[发明专利]一种提取废水中锂的吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种提取废水中锂的吸附剂及其制备方法，所述吸附剂是通过以下步骤制成：(1)将1‑溴‑n‑氯烷烃和直链型β‑二酮加入到溶剂中，混合均匀，得到混合液A；(2)向混合液A中加入催化剂，在0‑5℃下搅拌反应5‑6h，生成氯代β‑二酮化合物，备用；(3)将纤维素和甲醇钠加入到无水乙醇中，混匀，得到混合物B，(4)将所述氯代β‑二酮化合物加入到混合物B中，在50‑65℃下搅拌2‑3小时，过滤，得到粗产物；(5)用乙醚洗涤粗产物，干燥，得到本发明的吸附剂；本发明吸附剂含有大量的羟基，具有较好的亲水性，以及多孔和比表面积大、选择性高、无毒、无害等特点。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，尤其涉及一种提取废水中锂的吸附剂及其制备方法。

背景技术

锂是最轻的碱金属元素，在地壳中的含量约为6×10^-3％。锂是非常活泼的金属，其仅以化合物的形式存在于自然界中，主要分为固态锂矿石和液态锂资源(盐湖卤水和海水锂资源)两种，其中盐湖卤水锂资源占有绝对的优势，约占世界已发现锂资源的91％。目前，生产锂的方法包括锂矿石冶炼和盐湖提取锂。

盐湖中的锂浓度低，提取过程中需占用大量的土地面积，且对周边环境和气候要求高，主要利用日晒蒸发浓缩，再经过一系列步骤以除去镁、钙、硼等杂质，最后加碳酸盐沉淀，得到产品碳酸锂。

关于回收锂的研究，工业中，除了蒸发浓缩-沉淀提锂法，还有离子筛吸附剂，萃取法等。

在萃取体系中，β-二酮类螯合剂是最常用的萃取剂之一，其萃取锂时具有高选择性，特别是钠中提锂方面研究较多，其中以氟代β-二酮效果最佳。β-二酮是酮类中较特殊的一种，在β-二酮中存在酮式和烯醇式的互变异构平衡。萃取时Li⁺以sp³杂化轨道与β-二酮的羟基或羰基结合，形成具有一定共价化学键的较稳定的螯合结构。因此，这类化合物对Li⁺具有较高的分配系数，萃取效果较好。β-二酮类的异构平衡以及其与Li⁺形成的螯合剂如下所示：

尽管β-二酮类螯合剂萃取锂的选择性高，但是它们都具有水溶性高，萃取剂难分离的缺点，而且β-二酮类螯合剂价格较为昂贵，而且随水相流失的部分难以回收，导致成本增加以及二次环境污染。同时，这些有机试剂对人体还具有一定的毒性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种提取废水中锂的吸附剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提取废水中锂的吸附剂，所述吸附剂为β-二酮改性的纤维素，其中所述β-二酮改性的纤维素通过以下按重量份计的原料制成：

优选地，所述1-溴-n-氯烷烃为直链型，n为碳链的长度，且3≤n≤7。

优选地，所述直链型β-二酮为乙酰丙酮、乙酰丁酮或乙酰戊酮。

优选地，所述的溶剂为二甲基甲酰胺(DMF)。

优选地，所述催化剂为叔丁醇钾。

上述β-二酮改性的纤维素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将1-溴-n-氯烷烃和直链型β-二酮加入到溶剂中，混合均匀，得到混合液A；

(2)向混合液A中加入催化剂，在0-5℃下搅拌反应5-6h，生成氯代β-二酮化合物，备用；

(3)将纤维素和甲醇钠加入到无水乙醇中，混匀，得到混合物B，

(4)将所述氯代β-二酮化合物加入到混合物B中，在50-65℃下搅拌2-3小时，过滤，得到粗产物；