交换>

在本发明中，可采用在第一电极10上吸附有锂的状态下将第一电极10浸泡在酸性溶液中，从而分离锂离子的方式。

此时，在第一电极10上连接正极，在未涂敷吸附剂的第二电极20上连接负极，从而更容易地进行锂的分离和溶解。

用于分离锂的酸性溶液可采用如盐酸、硫酸等的强酸无机酸，但是，由于锂离子的电扩散容易导致分解和溶解，因此也可采用如乙酸、乙醇酸、抗坏血酸等具有醋酸酯官能团的有机酸。

特别是，当使用分子量大的有机酸时，碱金属离子中离子颗粒最小的锂离子与其他的碱金属离子不同，可与有机酸进行中和反应来沉淀和分离。

即，具有与其他碱金属离子容易分离的优点。

根据酸的种类的不同，在酸性溶液中的锂的扩散、分离程度及吸附剂和载体的粘着耐久性和稳定性也会随之不同。

这种特性是利用另执行的电极阻抗测量系统或循环电压﹣电流测量系统来测量。

<锂回收装置的形状>

如图1所示，排列多个第一电极10，所述第一电极的铁网形状的不锈钢材质的载体表面涂覆有含有锰氧化物的吸附剂。

而且，将第二电极20与第一电极10有间隔地相对设置。

而且，在第一电极(+极)和第二电极(﹣极)之间设置绝缘层60。

具有电源供给装置30，该装置可对第一电极10和第二电极20施加电，对第一电极10和第二电极20分别施加负极(－极)和正极(+极)，然后通过改变电的极性，使第一电极10被施加正极(+极)，第二电极20被施加负极(－极)。

附图说明标记

10：第一电极

11：载体

12：吸附剂

20：第二电极

30：电源供给装置

40：电压表

50：电流表

60：绝缘层

Claims (12)

1.一种锂回收装置，其包括：

第一电极，其载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂；

第二电极，其浸泡在含有锂的液体，与所述第一电极有间隔地相对设置，且被施加电；

电源供给装置，其对第一电极和第二电极施加电，对第一电极和第二电极分别施加负极(－极)和正极(+极)，然后通过改变电的极性，使第一电极被施加正极(+极)，第二电极被施加负极(－极)。

2.根据权利要求1所述的锂回收装置，所述第一电极涂覆含有锰氧化物的吸附剂。

3.根据权利要求1所述的锂回收装置，其还包括：

电压表，用于测量施加于所述第一电极和所述第二电极的电压；

电流表，用于测量施加于所述第一电极的电流。

4.根据权利要求1所述的锂回收装置，其还包括绝缘层，所述绝缘层位于所述第一电极与所述第二电极之间，对所述第一电极和所述第二电极进行绝缘，并透过液体。

5.根据权利要求1所述的锂回收装置，将所述第一电极和所述第二电极有间隔地交替配置多个。

6.根据权利要求5所述的锂回收装置，所述吸附剂是将含有锰前驱体和锂前驱体及改善剂的涂覆溶液涂覆在载体上并加热而制备。

7.根据权利要求6所述的锂回收装置，所述改善剂是选自如钛、锆、镍、钴等的所有过渡金属化合物、如铈等的所有稀土元素化合物、典型元素化合物中的单一或者复合化合物。

8.根据权利要求6所述的锂回收装置，所述吸附剂还包括金属螯合物。

9.根据权利要求8所述的锂回收装置，所述金属螯合物是包括含有5A族元素和6A族元素的官能团的酮基、羟基、胺基、酰胺基、硫醚基、磷官能团等中的一个以上的官能团的有机化合物。

10.一种锂回收方法，其特征在于：在将第一电极和第二电极浸泡在含有锂的液体中的状态下，对第一电极和第二电极分别施加负极(﹣极)和正极(+极)，以使第一电极的吸附剂上吸附锂，然后，通过改变第一电极和第二电极的电的极性来将锂从吸附剂分离，其中，所述第一电极的载体表面涂覆含有锰氧化物的吸附剂，所述第二电极与所述第一电极有间隔地相对设置，且被施加电。

11.一种锂回收装置用电极的制造方法，其包括以下步骤：

将含有锂化合物、锰化合物、改善剂的溶液涂覆于载体上；

通过加热经过涂覆的所述载体来形成锂锰氧化物。

12.根据权利要求11所述的锂回收装置用电极的制造方法，所述溶液还包括金属螯合剂。