[发明专利]一种用于高镁锂比盐湖卤水提锂的磁性吸附剂及应用方法

说明书

本发明属于锂提取领域，提供了一种用于高镁锂比盐湖卤水提锂的磁性吸附剂及应用方法；筛选粒径100‑300um的沸石粉，将锰盐溶液加入其中，然后加入氢氧化锂，以沸石粉为模板在沸石微孔中形成锂离子吸附体LiMn₂O₄；将锂离子吸附体LiMn₂O₄微粒表面涂覆纳米二氧化硅分散液，进一步粘附Fe₃O₄或r‑Fe₂O₃磁粉和氯化钙，通过纳米二氧化硅和氯化钙形成硅酸钙从而将磁粉牢固固定在表面，干燥得到球形状外层为多孔磁粉，内核为沸石粉稳定的锂离子吸附体LiMn₂O₄，即一种球状磁性吸附剂。

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盐湖卤水提锂的磁性吸附剂及应用方法。

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。

随着新能源电动汽车的快速发展，锂电池产业急速增大。新能源汽车带动锂需求大幅增长，预计全球需求将从当前的19万吨增长至40万吨。但是由于建设进展和技术原因，锂的供给极其有限。根据已有统计显示，全球锂资源 接近80%是盐湖锂，提取成本较低但是难度较大，20%的矿石 产能释放较快但是成本较高。盐湖提锂一直没能形成有效供给，主要原因是盐湖提锂技术不够完善。特别是稳定的量产提锂还存在瓶颈。

我国卤水资源极其丰富，特别是我国西部青海西台吉乃尔湖，具有丰富的锂储量。青海盐湖卤水组成复杂，镁锂比高，镁锂质量比大于50：:1，卤水中除含大量的Mg2+、K+、Na+、SO42-、Cl-、Li+ 外，还含有大量的B2O3，从中提锂变得异常困难复杂。沉淀法是分离镁锂常用的技术手段。利用沉淀法将卤水中的Mg2+、SO42-、B2O3以硫酸钙、氢氧化镁、硼酸镁形式沉淀，从而达到Mg2+、Li+ 分离目的。但该方法形成的沉淀为胶体，难以有效过滤出锂离子。吸附方式是解决复杂卤水提锂的有效技术。但现有技术均是采用间断式工作，将吸附剂饱和吸附锂离子后，再脱附，再次应用于吸附。工作效率低，不连续，吸附和脱附难以控制，质量不稳定，造成锂离子损失较大。

发明内容

现有利用吸附剂从卤水中吸附提锂主要是间断式生产，将吸附剂吸附饱和后再利用脱附剂脱附收集锂离子，从而造成效率低，难以规模化连续稳定吸附收集锂。针对这一缺陷，本发明提出一种用于高镁锂比盐湖卤水提锂的磁性吸附剂及应用方法。

本发明涉及的具体技术方案如下：