[發(fā)明專利]用于鋰提取的多孔活化的氧化鋁基吸附劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480084536.4
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN107250049B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發(fā)明（設計）人: S·哈里森;C·V·K·沙爾瑪;M·S·康利
• 申請（專利權）人: 全美鋰有限責任公司
• 主分類號: C02F1/28
• 分類號: C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉強

本發(fā)明涉及用于通過在足以用鋰鹽注入三維結(jié)構(gòu)的多孔活化的氧化鋁的條件下使三維結(jié)構(gòu)的多孔活化的氧化鋁接觸鋰鹽來制備活化的氧化鋁鋰嵌層組合物的方法，以及使用活化的氧化鋁鋰嵌層組合物從包括鹽水的含鋰溶液中選擇性的提取并回收鋰的用途。

技術領域

本發(fā)明主要涉及從含鋰溶液中選擇性地除去并回收鋰的領域。更具體地，本發(fā)明涉及一種組合物、制備該組合物的方法、以及使用該組合物的方法，用于從含鋰離子的溶液(例如鹽水)中選擇性的除去并回收鋰離子，優(yōu)選不從溶液中除去其他離子。

背景技術

約75-80％的氯化鋰、碳酸鋰及其衍生物是由從鹽水中回收(經(jīng)常是通過自然的蒸發(fā)過程)的鋰制備的。本文描述的發(fā)明可以應用于這些及其它的這種鹽水源。

由于多種原因地熱鹽水目前非常熱門。首先，許多地熱鹽水可以用于提供電力來源，這是因為以下事實：熱地熱儲層以高壓存儲于地下，當釋放到大氣壓時，其能夠提供閃蒸蒸汽。閃蒸蒸汽可以用于例如運行發(fā)電廠。在一些地熱水和鹽水中，可以使用相關的二元過程加熱第二流體，其可以提供用于產(chǎn)生電的蒸汽，而不需要地熱鹽水閃蒸。最后，許多地熱鹽水含有溶解于其中的多種有用且有價值的元素，其可以回收并用于二次工藝。

已知取決于上述鹽水的來源，地熱鹽水經(jīng)常以不同濃度包括溶解于其中的多種金屬離子，特別是堿金屬和堿土金屬，以及某些過渡金屬如錳、鉛、銀和鋅。這些金屬的回收對化學和制藥工業(yè)可能是重要的。典型地，從組成上可能變化很大的天然鹽水中經(jīng)濟的回收金屬不僅取決于鹽水中合意的金屬的具體濃度，還取決于多種干擾離子的濃度，特別是二氧化硅，鈣和鎂的濃度，因為干擾離子的存在可以顯著地提高回收成本，由于必須采取額外的步驟以除去干擾離子。

由于鋰作為用于多種應用的元素已經(jīng)得到重視，例如用于電池和醫(yī)藥化合物，因此研究已經(jīng)集中在開發(fā)用于其回收的簡單且不昂貴的方法。例如，Burba之前開發(fā)了2層和3層鋁酸鋰用于從鹽水中回收鋰(請參看，例如U.S.Pat.Nos.4348295和4461714，通過參考引入其全文)。然而，采用填充柱用于回收的某些現(xiàn)有技術方法存在許多缺點，例如由于粒子的緩慢劣化和/或崩解導致的低效的鋰提取容量和縮短的壽命。

已知不同形式的氫氧化鋁(其可以以結(jié)晶、多晶、多形態(tài)(polymorphic)或無定形形式存在)和它們的嵌層化合物例如[LiX]₀-₁[Al(OH)₃]₂(其中X是陰離子)(以下稱為“鋁酸鋰嵌層”或“LAI”)能夠用于從鹽水中選擇性地回收鋰。在傳統(tǒng)的二維層狀結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁中，層狀結(jié)構(gòu)有助于層間陰離子的嵌入，而帶正電荷的鋰陽離子擴散到二維層結(jié)構(gòu)內(nèi)形成的六邊形空穴中，其容易容納鋰大小的離子。

雖然由二維形式的氫氧化鋁制備的組合物能夠用于從鹽水和其它含鋰溶液中提取鋰，但是目前存在對用于從含鋰鹽水中選擇性的回收鋰的改進的方法和組合物的需求，特別是易于合成、具有高的鋰提取容量、具有良好的長期物理穩(wěn)定性的組合物。

發(fā)明內(nèi)容

本文提供用于從含鋰溶液中選擇性的除去鋰的方法，所述含鋰溶液例如鹽水、地熱鹽水、鹽湖(鹽灘)鹽水、大陸鹽水，包括Smackover鹽水、油田鹽水和高離子強度溶液。本文也提供用于從上述各種含鋰溶液中回收鋰的吸附劑組合物和制備該吸附劑組合物的方法。