本发明专利技术涉及一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：S1：将可溶性钴盐、可溶性锂盐、可溶性铝盐以及尿素溶解在溶剂中，得到混合溶液。S2：将混合溶液加热，得到的产物经过洗涤、干燥后，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末。S3：经过造粒，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂。本发明专利技术通过钴的掺杂，使钴离子取代了部分铝系锂吸附剂中铝离子的位置，使得铝系锂吸附剂的内部结构更加稳定，电荷平衡，同时并未占据铝系锂吸附剂中锂的活性位点，保证了吸附剂具有较高的吸附容量，还进一步降低了溶损，并且具有更长的循环寿命，耐久性能大大提升。耐久性能大大提升。耐久性能大大提升。
【技术实现步骤摘要】
一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法
[0001]本专利技术涉及锂吸附剂的改良与制备
，具体涉及一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法。
技术介绍
[0002]锂是一种用途广泛的金属元素，近年来，随着全球资源与环境问题的日益突出，锂作为新世纪绿色能源的重要材料之一，其开发应用广受关注，应用于化学电源、轻质合金、冶金、能源化工等众多领域中。我国锂资源丰富，尤其是卤水锂资源。国内卤水锂资源主要集中分布在湖北、新疆、青海、西藏等中部和西部地区，其储量约占全国总储量的89.8％，这就使我国锂资源的研究逐渐从传统矿石提锂转向盐湖卤水等液态锂资源的开发利用上，并且目前液态锂资源的开发具有良好的资源条件和开发前景。
[0003]目前，我国主要的盐湖提锂技术包括蒸发浓缩沉淀法、煅烧浸取法、溶剂萃取法、膜分离法、盐析法、吸附法等。其中膜分离法虽然工艺较为简单，效果较好，但是膜的成本较高、膜中毒较为严重、使用寿命较短。盐析法容易腐蚀设备，锂的回收率较低，因此应用于实际的盐湖卤水体系较为困难。上述技术虽然已经应用于生产中，但是普遍存在资源浪费、成本高、能耗大以及有造成二次污染的问题。因此，提高锂的收率以及开发高效、环保、低成本的提锂技术，具有十分重要的意义。
[0004]吸附法中常见的可用于盐湖卤水提锂的锂吸附剂主要有锰系离子筛、钛系离子筛和锂铝层状吸附剂。其中锰系、钛系离子筛具有高吸附容量和超高选择性，但其脱嵌和解吸离不开酸洗，酸洗又会造成溶损、内部结构崩塌，使得吸附剂无法多次循环使用，限制了其应用。铝系锂吸附剂表达式一般为“LiCl
·
mAl(OH)3·
nH2O”(Li/Al
‑
LDHs)，是将LiCl插入到无定形Al(OH)3层中，Li
+
进入到了Al
‑
O八面体空穴当中，脱嵌部分Li
+
后，具有记忆效应和空间位阻效应，从而实现盐湖卤水中Li+的高选择性吸附，仅通过水洗就可实现吸附剂的再生。
[0005]但是，目前的铝系锂吸附剂仍存在吸附容量低、溶损高、循环寿命短的问题。
[0006]因此，需要提供一种具有较高吸附容量，溶损低，耐久性高的锂吸附剂。
技术实现思路
[0007](一)要解决的技术问题
[0008]为了解决现有技术中存在的铝系锂吸附剂的吸附容量低、溶损高、循环寿命短的问题，本专利技术提供一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法。
[0009](二)技术方案
[0010]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0011]一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0012]S1：将可溶性钴盐、可溶性锂盐、可溶性铝盐以及尿素溶解在溶剂中，得到混合溶液；
[0013]S2：将混合溶液加热，得到的产物经过洗涤、干燥后，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末；
[0014]S3：对钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末进行造粒，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂。
[0015]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S1中，所述可溶性钴盐为氯化钴、硫酸钴或者硝酸钴中的一种；所述可溶性锂盐为氯化锂、硫酸锂或者硝酸锂中的一种；所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝或者六水合氯化铝中的一种；
[0016]所述可溶性钴盐的阴离子、所述可溶性锂盐的阴离子以及所述可溶性铝盐的阴离子保持一致。
[0017]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S1中，所述可溶性钴盐、所述可溶性锂盐、所述可溶性铝盐以及所述尿素中，锂元素与铝元素的摩尔比为1:1
‑
5:1，铝元素与尿素的摩尔比为4:1
‑
10:1；
[0018]以质量百分比计，所述可溶性钴盐为所述可溶性锂盐以及所述可溶性铝盐总质量的3％
‑
8％。
[0019]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S1中，所述可溶性钴盐、所述可溶性锂盐、所述可溶性铝盐以及所述尿素中，锂元素与铝元素的摩尔比为3:1，铝元素与尿素的摩尔比为10:1；
[0020]以质量百分比计，所述可溶性钴盐为所述可溶性锂盐以及所述可溶性铝盐总质量的5％。
[0021]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S1中，溶剂为去离子水。
[0022]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S2中，将混合溶液加热回流，加热温度为90
‑
120℃，加热时长为2
‑
8h，回流的冷凝液温度为1
‑
5℃。
[0023]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S2中，产物经过洗涤后，在40
‑
50℃下干燥6h
‑
12h，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末。
[0024]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，步骤S3中，利用反溶剂法对钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末进行造粒，将N
‑
甲基吡咯烷酮、聚氯乙烯以及钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末按照1
‑
3:0.5
‑
1.5:4
‑
6的摩尔比混合均匀，然后以恒速加入去离子水中，成球后得到钴掺杂的铝系锂吸附剂。
[0025]如上所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，优选地，N
‑
甲基吡咯烷酮、聚氯乙烯以及钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末的摩尔比为2:1:5。
[0026](三)有益效果
[0027]本专利技术通过钴的掺杂，使钴离子取代了部分铝系锂吸附剂中铝离子的位置，使得铝系锂吸附剂的内部结构更加稳定，电荷平衡，同时并未占据铝系锂吸附剂中锂的活性位点，保证了吸附剂具有较高的吸附容量。本专利技术制备得到的钴掺杂的铝系锂吸附剂，除具有较高的吸附容量，还进一步降低了溶损，并且具有更长的循环寿命，耐久性能大大提升。此外，本专利技术的制备方法简单易操作，能够进行大批量工艺生产，具有广泛的应用前景。
附图说明
[0028]图1为实施例1制备得到钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末的XRD谱图；
[0029]图2a以及图2b分别为实施例1中钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末以及钴掺杂的铝系锂吸附剂的实物图；
[0030]图3为实施例1制备得到钴掺杂的铝系锂吸附剂的循环次数图；
[0031]图4为实施例1制备得到钴掺杂的铝系锂吸附剂的吸附量图；
[0032]图5为实施例1制备得到钴掺杂的铝系锂吸附剂对锂的吸附选择性能图。
具体实施方式
[0033]为了更好的解释本专利技术，以便于理解，下面结合具体实施方式，对本专利技术作详细描述。
[0034]本专利技术提供一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
[0035]S1：将可溶性钴盐、可溶性锂盐、可溶性铝盐以及尿素溶解在溶剂中，得到混合溶液。
[0036]S2：将混合溶液加热，得到的产本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将可溶性钴盐、可溶性锂盐、可溶性铝盐以及尿素溶解在溶剂中，得到混合溶液；S2：将混合溶液加热，得到的产物经过洗涤、干燥后，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末；S3：对钴掺杂的铝系锂吸附剂粉末进行造粒，得到钴掺杂的铝系锂吸附剂。2.根据权利要求1所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述可溶性钴盐为氯化钴、硫酸钴或者硝酸钴中的一种；所述可溶性锂盐为氯化锂、硫酸锂或者硝酸锂中的一种；所述可溶性铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝或者六水合氯化铝中的一种；所述可溶性钴盐的阴离子、所述可溶性锂盐的阴离子以及所述可溶性铝盐的阴离子保持一致。3.根据权利要求1所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述可溶性钴盐、所述可溶性锂盐、所述可溶性铝盐以及所述尿素中，锂元素与铝元素的摩尔比为1:1
‑
5:1，铝元素与尿素的摩尔比为4:1
‑
10:1；以质量百分比计，所述可溶性钴盐为所述可溶性锂盐以及所述可溶性铝盐总质量的3％
‑
8％。4.根据权利要求3所述的钴掺杂的铝系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述可溶性钴盐、所述可溶性锂盐、所述可溶性铝盐以及所述尿素中，锂元素与铝元素的摩尔比为3:1，铝元素与尿素的摩尔比为10:1；以质量百分比...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙哲，吴怡敏，孙松，张云英，阿斯古丽，
申请(专利权)人：新疆有色金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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