[發明專利]鋰錳氧化物型鋰吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201310214593.7
• 申請日: 2013-06-03
• 公開（公告）號: CN103272554A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 楊智;張麗芬;歐陽紅勇;熊雪良
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 趙洪;楊斌

技術領域

本發明涉及一種對鹽湖鹵水、地下鹵水和海水等含鋰溶液中的鋰離子具有高選擇性的鋰吸附劑制備方法，具體涉及一種鋰錳氧化物型鋰吸附劑的制備方法。?

背景技術

金屬鋰及其化合物被廣泛應用于玻璃、陶瓷、潤滑脂、冶金、醫藥等行業。我國鋰資源豐富，總儲量居世界第二位，其中鹵水礦資源占總儲量的79%。由于我國液態鋰資源中鋰的含量比較低，鎂鋰比高，因此開發一種適合從高鎂鋰比鹽湖鹵水等液態鋰資源中提取鋰的技術成為亟待解決的問題。

目前，從高鎂鋰比的鹽湖鹵水中提取鋰的方法大多沒有實現產業化，在眾多提取方法中，用吸附法提取高鎂鋰比鹽湖鹵水中的鋰是最具前景的方法之一。

錳系鋰吸附劑是當前國內外研究的熱點，而錳系鋰吸附劑前驅體中研究較多的主要有LiMn₂O₄、Li₄Mn₅O₁₂、LiMnO₂、Li_1.33Mn_1.67O₄和Li_1.6Mn_1.6O₄。鋰吸附劑前驅體Li_1.6Mn_1.6O₄通過酸洗脫鋰離子后得到的鋰吸附劑H_1.6Mn_1.6O₄是目前對液態鋰離子吸附容量最大的鋰吸附劑。相對于其它鋰錳氧化物鋰吸附劑，H_1.6Mn_1.6O₄具有較大的離子交換能力，其理論吸附容量達到10.5mmol/g，而且它只含有四價的錳，不會發生歧化反應從而具有較高的化學穩定性。但是H_1.6Mn_1.6O₄目前只能通過有限的幾種方法合成得到：溶膠-凝膠法、水熱法、回流法、兩段固相法。這些軟化學方法大多工藝流程長，操作復雜，且成本高，其中兩段固相法需要用惰性氣體保護，水熱法需要高壓設備，實現工業化困難。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種工藝流程簡單、成本低廉、操作簡便、且有利于實現工業化的鋰錳氧化物型鋰吸附劑的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為一種鋰錳氧化物型鋰吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將鋰源和錳源按照Li/Mn摩爾比為1～30∶1的比例加入含絡合劑和氧化劑的水溶液中，將所得混合液于20℃～100℃的溫度下恒溫攪拌1h～72h（即低溫液相合成法，先對錳進行銹蝕，再進行液相插鋰），得到中間產物LiMnO₂；

（2）將中間產物LiMnO₂在空氣氣氛下于300℃～1000℃焙燒1h～24h，得到鋰錳氧化物型鋰吸附劑前驅體Li_1.6Mn_1.6O₄；?

（3）用無機酸對鋰錳氧化物型鋰吸附劑前驅體Li_1.6Mn_1.6O₄進行洗脫，洗脫后經過濾、洗滌和干燥，得到鋰錳氧化物型鋰吸附劑H_1.6Mn_1.6O₄。

上述的方法中，所述鋰源優選氫氧化鋰、氯化鋰、碳酸鋰、醋酸鋰和硝酸鋰中的一種或幾種的混合。

上述的方法中，所述錳源優選金屬錳粉、氧化亞錳、二氧化錳、三氧化二錳、四氧化三錳、氫氧化錳、氯化錳、硫酸錳和硝酸錳中的一種或幾種的混合。

上述的方法中，所述水溶液與錳源的液固比（單位mL/g）為1～100∶1。

上述的方法中，所述絡合劑優選氯化銨、硫酸銨、草酸銨、乙酸銨、氨氣、氨水中的一種或幾種的混合；所述氧化劑優選空氣、氧氣、雙氧水、高錳酸鉀中的一種或幾種的混合。

上述的方法中，所述絡合劑的銨根離子濃度優選0.01mol/L～2mol/L。

上述的方法中，所述無機酸優選鹽酸、硫酸或硝酸，所述無機酸的濃度優選0.1mol/L～2mol/L。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

（1）本發明的方法中所用錳源和鋰源價格相對低廉，降低了成本，本發明是在常壓低溫下合成目標產品，對合成條件要求不高，不需要高壓條件以及惰性氣體保護，且工藝流程少，操作簡單方便，合成過程對環境沒有影響，容易實現產業化；