[發明專利]一種提鋰吸附劑的成型方法

在審

• 申請號: 201810345913.5
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108636341A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 王海燕;崔群;顧冬雷;孫文君
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/28;B01J20/30;C22B26/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;袁正英

本發明涉及一種提鋰吸附劑的成型方法。其特征在于使用鈦型鋰離子篩或者錳型鋰離子篩作為吸附劑原粉，將聚合物溶于有機溶劑制成粘結劑，采用轉動成型法對吸附劑原粉進行成球。本方法制備工藝簡單，可大大減少成型吸附劑中聚合物的含量，節約成本、吸附速率快、吸附性能穩定。

技術領域

本發明涉及一種提鋰吸附劑的成型方法。

背景技術

鋰及其化合物被廣泛地運用到玻璃、陶瓷、醫藥、航空和電池等領域。電動汽車的發展使得可充電的鋰電池備受關注。鋰主要來源于鋰輝石、海水和鹵水，其中，鹵水中鋰儲量約占鋰資源總量的66％，因此對液態鋰資源的開發是現在鋰資源開采的趨勢。

吸附法可選擇性從鹵水中吸附提鋰，不受到其Mg/Li限制，工藝過程無污染，受到廣泛關注。吸附提鋰的技術關鍵在于吸附劑的吸附選擇性和穩定性。常見的提鋰吸附劑主要有鋰離子交換樹脂、鋁鹽吸附劑、錳基鋰離子篩和鈦基鋰離子篩等。相對于離子交換樹脂和鋁鹽吸附劑，錳型鋰離子篩和鈦型鋰離子篩對鋰離子吸附快、且吸附容量較高。

粉狀的錳型鋰離子篩和鈦型鋰離子篩吸附劑由于流動性差、回收困難，制約著其在工業上的實際運用。對于錳型鋰離子篩和鈦型鋰離子篩，常見的成型方法主要是采用反溶劑法對提鋰吸附劑進行造粒或制膜成型，但是成型過程中由于粘合劑的添加量較高，制得的成型吸附劑的吸附量會出現明顯的下降。

發明內容

本發明的目的是為了改進現有技術的不足而提供一種提鋰吸附劑的成型方法，本方法工藝簡單，可減少粘合劑的添加量，制得的成型吸附劑具有吸附量高、吸附速率快、吸附選擇性高、吸附穩定性好的特點。

本發明的技術方案為：一種提鋰吸附劑的成型方法，其特征在于，使用鈦型鋰離子篩或者錳型鋰離子篩作為吸附劑原粉，在60℃～80℃下，將聚合物溶于有機溶劑制成粘結劑，冷卻(一般常溫在30℃下)，以甘油或者石墨粉作為潤滑劑，將粘結劑和潤滑劑分別添加到離子篩原粉中并混合均勻，采用轉動成型法對混合物進行成球；將成球后的提鋰吸附劑干燥去除有機溶劑，得到提鋰吸附劑。

優選所述的鈦型鋰離子篩為H₂TiO₃，所采用的錳型鋰離子篩為H_1.33Mn_1.67O₄或H_1.66Mn_1.66O₄。

優選所述的聚合物為聚氯乙烯、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯。優選所述的有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亞砜。優選粘結劑中聚合物的質量分數為1％～13％。

將粘結劑和潤滑劑分別添加到離子篩原粉中，控制有機溶劑與離子篩原粉的質量比優選為0.07～1.32，潤滑劑與離子篩原粉的質量比優選為0.01～0.12。

優選所述的干燥溫度為40℃～80℃，干燥時間為1h～10h。

優選本發明所制得的提鋰吸附劑的粒徑為1mm～4mm。將干燥后的成球吸附劑用于吸附模擬鹵水中鋰離子，其鋰吸附量可達到20mg/g～40mg/g，且吸附選擇性和穩定性良好。

成球的吸附劑吸附鋰離子后采用無機酸酸洗脫附，脫附后的吸附劑可重復使用。

本方法還提供了一種上述成球吸附劑在含鋰溶液中吸附提鋰的運用。其中，所述的含鋰溶液可為鹵水或海水，也可為模擬配制的含鋰溶液。所述的液態鋰資源中，鋰離子含量為40mg/L～800mg/L。所述的成球吸附劑與液態鋰溶液的固液比為1g/L～4g/L。所述的成球吸附劑在液態鋰溶液中的吸附溫度為20℃～50℃。所述的成球吸附劑在液態鋰溶液中的吸附時間為8h～24h，將成球吸附劑用于吸附不同鋰含量的溶液，其鋰吸附量可達到20mg/g～42mg/g，且穩定性良好，對其他金屬離子基本不存在吸附現象。

本發明所用試劑和原料均市售可得。