盐湖提锂用吸附剂及其制备方法技术

一种盐湖提锂用吸附剂及其制备方法，属于原料提纯技术领域。该盐湖提锂用吸附剂的制备方法包括以下步骤：S1，向钛盐溶液中加入氢氧化锂制得偏钛酸锂前驱体，焙烧偏钛酸锂前驱体得到偏钛酸锂粉体；S2，将聚合物单体、交联剂和致孔剂混合，得到油相溶液，然后加入引发剂反应，之后向其中加入偏钛酸锂粉体，得到混合物；S3，向去离子水中加入分散剂和NaCl制得水相溶液；将水相溶液加入步骤S2制得的混合物中，使油相在水相中分散成油珠，然后升温反应，最后，冷却、水洗，得到负载有偏钛酸锂的吸附剂载体；S4，将吸附剂载体浸入洗脱剂中，洗脱锂离子，再用去离子水清洗，得到盐湖提锂用吸附剂。本发明专利技术对锂离子吸附选择性好，吸附容量高。吸附容量高。吸附容量高。

【技术实现步骤摘要】
盐湖提锂用吸附剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及的是一种原料提纯领域的技术，具体是一种盐湖提锂用吸附剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着新能源电动汽车推广普及，对锂离子电池的需求不断攀升，并带动锂离子电池的核心材料锂价格地上涨。目前，主流新能源电动汽车主要以锂离子电池作为驱动电池。锂是生产二次锂离子电池的必不可少的原料(包括正极材料和电解质)。因此，充足的锂资源对于新能源电动汽车产业的发展就显得至关重要。
[0003]鉴于锂资源的分散性,以及锂资源结构的变化和卤水提锂的成本优势,使得目前提锂技术研究与应用主要在盐湖卤水提锂方面。吸附法能从高镁锂比的盐湖卤水中提取锂,因此具有很好的发展前景。根据吸附剂的性质可将其分为有机离子交换吸附剂和无机离子交换吸附剂。有机离子交换树脂对锂的选择性低，而无机离子吸附剂对锂有较高的选择性，可实现从稀溶液中选择性吸附锂。目前常用的无机离子交换吸附剂主要有：无定型氢氧化物吸附剂、离子筛型氧化物吸附剂、层状吸附剂、复合锑酸盐吸附剂和铝盐吸附剂。
[0004]其中，中国专利技术专利申请号申请号201410353274.9公开了一种吸附法提取盐湖卤水中锂的方法，包括下述步骤：在卤水中加入吸附剂，卤水中的锂离子吸附在吸附剂上；再经过陶瓷膜处理，将吸附剂截留在浓缩液里，浓缩液再经板框压滤得到吸附剂滤饼，去除卤水中的大部分杂质和水，滤饼经水洗和洗脱剂解吸，得到解吸液，解吸液经弱酸型阳离子交换树脂去除解吸液中的镁，再经反渗透膜浓缩，得到制备碳酸锂的精制锂溶液。该方法具有工艺简单，操作容易，吸附剂利用效率高，提锂工艺周期短，制得高含量精制锂溶液的优点。
[0005]中国专利技术专利申请CN02145583.X公开了一种吸附法从盐湖卤水中提取锂的方法，中国专利技术专利申请CN201010290231.2公开了一种树脂吸附法从盐湖卤水中提取锂的方法，上述两种方法包括树脂吸附、洗脱和精制过程，且均具有耗费化工原料少、工艺简单、操作容易、对环境无污染等优点。但是上述两种吸附方法均是将吸附剂填充在固定床吸附器中，导致吸附周期较长，降低了吸附效率。
[0006]从现有技术来看，目前合成的提锂吸附剂主要存在生产成本高、溶损率高、吸附容量低、选择性差、吸附周期长等问题，也严重地影响了其在盐湖卤水方面地规模化应用。
[0007]为了解决现有技术存在的上述问题，本专利技术由此而来。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对现有技术存在的上述不足，提出了一种盐湖提锂用吸附剂及其制备方法，对锂离子吸附选择性好，吸附容量高。
[0009]本专利技术涉及一种盐湖提锂用吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010]S1，向钛盐溶液中加入氢氧化锂，使得溶液pH值为9
‑
10，在60
‑
70℃条件下反应2
‑
3h，过滤、洗涤、烘干，得到偏钛酸锂前驱体；将偏钛酸锂前驱体转移至马弗炉中，在一定温
度条件下焙烧2
‑
3h，冷却后，得到偏钛酸锂粉体；
[0011]S2，将聚合物单体、交联剂和致孔剂按一定重量比例混合，得到油相溶液，然后加入引发剂，室温下搅拌至完全溶解，之后向其中加入步骤S1制得的偏钛酸锂粉体，得到混合物；
[0012]S3，向去离子水中加入分散剂和盐析剂，在室温下，搅拌至完全溶解，得到水相溶液；按照水相溶液与混合物重量比1：3～2：3的比例，将水相溶液加入步骤S2制得的混合物中，通过搅拌，使油相在水相中分散成粒径0.3
‑
1.2mm的油珠，然后升温反应，最后，冷却、水洗，得到负载有偏钛酸锂的吸附剂载体；
[0013]S4，将步骤S3制得的负载有偏钛酸锂的吸附剂载体浸入洗脱剂中，使吸附剂载体中的锂离子被洗脱出来，再用去离子水清洗，得到盐湖提锂用吸附剂，高分子基钛系锂离子筛。
[0014]优选地，步骤S1中，控制钛盐与氢氧化锂的投料摩尔比为1:(0.6
‑
0.8)；钛盐为硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛、硝酸钛中至少一种；钛盐溶液中钛的浓度为1.0
‑
2.5mol/L。
[0015]优选地，步骤S1中，焙烧温度为200
‑
400℃，偏钛酸锂粉体为Li4Ti5O
12
和/或Li2TiO3。
[0016]优选地，步骤S2中，聚合物单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯中至少一种；交联剂为二乙烯基苯、衣康酸烯丙酯、双甲基丙烯酸二乙二醇酯、甲基丙烯酸烯丙酯、三聚异氰酸烯丙酯中至少一种；引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈中至少一种；致孔剂为甲苯、异辛烷、航空汽油、正庚烷中至少一种。
[0017]进一步优选地，聚合物单体与交联剂的重量比例为1:3
‑
3:1，聚合物单体与交联剂两者与致孔剂的重量比例为2:1
‑
1:2，引发剂加入量为油相溶液重量的0.1％
‑
2％。
[0018]优选地，步骤S3中，分散剂的重量比例为0.5％
‑
3.0％，NaCl的重量比例为5％
‑
15％；分散剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素中至少一种。
[0019]步骤S3中，升温反应包括两个阶段，第一阶段升温至50
‑
70℃，反应2
‑
6h；第二阶段升温至80
‑
95℃，反应4
‑
10h。
[0020]优选地，步骤S4中，洗脱剂为盐酸溶液、硫酸溶液、硝酸溶液中至少一种，洗脱剂中氢离子浓度为5
‑
15wt％，洗脱时间为1
‑
10h。技术效果
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有如下技术效果：
[0022]1)通过原位聚合法，将钛系锂离子筛型氧化物杂化到高分子材料的孔道内，再洗脱锂离子，制备成锂离子筛，用于盐湖卤水提锂吸附；制备工艺简单、对环境无污染；
[0023]2)应用于盐湖卤水提锂时，对锂离子选择性好、溶损率低、吸附容量高、吸附周期短。
附图说明
[0024]图1为本专利技术实施例的工艺路线图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图及具体实施方式对本专利技术进行详细描述。实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件进行。实施例1
[0026]如图1所示，本实施例制备盐湖提锂用吸附剂的过程如下：
[0027]一、制备制备偏钛酸锂粉体；
[0028]向1mol/L硫酸氧钛溶液中加入氢氧化锂，使得溶液pH值为9
‑
10，在70℃条件下反应3h，过滤、洗涤、烘干，得到偏钛酸锂前驱体；将偏钛酸锂前驱体转移至马弗炉中，在300℃条件下焙烧2
‑
3h，冷却后，得到偏钛酸锂粉体；
[0029]二、制备负载偏钛酸锂的吸附剂载体；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盐湖提锂用吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，向钛盐溶液中加入氢氧化锂，使得溶液pH值为9
‑
10，在60
‑
70℃条件下反应2
‑
3h，过滤、洗涤、烘干，得到偏钛酸锂前驱体；将偏钛酸锂前驱体转移至马弗炉中，在一定温度条件下焙烧2
‑
3h，冷却后，得到偏钛酸锂粉体；S2，将聚合物单体、交联剂和致孔剂按一定重量比例混合，得到油相溶液，然后加入引发剂，室温下搅拌至完全溶解，之后向其中加入步骤S1制得的偏钛酸锂粉体，得到混合物；S3，向去离子水中加入分散剂和盐析剂，在室温下，搅拌至完全溶解，得到水相溶液；按照水相溶液与混合物重量比1：3～2：3的比例，将水相溶液加入步骤S2制得的混合物中，通过搅拌，使油相在水相中分散成粒径0.3
‑
1.2mm的油珠，然后升温反应，最后，冷却、水洗，得到负载有偏钛酸锂的吸附剂载体；S4，将步骤S3制得的负载有偏钛酸锂的吸附剂载体浸入洗脱剂中，使吸附剂载体中的锂离子被洗脱出来，再用去离子水清洗，得到盐湖提锂用吸附剂，高分子基钛系锂离子筛。2.根据权利要求1所述盐湖提锂用吸附剂的制备方法，其特征是，步骤S1中，控制钛盐与氢氧化锂的投料摩尔比为1:(0.6
‑
0.8)；钛盐为硫酸钛、硫酸氧钛、四氯化钛、硝酸钛中至少一种；钛盐溶液中钛的浓度为1.0
‑
2.5mol/L。3.根据权利要求1所述盐湖提锂用吸附剂的制备方法，其特征是，步骤S1中，焙烧温度为200
‑
400℃，偏钛酸锂粉体为Li4Ti5O
12
和/或Li2TiO3。4.根据权利要求1所述盐湖提锂用吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡建国，石洪雁，胡银龙，
申请(专利权)人：江苏海普功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：