CN110918047A - 一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 - Google Patents
一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110918047A CN110918047A CN201811102173.9A CN201811102173A CN110918047A CN 110918047 A CN110918047 A CN 110918047A CN 201811102173 A CN201811102173 A CN 201811102173A CN 110918047 A CN110918047 A CN 110918047A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- composite material
- aluminum composite
- licl
- treatment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/046—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing halogens, e.g. halides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
- B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本公开涉及一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法,该锂铝复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·nH2O,所述锂铝复合材料为一次颗粒团聚形成的二次颗粒,所述一次颗粒为类球形,所述一次颗粒的平均粒径为0.2‑2μm,所述二次颗粒的平均粒径为4‑8μm。本公开提供的复合材料具有松装密度高,吸附性能好,吸附效率高的优点。
Description
技术领域
本公开涉及吸附分离技术领域,具体地,涉及一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法。
背景技术
锂是重要的轻金属,其广泛地应用于电子信息、航天技术、合金以及电动汽车的大功率锂电池等众多方面。我国盐湖卤水中蕴含丰富的锂资源,具有极大的开采价值,因而近年来盐湖卤水提锂的热度越来越高,但是由于我国盐湖卤水大多具有高镁锂比特性,因此开采难度巨大。目前,对含锂卤水提锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、焙烧法和吸附剂法。其中,吸附剂法的基本原理利用吸附剂的选择性来吸附锂离子,然后通过脱吸附过程将锂离子洗脱下来以实现富集锂离子,该方法适合从高镁锂比的盐湖卤水中提取锂离子,而吸附剂的性质直接影响锂离子的提取。
制备对锂离子具有选择性的吸附剂可以采用以下方法:第一种方法是以Al(OH)3和Li(OH)3为原料,通过陈化作用生成锂铝复合物;另一种方法则是将Al(OH)3和LiCl混合,加入在球磨仪中加入锆珠对混合物料进行干磨进而形成锂铝复合物。上述两种方法制得的锂铝复合物存在锂吸附性能差,吸附效率低,浸润性差的缺点。
发明内容
本公开的目的是为了克服锂离子吸附剂吸附性能差,吸附效率低的缺点,提供一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法,该复合材料的一次颗粒为类球型,具有一次颗粒团聚的二次颗粒松装密度高,吸附性能好,吸附效率高的优点。
为了实现上述目的,本公开的第一方面提供了一种锂铝复合材料,该锂铝复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·nH2O,所述锂铝复合材料为一次颗粒团聚形成的二次颗粒,所述一次颗粒为类球形,所述一次颗粒的平均粒径为0.2-2μm,所述二次颗粒的平均粒径为4-8μm。
可选地,所述类球形的长度和厚度之比为1-3。
可选地,所述二次颗粒的比表面积为0.5-4m2/g。
可选地,所述锂铝复合材料的分子式LiCl·2Al(OH)3·nH2O中n的取值范围为1-3。
可选地,所述复合材料的松装密度为0.6-1.2g/cm3。
本公开第二方面提供一种锂铝复合材料的制备方法,该方法包括如下步骤:
S1、将Al(OH)3、LiCl、低级醇和糖混合后进行研磨处理,得到浆料;
S2、将所述浆料进行喷雾干燥处理,得到粉料;
S3、将所述粉料进行煅烧处理。
可选地,相对于1重量份的Al(OH)3,所述LiCl的用量为1-20重量份,所述低级醇的用量为2-50重量份,所述糖的用量为0.05-0.15重量份;优选地,相对于1重量份的Al(OH)3,LiCl的用量为2-15重量份,低级醇的用量为5-30重量份,所述糖的用量为0.07-0.12重量份。
可选地,所述研磨处理为砂磨处理,并且,控制所述砂磨处理的条件使所述浆料中的颗粒粒度分布满足D50≤2μm;所述喷雾干燥处理的入口温度为150-350℃,出口温度为40-90℃;所述煅烧处理的温度为380-850℃,时间为2-10h,所述煅烧处理在空气气氛中进行;优选地,所述砂磨处理的条件使所述浆料中的颗粒粒度分布满足D50≤1.5μm,所述喷雾干燥处理的入口温度为260-320℃,出口温度为60-80℃,所述煅烧处理的温度为450-600℃,时间为5-8h。
可选地,将所述粉料置于莫来石匣中并通过辊道窑进行煅烧处理。
可选地,所述Al(OH)3为无水Al(OH)3;所述LiCl为无水LiCl,所述低级醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇和丁醇中的至少一种;所述糖为单糖、二糖和多糖中的至少一种;所述单糖为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和甘露糖中的至少一种;所述二糖为蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖和纤维二糖中的至少一种;所述多糖为环糊精、麦芽糊精、淀粉、纤维素、菊糖、琼脂和糖胺聚糖中的至少一种。
本公开的第三方面提供了本公开第二方面所提供的制备方法所制备得到的锂铝复合材料。
本公开的第四方面提供了一种从含锂卤水中富集锂离子的方法,该方法使用锂铝复合材料作为锂离子吸附剂,所述锂铝复合材料为本发明所提供的锂铝复合材料。
上述技术方案中的锂铝复合材料的一次颗粒为类球形,同时本公开的锂铝复合材料中的有机糖在喷雾干燥处理中产生糖化作用而令一次颗粒捏合在一起,因此形成了一次颗粒团聚形成的二次颗粒,制备得到的锂铝复合材料松装密度高,大大增加了单位体积吸附柱内的装填质量,具有吸附性能好,吸附效率高的优点。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:
图1是本公开实施例1所制备的锂铝复合材料的5万倍的SEM照片。
图2是本公开实施例1所制备的锂铝复合材料的0.5万倍的SEM照片。
图3是本公开对比例1所制备的锂铝复合材料的5万倍的SEM照片。
图4是本公开对比例1所制备的锂铝复合材料的0.5万倍的SEM照片。
图5是本公开对比例1所制备的锂铝复合材料的XRD谱图,其中,横坐标为2-theta(2θ),单位为deg(°),纵坐标为intensity(强度),单位为cps(每秒计数率),图5上图表示锂铝复合材料中的各物质在不同衍射角下的衍射强度,图5下图表示锂铝复合材料中各物质的检索结果。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。
本公开的第一方面提供了一种锂铝复合材料,该复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·nH2O,该锂铝复合材料为一次颗粒团聚形成的二次颗粒,一次颗粒为类球形,一次颗粒的平均粒径为0.2-2μm,二次颗粒的平均粒径为4-8μm。
本公开的锂铝复合材料为一次颗粒团聚形成的二次颗粒,一次粒径较大,二次颗粒比表面积大、松装密度高,从而大大增加了单位体积吸附柱内的锂铝复合材料的填装质量,锂离子的整体吸附量得到显著提高。
根据本公开,类球形的长度和厚度之比可以为1-3。类球形是指复合材料的形状为近似球形,其中,类球形的长度为类球形表面距离最长的两点间线段的长度,类球形的宽度为类球形表面距离最短的两点间线段的长度。优选地,类球形可以为正球形和椭球形,进一步优选为椭球形。
根据本公开,本公开的复合材料的二次颗粒的比表面积可以为0.5-4m2/g。本公开的复合材料的比表面积较现有吸附剂显著降低,其松装密度更高。
根据本公开,锂铝复合材料的分子式LiCl·2Al(OH)3·nH2O中n的取值范围为1-3。
根据本公开,所制得的锂铝复合材料的松装密度为0.6-0.7g/cm3,该复合材料的松装密度大,较现有产品具有显著提高,因此单位体积吸附柱的整体吸附量也显著提升,本公开的复合材料性能更优。
本公开第二方面提供一种锂铝复合材料的制备方法,该方法包括:将Al(OH)3、LiCl、低级醇和糖混合后进行研磨处理,得到浆料;将浆料进行喷雾干燥处理,得到粉料;将粉料进行煅烧处理。
根据本公开,制备锂铝复合材料的原料的比例可以在较大范围内变化,进一步地,为了使制备的锂铝复合材料具有较好的吸附性能,在制备原料的组成中,相对于1重量份的Al(OH)3,LiCl的用量为1-20重量份,低级醇的用量为2-50重量份,所述糖的用量为0.05-0.15重量份;优选地,相对于1重量份的Al(OH)3,LiCl的用量为2-15重量份,低级醇的用量为5-30重量份,所述糖的用量为0.07-0.12重量份。在上述各原料的用量范围内,各组分反应更完全,制备得到的锂铝复合材料的一次颗粒粒径较小,结晶度与浸润性能好、形貌规整、吸附性能较优。
根据本公开,研磨处理可以包括砂磨处理、球磨处理、搅拌磨处理和辊筒研磨处理中的一种,例如,研磨处理可以在砂磨机中进行,砂磨机的转速为200-2000r/min,砂磨机的运行时间为1-5h,优选为2-3h,控制砂磨的条件使得浆料中的颗粒粒度分布满足D50≤2μm,优选为D50≤1.5μm。在本公开的颗粒粒度分布范围内,一次颗粒更易团聚形成粒度大小适宜、形貌规整的二次颗粒。其中,D50是本领域的技术人员所熟知的,是指浆料颗粒的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径,可以用来表示浆料颗粒的平均粒度,浆料中的颗粒粒度分布是指采用等效体积法在马尔文粒度仪中测得的数值。
根据本公开,喷雾干燥处理的入口温度可以为150-350℃,优选为260-320℃;出口温度可以为40-90℃,优选为60-80℃。本公开的发明人发现,浆料颗粒在喷雾干燥处理的过程中由于糖的高温糖化作用产生粘性将一次颗粒捏合在一起,进而可以制备得到由一次颗粒团聚形成的类球形二次颗粒,方法简单、易于操作;同时,制备得到的锂铝复合材料具有较大颗粒和较小的比表面积,其松装密度更高,具有更优的吸附性能和更高的吸附效率。
根据本公开,喷雾干燥处理后的粉料可以放置于莫来石匣中并通过辊道窑进行煅烧,煅烧温度可以为380-850℃,煅烧的时间可以为2-10h,煅烧可以在空气气氛中进行。优选地,煅烧温度为450-600℃,煅烧的时间为5-8h,在该优选的情况下,原料各组分反应更充分,粉料颗粒具有更好的结晶度和热稳定性,因此所制得的锂铝复合材料的吸附性能和循环性能更优异。
根据本公开,Al(OH)3可以为无水Al(OH)3;LiCl可以为无水LiCl,低级醇可以为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇和丁醇中的至少一种;糖可以为单糖、二糖和多糖中的至少一种;单糖可以为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和甘露糖中的至少一种;二糖可以为蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖和纤维二糖中的至少一种;多糖可以为环糊精、麦芽糊精、淀粉、纤维素、菊糖、琼脂和糖胺聚糖中的至少一种。
根据本公开的一种特别优选的实施方式,锂铝复合材料的制备方法可以包括:将无水Al(OH)3和无水LiCl按比例为1:5进行混合处理,得到混合物料;以无水Al(OH)3和无水LiCl的总重量为基准,将5-30重量份的乙醇和0.07-0.12重量份的蔗糖加入混合物料中,在10-50℃下混合搅拌0.5-10h后得到浆料;将浆料置于砂磨机连续研磨2.2-2.7h得到一次颗粒,控制浆料颗粒粒度分布D50≤1.5μm,一次颗粒的平均粒径为0.2-2μm;将一次颗粒进行喷雾干燥处理,控制进口温度为280-300℃,控制出口温度为65-75℃,得到二次颗粒,干燥后的二次颗粒的平均粒径为4-5μm;将二次颗粒置于莫来石匣钵,放入辊道窑中以500-550℃的温度进行煅烧6-7h,煅烧得到的物料可以作为所述锂铝复合材料。
本公开的第三方面提供了根据本公开第二方面所提供的制备方法制备的锂铝复合材料。
本公开的第四方面提供了一种从含锂卤水中富集锂离子的方法,该方法使用锂铝复合材料作为锂铝吸附剂,锂离子复合材料为上述实施方式中所制备的锂铝复合材料。
下面通过实施例进一步描述本公开,但是本公开并不因此而受到任何限制。
实施例和对比例中采用S4800型的扫描电镜,将复合材料样品粘附于导电胶带上,并经喷金处理后采用利用聚焦的高能电子束,激发出物质的物理信息,通过对这些信息的接受、放大和显示成像,获得测试试样表面形貌的方法进行SEM测试,测试前样品在真空干燥箱中进行干燥保存,测试条件为:真空度为10-4-10-5mmHg,分辨率为3.5nm,放大倍率为5万倍和0.5万倍。
实施例和对比例中采用贝士德3H-2000A型全自动氮吸附比表面仪,采用BET比表面积检测法测定复合材料的比表面积,测试条件为:粉末质量为0.1-0.5g,温度:20-30℃。
实施例和对比例中采用岛津XRD-7000型X射线衍射仪,通过X射线打在原子周期排列的晶体上而产生衍射图谱的方法进行测定复合材料的XRD谱图,测试条件为:Cu靶,电压40kV,扫描速度2deg/min,样品倾斜0.05deg,连续扫描,调整时间1.5s。
实施例和对比例中采用丹东皓宇TH-100型松装密度测试仪进行测定锂铝复合材料的松装密度,松装密度的数值为待测锂铝复合材料的质量与密度测试仪样品桶的体积之比。
实施例和对比例中吸附性能测试方法为:将吸附剂装入体积为1L的吸附柱,用50kg去离子水解吸附3遍,收集每次洗脱溶液,测试锂元素含量;用盐湖提取的卤水50kg,以10kg/h的速度过吸附柱一遍并收集滤液,测试锂元素含量,计算出总脱附和吸附量;反复解吸附和吸附,测试第10次和第100次的锂元素含量数据,计算脱附及吸附量。
实施例1
将79.33g无水Al(OH)3和396.65g无水LiCl进行混合后,加入793.3g乙醇和8g葡萄糖,进行搅拌混合形成浆料;随后于砂磨机中连续研磨2.5h,最终的浆料粒度D50=1.15μm,将研磨后的浆料进行喷雾干燥,进口温度设置300℃,出口温度设置70℃,得到喷雾后的粉料;将粉料装入莫来石匣钵,于辊道窑进行高温处理,通入空气,煅烧的温度为500℃,煅烧的时间为6.0h,煅烧完成后得到锂铝复合材料。该复合材料的一次粒径为1.3μm,SEM检测显示该复合材料的一次颗粒形貌为椭球形,长度与厚度比为2;由一次颗粒堆积的二次颗粒平均粒径为4.5μm,比表面为1.3m2/g,松装密度为0.66g/cm3;XRD检测显示该复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·H2O。
将1.17kg的此锂铝复合材料装入体积为1L的吸附柱,采用50kg去离子水解吸附3遍,脱附锂离子的质量为32.6g;50kg的含锂卤水吸附一次,锂离子的总吸附量为7.9g。
实施例2
将78.00g无水Al(OH)3和156g无水LiCl进行混合后,加入390g甲醇和5.46g蔗糖,进行搅拌混合形成浆料;随后于砂磨机中连续研磨3h,最终的浆料粒度D50=1.0μm,将研磨后的浆料进行喷雾干燥,进口温度设置250℃,出口温度设置50℃,得到喷雾后的粉料;将粉料装入莫来石匣钵,于辊道窑进行高温处理,通入空气,煅烧的温度为550℃,煅烧的时间为7h,煅烧完成后得到锂铝复合材料。该复合材料的一次粒径为1.6μm,SEM检测显示该复合材料的一次颗粒形貌为正球形,长度与厚度之比为1;由一次颗粒堆积的二次颗粒平均粒径为4.2μm,比表面为1.7m2/g,松装密度为0.65g/cm3;XRD检测显示该复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·2H2O。
将1.37kg的此锂铝复合材料装入体积为1L的吸附柱,采用50kg去离子水解吸附3遍,脱附锂离子的质量为30.2g;50kg的含锂卤水吸附一次,锂离子的总吸附量为7.0g。
实施例3
将78g无水Al(OH)3和1170g无水LiCl进行混合后,加入2340g丙醇和9.36g环糊精,进行搅拌混合形成浆料;随后于砂磨机中连续研磨3h,最终的浆料粒度D50=0.8μm,将研磨后的浆料进行喷雾干燥,进口温度设置270℃,出口温度设置60℃,得到喷雾后的粉料;将粉料装入莫来石匣钵,于辊道窑进行高温处理,通入空气,煅烧的温度为460℃,煅烧的时间为8h,煅烧完成后得到锂铝复合材料。该复合材料的一次粒径为1.8μm,SEM检测显示该复合材料的一次颗粒形貌为椭球形,长度与厚度之比为3;由一次颗粒堆积的二次颗粒平均粒径为4.7μm,比表面为2.1m2/g,松装密度为0.68g/cm3;XRD检测显示该复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·3H2O。
将1.05kg的此锂铝复合材料装入体积为1L的吸附柱,采用50kg去离子水解吸附3遍,脱附锂离子的质量为31.0g;50kg的含锂卤水吸附一次,锂离子的总吸附量为7.5g。
实施例4
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将79.33g无水Al(OH)3和79.33g无水LiCl进行混合后,加入158.66g乙醇和3.97g葡萄糖,进行搅拌混合形成浆料。
实施例5
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将79.33g无水Al(OH)3和1269.3g无水LiCl进行混合后,加入3173.2g乙醇和11.1g葡萄糖,进行搅拌混合形成浆料。
实施例6
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,喷雾干燥处理的入口温度为100℃,出口温度为30℃。
实施例7
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,喷雾干燥处理的入口温度为450℃,出口温度为100℃。
实施例8
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,煅烧的温度为280℃,煅烧的时间为11h。
实施例9
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,煅烧的温度为950℃,煅烧的时间为1h。
实施例10
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,控制砂磨的条件使得所述浆料中的颗粒粒度分布D50为5μm。
实施例11
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,喷雾干燥处理的入口温度为150℃,出口温度为40℃。
实施例12
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,喷雾干燥处理的入口温度为380℃,出口温度为80℃。
实施例13
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,煅烧的温度为380℃,煅烧的时间为10h。
实施例14
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,煅烧的温度为850℃,煅烧的时间为2h。
实施例15
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,控制砂磨的条件使得所述浆料中的颗粒粒度分布D50为1.7μm。
实施例16
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为果糖。
实施例17
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为蔗糖。
实施例18
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为麦芽糖。
实施例19
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为乳糖。
实施例20
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为环糊精。
实施例21
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为麦芽糊精。
实施例22
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为淀粉。
实施例23
采用与实施例1相同的方法制备锂铝复合材料,不同之处在于,将葡萄糖替换为纤维素。
对比例
称取74.0g LiOH·H2O溶于0.5L去离子水中,形成LiOH·H2O溶液,称取250.6g Al(OH)3加入配好的LiOH·H2O溶液中,充分搅拌,用0.5L的砂磨机将搅拌后的浆料连续砂磨3小时后,倒入1L搅拌桶连续搅拌18h,形成浆料;用计量泵将配好的3mol/L的盐酸按一定0.5mL/s的速度打入上述浆料中,调整浆料的pH值,当pH值保持在4-5时停止打入盐酸,继续搅拌10min,最终pH值为4.75;用喷雾干燥器对浆料进行干燥,浆料的进口温度260℃,出口温度105℃,干燥后的物料即为锂铝复合材料。该材料的一次粒径为250nm,一次颗粒形貌为片状;二次粒径为5.2μm;比表面为21.3m2/g,松装密度为0.36g/cm3;XRD检测显示为LiCl·2Al(OH)3·H2O。
将0.32kg的锂铝复合物装入体积为1L的吸附柱,50kg去离子水解吸附3遍,脱附锂离子的质量为5.88g,50kg的含锂卤水吸附一次,锂离子的总吸附量为1.29g。
各组实施例和对比例的结果如表1所示。
表1
由表1可知,本发明的锂铝复合材料具有较小的比表面积,其具有松装密度高,吸附性能好,吸附效率高的优点。并且在优选相对于1重量份的Al(OH)3,LiCl的用量为2-15重量份,低级醇的用量为5-30重量份,糖的用量为0.07-0.012重量份的情况下,该复合材料具有更好的吸附性能;在优选干燥温度为260-320℃,出口温度为60-80℃的情况下,该复合材料具有更好的吸附性能;在优选煅烧的温度为450-600℃,煅烧的时间为5-8h的情况下,该复合材料具有更好的吸附性能;在优选控制砂磨的条件使得所述浆料中的颗粒粒度分布D50≤1.5μm的情况下,该复合材料具有更好的吸附性能。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (12)
1.一种锂铝复合材料,其特征在于,该锂铝复合材料的分子式为LiCl·2Al(OH)3·nH2O,所述锂铝复合材料为一次颗粒团聚形成的二次颗粒,所述一次颗粒为类球形,所述一次颗粒的平均粒径为0.2-2μm,所述二次颗粒的平均粒径为4-8μm。
2.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述类球形的长度和厚度之比为1-3。
3.根据权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述二次颗粒的比表面积为0.5-4m2/g。
4.根据权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述锂铝复合材料的分子式LiCl·2Al(OH)3·nH2O中n的取值范围为1-3。
5.根据权利要求1、2或4所述的复合材料,其特征在于,所述复合材料的松装密度为0.6-1.2g/cm3。
6.一种锂铝复合材料的制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
S1、将Al(OH)3、LiCl、低级醇和糖混合后进行研磨处理,得到浆料;
S2、将所述浆料进行喷雾干燥处理,得到粉料;
S3、将所述粉料进行煅烧处理。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,相对于1重量份的Al(OH)3,所述LiCl的用量为1-20重量份,所述低级醇的用量为2-50重量份,所述糖的用量为0.05-0.15重量份;优选地,相对于1重量份的Al(OH)3,LiCl的用量为2-15重量份,低级醇的用量为5-30重量份,所述糖的用量为0.07-0.12重量份。
8.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述研磨处理为砂磨处理,并且,控制所述砂磨处理的条件使所述浆料中的颗粒粒度分布满足D50≤2μm;所述喷雾干燥处理的入口温度为150-350℃,出口温度为40-90℃;所述煅烧处理的温度为380-850℃,时间为2-10h,所述煅烧处理在空气气氛中进行;优选地,所述砂磨处理的条件使所述浆料中的颗粒粒度分布满足D50≤1.5μm,所述喷雾干燥处理的入口温度为260-320℃,出口温度为60-80℃,所述煅烧处理的温度为450-600℃,时间为5-8h。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,将所述粉料置于莫来石匣中并通过辊道窑进行煅烧处理。
10.根据权利要求6或7所述的方法,其特征在于,所述Al(OH)3为无水Al(OH)3;所述LiCl为无水LiCl,所述低级醇为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、1,2-丙二醇和丁醇中的至少一种;所述糖为单糖、二糖和多糖中的至少一种;所述单糖为葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖和甘露糖中的至少一种;所述二糖为蔗糖、麦芽糖、乳糖、海藻糖和纤维二糖中的至少一种;所述多糖为环糊精、麦芽糊精、淀粉、纤维素、菊糖、琼脂和糖胺聚糖中的至少一种。
11.权利要求6-10中任意一项所述的方法制备得到的锂铝复合材料。
12.一种从含锂卤水中富集锂离子的方法,其特征在于,使用锂铝复合材料作为锂离子吸附剂,所述锂铝复合材料为权利要求1-5和11中任意一项所述的锂铝复合材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811102173.9A CN110918047B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811102173.9A CN110918047B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110918047A true CN110918047A (zh) | 2020-03-27 |
CN110918047B CN110918047B (zh) | 2021-04-20 |
Family
ID=69855407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811102173.9A Active CN110918047B (zh) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110918047B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101829538A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-09-15 | 浙江海虹控股集团有限公司 | 一种高性能锂吸附剂的制备方法 |
EP2969170A1 (en) * | 2013-03-13 | 2016-01-20 | X-tend Energy LLC | Method for the use of slurries in spray pyrolysis for the production of non-hollow, porous particles |
JP2017040518A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 東洋クロス株式会社 | ストロンチウム吸着シート |
-
2018
- 2018-09-20 CN CN201811102173.9A patent/CN110918047B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101829538A (zh) * | 2010-05-19 | 2010-09-15 | 浙江海虹控股集团有限公司 | 一种高性能锂吸附剂的制备方法 |
EP2969170A1 (en) * | 2013-03-13 | 2016-01-20 | X-tend Energy LLC | Method for the use of slurries in spray pyrolysis for the production of non-hollow, porous particles |
JP2017040518A (ja) * | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 東洋クロス株式会社 | ストロンチウム吸着シート |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110918047B (zh) | 2021-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109650430B (zh) | 一种高镁含量石灰石制备纳米碳酸钙的方法 | |
CN108543516B (zh) | 一种锂离子选择性吸附剂、制备方法以及从卤水提锂的工艺 | |
CN110102273A (zh) | 一种锂吸附剂及其制备方法和应用以及一种从含锂溶液中提取锂的方法 | |
CN103911566A (zh) | 一种碳纳米管增强铝合金复合材料的粉末冶金制备方法 | |
CN107381659A (zh) | 模板法制备非球形中空结构纳米笼复合材料的方法 | |
Ohashi et al. | Lithium adsorption from natural brine using surface-modified manganese oxide adsorbents | |
CN108201875B (zh) | 一种尖晶石型锰氧化物锂离子筛H1.6Mn1.6O4的制备方法 | |
CN106390951A (zh) | 具有自清洁功能的锂离子筛吸附剂、其制备方法及用途 | |
CN101311373B (zh) | 一种合成yag单晶纳米粉末的方法 | |
CN108928829B (zh) | Sba-15介孔分子筛及其制备方法和应用 | |
CN110918047B (zh) | 一种锂铝复合材料及其制备方法和从含锂卤水中富集锂离子的方法 | |
CN113579237B (zh) | 一种降低铜锡合金粉松装密度的制备方法 | |
CN109200987B (zh) | 锂吸附剂及其制备方法 | |
CN109759006B (zh) | 一种锂吸附剂及其制备方法和应用以及一种从盐湖卤水中提取锂的方法 | |
CN106186013B (zh) | 一种采用流变相反应法合成花球状介孔氧化铝的方法 | |
CN103482679A (zh) | 一种azo纳米粉体和azo烧结体的制备方法 | |
CN113680314A (zh) | 一种粉煤灰负载纳米球状氢氧化镁复合材料及其制备方法和应用 | |
CN110350162B (zh) | 一种倍率型镍钴铝正极材料及其制备方法和应用 | |
CN110474025A (zh) | 一种多级缓冲结构硅碳负极材料及其制备方法和应用 | |
Wang et al. | Effects of ball-milling on fabrication of YAG ceramics by a phase transformation assisted spark plasma sintering | |
CN107665972A (zh) | 一种高性能钾离子电池负极材料的Sn@C材料制备方法 | |
CN116371387A (zh) | 一种阳离子掺杂改性的锂离子筛的制备方法 | |
CN111795875A (zh) | 一种土壤胶体颗粒的制备方法 | |
CN113041988B (zh) | 一种钛系锂离子筛及其制备方法与应用 | |
CN110180495B (zh) | 一种多元共沉淀法制备硅酸镁基复合吸附材料的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |