一种钠改型沸石吸附剂、降低富锂液中钠离子浓度的方法技术

本发明专利技术属于吸附材料技术领域，具体涉及一种钠改型沸石吸附剂、降低富锂液中钠离子浓度的方法。本发明专利技术提供的钠改型沸石吸附剂，方沸石经过饱和硫酸钠改型处理后，可在不同温度、不同pH值条件下对富锂液中的锂离子和钠离子表现出不同的吸附选择性，从而可实现以低能耗、可循环的工艺不断从高钠高锂溶液中除去钠离子。富锂液中的锂钠比可提高至2.5：1甚至3:1，后续浓缩结晶沉锂工艺变得非常简单。后续浓缩结晶沉锂工艺变得非常简单。后续浓缩结晶沉锂工艺变得非常简单。

【技术实现步骤摘要】
一种钠改型沸石吸附剂、降低富锂液中钠离子浓度的方法


[0001]本专利技术属于吸附材料
，具体涉及一种钠改型沸石吸附剂、降低富锂液中钠离子浓度的方法。

技术介绍

[0002]锂及锂盐可广泛应用于能源、冶金、化工等领域，锂是支持新能源汽车产业发展不可或缺的原料。
[0003]盐湖卤水中的锂储量占总锂储量的70％以上，加之盐湖卤水提锂的工艺相对简单、成本相对较低，因此，盐湖卤水提锂已成为行业最主要的开采方式。盐湖卤水提锂工艺通常包括萃取法、离子交换吸附法、电渗析法、电脱嵌法等，由于卤水中锂含量占比极低，因而对盐湖卤水的提纯过程是必不可少的工序。
[0004]锂离子筛吸附技术是一种低成本且环保高效，可快速扩产的盐湖卤水提锂技术。在锂离子筛从盐湖卤水中吸附锂离子后，需通过解析工艺将所吸附的锂离子解析至解析液中。解析液经浓缩后加入氢氧化钠调节pH至12以上，可滤去钙镁离子，此时的富锂液主要含锂离子、钠离子(调节pH时大量加入)、硫酸根离子。而钠离子的大量存在导致富锂液进一步浓缩难度大，能耗高，同时也会影响最终结晶沉锂的效果。
[0005]现有技术中，硫酸体系富锂液的钠离子可以通过冷冻后芒硝结晶去除，但能耗较高且在固液分离时会造成部分锂离子损失，氯化物体系富锂液的钠离子则无法去除，只有在结晶沉锂后随母液循环或排放，导致大量锂离子随母液流失。
[0006]有鉴于此，如何将富锂液中的钠离子采用低能耗且不损失锂离子的方式除去是领域内面临的一大难题。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的上述缺陷，从而提供一种钠改型沸石吸附剂、降低富锂液中钠离子浓度的方法。
[0008]为此，本专利技术提供如下技术方案：
[0009]本专利技术提供一种钠改型沸石吸附剂，以方沸石为原料经过饱和硫酸钠改型处理。
[0010]可选的，所述改型处理为将方沸石置于饱和硫酸钠溶液中煮沸2
‑
4h。
[0011]可选的，所述改型处理重复进行3
‑
6次，每次改型处理完成之后倾去浑浊液。
[0012]可选的，所述饱和硫酸钠溶液与方沸石的用量比为3
‑
20mL/g。
[0013]可选的，所述方沸石的粒度为30
‑
40目。
[0014]本专利技术还提供一种降低富锂液中钠离子浓度的方法，采用上述的钠改型沸石吸附剂对富锂液进行吸附处理。
[0015]可选的，所述降低富锂液中钠离子浓度的方法包括以下步骤：
[0016]S1，调节富锂液的pH为11
‑
12.5；
[0017]S2，将富锂液以1
‑
5倍吸附剂体积/小时的流速与钠改型沸石吸附剂进行接触，接
触时间为2
‑
5h，得到除钠富锂液。
[0018]可选的，所述吸附温度为10
‑
60℃。
[0019]可选的，对吸附后的钠改型沸石吸附剂进行解析处理；
[0020]可选的，采用pH为1.5
‑
2，含0.05
‑
0.3mol/L硫酸锂的溶液进行解析处理；可选的，采用锂离子筛解析液进行解析处理。
[0021]可选的，将锂离子筛解析液以5
‑
10倍吸附剂体积/小时的流速与吸附后的钠改型沸石吸附剂进行接触，接触时间为0.5
‑
1h。
[0022]具体地，所述钠改型沸石的制备：取方沸石，磨碎至30
‑
40目，置于饱和硫酸钠溶液中煮沸2
‑
4小时，倾去浑浊液，如是反复3
‑
6次，沸石改性完成，烘干后置于吸附装置中。
[0023]具体地，如图1所示，降低富锂液中钠离子浓度的详细的操作方法可以为：
[0024]将锂离子浓度10g/L左右、钠离子浓度10g/L以上、pH为12.0左右、阴离子主要为硫酸根离子的富锂液以常温或升温后，以1
‑
5倍吸附剂体积/小时流速通过装有钠改型沸石吸附剂的吸附塔，2
‑
5小时后吸附完成。由于10
‑
60℃、pH＝11
‑
12.5时钠改型沸石对水合钠离子的吸附选择性远高于水合锂离子，经吸附后的除钠富锂液中锂离子浓度仍在10g/L左右，钠离子浓度不高于5g/L。该富锂液后续只需简单浓缩即可结晶沉锂。
[0025]由于硫酸根、钠离子、锂离子均为有价值的离子，所以无需水洗，吸附完成后的钠型沸石可直接进行解析。使用pH为1.5
‑
2.0左右,0.05
‑
0.3mol/L的硫酸锂溶液或锂离子筛解析液(即锂离子筛吸附法盐湖提锂工艺中使用硫酸解析得到的解析液，以下简称“锂离子筛解析液”)通入吸附塔后，以5
‑
10倍吸附剂体积/小时流速循环解析，0.5
‑
1小时完成解析。由于该锂离子筛解析液中锂离子浓度高于钠离子浓度，且在pH＝1.5
‑
2.0的环境中钠改型沸石对水合钠离子、水合锂离子的选择性差异不大，故大量钠离子从沸石上被氢离子和锂离子置换下来。对沸石解析完成后，锂离子筛解析液成为沸石解析液，其中锂离子浓度降低，钠离子浓度大幅升高，pH升高。钠改型沸石中的有效点位被氢离子、锂离子占据，将在后续吸附中与钠离子交换，锂离子将进入下一轮的富锂液中得到利用。
[0026]得到沸石解析液后，将沸石解析液与锂离子筛解析液以1:1
‑
1:5进行混合后，可再次对吸附完成的钠型沸石进行解析。上述解析完成后，沸石解析液中钠离子浓度远高于锂离子浓度，当沸石解析液中钠离子的浓度≥10g/L后，将其简单浓缩至钠离子浓度30
‑
40g/L后冷冻至
‑
10℃以下，大量十水硫酸钠晶体析出，通过离心分离，可得十水硫酸钠固体和稀释后可继续用于上述解析步骤的溶液。通过此方法，可以将系统内不断富集的钠离子剥离出系统，从而确保系统本身可循环。
[0027]典型非限定性的，十水硫酸钠可通过双极膜电渗析法，生产出0.5
‑
2mol/L的硫酸溶液和0.5
‑
2mol/L的氢氧化钠溶液，硫酸溶液可以用于对锂离子筛吸附剂进行脱附，氢氧化钠溶液可在进一步浓缩后用于调节锂离子筛脱附液的pH值。至此，所有杂质均在系统内完成循环，无对外排放。富锂液中的锂钠比提高至2.5：1甚至3:1，后续浓缩结晶沉锂工艺变得非常简单。
[0028]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0029]1.本专利技术提供的钠改型沸石吸附剂，方沸石经过饱和硫酸钠改型处理后，可在不同温度、不同pH值条件下对富锂液中的锂离子和钠离子表现出不同的吸附选择性，从而可实现以低能耗、可循环的工艺不断从高钠高锂溶液中除去钠离子。
[0030]2.本专利技术提供的降低富锂液中钠离子浓度的方法，利用钠改型沸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠改型沸石吸附剂，其特征在于，以方沸石为原料经过饱和硫酸钠改型处理。2.根据权利要求1所述的钠改型沸石吸附剂，其特征在于，所述改型处理为将方沸石置于饱和硫酸钠溶液中煮沸2
‑
4h。3.根据权利要求1或2所述的钠改型沸石吸附剂，其特征在于，所述改型处理重复进行3
‑
6次，每次改型处理完成之后倾去浑浊液。4.根据权利要求1所述的钠改型沸石吸附剂，其特征在于，所述饱和硫酸钠溶液与方沸石的用量比为3
‑
20mL/g。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的钠改型沸石吸附剂，其特征在于，所述方沸石的粒度为30
‑
40目。6.一种降低富锂液中钠离子浓度的方法，其特征在于，采用权利要求1
‑
5任一项所述的钠改型沸石吸附剂对富锂液进行吸附处理。7.根据权利要求6所述的降低富锂液中钠离子浓度的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，调...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡羽，
申请(专利权)人：礼思上海材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：