[發明專利]一種提取廢水中鋰的吸附劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710262183.8
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107011447B
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 李征征;趙君風;劉明星;王強;田吉平
• 申請（專利權）人: 江門市長優實業有限公司
• 主分類號: C08B3/14
• 分類號: C08B3/14;B01J20/24;C02F1/28
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 江側燕

本發明公開了一種提取廢水中鋰的吸附劑及其制備方法，所述吸附劑是通過以下步驟制成：(1)將1?溴?n?氯烷烴和直鏈型β?二酮加入到溶劑中，混合均勻，得到混合液A；(2)向混合液A中加入催化劑，在0?5℃下攪拌反應5?6h，生成氯代β?二酮化合物，備用；(3)將纖維素和甲醇鈉加入到無水乙醇中，混勻，得到混合物B，(4)將所述氯代β?二酮化合物加入到混合物B中，在50?65℃下攪拌2?3小時，過濾，得到粗產物；(5)用乙醚洗滌粗產物，干燥，得到本發明的吸附劑；本發明吸附劑含有大量的羥基，具有較好的親水性，以及多孔和比表面積大、選擇性高、無毒、無害等特點。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，尤其涉及一種提取廢水中鋰的吸附劑及其制備方法。

背景技術

鋰是最輕的堿金屬元素，在地殼中的含量約為6×10^-3％。鋰是非常活潑的金屬，其僅以化合物的形式存在于自然界中，主要分為固態鋰礦石和液態鋰資源(鹽湖鹵水和海水鋰資源)兩種，其中鹽湖鹵水鋰資源占有絕對的優勢，約占世界已發現鋰資源的91％。目前，生產鋰的方法包括鋰礦石冶煉和鹽湖提取鋰。

鹽湖中的鋰濃度低，提取過程中需占用大量的土地面積，且對周邊環境和氣候要求高，主要利用日曬蒸發濃縮，再經過一系列步驟以除去鎂、鈣、硼等雜質，最后加碳酸鹽沉淀，得到產品碳酸鋰。

關于回收鋰的研究，工業中，除了蒸發濃縮-沉淀提鋰法，還有離子篩吸附劑，萃取法等。

在萃取體系中，β-二酮類螯合劑是最常用的萃取劑之一，其萃取鋰時具有高選擇性，特別是鈉中提鋰方面研究較多，其中以氟代β-二酮效果最佳。β-二酮是酮類中較特殊的一種，在β-二酮中存在酮式和烯醇式的互變異構平衡。萃取時Li⁺以sp³雜化軌道與β-二酮的羥基或羰基結合，形成具有一定共價化學鍵的較穩定的螯合結構。因此，這類化合物對Li⁺具有較高的分配系數，萃取效果較好。β-二酮類的異構平衡以及其與Li⁺形成的螯合劑如下所示：

盡管β-二酮類螯合劑萃取鋰的選擇性高，但是它們都具有水溶性高，萃取劑難分離的缺點，而且β-二酮類螯合劑價格較為昂貴，而且隨水相流失的部分難以回收，導致成本增加以及二次環境污染。同時，這些有機試劑對人體還具有一定的毒性。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種提取廢水中鋰的吸附劑及其制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種提取廢水中鋰的吸附劑，所述吸附劑為β-二酮改性的纖維素，其中所述β-二酮改性的纖維素通過以下按重量份計的原料制成：

優選地，所述1-溴-n-氯烷烴為直鏈型，n為碳鏈的長度，且3≤n≤7。

優選地，所述直鏈型β-二酮為乙酰丙酮、乙酰丁酮或乙酰戊酮。

優選地，所述的溶劑為二甲基甲酰胺(DMF)。

優選地，所述催化劑為叔丁醇鉀。

上述β-二酮改性的纖維素的制備方法，包括以下步驟：

(1)將1-溴-n-氯烷烴和直鏈型β-二酮加入到溶劑中，混合均勻，得到混合液A；

(2)向混合液A中加入催化劑，在0-5℃下攪拌反應5-6h，生成氯代β-二酮化合物，備用；

(3)將纖維素和甲醇鈉加入到無水乙醇中，混勻，得到混合物B，

(4)將所述氯代β-二酮化合物加入到混合物B中，在50-65℃下攪拌2-3小時，過濾，得到粗產物；