[发明专利]一种使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种吸附锂离子的方法，具体地，涉及一种使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法。

背景技术

随着新能源汽车的不断发展，国际市场对锂产品的需求量持续增长，平均每年以7% ~ 11% 的速度增加。作为新能源汽车产业链的上游产品，锂资源的开发利用已成为国际上科研部门和工业界共同关注的热门话题，世界上一些锂业公司不断地谋求开辟新的资源和扩大产品产量的途径，由于陆地锂富矿资源有限, 生产成本高，矿产品味下降。无法满足目前的需求，世界上盐湖提锂代替伟晶岩提锂已成为定局，卤水提锂已成为锂工业的主流, 将在锂工业发展中较长期占主导地位。

盐湖卤水被认为是未来重要的锂来源。卤水中Li⁺常以微量形式与大量的碱金属、碱土金属离子共存。由于它们的化学性质非常相近, 使得从中分离提取锂十分困难。目前世界上多以碳酸锂、氯化锂的形式从卤水中将锂提取出来, 所采用的技术主要有溶剂萃取法, 沉淀法及吸附法等。我国含锂的盐湖卤水资源多为高镁锂比的卤水, 高含量的Mg²⁺的存在使得分离Li⁺的技术更为复杂，目前尚无国外技术可借鉴, 成为卤水提锂的技术瓶颈。吸附法具有选择性高，可处理低浓度卤水，可适应清洁生产的特点，并且工艺简单，回收率高，从经济和环保角度考虑比其他方法都有较大的优势, 特别适用于从低品位的海水或盐湖水中提锂。吸附法关键是寻找吸附选择性好、循环利用率高的吸附剂, 另外还要求吸附剂的制法简便, 成本相对较低, 对环境无污染。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于从盐湖卤水中吸附锂离子的方法，操作方便、安全，能耗低，又易于锂离子吸附提取的实施。 

为了达到上述目的，本发明提供了一种使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法，该吸附剂是以锰的氧化物为原料，与锂的化合物充分混合，经高温热处理制备得到的。

该方法包含以下步骤：

步骤1，制备氧化锰离子筛：

将按重量份数计的100份含锰化合物和100~300份含锂化合物混合均匀，然后在空气中的密闭容器内加热到100~200℃，保持温度24~48小时，再在400~600℃下保持温度5~8小时，得到氧化锰粉末，该加热过程主要是让形成的氧化锰的粉末的晶体结构符合要求，形成所需的结晶锰基材料。最后，取按重量份数计100~150份的所述氧化锰粉末与8~20份的粘结剂混合，再通过造粒制得所述的氧化锰离子筛。造粒是指使较细颗粒团聚成粗粉团粒的工艺。以上配比均为通过实验确定的优选数据。

优选地，所述的氧化锰离子筛吸附剂是由按重量份数计110~150份的粉末状氧化锰与10~15份粘结剂组成的。更优选地，所述的氧化锰离子筛吸附剂是由按重量份数计120~140份的粉末状氧化锰与10~12份粘结剂组成的。

步骤2，把所述的氧化锰离子筛装入离子交换柱中；本技术领域的技术人员根据交换柱类型与尺寸、卤水处理量等条件很容易确定所述的氧化锰离子筛吸附剂需要装填量。

步骤3，关闭离子交换柱，使去离子水通过该离子交换柱，清洗该离子交换柱，以及离子交换柱连接的管路。

步骤4，将盐湖卤水用碱性试剂调节pH值为6~8，然后使用蠕动泵将盐湖卤水以流速1~20 ml/min通过装有所述氧化锰离子筛的离子交换柱，吸附达到平衡（即，通过离子交换柱的盐湖卤水中的锂离子浓度不再发生变化）后，关闭蠕动泵。卤水吸附的时间优选为1~4小时，更优选地，卤水的吸附时间为1~3小时。

优选地，所述的卤水的pH调节为6.5~8，更优选地，卤水的pH调节为7~8。优选地，卤水的流速为1~15ml/min,更优选地，卤水的流速为1~10ml/min。

上述的使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法，其中，步骤1所述的含锰化合物为二氧化锰、四氧化三锰、三氧化二锰、碳酸锰、草酸锰中的一种或多种的混合物。

上述的使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法，其中，步骤1所述的含锂化合物为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、草酸锂中的一种或多种的混合物。

上述的使用氧化锰离子筛吸附剂从盐湖卤水中吸附锂离子的方法，其中，步骤1所述的粘结剂为聚氯乙烯、酚醛树脂、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种或多种的混合物更优选地，所述的粘结剂是一种或几种选自聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯的粘结剂。