【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锰系吸附剂制备，具体为一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法和应用。
技术介绍
1、我国的锂资源较为集中且种类丰富，占全球总锂资源约6％。由于锂的性质活泼，在自然界中主要以化合物的形式存在，主要储存在盐湖卤水、锂矿石和海水中，其中80％左右的锂资源存在于卤水中。而其中地下卤水占卤水锂资源的10％左右。与其他锂资源提锂相比，卤水中锂资源的储量更加丰富，并且卤水提锂具有成本低、能耗小、污染少等优势，因此卤水提锂己成趋势。
2、现有技术中常用吸附法对卤水进行提锂，在该方法中，利用具有选择性吸附功能的吸附剂直接从卤水中吸附锂离子，然后在洗脱剂的作用下，获得富锂溶液，从而实现锂的分离提纯。吸附法具有经济、环保等优点，适合锂含量较低的卤水，工艺简单、选择性好、回收率高、对环境无污染，制备方法较容易且成本低。
3、目前铝系吸附剂已工业化应用，但吸附容量小；锰系吸附剂尚处于研究阶段，未工业化应用。因此，为了提高吸附性能，并应用于卤水提锂，还需要对吸附剂进行进一步的开发与研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术中的不足，提供了一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法。并将该方法制备得到的al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4用于卤水提锂。在该制备方法中，由于al3+的离子半径小于mn3+的离子半径，而掺杂al3+后部分高自旋态的mn3+离子被al3+取代，降低了lmo中mn3+的含量，并提高了mn的平
2、为了实现以上专利技术目的，本专利技术的具体技术方案为：
3、一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，包括以下步骤：
4、1)将kmno4加入到乙醇溶液中，搅拌均匀后放入反应釜，经保温反应，并将反应得到的物质经过滤、洗涤和干燥后得到γ-mnooh；
5、2)以γ-mnooh为锰源，lioh.h2o为锂源，al2(so4)3.18h2o为铝源，按比例加入锂源锰源以及铝源，用纯水定容后混合均匀，然后放入反应釜中进行保温反应，并将反应得到的物质经过滤、洗涤和干燥后得到limno2-al；
6、3)将limno2-al放入马弗炉中煅烧，得到产物li1.6mn1.6-xo4-alx(即lmo-al)；
7、4)将li1.6mn1.6-xo4-alx加入到hcl溶液中进行酸浸，得到产物h1.6mn1.6o4-alx。
8、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤1)中，乙醇溶液的质量浓度为5％-10％；kmno4与乙醇溶液的比例关系为1g:10ml。
9、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤1)中，保温反应的温度为170℃-190℃，保温时间为10h-15h干燥条件为：温度60℃-80℃，干燥时间8h-12h。
10、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤2)中，γ-mnooh、lioh.h2o与al2(so4)3.18h2o的比例关系为按mn:li:al＝1-x:4:x，其中x＝0.02-0.20。
11、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤2)中，水热反应的温度为140℃-160℃，反应时间为10h-15h。干燥条件为：温度60℃-80℃，干燥时间8h-12h。
12、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤3)中，煅烧条件为：温度350℃-450℃，煅烧时间为4h-8h。
13、作为本申请中一种较好的实施方式，在所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法的步骤4)中，hcl溶液的浓度为0.1-0.5mol/l；lmo-al与hcl溶液的比例关系为1g:300ml-1g:1000ml；酸浸时间为4h-12h。
14、本申请的另外一个专利技术目的是保护采用以上任一所述的方法制备的al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4。
15、本申请还保护采用上述的方法或步骤组合的制备的al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4在卤水吸附提锂中的应用。
16、进一步的，在应用方法中，该吸附剂适用于li离子浓度为20mg/l-250mg/l的卤水。
17、更优选的，该吸附剂在li+浓度为20mg/l-250mg/l的卤水中，ph在8-10.5中可表现出更好的吸附性能。
18、进一步的，将制备出的hmo-al 0.12在100mg/l的锂离子溶液中进行吸附提锂，12h后吸附容量达到39.2mg/g，相比于不掺杂的lmo(吸附容量27.5mg/g)，lmo-al 0.12的吸附容量提升42.55％。
19、本专利技术的工作原理是：
20、①γ-mnooh的制备(水热)
21、kmno4+乙醇→γ-mnooh
22、②limno2-al的制备(水热)
23、γ-mnooh+lioh.h2o+al2(so4)3.18h2o→limno2-al
24、③lmo-al的制备(煅烧)
25、limno2-al(400℃)→lmo-al
26、④hmo-al的制备(酸浸)
27、lmo-al+h+→hmo-al+li+
28、⑤提锂
29、hmo-al+li+→lmo-al+h+
30、与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
31、(1)本专利技术以al作为掺杂改性剂制备锰系吸附剂li1.6mn1.6o4，与不掺杂或掺杂其他元素的锰系吸附剂相比，吸附性能更好，lmo-al0.12吸附容量相比于不掺杂的lmo提升近30％；
32、(2)本专利技术以al作为掺杂改性剂制备锰系吸附剂li1.6mn1.6o4，与现有锰系吸附剂相比，吸附性能更好，对于li+含量为20mg/l-250mg/l的地下卤水具有良好的吸附效果，吸附容量可达40mg/g以上；
33、(3)本专利技术以al作为掺杂改性剂制备锰系吸附剂li1.6mn1.6o4，与不掺杂或掺杂其他元素的锰系吸附剂相比，lmo-al0.12的溶损(3.07％)相比于不掺杂的lmo的溶损(4.03％)降低近1％。
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1.一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于：步骤1)中，乙醇溶液的质量浓度为5％-10％；KMnO4与乙醇溶液的比例关系为1g:10ml。
3.如权利要求1所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于：步骤1)中保温反应的温度为170℃-190℃，保温时间为10h-15h，干燥条件为：温度60℃-80℃，干燥时间8h-12h。
4.如权利要求1-3中任一所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于：步骤2)中，γ-MnOOH、LiOH.H2O与Al2(SO4)3.18H2O的比例关系为按Mn:Li:Al的摩尔比＝1-X:4:X，其中X＝0.04，0.08，0.12，0.16，0.20。
5.如权利要求4所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于：步骤2)中水热反应的温度为140℃-160℃，反应时间为10h-
6.如权利要求5所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于步骤3)中煅烧条件为：温度300℃-500℃，煅烧时间为4h-8h。
7.如权利要求1或6所述的一种Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4的方法，其特征在于：步骤4)中，HCl溶液的浓度为0.1-0.5mol/L；Li1.6Mn1.6-XO4-AlX与HCl溶液的比例关系为1g:300ml-1g:1000ml；酸浸时间为4h-12h。
8.如权利要求7所述的方法制备的Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4。
9.如权利要求8所述的方法制备的Al掺杂改性锰系吸附剂Li1.6Mn1.6O4在卤水吸附提锂中的应用。
10.如权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的卤水中，Li离子的浓度为20mg/L-250mg/L。
...【技术特征摘要】
1.一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，其特征在于包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，其特征在于：步骤1)中，乙醇溶液的质量浓度为5％-10％；kmno4与乙醇溶液的比例关系为1g:10ml。
3.如权利要求1所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，其特征在于：步骤1)中保温反应的温度为170℃-190℃，保温时间为10h-15h，干燥条件为：温度60℃-80℃，干燥时间8h-12h。
4.如权利要求1-3中任一所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，其特征在于：步骤2)中，γ-mnooh、lioh.h2o与al2(so4)3.18h2o的比例关系为按mn:li:al的摩尔比＝1-x:4:x，其中x＝0.04，0.08，0.12，0.16，0.20。
5.如权利要求4所述的一种al掺杂改性锰系吸附剂li1.6mn1.6o4的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：符宇航，王浩，杨龚汝，李雨辰，尹丽，李佳怿，唐海明，孙铜，杨满，
申请(专利权)人：四川轻化工大学，
类型：发明
国别省市：
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