[发明专利]一种微结晶性铝盐锂离子吸附剂颗粒及其制备方法

说明书

本发明涉及一种大孔硅胶包覆的轻质玻璃材料负载的微结晶性铝盐锂离子吸附剂颗粒，吸附剂颗粒的粒径为0.5‑2.0mm，孔隙率为20%‑30%，密度为400‑800kg/m³，铝盐质量占吸附剂颗粒质量的55%‑65%，大孔硅胶占吸附剂颗粒质量的5%‑10%，其余为轻质玻璃材料，吸附剂颗粒的吸附容量为6‑8mg/g；所述的微结晶性铝盐锂离子吸附剂化学组成为(1‑x)LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O，其中，x=0.5‑1，n=1‑3；大孔硅胶是复合纳米SiO₂水溶胶凝胶化形成的，大孔硅胶的孔径为10nm以上；轻质玻璃材料是密度小于500kg/m³的中空玻璃微球、粉煤灰漂珠、玻璃纤维粉或泡沫玻璃粉之一。本发明可大幅降低吸附剂的溶损和适应工业化应用需要。

技术领域

本发明涉及一种微结晶性铝盐锂离子吸附剂颗粒及其制备方法，特别是大孔硅胶包覆的轻质玻璃材料负载的微结晶性铝盐锂离子吸附剂颗粒及其制备方法，属于新能源材料领域。

技术背景

自然界中的锂资源主要存储于海水、盐湖卤水和地热水中，随着锂盐市场需求量越来越大，迫切需要开发稀锂液态资源。从稀溶液中提锂方法主要有沉淀法、溶剂萃取法和吸附法等，目前国外工业化的盐湖卤水提锂方法主要是沉淀法，而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。吸附法被认为是最为经济实用的盐湖卤水和海水提锂方法，吸附法提锂的关键是制备锂离子吸附剂，既要求锂离子吸附剂具有良好的特效定向选择性和循环使用稳定性，又要求制备工艺简单，成本低，适合工业化应用和环境友好。目前研究最多的锂离子吸附剂主要有锰系锂离子筛、钛系锂离子筛、掺杂系锂离子筛、锑酸锂离子吸附剂和铝盐锂离子吸附剂等。

铝盐锂离子吸附剂是将氯化锂为代表的锂盐插入Al(OH)₃ 层状分子结构后形成的化合物，用水或酸洗脱除部分 Li⁺ ，产生的空位可从含锂溶液中选择性吸附 Li⁺ 。在多种离子共存的情况下，空穴起到离子筛分效应，较大的碱金属及碱土金属离子因空间位阻效应不能进入，因此对半径较小的 Li⁺有选择性吸附，从而实现镁锂分离，适合从低品位以及高镁锂比盐湖卤水中分离提取 Li⁺。铝盐锂离子吸附剂一般表示为LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O， 其洗脱和吸附是可逆进行的，反应表示为：

LiCl·2Al(OH)₃·nH₂O+ H₂O = xLiCl+ (1-x) LiCl·2Al(OH)₃·(n+1) H₂O