[發(fā)明專利]一種氧化錳吸附劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210521906.9
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN102921371A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 豐震河;湯衛(wèi)平;解晶瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 張靜潔;賈慧琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微米附材料領(lǐng)域，具體地，涉及一種氧化錳吸附劑及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，國際市場對鋰產(chǎn)品的需求量持續(xù)增長，平均每年以7%?~?11%?的速度增加。作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上游產(chǎn)品，鋰資源的開發(fā)利用已成為國際上科研部門和工業(yè)界共同關(guān)注的熱門話題，世界上一些鋰業(yè)公司不斷地謀求開辟新的資源和擴大產(chǎn)品產(chǎn)量的途徑，由于陸地鋰富礦資源有限,?生產(chǎn)成本高，礦產(chǎn)品味下降。無法滿足目前的需求，世界上鹽湖提鋰代替?zhèn)ゾr提鋰已成為定局，鹵水提鋰已成為鋰工業(yè)的主流,?將在鋰工業(yè)發(fā)展中較長期占主導(dǎo)地位。

鹽湖鹵水被認(rèn)為是未來重要的鋰來源。鹵水中Li⁺常以微量形式與大量的堿金屬、堿土金屬離子共存。由于它們的化學(xué)性質(zhì)非常相近,?使得從中分離提取鋰十分困難。目前世界上多以碳酸鋰、氯化鋰的形式從鹵水中將鋰提取出來,?所采用的技術(shù)主要有溶劑萃取法,?沉淀法及吸附法等。我國含鋰的鹽湖鹵水資源多為高鎂鋰比的鹵水,?高含量的Mg²⁺的存在使得分離Li⁺的技術(shù)更為復(fù)雜，目前尚無國外技術(shù)可借鑒,?成為鹵水提鋰的技術(shù)瓶頸。吸附法具有選擇性高，可處理低濃度鹵水，可適應(yīng)清潔生產(chǎn)的特點，并且工藝簡單，回收率高，從經(jīng)濟和環(huán)保角度考慮比其他方法都有較大的優(yōu)勢,?特別適用于從低品位的海水或鹽湖水中提鋰。吸附法關(guān)鍵是尋找吸附選擇性好、循環(huán)利用率高的吸附劑，要求吸附劑的吸附鋰離子能力強，使用壽命長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于提取鋰離子的吸附劑及其制備方法，操作方便、安全，能耗低，所得吸附劑的吸附能力強，使用壽命長，又易于鋰離子吸附提取的實施。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種氧化錳吸附劑，其中，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計100~150份的含氧化錳的粉末以及25~30份的粘結(jié)劑組成。優(yōu)選地，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計120~140份的含氧化錳的粉末以及25~28份的粘結(jié)劑組成。所述的含氧化錳的粉末由重量比為1:1~1:3的含錳化合物和含鋰化合物組成。加入含鋰化合物主要是在吸附劑粉末材料中，形成錳酸鋰化合物。該氧化錳吸附劑的吸附作用是基于離子交換的原理，即吸附劑中的氫離子和鹵水中鋰離子進(jìn)行離子交換。本發(fā)明中含錳化合物和含鋰化合物的配比可以使其形成化合物，更加快速的進(jìn)行離子交換，也就可以提高吸附速度。粘結(jié)劑主要是起到支撐的作用，可以保證多次吸附，材料不破損，有利于工業(yè)生產(chǎn)，提高吸附劑的使用壽命。

上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的含錳化合物為二氧化錳、四氧化三錳、三氧化二錳、碳酸錳、草酸錳中的一種或多種的混合物。

上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的含鋰化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰中的一種或多種的混合物。

上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的粘結(jié)劑為酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一種或多種的混合物。

本發(fā)明還提供了一種制備上述的氧化錳吸附劑的方法，其中，所述的方法包含：

步驟1，將重量比為1:1~1:3的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，在空氣中的密閉容器內(nèi)加熱到100~200℃，維持該溫度24~48小時。

步驟2，將步驟1得到的均勻混合物冷卻到室溫，然后經(jīng)60℃~100℃干燥后，再在400~600℃下維持該溫度5~8小時得到含氧化錳的粉末；優(yōu)選地，可進(jìn)一步制得氧化錳粉末微球。

步驟3，按重量份數(shù)計取步驟2所得的含氧化錳的粉末100~150份與25~30份的粘接劑混合均勻。

步驟4，將步驟3所得的均勻混和物進(jìn)行擠壓或離心成型得到成型物。

步驟5，所述的成型物滴落到乙醇中或乙醇和去離子水的溶液中，得到所述的氧化錳吸附劑。

本發(fā)明提供的氧化錳吸附劑及其制備方法具有以下優(yōu)點：

該氧化錳吸附劑從鹽湖鹵水中吸附鋰離子的量為25~32?mg/g，鹵水中鋰離子的回收率可達(dá)82%~92%，即，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的吸附材料的吸附速率更快，吸附量更大，吸附提取效率更高，而且不需要多次吸附就可以達(dá)到很高的吸附量。吸附前后材料晶型不發(fā)生變化，吸附劑使用壽命長。本發(fā)明的制造過程簡單，制備方法易于實施，且所得產(chǎn)品無需干燥，更加簡單實用。反應(yīng)條件溫和、穩(wěn)定，操作方便、安全，能耗低，具有非常廣泛的工業(yè)化應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的含錳化合物和含鋰化合物的混合物初步加熱后的電鏡照片。

圖2為本發(fā)明的含氧化錳的粉末的電鏡照片。