[发明专利]一种粉煤灰漂珠负载的锂离子筛片及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以纳米氧化铝水溶胶为粘合剂的粉煤灰漂珠负载的锂离子筛片，将其装填在吸附‑解吸塔中，用以吸附分离盐湖卤水或海水中的低浓度锂离子，将锂离子筛片模压制成直径为5‑10mm的圆柱体或扁球体，单个锂离子筛片等效体积为0.05‑1.0cm³，孔隙率为30%‑50%，密度为500‑900kg/m³，锂离子筛质量占锂离子筛片质量的30%‑40%，纳米氧化铝质量占锂离子筛片质量的10%‑20%，其余质量为粉煤灰漂珠，锂离子吸附容量为10‑20mg/g。本发明粉煤灰漂珠负载的锂离子筛片不需要高温烧结，在烘箱的温度范围就能完全固化，同时解决了锂离子筛吸附剂的成型和溶损难题，容易工业化推广应用。

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰漂珠负载的锂离子筛片及其制备方法，特别是以纳米氧化铝水溶胶为粘合剂的粉煤灰漂珠负载的锂离子筛片及其制备方法，属于新能源新材料领域。

技术背景

锂及其化合物被广泛应用于能源、航天航空、合金材料、陶瓷、建筑、化学工业等行业，被称为“ 21世纪的能源元素”，是一种重要的战略资源。锂主要存在于含锂矿石、盐湖卤水及海水中。从矿石中提锂具有步骤繁琐、能耗大的缺点，且随其开发利用，资源量日益减少。锂资源开采研究已逐渐从传统矿石提锂转向盐湖卤水、海水和地热水等液态锂资源的开发利用上。目前工业化的盐湖卤水提锂技术主要是沉淀法，工艺方法对原始卤水的要求较高，并且卤水要经过提取 K、Na、Mg和B等元素后才能进一步提锂，卤水中锂镁比的高低以及盐田的气候条件对产品质量及工艺的经济性都有较大影响。我国大多数盐湖卤水中 Mg/Li很高，Li的含量较低，并不适合沉淀法提锂。离子筛吸附法具有工艺简单、回收率高、选择性好、环境友好等优势。离子筛吸附法提锂技术的关键是制备吸附容量大和循环性能良好的锂离子筛吸附剂。

锂离子筛是通过向无机化合物中导入模板Li⁺，经热处理成为前驱体，然后酸浸出前驱体中的Li⁺得到。锂离子筛根据尺寸效应和筛分效应，能在多离子共存情况下，对Li⁺离子具有特定的记忆选择性，进而将Li⁺离子同其他离子分离开来，常用于海水或卤水等富锂溶液中Li⁺的选择性提取。

目前研究最多的锂离子筛主要有锰系锂离子筛、钛系锂离子筛和掺杂系锂离子筛等。研究较多的锰系锂离子筛前驱体主要有Li_1.3Mn_1.6O₄和Li_1.6Mn_1.6O₄，其中，Li_1.6Mn_1.6O₄经过酸洗得到 MnO₂·0.5H₂O型锂离子筛，这种锂离子筛具有锰溶损率小、循环使用性能好等优点。掺杂系锂离子筛以锰系锂离子筛为基础进行掺杂改性降低Mn³⁺的含量，掺杂元素主要有Cr³⁺、Co³⁺、Al³⁺、Ni²⁺ 、Ti²⁺等。常见的钛系锂离子筛前驱体主要有尖晶石结构的Li₄Ti₅O₁₂、单斜晶系的 Li₂TiO₃ 等，与锰系锂离子筛相比，钛系锂离子筛吸附剂具有溶损率低、结构稳定、重复使用性好等优点。