【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂吸附剂，尤其涉及一种高性能的钛系锂吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、我国近80%的锂资源分布在青海、西藏地区的盐湖中，盐湖提锂是锂资源的重要来源之一。吸附法提锂技术具有生产效率高、提取成本低、环境污染小的优势，适用于氯化物型卤水的铝系锂吸附剂已在青海地区盐湖广泛应用。但是，适用于西藏地区碳酸盐型、硫酸盐型卤水的锰系/钛系锂吸附剂由于存在吸附、解吸过程中吸附剂溶损、磨损等造成的吸附性能衰减、造粒后吸附性能下降等问题，尚未有工业化应用案例。
2、专利文件cn102631897a公开了一种球形颗粒锂吸附树脂的方法，将无机锂吸附剂前驱体和高分子材料或反应性单体、致孔剂等混合制备分散相，再通过搅拌使分散相在连续相中“悬浮”分散成球珠并固化为球形颗粒锂吸附树脂；该方法的制备步骤繁琐、工艺条件要求高、生产效率较低，且设备投资成本偏高。
3、专利文件cn114345291a公开了一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法，制备的吸附剂具有亲水性好、孔隙率高、吸脱附速率快、锂吸附容量高等优点，但是，其依然存在长周期运行溶损率高的问题。
4、现有制备钛系锂吸附剂时存在的上述问题，制约了钛系锂吸附剂在卤水提锂中的应用，因此，需要解决如何提高钛系锂吸附剂吸附性能、抗溶损性能和耐磨损性能改善的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，为了克服现有技术中的不足，提供一种高性能的钛系锂吸附剂及其制备方法和应用，本专利技术的钛系锂吸附剂的吸附性
2、为达到以上技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、在第一个方面，提供一种高性能的钛系锂吸附剂，其中，所述钛系锂吸附剂（外观）呈实心棒状、中空棒状中的一种或多种，平均粒径为0.5 ~ 2 mm（例如，0.55mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm）；
4、所述钛系锂吸附剂的饱和锂吸附量≥15 g/l（例如，16g/l、18g/l、20g/l、25g/l、30g/l、50g/l）；溶损率≤0.05%/百周期（例如，0.04%/百周期、0.03%/百周期、0.02%/百周期、0.01%/百周期、0.005%/百周期、0.001%/百周期）；磨损率≤0.1%/百周期（例如，0.08%/百周期、0.06%/百周期、0.05%/百周期、0.02%/百周期、0.01%/百周期、0.005%/百周期、0.001%/百周期）。
5、根据本专利技术提供的钛系锂吸附剂，一些实施方案中，所述钛系锂吸附剂包括：改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末和骨架树脂；以该钛系锂吸附剂的总重量为100wt%计，其中：
6、改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末的含量为50wt% ~ 80wt%（例如，52wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、78wt%），
7、骨架树脂的含量为20wt% ~ 50wt%（例如，22wt%、24wt%、25wt%、28wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、48wt%）。
8、文本中，所述改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末是指，钛系锂吸附剂前驱体粉末经改性剂进行改性后的产物。改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末的获取方式，例如可以是，将钛系锂吸附剂前驱体粉末、偶联剂、缓冲剂均匀分散于稀释剂中，得到共混物，再将其干燥处理后，得到所述改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末。
9、其中，所述偶联剂选自氨基硅烷偶联剂或环氧基型硅烷偶联剂与螯合型钛酸酯偶联剂的复配物；所述缓冲剂选自多羧基聚合物中的一种或多种，其聚合度为5 ~ 30。偶联剂与钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比可以为0.5% ~ 2%（例如，0.55%、0.6%、0.8%、1.0%、1.2%、1.4%、1.5%、1.8%），缓冲剂与钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比例如可以为5% ~ 20%（例如，6%、8%、10%、12%、15%、18%）。
10、在第二个方面，提供一种高性能的钛系锂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
11、1）将钛系锂吸附剂前驱体粉末、偶联剂、缓冲剂均匀分散于稀释剂中，得到共混物a，再将其干燥处理后，得到改性前驱体粉末（即改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末）；
12、2）将步骤1）所得改性前驱体粉末与骨架树脂、致孔剂、增塑剂混合均匀，得到共混物b，将其进行熔融挤出纺丝，再经拉伸、热定型、萃取、水洗后进行切粒，得到高性能的钛系锂吸附剂颗粒。
13、根据本专利技术的制备方法，其制得的所述钛系锂吸附剂（外观）呈实心棒状、中空棒状中的一种或多种，平均粒径为0.5 ~ 2 mm（例如，0.55mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm）；其饱和锂吸附量≥15 g/l（例如，16g/l、18g/l、20g/l、25g/l、30g/l、50g/l）；溶损率≤0.05%/百周期（例如，0.04%/百周期、0.03%/百周期、0.02%/百周期、0.01%/百周期、0.005%/百周期、0.001%/百周期）；磨损率≤0.1%/百周期（例如，0.08%/百周期、0.06%/百周期、0.05%/百周期、0.02%/百周期、0.01%/百周期、0.005%/百周期、0.001%/百周期）。
14、根据本专利技术的制备方法，其制得的钛系锂吸附剂包括：改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末和骨架树脂；以该钛系锂吸附剂的总重量为100wt%计，其中：
15、改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末的含量为50wt% ~ 80wt%（例如，52wt%、55wt%、60wt%、65wt%、70wt%、75wt%、78wt%），骨架树脂的含量为20wt% ~ 50wt%（例如，22wt%、24wt%、25wt%、28wt%、30wt%、35wt%、40wt%、45wt%、48wt%）。
16、根据本专利技术提供的制备方法，一些实施方案中，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末选自锂钛氧化物型锂吸附剂，优选选自li2tio3、li1.33ti1.66o4、li4ti5o12中的一种或多种；
17、一些实施方案中，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的粒径为1 ~ 15 μm（例如，2μm、4μm、5μm、8μm、10μm、12μm、14μm）。
18、文本中，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的来源，可以为市售或自行制备，自制的方法可按本领域常规使用的高温固相法、溶胶凝胶法等方法制备，如，可通过钛氧化物（如tio2）与锂盐（如li2co3）或氢氧化锂混合后在高温下焙烧得到。
19、为满足本专利技术对钛系锂吸附剂前驱体粉末的粒径的要求，钛系锂吸附剂前驱体粉末可能需要经过粉碎、筛分等步骤，该步骤可使用本领域常规的方法进行。
20、一些实施方案中，所述偶联剂选自氨基硅烷偶联剂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1. 一种高性能的钛系锂吸附剂，其特征在于，所述钛系锂吸附剂呈实心棒状、中空棒状中的一种或多种，平均粒径为0.5 ~ 2 mm；
2.根据权利要求1所述的钛系锂吸附剂，其特征在于，所述钛系锂吸附剂包括：改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末和骨架树脂；以该钛系锂吸附剂的总重量为100wt%计，其中：
3.一种高性能的钛系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末选自锂钛氧化物型锂吸附剂；所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的粒径为1 ~ 15 μm；和/或
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末选自Li2TiO3、Li1.33Ti1.66O4、Li4Ti5O12中的一种或多种。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂或环氧基型硅烷偶联剂选自N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基乙氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基乙氧基硅烷和3-缩水
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂与所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比为0.5% ~ 2%。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂选自多羧基聚合物中的一种或多种，其聚合度为5 ~ 30。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和聚马来酸中的一种或多种。
10. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂与所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比为5% ~ 20%。
11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂选自乙醇、异丙醇、水与乙醇的混合物、水与异丙醇的混合物中的一种或多种。
12. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述稀释剂与所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比为1:2 ~ 1:1。
13. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述骨架树脂选自聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯和聚丙烯中的一种或多种；和/或
14. 根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，所述骨架树脂的重均分子量为300,000 ~ 700,000道尔顿；和/或
15.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，以该共混物B的总重量为100wt%计，所述共混物B中各组分的用量如下：
16. 根据权利要求3-15中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤2）所述熔融挤出纺丝的工艺中，共混物B的熔融混合及挤出温度为120 ~ 250℃；和/或
17.根据权利要求3-15中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热定型完成后进行萃取时，所用的萃取剂为乙醇。
18.如权利要求1或2所述的钛系锂吸附剂或者如权利要求3-17中任一项所述的制备方法制得的钛系锂吸附剂在提取卤水中锂离子的应用。
...【技术特征摘要】
1. 一种高性能的钛系锂吸附剂，其特征在于，所述钛系锂吸附剂呈实心棒状、中空棒状中的一种或多种，平均粒径为0.5 ~ 2 mm；
2.根据权利要求1所述的钛系锂吸附剂，其特征在于，所述钛系锂吸附剂包括：改性后的钛系锂吸附剂前驱体粉末和骨架树脂；以该钛系锂吸附剂的总重量为100wt%计，其中：
3.一种高性能的钛系锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末选自锂钛氧化物型锂吸附剂；所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的粒径为1 ~ 15 μm；和/或
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛系锂吸附剂前驱体粉末选自li2tio3、li1.33ti1.66o4、li4ti5o12中的一种或多种。
6. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氨基硅烷偶联剂或环氧基型硅烷偶联剂选自n-2-氨乙基-3-氨丙基甲基甲氧基硅烷、n-2-氨乙基-3-氨丙基甲基乙氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基甲基甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基甲氧基硅烷中的一种或多种；和/或
7. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述偶联剂与所述钛系锂吸附剂前驱体粉末的质量比为0.5% ~ 2%。
8. 根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲剂选自多羧基聚合物中的一种或多种，其聚合度为5 ~ 30。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧洋，董冰洋，翟振强，魏汉辉，赵伟国，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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