CN117899804A - 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN117899804A
CN117899804A CN202410249795.3A CN202410249795A CN117899804A CN 117899804 A CN117899804 A CN 117899804A CN 202410249795 A CN202410249795 A CN 202410249795A CN 117899804 A CN117899804 A CN 117899804A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adsorbent
lithium ion
precursor
acid solution
particles
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.)
Pending
Application number
CN202410249795.3A
Other languages
English (en)
Inventor
秦军
刘亮
李秀昕
岳磊
李淑蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quanyi Ningbo Technology Co ltd
Original Assignee
Quanyi Ningbo Technology Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quanyi Ningbo Technology Co ltd filed Critical Quanyi Ningbo Technology Co ltd
Priority to CN202410249795.3A priority Critical patent/CN117899804A/zh
Publication of CN117899804A publication Critical patent/CN117899804A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0222Compounds of Mn, Re
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10Obtaining alkali metals
    • C22B26/12Obtaining lithium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供了一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用,属于锂提取技术领域。本发明首先将吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂混合,得到混合浆料;再将混合浆料进行离心雾化处理,得到吸附剂颗粒;最后将吸附剂颗粒顺次进行酸活化处理和干燥,得到锂离子吸附剂;其中,吸附剂前驱体包含钛系吸附剂前驱体和/或锰系吸附剂前驱体。本发明将吸附剂前驱体和粘合成型剂混合均匀,离心雾化处理后过纯水成型,得到的吸附剂颗粒具有形貌规整、成型率高的优点,制得的锂离子吸附剂吸附容量高、溶损低,强度高,并且溶剂分离回收后可重复使用。

Description

一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及锂提取技术领域,尤其涉及一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用。
背景技术
盐湖卤水锂资源丰富,随着提锂技术的不断进步锂盐湖具备快速扩产的潜力。吸附法具有选择性高、可处理较低浓度卤水、可实现高效生产的特点,特别适用于从盐湖水中提取锂。首先利用锂吸附剂将卤水中的锂离子吸附提取出来,然后再将吸附的锂离子洗脱下来,达到锂离子与其他离子分离的目的,经深度除杂、蒸发、浓缩后用于后续工序。
吸附法制锂的关键是制备性能优异的吸附剂,锂吸附剂可分有机吸附剂和无机吸附剂两种。有机吸附剂通常是指有机离子交换树脂,依据其电荷差异依靠库化力将锂离子吸附在树脂上,基于这种物理化学性质的局限性,使其对锂离子选择性低、交换速度慢、溶损度大且利用率低,因此,有机吸附剂的应用受到一定的限制。无机吸附剂对锂选择性高,作为选择性提锂的无机离子交换与吸附剂,主要包括层状吸附剂、无定型氢氧化物吸附剂、锑酸盐吸附剂、铝盐锂吸附剂和离子筛型吸附剂等。层状吸附剂在吸附-脱附过程中,结构容易被破坏,导致无法实现工业化生产,无定型氢氧化物溶损过高的问题一直得不到解决;钛系吸附剂、锰系吸附剂和铝系吸附剂因其较高的吸附容量和离子选择性在众多吸附剂中脱颖而出。但是,这些常规锂吸附剂均为粉末状,其流动性和渗透性较差,在吸附及洗脱过程中粉体损失率较高,并且在提锂过程中容易板结和流失,难以实现工业化应用,需成型后使用。
现有工艺存在成型后粉体脱落严重,机械强度低,吸附容量大幅下降等问题。因此,研究一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用,以提高锂离子吸附剂的吸附容量和强度,降低溶损率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用,以解决现有技术中锂离子吸附剂吸附容量低、强度低和脱粉的问题。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种锂离子吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂混合,得到混合浆料;
(2)将混合浆料进行离心雾化处理,得到吸附剂颗粒;
(3)将吸附剂颗粒顺次进行酸活化处理和干燥,得到锂离子吸附剂;
所述步骤(1)中,吸附剂前驱体包含钛系吸附剂前驱体和/或锰系吸附剂前驱体。
作为优选,所述步骤(1)中,吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂的质量比为30~80:20~70:3~20:80~170。
作为优选,所述粘合成型剂包含聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛酯、热塑性聚氨酯弹性体、氯化聚氯乙烯、硬聚氯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
作为优选,所述造孔剂包含碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾和氯化镁中的一种或几种;所述溶剂包含1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、磷酸三乙酯和二甲基亚砜中的一种或几种。
作为优选,所述步骤(1)中,混合的温度为40~80℃,混合的转速为20~30rpm,混合的时间为2~3h。
作为优选,所述步骤(2)中,离心雾化处理的加料速度为35~40Hz,离心雾化处理的转速为600~1000rpm。
作为优选,所述吸附剂颗粒的粒径为1~5mm。
作为优选,所述步骤(3)中,酸活化处理的酸溶液包含硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液;吸附剂颗粒和酸溶液的质量比为1:10~30,其中酸溶液的浓度为0.1~3mol/L;所述酸活化处理的时间为3~5h;所述干燥的温度为50~80℃,干燥的时间为8~15h。
本发明提供一种上述所述的锂离子吸附剂的制备方法制得的锂离子吸附剂。
本发明提供一种上述所述的锂离子吸附剂在锂提取中的应用。
本发明的有益效果:
本发明将吸附剂前驱体和粘合成型剂混合均匀,离心雾化处理后过纯水成型,得到的吸附剂颗粒具有形貌规整、成型率高的优点。
本发明制得的锂离子吸附剂吸附容量高、溶损低,强度高,并且溶剂分离回收后可重复使用。
具体实施方式
本发明提供了一种锂离子吸附剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂混合,得到混合浆料;
(2)将混合浆料进行离心雾化处理,得到吸附剂颗粒;
(3)将吸附剂颗粒顺次进行酸活化处理和干燥,得到锂离子吸附剂;
所述步骤(1)中,吸附剂前驱体包含钛系吸附剂前驱体和/或锰系吸附剂前驱体。
在本发明中,所述吸附剂前驱体由全一(宁波)科技有限公司自制得到,所述钛系吸附剂前驱体优选为T1(钛系)前驱体,所述锰系吸附剂前驱体优选为M1(锰系)前驱体。
当所述吸附剂前驱体为上述两种时,本发明对两种吸附剂前驱体的配比没有特殊的限定,根据实际需求调整即可。
在本发明中,所述步骤(1)中,吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂的质量比为30~80:20~70:3~20:80~170,优选为40~70:25~50:5~15:100~160,进一步优选为60~70:28~40:7~10:120~150。
在本发明中,所述粘合成型剂包含聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、氯化聚氯乙烯(CPVC)、硬聚氯乙烯(UPVC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种,优选为聚氯乙烯(PVC)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种,进一步优选为聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或几种。
当所述粘合成型剂为上述两种时,本发明对两种粘合成型剂的配比没有特殊的限定,根据实际需求调整即可。
在本发明中,所述造孔剂包含碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾和氯化镁中的一种或几种,优选为碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、氯化钙、氯化钠和氯化镁中的一种或几种,进一步优选为碳酸钙、碳酸钠、碳酸镁、氯化钙和氯化钠中的一种或几种;
当所述造孔剂为上述两种时,本发明对两种造孔剂的配比没有特殊的限定,根据实际需求调整即可。
在本发明中,所述溶剂包含1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、磷酸三乙酯(TEP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或几种,优选为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、磷酸三乙酯(TEP)和二甲基亚砜(DMSO)中的一种或几种,进一步优选为1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺(EDC)和/或N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
在本发明中,所述步骤(1)中,混合的温度为40~80℃,优选为45~70℃,进一步优选为50~60℃;混合的转速为20~30rpm,优选为25rpm;混合的时间为2~3h,优选为2.5h。
在本发明中,所述步骤(2)中,离心雾化处理的加料速度为35~40Hz,优选为38Hz;离心雾化处理的转速为600~1000rpm,优选为650~900rpm,进一步优选为700~800rpm。
在本发明中,将混合浆料离心雾化处理后优选采用纯水进行固化成型,得到吸附剂颗粒。
在本发明中,所述吸附剂颗粒的粒径为1~5mm,优选为2~4mm,进一步优选为2~3mm。
在本发明中,所述步骤(3)中,酸活化处理的酸溶液包含硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液,优选为硫酸溶液或盐酸溶液,进一步优选为盐酸溶液;吸附剂颗粒和酸溶液的质量比为1:10~30,优选为1:15~25,进一步优选为1:20;其中酸溶液的浓度为0.1~3mol/L,优选为0.5~2.5mol/L,进一步优选为1.2~2.0mol/L;所述酸活化处理的时间为3~5h,优选为4h。
在本发明中,所述干燥的温度为50~80℃,优选为55~75℃,进一步优选为60~70℃;干燥的时间为8~15h,优选为9~13h,进一步优选为10~12h。
本发明提供一种上述所述的锂离子吸附剂的制备方法制得的锂离子吸附剂。
本发明提供一种上述所述的锂离子吸附剂在锂提取中的应用。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
本发明实施例1~9中使用的钛系吸附剂前驱体为全一(宁波)科技有限公司的T1(钛系)前驱体。T1(钛系)前驱体制备方法为:按比例称取1701.61g钛酸四丁酯和383.87g草酸锂,将其加入到2.08L乙醇(95%乙醇)中混合均匀,80℃加热浓缩8h得到凝胶前驱体,在120℃温度下真空干燥10h得到干凝胶前驱体,最后在600℃的温度下烧结10h,得到T1前驱体(Li4Ti5O12)。
锰系吸附剂前驱体为全一(宁波)科技有限公司M1(锰系)前驱体。M1(锰系)前驱体制备方法为:按比例称取755.0g硫酸锰和383.87g草酸锂,将其加入到1.14L乙醇(95%乙醇)中混合均匀,然后在80℃加热浓缩6h得到凝胶前驱体,将凝胶前驱体在120℃的温度下真空干燥10h得到干凝胶前驱体,最后在600℃的温度下烧结10h,得到M1前驱体(Li4Mn5O12)。
实施例1
将7000g的T1(钛系)前驱体、2000gPVC、500gPVP-k30、300g碳酸钙、200g氯化钠、15000gEDC加入到恒温搅拌罐中,在50℃的温度下以20rpm的转速搅拌3h,得到混合浆料;然后使用计量泵以40Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以700rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2000g盐酸溶液(浓度为1.2mol/L),进行酸活化处理4h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例2
将6500g的T1(钛系)前驱体、2000gPVC、800gPVP-k30、400g碳酸钙、300g氯化钠、12000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在55℃的温度下以25rpm的转速搅拌2.5h,得到混合浆料;然后使用计量泵以35Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以750rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2000g盐酸溶液(浓度为1.2mol/L),进行酸活化处理4h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例3
将6000g的T1(钛系)前驱体、2500gPVDF、500gPVB、500g碳酸钠、500g氯化钙、10000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在60℃的温度下以30rpm的转速搅拌2h,得到混合浆料;然后使用计量泵以40Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以800rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2000g盐酸溶液(浓度为1.2mol/L),进行酸活化处理4h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例4
将7000g的M1(锰系)前驱体、2000gPVC、500gPVP-k30、300g碳酸钙、200g氯化钠、15000gEDC加入到恒温搅拌罐中,在40℃的温度下以30rpm的转速搅拌3h,得到混合浆料;然后使用计量泵以35Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以1000rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入1000g硫酸溶液(浓度为2mol/L),进行酸活化处理5h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例5
将8000g的M1(锰系)前驱体、3000gPVC、1000gPVP-k30、1000g碳酸镁、500g氯化钠、17000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在70℃的温度下以25rpm的转速搅拌2.5h,得到混合浆料;然后使用计量泵以40Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以900rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入3000g硝酸溶液(浓度为0.2mol/L),进行酸活化处理3h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例6
将3000g的M1(锰系)前驱体、1500gPVDF、500gPVB、100g碳酸钠、200g氯化钙、8000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在80℃的温度下以30rpm的转速搅拌2h,得到混合浆料;然后使用计量泵以35Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以600rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入1500g盐酸溶液(浓度为1.0mol/L),进行酸活化处理4.5h,用纯水清洗后在60℃的温度下干燥10h,得到锂离子吸附剂。
实施例7
将3500g的T1(钛系)前驱体、3500g的M1(锰系)前驱体、2000gPVC、500gPVP-k30、300g碳酸钙、200g氯化钠、15000gEDC加入到恒温搅拌罐中,在50℃的温度下以20rpm的转速搅拌3h,得到混合浆料;然后使用计量泵以40Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以700rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2500g盐酸溶液(浓度为1.5mol/L),进行酸活化处理3.5h,用纯水清洗后在70℃的温度下干燥12h,得到锂离子吸附剂。
实施例8
将3250g的T1(钛系)前驱体、3250g的M1(锰系)前驱体、2000gPVC、800gPVP-k30、400g碳酸镁、300g氯化钠、12000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在55℃的温度下以25rpm的转速搅拌2.5h,得到混合浆料;然后使用计量泵以35Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以750rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2000g盐酸溶液(浓度为1.2mol/L),进行酸活化处理4h,用纯水清洗后在50℃的温度下干燥15h,得到锂离子吸附剂。
实施例9
将3000g的T1(钛系)前驱体、3000g的M1(锰系)前驱体、2500gPVDF、500gPVB、500g碳酸钠、500g氯化钙、10000gNMP加入到恒温搅拌罐中,在60℃的温度下以30rpm的转速搅拌2h,得到混合浆料;然后使用计量泵以35Hz的频率将混合浆料打入高速离心雾化机中,以800rpm的转速进行离心雾化处理,雾化后的颗粒落入纯水中固化,得到吸附剂颗粒,粒径为2~3mm;在100g吸附剂颗粒中加入2000g盐酸溶液(浓度为1.2mol/L),进行酸活化处理4h,用纯水清洗后在80℃的温度下干燥8h,得到锂离子吸附剂。
将实施例1~9所制备的锂离子吸附剂对盐湖卤水进行吸附和解析性能测试:盐湖卤水中各离子的浓度:锂离子350mg/L、钠离子20450mg/L、钾离子2665mg/L、钙离子370mg/L、镁离子2540mg/L、硼酸根565mg/L、氯离子27000mg/L、硫酸根3600mg/L。
性能测试:将实施例1~9制得的锂离子吸附剂装柱进行单柱实验,通过吸附-洗料-解吸-洗酸的方式进行20次循环吸附和解吸测试;具体方法为:将300g活化后吸附剂装入400mL树脂柱中,将8L卤水以15mL/min的流速通过蠕动泵带动过柱,吸附前后取样测试;洗料阶段将2L纯水以10mL/min的流速通过蠕动泵带动过柱以洗去吸附剂表面残余的卤水;解吸阶段将2L0.05mol/L盐酸溶液以100mL/min的速度循环过柱,期间通过补充4mol/L盐酸溶液保持进料溶液pH=1.20;洗酸阶段将2L纯水以10mL/min的流速通过蠕动泵带动过柱以洗去吸附剂表面残余的酸溶液;在每一个阶段结束后都将柱内液体排空再进行下一阶段的实验。吸附开始标志着一轮实验的开始,洗酸结束标志着一轮实验的结束。将卤水、解析液、尾液使用国标GB/T30902-2014的测试方法测试Li+、Mn4+、Ti4+的含量,并通过如下公式进行计算得出吸附容量、解析容量、溶损率,称重初始吸附剂重量和循环吸附、解析后的吸附剂重量,计算吸附剂粉化率;
相关计算公式如下:
吸附容量=(c卤水Li-c尾液Li)×V卤水/m吸附剂
解吸容量=c解吸液Li×V解吸液/m吸附剂
锰系吸附剂溶损率=c解吸液Mn×V解吸液/(m吸附剂×0.556)×100%
钛系吸附剂溶损率=c解吸液Ti×V解吸液/(m吸附剂×0.436)×100%
c卤水Li——卤水中Li浓度,g/L
c尾液Li——吸附尾液中Li浓度,g/L
V卤水——卤水体积,L
m吸附剂——吸附剂质量,g
c解吸液Li——解吸液Li浓度,g/L
V解吸液——解吸液体积,L
c解吸液Mn——解吸液Mn浓度,g/L
0.556——每克吸附剂锰占比,g/g
0.436——每克吸附剂钛占比,g/g
粉化率=(m初始-m循环)/m初始
m初始——吸附剂初始质量,g
m循环——吸附剂循环吸附-脱附20轮干燥后的质量,g
经过20轮上述吸附-洗料-解吸-洗酸过程。将每次的吸附容量和解析容量的算术平均值作为最终结果;溶损率和粉化率为20轮循环后累加的结果;详见表1。
表1实施例1~9的锂离子吸附剂的吸附解析测试结果
从表1可以看出,实施例4~9的锂离子吸附剂的溶损率较高,这是因为锰系吸附剂前驱体因自身的歧化反应导致的。通过表1还可以看出,本发明的制备方法得到的锂离子吸附剂,具有吸附容量高、溶损低的特点,以粉化率来衡量锂离子吸附剂的强度,锂离子吸附剂粉化率低,吸附剂强度好,吸附剂颗粒整体粒径在2~3mm,说明吸附剂成型率高。
由以上实施例可知,本发明提供了一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用,本发明首先将吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂混合,得到混合浆料;再将混合浆料进行离心雾化处理,得到吸附剂颗粒;最后将吸附剂颗粒顺次进行酸活化处理和干燥,得到锂离子吸附剂;其中,吸附剂前驱体包含钛系吸附剂前驱体和/或锰系吸附剂前驱体。本发明将吸附剂前驱体和粘合成型剂混合均匀,离心雾化处理后过纯水成型,得到的吸附剂颗粒具有形貌规整、成型率高的优点,制得的锂离子吸附剂吸附容量高、溶损低,强度高,并且溶剂分离回收后可重复使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂混合,得到混合浆料;
(2)将混合浆料进行离心雾化处理,得到吸附剂颗粒;
(3)将吸附剂颗粒顺次进行酸活化处理和干燥,得到锂离子吸附剂;
所述步骤(1)中,吸附剂前驱体包含钛系吸附剂前驱体和/或锰系吸附剂前驱体。
2.根据权利要求1所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,吸附剂前驱体、粘合成型剂、造孔剂和溶剂的质量比为30~80:20~70:3~20:80~170。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述粘合成型剂包含聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛酯、热塑性聚氨酯弹性体、氯化聚氯乙烯、硬聚氯乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述造孔剂包含碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾、碳酸镁、氯化钙、氯化钠、氯化钾和氯化镁中的一种或几种;所述溶剂包含1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、磷酸三乙酯和二甲基亚砜中的一种或几种。
5.根据权利要求2或4所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中,混合的温度为40~80℃,混合的转速为20~30rpm,混合的时间为2~3h。
6.根据权利要求5所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,离心雾化处理的加料速度为35~40Hz,离心雾化处理的转速为600~1000rpm。
7.根据权利要求1或2或6所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述吸附剂颗粒的粒径为1~5mm。
8.根据权利要求7所述的锂离子吸附剂的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中,酸活化处理的酸溶液包含硫酸溶液、硝酸溶液或盐酸溶液;吸附剂颗粒和酸溶液的质量比为1:10~30,其中酸溶液的浓度为0.1~3mol/L;所述酸活化处理的时间为3~5h;所述干燥的温度为50~80℃,干燥的时间为8~15h。
9.权利要求1~8任意一项所述的锂离子吸附剂的制备方法制得的锂离子吸附剂。
10.权利要求9所述的锂离子吸附剂在锂提取中的应用。
CN202410249795.3A 2024-03-05 2024-03-05 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用 Pending CN117899804A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410249795.3A CN117899804A (zh) 2024-03-05 2024-03-05 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410249795.3A CN117899804A (zh) 2024-03-05 2024-03-05 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117899804A true CN117899804A (zh) 2024-04-19

Family

ID=90689721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410249795.3A Pending CN117899804A (zh) 2024-03-05 2024-03-05 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117899804A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109225124A (zh) * 2018-11-09 2019-01-18 华东理工大学 一种颗粒锂吸附剂的制备方法
WO2019124941A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 포스코 인산리튬의 제조방법, 수산화리튬의 제조방법, 및 탄산리튬의 제조 방법
CN113636577A (zh) * 2021-08-25 2021-11-12 金川集团股份有限公司 一种低磁性球形高纯碳酸锂制备方法
CN113842878A (zh) * 2021-09-24 2021-12-28 中国科学院青海盐湖研究所 一种用于液体锂资源提取的碳基锂吸附电极的制备方法
WO2023083065A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 成都开飞高能化学工业有限公司 一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法
CN116328713A (zh) * 2023-04-24 2023-06-27 中国科学院过程工程研究所 一种制备锂离子筛吸附剂颗粒的方法和应用
CN116371373A (zh) * 2022-11-28 2023-07-04 江西赣锋锂业集团股份有限公司 一种高吸附稳定性钛系颗粒吸附剂的制备方法
CN116966867A (zh) * 2023-05-05 2023-10-31 青海盐湖工业股份有限公司 层状锂吸附剂粉体及制备方法、层状锂吸附剂颗粒及应用
CN117138739A (zh) * 2023-10-19 2023-12-01 福建龙净环保股份有限公司 一种钛系提锂吸附剂及其制备方法和应用
US11904297B1 (en) * 2023-01-11 2024-02-20 Iliad Ip Company, Llc Process for manufacturing lithium selective adsorption/separation media

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019124941A1 (ko) * 2017-12-22 2019-06-27 주식회사 포스코 인산리튬의 제조방법, 수산화리튬의 제조방법, 및 탄산리튬의 제조 방법
CN109225124A (zh) * 2018-11-09 2019-01-18 华东理工大学 一种颗粒锂吸附剂的制备方法
CN113636577A (zh) * 2021-08-25 2021-11-12 金川集团股份有限公司 一种低磁性球形高纯碳酸锂制备方法
CN113842878A (zh) * 2021-09-24 2021-12-28 中国科学院青海盐湖研究所 一种用于液体锂资源提取的碳基锂吸附电极的制备方法
WO2023083065A1 (zh) * 2021-11-15 2023-05-19 成都开飞高能化学工业有限公司 一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法
CN116371373A (zh) * 2022-11-28 2023-07-04 江西赣锋锂业集团股份有限公司 一种高吸附稳定性钛系颗粒吸附剂的制备方法
US11904297B1 (en) * 2023-01-11 2024-02-20 Iliad Ip Company, Llc Process for manufacturing lithium selective adsorption/separation media
CN116328713A (zh) * 2023-04-24 2023-06-27 中国科学院过程工程研究所 一种制备锂离子筛吸附剂颗粒的方法和应用
CN116966867A (zh) * 2023-05-05 2023-10-31 青海盐湖工业股份有限公司 层状锂吸附剂粉体及制备方法、层状锂吸附剂颗粒及应用
CN117138739A (zh) * 2023-10-19 2023-12-01 福建龙净环保股份有限公司 一种钛系提锂吸附剂及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAO GUO-PING 等: "Preparation of Spherical PVC-MnO2 Ion-Sieve and Its Lithium Adsorption Property", 《CHINESE JOURNAL OF INORGANIC CHEMISTRY》, vol. 28, no. 11, 10 November 2012 (2012-11-10), pages 2385 - 2394 *
储迎宇 等: "宏观大尺寸锂离子筛的制备与吸附应用研究进展", 《矿产保护与利用》, vol. 43, no. 4, 13 June 2023 (2023-06-13), pages 130 - 144 *
刘亮 等: "锂离子吸附剂成型研究现状", 《化工技术与开发》, vol. 45, no. 3, 15 March 2016 (2016-03-15), pages 44 - 46 *
刘亮: "偏钛酸型锂离子吸附剂的成型及提锂工艺研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》, no. 5, 15 May 2019 (2019-05-15), pages 015 - 231 *
邝生鲁: "《现代精细化工高新技术与产品合成工艺》", 31 December 1997, 科学技术文献出版社, pages: 348 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114345291B (zh) 一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法
CN108479719B (zh) 一种高性能离子交换型吸附剂、制备及提取铷/锂的应用
CN111905700B (zh) 一种树脂基无机纳米粒子复合提锂颗粒
CN108525636B (zh) 一种快速吸附解析的吸附剂、制备及在锂/铷吸附的应用
CN109225124A (zh) 一种颗粒锂吸附剂的制备方法
CN108435143B (zh) 一种高亲水性吸附剂、制备及吸附铷离子或锂离子的应用
CN109225121A (zh) 复合吸附剂的制备方法和卤水提锂方法
CN113842877B (zh) 一种用于液体锂资源提取的碳基吸附剂颗粒、制备方法及制备装置
CN108854996A (zh) 一种铝盐吸附剂及其在盐湖卤水提锂中的用途
CN114130375B (zh) 一种膜状锂离子筛吸附剂的制备方法
CN106517155A (zh) 一种环境友好型制备石墨烯的方法
CN115970661B (zh) 一种高吸附量的锂离子印迹纳米复合颗粒的制备方法
CN113731371A (zh) 一种锂离子吸附材料制备方法
CN111250063A (zh) 一种导电锰-钛锂离子筛/石墨烯复合水凝胶的制备及其在盐湖卤水提取锂中的应用
CN108435135A (zh) 一种西瓜皮生物炭的制备方法及其在去除废水中铊的应用
CN117899804A (zh) 一种锂离子吸附剂及其制备方法和应用
CN109908877B (zh) 铷离子吸附微球的制备方法
CN108160024A (zh) 一种陶瓷管支撑体负载离子筛的制备方法
CN116966867A (zh) 层状锂吸附剂粉体及制备方法、层状锂吸附剂颗粒及应用
CN115701807A (zh) 一种锂离子筛H2TiO3吸附帘式膜的制备方法及应用所述帘式膜的盐湖提锂系统
CN116159531A (zh) 一种中空纤维膜锂离子吸附剂的制备方法
CN118142487A (zh) 一种基于热法成型制备锂离子筛吸附剂的方法
CN113559829A (zh) 一种铀/锂同步吸附材料的制备方法及应用
CN117654443B (zh) 一种锂吸附剂及其制备方法
CN116371384B (zh) 钛基锂离子筛粉体的成型方法

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