[发明专利]一种用于液体锂资源提取的锂离子筛吸附剂颗粒制备方法

说明书

本发明公开了一种用于盐湖卤水、海水、地下水等液态锂资源提取的锂离子筛型吸附剂颗粒制备方法。该吸附剂颗粒以吸水性聚合物为载体，高负载量添加锂离子筛型吸附剂如偏钛酸型Li₂TiO₃、尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂、尖晶石型Li_1.6Mn_1.6O₄、尖晶石型LiMn₂O₄等，并通过二次交联的方式制备获得，其制备工艺简单、适用于工业化生产。制得的吸附剂颗粒具有高弹性、多孔、高吸水性、渗透性好等特点。树脂基体耐强酸强碱，基体表面多羟基结构能够有效吸附吸附剂颗粒，有效减少溶损率，可应用于盐湖原卤、老卤，海水及地下水资源中的锂元素提取，同时高强度的耐腐蚀的基体适用于工业化吸附柱工艺。

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，具体涉及一种用于液体锂资源提取的锂离子筛吸附剂颗粒制备方法。

背景技术

随着锂电池、锂合金、润滑剂等行业的快速的发展，市场对锂的需求量日益增长。我国锂资源多存储于盐湖、地下水、海水中，这些液态锂资源含量低、同时共存大量镁、钙等离子，需富集纯化后才能利用。目前在盐湖等液态锂资源提取锂的技术主要有溶剂萃取法、沉淀法及吸附法。沉淀法只适用于老卤等锂含量较高的体系，沉淀后的锂需二次溶解提纯，酸碱耗费量较大。溶剂萃取法同时适用于各种锂含量的卤水体系，但该方法对设备防腐蚀要求高，萃取反萃取工艺流程比较复杂，且所用有机试剂会对环境产生污染，吸附法适合于从低品位体系中分离提取锂，具有操作简便、流程短、效果好、回收率高等优势。

无机离子吸附剂对锂有较高的选择性，可从品位较低的原卤或其他资源中吸附锂。吸附容量较大的无机离子吸附剂包括锰系离子筛型吸附剂、钛系离子筛吸附剂、锂铝水滑石系吸附剂、镁铝水滑石系吸附剂以及用于电化学吸附的磷酸铁锂、镍酸锂、磷铁酸锂、三元正极材料、石墨、中间相微球、碳纳米管、石墨烯、碳纤维、锡基氧化物材料等。其中锰系离子筛型吸附剂、钛系离子筛吸附剂具有选择性好，吸附容量高等特点，但常为粉末状，无法满足工业吸附柱操作，同时这两种离子筛吸附剂在碱性条件下具有最佳的吸附效果，而脱附需要在酸性条件，因此采用各种方式将吸附剂粉末粘接在一起，制成颗粒状，装柱后进行吸附脱附操作，粘结剂需要同时耐酸耐碱。

中国专利CN 111282449公开了一种用于海水提锂的HMO/纤维素复合膜的制备方法，使用离子液体溶解ɑ-纤维素并将锰系离子筛粉末混合浇筑成膜。此种方法使用的离子液体成本较高，并且离子液体有毒易造成污染。中国专利CN 108543521公开了一种用于盐湖卤水提锂的纤维制备方法，通过静电纺丝制备内芯疏松的陶瓷纤维基锂吸附材料，以纤维为载体使此种负载方式具有大比表面积。制备过程首先将锂源、锰源溶解于有机溶剂中，再通过静电纺丝制备含有锂吸附剂的前驱体纤维，通过焙烧得到锂锰复合氧化物纤维，此方法过程复杂，产量较低。中国专利CN 110975845公开了一种，加载锂离子筛的多孔材料的制备方法。通过自由基聚合将吸附剂粉体负载于树脂颗粒中，此加工方式使用大量有机溶剂，负载量低。

目前多数锂盐吸附工厂一般选择载体材料为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等聚合物材料，通过挤出或压片的方式一定的方法造粒，由于聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等聚合物基材透水性差，造粒压片过程中的高压力也使颗粒堆积紧密，因此吸附过程中卤水渗透到吸附剂颗粒中比较缓慢。

因此制备同时满足负载量大，多孔结构、高强度、耐腐蚀、溶损率低的吸附剂造粒方式具有广阔的应用前景。

上述现有技术存在以下缺点；

1、吸附剂制备过程工艺复杂，成本高，对环境有害；

2、吸附剂负载量较低；

3、吸附剂颗粒基体材料透水性差，造粒后吸附容量降低，吸附过程比较缓慢。

发明内容