一种高性能锂吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能锂吸附剂的制备方法，采该方法包括以下步骤：（１）在１Ｌ三口烧瓶中加入１００－５００ｍＬ去离子水，并调节ｐＨ＝３－７；（２）在４０－７０℃下，将２５－１５０克有机铝加入烧瓶中，水解得到活性氢氧化铝；并在水解０．５小时后，逐滴加入３倍以上有机铝的锂盐溶液或锂盐固体，反应１－２小时所得产物为ＬｉＣｌ.２Ａｌ（ＯＨ）３.ｘＨ２Ｏ活性物质；（３）将得到的含有氢氧化铝活性物质过滤，并用９５％乙醇洗涤两次，得到固体沉淀物和滤液；（４）、将固体沉淀物在３０－７０℃下烘干。本发明专利技术有益的效果：本发明专利技术所制备的氢氧化铝活性物质，从根本上解决了传统利用固相混合制备氢氧化铝活性物质反应不均的问题，并且吸附速度快，具有较大的比表面积，吸附剂寿命较长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及吸附剂领域，主要是。
技术介绍
锂是世界上最轻的金属。锂化合物广泛用于玻璃、搪瓷、焊接，也可用作润滑剂、吸 附剂、医药等方面。目前，金属锂已被用于锂蓄电池，高强度的锂铝合金等诸多方面，因此世 界上对锂的需求越来越大，锂被称为“能源金属” “未来世界的金属”。然而世界上陆地锂资 源总量远不能满足锂的远景市场需求，相比之下海水、卤水、井卤锂资源总量非常巨大。然 而，我国的盐湖卤水提锂研究起步较晚，是在我国的锂矿厂无法与世界盐湖卤水锂产品相 竞争，导致被迫停产及在建的大锂盐场停建的局面下才引起重视的。所以到目前为止，我国 的盐湖卤水提锂未实现真正的工业化，还处于开发、试验或示范研究阶段，致使我国的锂工 业发展受到影响。目前，公知的盐湖卤水提锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、焙烧法和 吸附剂法。(1)沉淀法沉淀法是已经实现工业化制取碳酸锂的方法，基本原理为在蒸发池 中将含锂商水蒸发浓缩，再酸化脱硼，然后分离剩余的硼及钙、镁离子，再加入碳酸钠等使 锂以碳酸锂的形式沉淀析出，最后经过干燥制得碳酸锂产品。该过程由于先必须大量蒸发浓缩，并用大量的纯碱除钙镁，致使锂盐产品成本较尚ο(2)溶剂萃取法溶剂萃取法的关键是找到合适的萃取剂。目前主要以醇类、醚 类、酮类、烷基磷类等有机溶剂为萃取剂。但由于卤水中锂含量低，溶剂消耗大，成本高。因 此，溶剂萃取法在提锂成本上受到一定的制约。(3)焙烧法杨建元等曾利用青海东台吉乃尔盐湖卤水提硼后母液进行焙烧法提 锂工艺实验，镁的分离率和锂的收率均在95%以上，较好地解决了镁锂分离，现已实现工业 化生产。其基本工艺过程是将提硼后的卤水蒸发去除50% (质量分数)的水，得到四水 氯化镁后喷雾干燥，在700°C焙烧2h得到氧化镁；然后加水浸取锂(浸取液含Li质量分数 为0. 14%)，用石灰乳除去钙、镁等杂质，将溶液蒸发浓缩至含Li质量分数为2%左右，加入 纯碱沉淀出碳酸锂，最后烘干即得碳酸锂产品(锂的收率在90%左右)。该法有利于综合 利用盐湖卤水中的锂镁资源，生产碳酸锂并副产镁砂产品。不足之处是设备腐蚀严重，需 要蒸发的水量较大，能耗高，且煅烧过程中产生大量的盐酸酸雾，不加处理必然污染环境。(4)吸附法吸附剂法从经济和环保角度考虑比其他方法有较大的优势，特别是 从低品位的卤水中提锂。该方法的关键是寻求吸附选择性好、循环利用率高和成本相对较 低的吸附剂。吸附剂可分为有机系吸附剂和无机系吸附剂。有机系吸附剂，一般为有机离子交换树脂，如IR-120B型阳离子交换树脂。由于其 对锂离子的选择性差、成本相对高，因此应用前景较小。无机系离子交换吸附剂对锂有较高的选择性，特别是一些具有离子筛效应的特效 无机系离子交换吸附剂，现已成为从稀溶液中提取有用元素的最有效吸附剂。作为选择提锂的无机系离子交换吸附剂，研究较多的有无定型氢氧化物吸附剂、层状吸附剂、复合锑酸 型吸附剂和离子筛型氧化物吸附剂。此工艺提锂的优点是工艺简单，回收率高，选择性好，对环境污染小，更适合于从 高镁锂比的盐湖卤水中提锂。无定型氢氧化铝吸附剂被认为是吸附性能和应用前景最好的吸附剂之一，这种吸 附剂的吸锂机理可表示为LiCl 2A1 (OH) 3 xH20+H20 = xLiCl+ (l_x) LiCl 2A1 (OH) 3 (x+1) H20由于较小的金属离子以特殊方式进入，占据々1(011)3层八面空穴，这里的阴离子空 穴起到离子筛效应，较大的碱金属及碱土金属因空间位阻效应不能进入，因此对锂离子有 较高的选择性。该吸附剂适合提取高镁锂比盐湖卤水及其他含锂溶液中的氯化锂。目前公知的氢氧化铝吸附剂一般采用活性氢氧化铝粉末、氯化锂固体、高分子物 质和有机溶剂混合，通过挤压，造粒制成。而活性氢氧化铝在制备过程中操作和过滤困难， 并且与氯化锂固体混合时，由于固体间的反应操作要求严格，很难达到充分反应，因此制备 的吸附剂孔隙率低、吸附速度慢，选择性差，吸附性能显著下降。采用异丙醇铝水解制备活性氢氧化铝粉末，反应充分，并且无副产物的生成，在溶 液中直接加入锂盐溶液，避免了固体物质反应不充分的缺点。制备的活性体易于操作和过 滤，为后续的造粒工作提供了良好的前驱物质。
技术实现思路
本专利技术要解决上述现有技术的缺点，提供，本发 明所制备的氢氧化铝活性物质，从根本上解决了传统利用固相混合制备氢氧化铝活性物质 反应不均的问题，并且吸附速度快，具有较大的比表面积，吸附剂寿命较长。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案本专利技术以有机铝和锂盐为原料，制备氢 氧化铝活性物质的方法。该方法的制备工艺简单、生产效率高、无副产物，制得的活性物质 纯度高。这种高性能锂吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤(1)、首先在1L三口烧瓶中加入100-500mL去离子水，并调节pH = 3-7 ；(2)、在40-70°C下，将25-150克有机铝加入三口烧瓶中，在上述温度下，水解得到 活性氢氧化铝；并在水解0. 5小时后，逐滴加入3倍以上有机铝的锂盐溶液或锂盐固体，锂 盐浓度为0. 5-2mol/L,反应1-2小时所得产物为LiCl 2A1 (0H)3 xH20活性物质；(3)、将得到的含有氢氧化铝活性物质过滤，并用95%乙醇洗涤两次，得到固体沉 淀物和滤液；(4)、将步骤(3)得到的固体沉淀物在30-70°C下烘干，得到氢氧化铝活性物质。作为优选，在所述的步骤⑴和步骤⑵之间还包括如下步骤将大块的有机铝研 磨成粉末。作为优选，在所述的步骤(3)中，将得到的含有氢氧化铝活性物质的溶液在反应 温度下搅拌1-2小时，过滤，洗涤沉淀，干燥得到氢氧化铝活性物质。作为优选，所述有机铝为带有_A1R3或A1 (OR) 3基团的物质。作为优选，所述锂盐为Li0H、LiCl、LiN03、Li2S04、Li2C03 中的一种。作为优选，在步骤(4)中，将步骤(3)得到的固体沉淀物在30-70°C下干燥10小时，得到氢氧化铝活性物质。本专利技术的原理有机铝水解后生成活性氢氧化铝，将过量的含锂溶液逐滴加入水 解产物中，反应l_2h，使其能跟锂发生充分发应并饱和吸附锂，过滤得到含锂的活性吸附 剂。本专利技术有益的效果是采用有机铝作为原料，易于操作，避免了传统采用氢氧化钠 或氨水为原料制备氢氧化铝中由于反应条件的限制，反应不彻底，副产物不容易洗掉的问 题。采用将锂盐溶液加入水解产物中生成氢氧化铝活性物质，产品反应充分，活性高，具有 较大的比表面积，吸附速度快，吸附性能好。反应合成温度低，不仅降低能耗，而且不破坏氢 氧化铝的活性，制备的氢氧化铝具有良好的吸附能力。该方法能耗低，所需设备容易制造和 加工，过程简单，便于操作，适于大规模生产。本专利技术的方法，节省了后续造粒流程，为后续 工作提供了很好的物质基础。附图说明图1为本专利技术制备产物氢氧化铝活性物质的X射线衍射图谱。图2为标准氢氧化铝结晶体的X射线衍射图谱。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明本专利技术所述的这种高性能锂吸附剂的制备方法，该方法包括以下几个步骤a.首先在1L三口烧瓶中加入100_500mL去离子水，并调节pH = 3-7。b.将大块的有机铝研磨成粉末，使水解充分进行；在40-70°C下，将25_本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能锂吸附剂的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：（１）、首先在１１三口烧瓶中加入１００－５００ｍＬ去离子水，并调节ｐＨ＝３－７；（２）、在４０－７０℃下，将２５－１５０克有机铝加入三口烧瓶中，在上述温度下，水解得到活性氢氧化铝；并在水解０．５小时后，逐滴加入３倍以上有机铝的锂盐溶液或锂盐固体，锂盐浓度为０．５－２ｍｏｌ／Ｌ，反应１－２小时所得产物为ＬｉＣｌ.２Ａｌ（ＯＨ）↓［３］.ｘＨ↓［２］Ｏ活性物质；（３）、将得到的含有氢氧化铝活性物质过滤，并用９５％乙醇洗涤两次，得到固体沉淀物和滤液；（４）、将步骤（３）得到的固体沉淀物在３０－７０℃下烘干，得到氢氧化铝活性物质。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海贤，董梅，
申请(专利权)人：浙江海虹控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]