[發(fā)明專利]鋰離子吸附柱及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510277922.1
• 申請日: 2015-05-22
• 公開（公告）號: CN104928471B
• 公開（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張全有;李杰;賈永忠;張麗芬;孫進(jìn)賀;景燕;謝紹雷;姚穎
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青海鹽湖研究所;浙江晶泉水處理設(shè)備有限公司
• 主分類號: C22B3/24
• 分類號: C22B3/24;C22B26/12;B01D15/10
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，涉及一種鋰離子吸附柱及其制備方法。

背景技術(shù)

金屬鋰具有很強(qiáng)的化學(xué)活性，其單質(zhì)或化合物因獨特的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于冶金、陶瓷、電池材料、核工業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中，鋰是具有重要意義的戰(zhàn)略資源。

鋰在自然界中的賦存形式有固體和液體兩種。固體鋰礦藏主要為鋰輝石、鋰云母等偉晶巖礦；液體鋰礦主要以鋰離子形式存在于鹽湖鹵水、海水、地?zé)崴坝吞锼小娜虻拈_發(fā)和生產(chǎn)狀況看，80％的鋰產(chǎn)品來源于液體鋰資源，鹵水提鋰成為鋰工業(yè)的發(fā)展主流。我國提鋰的熱點集中在西部的鹽湖，提鋰方法主要有沉淀法、煅燒法、碳化法、溶劑萃取法及吸附法等，其中離子吸附法是從低鋰濃度鹵水提鋰的最有效方法。

目前合成的單一鋰離子特效吸附劑呈粉末狀態(tài)，而其與有機(jī)聚合物制成的復(fù)合吸附劑呈小顆粒狀態(tài)；在裝填成固定床層進(jìn)行吸附-脫附過程中，前者粒徑細(xì)小，流動性和滲透性差，后者又在鹵水和洗脫液的循環(huán)作用下容易發(fā)生粉化，固定床層阻力增大，給提鋰工業(yè)化帶來困難。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種鋰離子吸附柱及其制備方法，該鋰離子吸附柱在從含鋰鹵水中吸附鋰離子時，具有吸附量高、吸附速率快等特點。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種鋰離子吸附柱，包括由熱塑性聚合物纖維纏結(jié)形成的柱體，所述柱體中粘結(jié)有鋰離子吸附劑；其中，所述鋰離子吸附劑由鋰離子吸附前驅(qū)體洗脫鋰離子后得到。

進(jìn)一步地，所述柱體上還加裝有網(wǎng)格架，以增加所述柱體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐壓性能。

進(jìn)一步地，所述鋰離子吸附前驅(qū)體與所述熱塑性聚合物的質(zhì)量比為0.2～1:1。

進(jìn)一步地，所述鋰離子吸附劑前驅(qū)體選自LiMn₂O₄、Li₄Mn₅O₁₂、Li_1.6Mn_1.6O₄、Li₂Ti₃O₇、Li₄Ti₅O₁₂、LiAlO₂中的任意一種。

進(jìn)一步地，所述熱塑性聚合物材料選自聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的任意一種。

進(jìn)一步地，所述柱體呈現(xiàn)中空柱狀。

本發(fā)明的另一目的還在于提供一種上述鋰離子吸附柱的制備方法，包括步驟：A、加熱熔融熱塑性聚合物，并經(jīng)噴絲形成熱塑性聚合物纖維；B、向所述熱塑性聚合物纖維表面噴灑鋰離子吸附前驅(qū)體，同時牽引所述熱塑性聚合物纖維，使所述鋰離子吸附前驅(qū)體粘結(jié)于由所述熱塑性聚合物纖維纏結(jié)形成的柱體中；C、所述柱體經(jīng)冷卻、洗脫鋰離子、洗滌、干燥得到鋰離子吸附柱。

進(jìn)一步地，所述鋰離子吸附前驅(qū)體的質(zhì)量與所述熱塑性聚合物的質(zhì)量比為0.2～1:1。

進(jìn)一步地，在所述步驟A中，所述熱塑性聚合物的加熱熔融溫度為160℃～400℃。

進(jìn)一步地，在進(jìn)行所述步驟C之前，所述制備方法還包括步驟：在所述柱體上加裝網(wǎng)格架，以增加所述柱體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐壓性能。

進(jìn)一步地，所述步驟C的具體方法為：將冷卻后的所述柱體在20℃～80℃下浸泡在0.01mol/L～1mol/L的洗脫液中1h～40h后，再經(jīng)洗滌、于50℃～80℃下干燥1h～4h得到所述鋰離子吸附柱；其中，所述洗脫液選自鹽酸、硝酸、硫酸或硫酸銨水溶液中的任意一種。

進(jìn)一步地，所述熱塑性聚合物選自聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物中的任意一種。

進(jìn)一步地，所述鋰離子吸附前驅(qū)體選自LiMn₂O₄、Li₄Mn₅O₁₂、Li_1.6Mn_1.6O₄、Li₂Ti₃O₇、Li₄Ti₅O₁₂、LiAlO₂中的任意一種。