[发明专利]一种复合锂离子吸附柱料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合锂离子吸附柱料及其制备方法。所述制备方法包括：使分散剂和水均匀混合，形成第一混合液；使亲油性无机吸附剂、制孔剂及聚合物单体均匀混合，形成第二混合液；将第一混合液、第二混合液及引发剂混合反应，再加入导电性有机物单体及固体导电材料反应，获得复合锂离子吸附柱料。本发明通过无机吸附剂表面酸化处理，然后亲油性处理，亲油基团与亲油性聚合物单体有效聚合，最后通过亲油基团与噻吩、吡咯等进行第二次交联，制备掺杂聚噻吩或聚吡咯表面涂层；同时在聚合物表面二次交联时粘结无机导电粉末，所获复合锂离子吸附柱料机械强度好、选择性高、负载量大且具有良好的稳定性和导电性，能在从盐湖卤水中提锂工艺中得到应用。

技术领域

本发明涉及一种锂离子吸附柱料，尤其涉及一种复合锂离子吸附柱料及其制备方法，属于锂离子吸附的制备技术领域。

背景技术

目前在提锂的技术上，现在国内不论是矿石提锂，还是盐湖提锂都归到了五个方面：电渗析法、萃取法、沉淀法、煅烧法、吸附法，这五个工艺在锂资源的开发当中都有应用。针对不同的盐湖，选取工艺和制备方法各不相同，都有一定的可使用范围。由于前四种工艺都是适合于盐湖老卤中高浓度锂资源的提取工艺，在原始卤水转换为老卤过程中，实际损失较大。所以能从原始卤水中分离提取能减少资源的浪费，针对这一情况，吸附法具有较好的竞争力。

吸附法的核心问题为制备出较好的吸附塔中的填充柱料。目前吸附吸附剂有锰系列、铝系列及钛系列吸附剂，各有其特点和优势。但在实际的使用过程中，由于大多数吸附性能较好的离子交换吸附剂都是粉体，其粉体的流动性和渗透性都较差，而且交换的溶损率较高(0.5％以上)，导致其工业应用困难，需要制成粒状以便于操作，但是离子筛的造粒工作比较困难，而且研究发现造粒后交换剂的吸附性能会下降，目前所有造粒工作也还处于实验室研究阶段。

无机和有机结合是解决成型造粒的有效方法，传统的无机和有机复合吸附柱料的制备方法，主要有三种方法。一种是用溶剂把有机聚合物溶解，再加入无机物颗粒混合，采用挤压成型或者液滴成型，然后通过破碎等工艺进行造粒(例如，申请公开号CN 106076244A，发明名称为一种纳米氧化物包覆的长寿命锂离子筛吸附剂的制备方法的发明专利；又例如公开号为CN109225124A，发明名称为一种颗粒锂吸附剂的制备方法的发明专利)。另一种是采用热熔的方法(例如，申请公布号为CN 107673418 A，发明名称为一种生活污水处理材料及其制备方法的发明专利)，对聚合有机物进行热熔，再混入无机化合物，在降温过程中进行复合成型。第三种方法是采用有机和无机化合物化学合成的方法进行复合，主要在聚合反应时候加入无机化合物，在复合成型后再进行亲水性处理，例如，申请公布号为CN106084102 A，发明名称为一种球形粒状锂离子筛的制备方法的发明专利。这些方法具有特定的使用范围，但其使用过程中也受到一定的限制。比如有机溶解法制备的颗粒如果需要成球状，需要过量的有机聚合物使复合物成胶体颗粒，使得吸附剂吸附效果降低。第二种热熔的方法不能适合于低温制备的无机化合物，尤其带有结晶水化合物或者高温容易分解的无机化合物。第三种方法在水中使用需要改性。还有一种方法较为理想，低温条件下，其有机物的负载量可以调节。另外由于常规锂吸附剂在吸附和脱附过程中，其速度较慢，其脱附最后20％需要用全部洗脱液的50％以上，加快吸附剂的吸脱附速率也是一个急需要解决的问题。

采用低温反悬浮聚合是一个有效的解决办法，目前采用悬浮法制备有机无机复合的方法较多。如碳纳米管/纳米二氧化硅/聚苯乙烯类树脂复合微球的制备(CN201711216983：一种尿毒症用血液净化吸附剂及其制备方法)，以及各种磁性三氧化二铁及四氧化三铁颗粒的聚合制备，如壳聚糖包覆纳米γ-Fe₂O₃和微米的球型粉煤灰微珠，获得粉煤灰微珠磁性复合材料(CN201110197609)。