[发明专利]包括在特定条件下使勃姆石沉淀的步骤的制备吸附材料的方法以及利用该材料从盐溶液提取锂的方法

说明书

本发明涉及用于吸收锂的固体材料领域。具体地，本发明涉及一种制备优选以挤出物成型的式LiX_x.2Al(OH)₃.nH₂O的固体结晶材料的新方法，其中，n为0.01至10之间，当X为选自氯离子、氢氧根阴离子和硝酸根阴离子的阴离子时，x等于1，并且当X为选自硫酸根阴离子和碳酸根阴离子的阴离子时，x等于0.5；所述方法包括：在特定温度和pH条件下，使勃姆石沉淀的步骤a)；至少一个成型步骤，优选通过挤出成型；所述方法还包括最终的水热处理步骤。当用于从盐溶液中提取锂时，与由现有技术获得的材料相比，该方法整体使所得到的材料能够具有增加的对锂的吸附容量以及吸附动力学。

技术领域

本发明涉及用于吸收锂的固体材料领域。具体地，本发明涉及一种制备式LiX_x.2Al(OH)₃.nH₂O的结晶且成型的固体材料，优选挤出物形式的固体材料的新方法，其中，n为0.01至10，当X为选自氯离子、氢氧根阴离子和硝酸根阴离子的阴离子时，x等于1，并且当X为选自硫酸根阴离子和碳酸根阴离子的阴离子时，x等于0.5；所述方法包括：步骤a)，在特定温度和pH条件下，使勃姆石沉淀；优选通过挤出成型的至少一个成型步骤；所述方法还包括最终的水热处理步骤，与现有技术的材料用于从盐溶液中提取锂时相比，该方法的整体特征使所得到的材料能够具有增加的对锂的吸附容量以及吸附动力学。

本发明还涉及利用根据本发明的新制备方法制备的式LiX_x.2Al(OH)₃.nH₂O的结晶固体材料从盐溶液中提取锂的方法，其中，n、x和X具有前述限定。

背景技术

锂离子与大量金属(诸如碱金属、碱土金属)、硼和硫酸盐共存(诸如卤水)。从而，必然存在从这些盐溶液中经济且选择性地进行提取的课题。事实上，锂与碱金属(尤其钠(Na)和钾(K))，碱土金属(尤其镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr))的化学性质使这些元素的分离困难。

已知的是，式LiCl.2Al(OH)₃.nH₂O的固体材料(其中，n为0.1至10)在锂离子的吸附/解吸现象中的应用，并且特别是在从盐溶液中提取锂的方法中的应用。这些极其不稳定的结构使得锂离子能够插入该结构并且提取锂。

现有技术已经示出了可产生选择性吸附锂的固体的几种操作方案。在各个情况下，制备或商购的固态三氢氧化铝Al(OH)₃与锂前体接触。所使用的三种主要前体为：最常使用的为氯化锂(LiCl)。也可使用氢氧化锂(LiOH)或碳酸锂(Li₂CO₃)。

专利US 6280693描述了用于制备固体LiCl/Al(OH)₃的方法，该方法通过将LiOH的水性溶液加入至多晶氧化铝水合物中以形成LiOH/Al(OH)₃，并且从而在氧化铝的结晶层中产生活化锂位点而不会改变氧化铝的结构。从而，通过加入稀释的盐酸使LiOH/Al(OH)₃转化为LiCl/Al(OH)₃。随后，在高温下，将由此制备的氧化铝糊用于从卤水中提取锂的方法中。专利US 6280693中所描述的用于锂的提取方法使用如下详述的固体，并且包括以下步骤：

a)用含锂盐LiX的卤水使固体床饱和，其中，X选自卤离子、硝酸根、硫酸根和碳酸氢根；

b)用浓缩的NaX溶液置换浸渍的卤水；

c)通过使LiX的不饱和溶液流过来洗脱由固体捕获的LiX盐；

d)用浓缩的NaX溶液置换浸渍的材料，随后至少重复步骤a)至步骤d)一次。