[发明专利]一种层状铝盐吸附剂的制备方法和层状铝盐吸附剂

说明书

本发明公开了一种层状铝盐吸附剂的制备方法和层状铝盐吸附剂，本发明的方法可以用于制备具有双层结构的铝盐吸附剂，所述层状铝盐吸附剂的外层为高分子聚合物，所述高分子聚合物内包裹有多糖的骨架，所述多糖的骨架间包裹有铝盐吸附剂，所述铝盐吸附剂组成为[xMg(OH)₂(2‑x)Al(OH)₃]·nH₂O的，所述铝盐吸附剂具有尺寸为10‑500nm的孔。本发明的层状铝盐吸附剂可以用于锂离子的吸附。

技术领域

本发明属于盐湖化学领域，具体涉及一种层状铝盐吸附剂及利用其从盐湖低锂卤水中提取锂的方法。

背景技术

锂及其化合物是国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资，也是与人们生活息息相关的新型绿色能源材料。随着科技水平的不断提高，资源与环境问题的日益突出，特别是随着便携式电子设备和新能源汽车的迅猛发展，世界上矿石锂的储量远不能满足市场需求，而且固体矿源不断枯竭，锂矿资源的开发利用方向也面临转折。

我国是一个盐湖分布较广的国家，盐湖锂资源比较丰富，仅青海的盐湖区内，就储存着上千万吨的氯化锂，约占全国锂资源的一半。随着盐湖锂资源的不断开发，盐湖矿区开采完富锂矿之后将产生大量的盐湖贫锂卤水矿，即Li⁺的浓度将会逐渐降低，现有的提锂工艺技术以后终将不适应开采。尤其对于锂资源总量大、Li⁺含量低的贫矿区—察尔汗盐湖，其锂资源储量约占全省的60％。盐湖中微量的Li⁺与大量的碱金属、碱土金属离子共存，而锂镁的化学性质又非常相近，使得提锂十分困难，尤其在高含量镁离子的环境。

从长远发展来看，研发如何从低品位盐湖锂矿中提锂的技术已迫在眉睫，这不仅能延长我国盐湖锂资源的开采年限，增加锂盐产量，在经济和技术储备方面也有着积极重要的现实意义和科学意义。因此，研究和开发一种成本低、工艺简单、环境友好的提锂生产方法势在必行。

在品位较低的含锂卤水或湖水中，吸附法具有明显的优势，而且从长远的保护环境与实际生产角度考虑，尤其以铝盐吸附剂为佳，对吸附剂的洗脱、再生不需要大量的酸碱，直接用淡水就可以达到目的，所以采用铝盐吸附剂选择性吸附Li⁺是一种应用前景较好的从盐湖含锂卤水中提锂的方法。

专利US4221767公开了在阴离子交换树脂内先后加入AlCl₃溶液和NH₄OH溶液，再用LiCl溶液处理，合成出铝盐吸附剂LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O，后使其分散在树脂的空隙内，该方法合成的吸附剂可选择性地从盐湖卤水中分离提取锂，且实验表明经卤水交替流动，循环使用140个周期后，树脂对锂的吸附能力没有明显的减小。专利US4221767中合成出的铝盐吸附剂LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O，循环性能比较稳定，但由于树脂价格较高，加上容易被卤水中的其它离子污染，导致其再生费用大，因而难以实现扩产化。

专利US6280693公开了一种比较简单的合成方法，其将目数为10到140之间的Al(OH)₃颗粒放置于LiOH溶液中，使LiOH进入到Al(OH)₃颗粒的空隙中，形成颗粒状的LiOH/Al(OH)₃，再用盐酸处理，使LiOH/Al(OH)₃转化成LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O。采用此方法制备的铝盐锂吸附剂不易被污染、不易被破坏、使用寿命较长。专利US6280693提供合成LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O的方法虽然简便，但是经实验室和工业柱式试验证明其工作吸附容量只有2～3mg/g，仅为粉末状铝盐锂吸附剂吸附容量的40％左右，而且吸附剂再生时溶损率较大。