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用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法技术

技术编号:40871983 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-08 16:39
本发明专利技术提供一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,属于盐湖提锂吸附剂技术领域。本发明专利技术通过引入亲水性二氧化硅材料,利用其高孔隙率,高比表面积及亲水性特点,使复合材料具有良好的浸润性,可以在短时间内,使大量孔道润湿,缩短锂离子的传质时间,提高对锂离子的吸附效率;选用拟薄水铝石粉为粘合剂,利用其强粘性,使得对粉体的包裹性更强,使用过程不会出现粉体流失情况,同时具有良好的耐磨及耐压性能,增加了吸附剂的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及盐湖提锂吸附剂,具体涉及一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法


技术介绍

1、锂作为一种战略资源被广泛应用于锂离子电池,催化剂,聚变燃料、橡胶合成、制药等领域。据报道,盐湖卤水中的锂占总锂资源的66%,盐湖提锂技术的发展迫在眉睫。目前提锂技术有蒸发结晶法,沉淀法,溶剂萃取法、膜分离法、吸附法等,其中吸附法由于其选择性高、生产成本低,环境友好,已被证明是从盐湖卤水中提锂的有效方法。然而常用的锂吸附剂通常以粉末形式存在,这导致其在工业应用中有多种缺点,如:在吸附过程中容易结块,回收不便,流动性差,能耗高,损耗大,限制了其进一步发展。成型是目前解决粉体吸附剂应用最有效的手段,常见的成型方法成膜,滴粒等。

2、成膜法常以聚偏氟乙稀、聚砜和聚醚砜等为成膜剂,溶解后将离子筛粉体加入其中,混合均匀后通过纺丝或者延流法刮制成膜,该方法成型在生产制备过程中会使用大量的有机溶剂,对人体健康产生不利影响,同时给环保带来很大的压力,另外,成型后的吸附剂存在很多大空腔,表面存在大孔,导致吸附剂负载不牢固,长期使用过程中,粉体流失较严重,严重影响运行的稳定性,吸附容量也随着粉体流失而逐渐降低。且膜材料多为疏水材料,无法具有永久的亲水性,影响吸附速率。

3、滴粒是目前商业化产品中常用的形式之一,该方法生产流程短,工艺简单,但滴粒对粉体粒径及分散程度要求高,制备过程中常因粉体团聚出现堵孔现象,较难实现连续化生产,另外该方法对滴粒设备要求高,很难制备较小尺寸的吸附剂,造成吸附剂传质路径长,严重影响其传质效率,同时使用该方法制备的吸附剂堆积密度较低,限制了应用过程中锂的收率。

4、综上,盐湖提锂吸附剂成型目前常用的方法为成膜法和滴粒法。成膜法常以聚偏氟乙稀、聚砜和聚醚砜等为成膜剂,该方法成型在生产制备过程中会使用大量的有机溶剂,对人体健康产生不利影响,同时给环保带来很大的压力,另外,成型后的吸附剂存在很多大空腔,表面存在大孔,导致吸附剂负载不牢固,长期使用过程中,粉体流失较严重,严重影响运行的稳定性,吸附容量也随着粉体流失而逐渐降低。且膜材料多为疏水材料,无法具有永久的亲水性,影响吸附速率。滴粒法则对粉体粒径及分散程度要求高,制备过程中常因粉体团聚出现堵孔现象,较难实现连续化生产,另外该方法对滴粒设备要求高,很难制备较小尺寸的吸附剂,造成吸附剂传质路径长,严重影响其传质效率,同时使用该方法制备的吸附剂堆积密度较低,限制了应用过程中锂的收率。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,以解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题。

2、为了实现上述目的,本专利技术采取了如下技术方案:

3、一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,包括:

4、称取一定量的高分子致孔剂、亲水性二氧化硅、锂离子筛及拟薄水铝石粉置于滚球设备中,以一定的转速混合均匀;

5、配制一定浓度的硝酸溶液,滚球设备转动的同时,喷淋硝酸溶液,控制滚球粒径在200μm-400μm之间,筛分后得到晶种颗粒;

6、称取一定量的碳酸氢铵、亲水性二氧化硅、锂离子筛及拟薄水铝石粉置于滚球机中,混合均匀,将得到的晶种颗粒置于滚球机中滚制,控制球状吸附剂的粒径在600μm-1000μm之间;

7、滚制完成后置于烘箱中低温处理,后在马弗炉中高温煅烧;

8、煅烧结束后得到具有梯度孔结构lis-sio2复合吸附材料。

9、可选的,高分子致孔剂、亲水性二氧化硅、锂离子筛、拟薄水铝石的质量比控制在0.1-0.3:0.05-0.2:1:0.1-0.5之间。

10、可选的,硝酸浓度控制在4%-8%。

11、可选的,碳酸氢铵、亲水性二氧化硅、锂离子筛及拟薄水铝石粉质量比控制在0.1-0.3:0.05-0.2:1:0.1-0.5之间。

12、可选的,烘箱中低温处理温度控制在50-80℃。

13、可选的,在马弗炉中高温煅烧,温度控制400-600℃之间。

14、可选的,高分子致孔剂为聚乙烯醇pva、聚乙烯吡咯烷酮pvp、聚氯乙烯pvc、聚丙烯腈pan、聚偏二氟乙烯pvdf、聚砜psf、聚苯乙烯ps或聚乙烯醇缩丁醛pes中的一种。

15、本专利技术有益效果:

16、(1)通过引入亲水性二氧化硅材料,利用其高孔隙率,高比表面积及亲水性特点,使复合材料具有良好的浸润性,可以在短时间内,使大量孔道润湿,缩短锂离子的传质时间,提高对锂离子的吸附效率;

17、(2)本专利技术选用拟薄水铝石粉为粘合剂,利用其强粘性,使得对粉体的包裹性更强,使用过程不会出现粉体流失情况,同时具有良好的耐磨及耐压性能,增加了吸附剂的使用寿命。

18、(3)本专利技术选用低分解温度的碳酸氢氨为微孔致孔剂,分解温度在200-300℃的高分子材料为介孔致孔剂,在热处理过程中,形成丰富的孔道结构,增大比表面积,增加粉体利用率及吸附速率。

19、(4)采用两步滚球工艺,吸附剂与高分子材料混合滚制粒径在200-400μm的颗粒,作为晶种,然后外层滚制以吸附剂与碳酸氢氨混合材料,热处理过程中外层碳酸氢氨先分解形成微孔结构,继续升温,内部的高分子材料进一步分解形成介孔孔结构,使得吸附剂形成梯度孔结构,保证孔道贯通丰富的同时,具有较高的机械强度。

20、(5)采用滚球工艺,可以有效调节吸附剂粉体占比,制备具有高吸附剂粉体占比的复合材料,可以有效提高粉体用量,及堆积密度,使得单位体积内有效成分占比更高,具有更高的吸附容量,提高了提锂效率及产能。

21、(6)不使用有机溶剂,生产更为环保同时工艺简单,便于工业放大。

22、本专利技术附加方面的优点,将在下述的描述部分中更加明显的给出,或通过本专利技术的实践了解到。

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【技术保护点】

1.一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,高分子致孔剂、亲水性二氧化硅、锂离子筛、拟薄水铝石的质量比控制在0.1-0.3:0.05-0.2:1:0.1-0.5之间。

3.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,硝酸浓度控制在4%-8%。

4.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,碳酸氢铵、亲水性二氧化硅、锂离子筛及拟薄水铝石粉质量比控制在0.1-0.3:0.05-0.2:1:0.1-0.5之间。

5.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,烘箱中低温处理温度控制在50-80℃。

6.根据权利要求5所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,在马弗炉中高温煅烧,温度控制400-600℃之间。

7.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,高分子致孔剂为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚苯乙烯或聚乙烯醇缩丁醛中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,高分子致孔剂、亲水性二氧化硅、锂离子筛、拟薄水铝石的质量比控制在0.1-0.3:0.05-0.2:1:0.1-0.5之间。

3.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,硝酸浓度控制在4%-8%。

4.根据权利要求1所述的用于盐湖卤水提锂的吸附剂制备方法,其特征在于,碳酸氢铵、亲水性二氧化硅、锂离子筛及拟薄水铝石粉质量比控...

【专利技术属性】
技术研发人员:孟佳意陈亦力彭文娟李天玉李锁定胡月王钰王文洋
申请(专利权)人:北京华特源科技有限公司
类型:发明
国别省市:

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