[发明专利]一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板及制备方法

说明书

本发明属于锂提取领域，提供了一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板及制备方法，将三聚氰胺和甲醛混合，调节pH为7～7.5，并在水浴下进行加成反应，得到羟甲基三聚氰胺；然后将层状双金属氢氧化物(LiCl·nAl(OH)3·mH2O)研磨至微米级，加入羟甲基三聚氰胺，再加入二羟甲基丙酸，在170～190℃下均质机反应，酯化3～5h，得到分散层状双金属氢氧化物的超支化聚合物；然后涂敷在厚度为3‑5cm的微孔陶瓷板表面成膜，得到一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板。

技术领域

本发明属于锂提取领域，具体涉及一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板及制备方法。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。锂电池通常分两大类：锂金属电池：锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂离子电池：锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。虽然锂金属电池的能量密度高，理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电，所以无法作为反复使用的动力电池。而锂离子电池由于具有反复充电的能力，被作为主要的动力电池发展。但因为其配合不同的元素，组成的正极材料在各方面性能差异很大，导致业内对正极材料路线的纷争加大。通常我们说得最多的动力电池主要有磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、钴酸锂电池以及三元锂电池（三元镍钴锰）。

锂离子电池和传统的蓄电池比较起来，不但能量更高，放电能力更强，循环寿命更长，而且其储能效率能够超过90%，以上特点决定了锂离子电池在电动汽车、存储电源等方面极具发展前景。决定锂离子动力电池成本和性能的关键在于材料，锂离子动力电池的材料决定了电动汽车的发展路线和运行模式。因此，突破锂离子动力电池的瓶颈问题，关键在于材料问题的解决。

锂是生产二次锂盐和金属锂的基础材料，在全球消费电子、新能源汽车需求增长的带动下，全球锂的需求量急速增长，对于锂资源的开发利用已不再局限于锂矿石。如何从海水、盐湖卤水中提锂成为今后锂资源开发的必然趋势。

目前从盐湖卤水中提锂的方法主要有沉淀法、煅烧浸出法、溶剂萃取法、膜分离法、吸附法等。其中，沉淀法工艺简单、成本较低，适用于低镁锂比的盐湖卤水中提锂。但该方法在镁锂比较大时会造成用碱量过大和锂盐损失严重。吸附法具有工艺简单、回收率高、环境友好等优点。对于低品位且高镁锂比的盐湖而言，吸附法是最具应用前景的方法。

目前已有报道采用无机吸附剂，如锰系吸附剂、铝系吸附剂、钛盐吸附剂等预先引入锂离子，再用酸将其中的锂离子浸出；特别是利用层状双金属氢氧化物如(LiCl·nAl(OH)3·mH2O)，利用其中的内部结构，在吸附锂过程中将较大粒径的碱金属及碱土金属离子阻隔在外，而小直径的锂离子则被吸附，不但实现了吸附锂，而且有效的将锂与镁等分离。

然而在具体运行时，由于层状双金属氢氧化物不稳定，多为粉末状，机械强度差，重复利用性能差，吸附饱和后脱锂溶损率高。为此，限制了层状双金属氢氧化物在盐湖卤水中提锂的应用。

发明内容

本发明的目的是对现有层状双金属氢氧化物用于盐湖卤水提锂不稳定，机械强度差，重复利用性能差，吸附饱和后脱锂溶损率高的缺陷。本发明提出一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板及制备方法。

本发明涉及的具体技术方案如下：

一种用于高镁锂比卤水提锂的超支化吸附膜板制备方法，包括以下步骤：