[發明專利]磁性微孔鋰吸附劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201811047604.6
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109078602B
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 郭敏;吳志堅;李權;劉忠;葛飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: B01J20/04
• 分類號: B01J20/04;B01J20/28;B01J20/30;C01D15/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 葉蕙;王鋒

本發明公開一種磁性微孔鋰吸附劑的制備方法，包括：以表面修飾劑對磁性材料進行表面修飾，獲得表面修飾后的磁性材料；將可溶性鋰鹽、可溶性鋁鹽及堿加入所述表面修飾后的磁性材料的醇分散液進行反應，從而制得磁性微孔鋰吸附劑。本發明通過控制可溶性鋰鹽的滴加速度和反應終點pH，可以較好的控制吸附劑的比表面積及孔徑分布，得到微孔鋰吸附劑；通過對磁性材料的表面修飾后，鋰吸附劑可以穩定的嫁接在磁性材料的表面，進而得到微孔磁性鋰吸附劑。該吸附劑具有磁性、便于吸附脫附過程的固液分離，且無需造粒，疏松多孔、比表面積大，靜態吸附容量和動態工作吸附容量優勢明顯。

技術領域

本發明涉及無機金屬離子選擇性分離技術領域，具體涉及一種磁性微孔鋰吸附劑及其制備方法與應用。

背景技術

鋰是目前已知最輕、半徑最小的銀白色堿金屬。鋰及其化合物有許多特有優良性能，用途廣泛，已廣泛應用于玻璃、陶瓷、潤滑、電子、冶金、醫藥、制冷、航空航天等行業和領域，被譽為“21世紀新能源”。

自然界的鋰資源主要賦存于海水、鹽湖鹵水、花崗偉晶巖礦床以及地熱水中，其中鹵水鋰資源占鋰資源總量的80％以上。在20世紀初，通過鋰輝石、鋰云母等偉晶巖礦石生產精鋰礦是一種主流途徑，但是自1938年美國從西爾斯鹽湖鹵水中獲得鋰鹽以來，鹽湖鹵水鋰資源開發逐漸形成了一個新的獨立的發展領域，鹽湖提鋰可降低提鋰成本。智利、阿根廷和中國等鹵水鋰資源國家已逐漸成為鋰資源的供應大國。我國是鋰資源大國，儲量位居世界前列。其中，青海和西藏的鹽湖鋰資源儲量占總儲量的85％以上。

目前從鹽湖鹵水中提鋰工藝技術主要有沉淀法、溶劑萃取法、吸附法、煅燒浸取法、碳化法、鹽析法等。碳酸鹽沉淀法是南美硫酸鹽型低鎂鋰比鹽湖礦產開發主要生產工藝，阿塔卡瑪鹽湖的開發就是利用該工藝；煅燒法是硫酸鹽型高鎂鋰比鹽湖提鋰主要方法，中國中信國安科技發展有限公司曾采用過類似工藝；吸附法基本原理是利用對鋰離子有選擇性吸附的吸附劑來吸附鋰離子，再將鋰離子洗脫下來，達到鋰離子與其他金屬離子分離的目的，適合從高鎂鋰比鹽湖鹵水中分離提取鋰離子。吸附法關鍵在于選擇性能優良的吸附劑，它要求吸附劑對鋰離子有很好的選擇性，以便于排除鹵水中大量共存堿金屬、堿土金屬離子干擾。此外還要求吸附劑吸附-解吸性能穩定，適合較大規模循環操作使用、制造方便、對環境友好等。

例如，CN104014308A公開了一種制備高性能鹵水提鋰吸附劑的方法及其制備的吸附劑，該方法用原位聚合合成法，將其活性氫氧化鋁粉體均勻分散于吸附樹脂孔道內，再與鋁鹽溶液反應，提高反應效率，確保吸附劑活性。該方法雖克服了粉末吸附劑流動性、滲透性差的缺點，但是并未涉及吸附劑的循環使用壽命，且工藝過程相對復雜。

又例如，CN1511964A公開了一種吸附劑從鹽湖鹵水中提取鋰的方法，適用于青海含鋰鹽湖鹵水和鹽田濃縮含鋰老鹵，其中針對鹽田日曬蒸發得含鋰濃縮鹵水，用鋁鹽型吸附劑吸附鋰離子，用水洗脫得洗脫液，洗脫液濃縮精制得到碳酸鋰或者氯化鋰。此方法在鹽湖鹵水體系中應用的缺陷在于：吸附劑若不再生處理，長期運行后鋁鹽鋰吸附劑的吸附性能下降明顯，該吸附劑合成方法步驟較多，相對繁瑣，制備Al(OH)₃后用含鋰溶液浸漬，印記效果優勢不明顯，且該方法合成的吸附劑靜態吸附容量和動態工作吸附容量相差較多，動態吸附的優勢不明顯。

現有技術中大部分吸附劑制備方法的技術路線多為：首先合成制備Al(OH)₃，然后用含鋰溶液浸漬，達到模板印記的效果，該法印記率不完全，所制備吸附劑吸附容量的優勢不明顯，制備步驟多、過程相對復雜。且吸附劑在比表面積、孔徑等方面的優勢不明顯。同時吸附劑為粉末狀，在吸附過程中流動性和滲透性差，若想在生產中應用，首先需要對粉末吸附劑進行造粒，而造粒過程中有機粘合劑等會堵塞吸附劑孔道，大大降低了吸附劑的吸附容量。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種磁性微孔鋰吸附劑及其制備方法與應用，以克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：