[发明专利]一种铝盐锂吸附剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种铝盐锂吸附剂，分子式为LiCl·aAl(OH)₃·nH₂O，其中：a为2～5，n为0.5～10。本发明还公开了一种所述铝盐锂吸附剂的制备方法，包括以下步骤：将铝盐和锂盐混合后溶于去离子水中，超声充分混匀，再将混合溶液滴加入碱溶液中，或将碱溶液滴加入混合溶液中，或混合溶液与碱溶液并流滴加入反应釜中，控制pH，陈化，水热反应，过滤洗涤，真空干燥，水洗干燥，获得所述铝盐锂吸附剂。本发明还公开了一种所述铝盐锂吸附剂在含锂溶液中吸附锂的应用。本发明制备的铝盐锂吸附剂性质稳定，具有吸附量大、重复性好、选择性高的优点。

技术领域

本发明属于无机吸附剂制备技术领域，尤其涉及一种铝盐锂吸附剂及其制备方法与应用。

背景技术

锂为世界上最轻的金属，凭借其特殊的物化性质被广泛地应用到许多领域。世界上的大部分锂资源都存储在盐湖(海水)中，如何有效的从盐湖中提取锂就成了一个亟待解决的问题。

在20世纪80年代中期以前，世界各国主要以锂矿石为原料生产锂盐。该方法历史较长、工艺较成熟，但能耗较高，在一定程度上会污染环境，且锂矿石资源日益匮乏，越发显示出其局限性。另一方面，盐湖卤水中锂资源丰富，且成本低于矿石锂的开采，随着南美洲巨大盐湖卤水资源的勘探开发，盐湖提锂逐渐成为发展趋势。

我国是一个资源大国，锂资源储量非常丰富，尤其是液态锂资源更是丰富。一般而言，盐湖卤水中镁锂比值的高低决定着利用卤水资源生产锂盐的可行性以及锂盐产品的生产成本和经济效益。而我国锂盐生产仍以锂辉石等矿石为主，盐湖卤水提锂应用较少。其主要原因是我国盐湖卤水品味较低，大多具有较高的镁锂比，而镁和锂在元素周期表中处于对角位置，两者化学性质及其相近，给锂资源的开采带来了困难。

从盐湖卤水中提取分离锂的方法主要有沉淀法、溶剂萃取法和吸附法。吸附法从环境和经济角度考虑比其他方法有较大的优势，尤其在从低品位卤水或海水中提锂的优势更加明显。其关键是研制出性能优良的吸附剂，它要求吸附剂对锂有极高的选择性，以便消除卤水中大量共存的碱金属和碱土金属离子的干扰。

近年来，对吸附法提锂研究报道较多的是采用无机吸附剂，主要有锰系吸附剂、铝系吸附剂、钛系吸附剂和复合锑酸盐吸附剂。其中，锰系和铝系吸附剂研究相对较多。采用锰系吸附剂时预先引入锂离子，形成锂锰氧化合物，再用酸将其中的锂离子脱出后形成对锂具有高效吸附性能的锂离子筛吸附剂，吸附饱和后，用酸进行洗脱。锰系吸附剂具有极高的锂吸附容量，但锰溶损尤为严重。采用钛系吸附剂洗脱时有严重的拖尾现象，而复合锑酸盐吸附剂因锑元素是有毒金属不利于可持续发展。采用铝系吸附剂时基于铝盐沉淀法提锂的原理而研制出的一种吸附剂，此类高活性锂吸附剂为一种层状双金属氢氧化物LiCl·nAl(OH)₃·mH₂O，其提锂原理是利用特殊的内部结构，在吸附锂过程中将较大的碱金属及碱土金属离子阻隔在外。

目前报道的吸附剂，吸附量大的是美国Dow公司生产的铝盐树脂复合物以及俄国的铝盐吸附剂，但其工作吸附容量仅为2～3mg/g左右，仍有待提高。

发明内容

为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种用于盐湖卤水提锂的铝盐锂吸附剂，本发明使用廉价易得的铝盐和锂盐与碱一步反应合成LiCl·aAl(OH)₃·nH₂O，合成过程简单，易控制；反应物通过过滤干燥再水洗干燥步骤即可获得吸附剂；也就是说，本发明使用较简单的工艺路线合成了吸附量高、稳定性好的铝盐锂吸附剂。本发明的吸附剂可以从含锂浓度低、杂质离子浓度高的含锂溶液(如：盐湖卤水、井水、海水等含锂溶液)中提取锂。

本发明的另一个目的是提供一种所述铝盐锂吸附剂的制备方法，合成过程简单，易控制。

本发明的再一个目的是提供一种所述铝盐锂吸附剂在含锂溶液中吸附锂的应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：