[发明专利]一种用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法

说明书

一种用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法，涉及一种用吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法。本发明是要解决现有的提锂吸附方法存在的吸附容量低、选择性差、不易耐酸碱的技术问题。本发明的含氟高分子吸附剂合成方法简单、成本低。本发明的方法对锂具有较高的吸附容量和选择性，对锂离子的吸附容量最高可达到59mg/g，可以将锂离子从含有钠、钾、镍、钴、锰、镁、铜等离子的混合溶液中完全分离开来，吸附材料耐强酸强碱，吸附pH范围可为0～12。

技术领域

本发明涉及一种用吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法。

背景技术

随着全球对能源可持续发展的重视，新能源产业成为了大势所趋，锂离子电池作为其中重要能源存储器件，对其需求十分强大，所以面对未来潜力巨大的动力电池市场，锂电产业将面临两大突出问题，一是原材料供应不足，锂产量远远低于社会需求，成为限制产业发展的瓶颈，故要提升从自然资源(如矿石锂与卤水锂)中提取锂的技术；二是锂产品在应用后，将会产生如含氟化锂废料、含硫化锂废料、废旧磷酸铁锂电池废料等形成的废水，这些废水如果不处理，一方面造成环境污染，另一方面也会导致锂资源的浪费。因此，锂回收对于维持未来的供应链完整和减少环境污染至关重要。

然而，由于含锂废水成分非常复杂，含有大量共存金属和非金属元素，使得提取工艺十分繁琐与困难。目前，国内外提取锂的工艺技术主要包括：溶剂萃取法、膜分离法、电化学法、沉淀法和吸附法。溶剂萃取法可实现卤水中多资源的综合利用，但水蒸发量大，能耗高，产生的HCl对设备腐蚀性大，污染严重。膜分离法虽尺寸效应好，但膜污染比较严重。电化学方法稳定性好，但能耗高，不经济。沉淀法虽操作简单，但回收产品纯度不高。所以相比以上方法，吸附剂法具有工艺简单、重复性好、经济环保等优势，更适用于从废水中提取金属离子，用吸附法回收锂也是近年来该领域的研究热点。

吸附法是利用对锂离子有选择性的吸附剂来结合锂离子，然后在洗脱剂作用下洗脱抽离出锂离子，从而使锂离子与其他杂质离子得到分离。根据吸附剂的性质可将吸附剂分为无机吸附剂和有机吸附剂两种，目前研究较多的主要有铝基吸附剂、层状吸附剂、离子筛型吸附剂以及冠醚类新型有机吸附剂。铝盐吸附剂对锂离子的选择性吸附性能较好，但该类吸附剂主要为粉末状，存在流动性和渗透性较差的缺点；层状吸附剂随着其层间距的减小，对锂的选择性可大幅度提高，但该类吸附剂在对锂离子的洗脱过程中，其结构和层间距易遭破坏，会失去对锂的选择性吸附；离子筛型金属氧化物用于提取分离锂，具有稳定性好、选择性强、吸附容量大等优点，但离子筛普遍呈粉末状，其流动性和渗透性较差，洗脱溶损率较高，回收率低；冠醚类有机吸附剂能实现锂的选择性提取，是因为其醚环上带负电的氧原子可与锂正离子通过偶极－电荷静电作用形成稳定的络合物，并且锂离子直径与冠醚孔径相近时，所形成络合物的结构最为稳定，选择性吸附效果最好，但不足之处在于冠醚类吸附剂合成过程复杂、成本高，且对锂的吸附容量不高，目前该方法仍处于实验阶段，尚未得到工业化的应用。

发明内容

本发明是要解决现有的提锂吸附方法存在的吸附容量低、选择性差、不易耐酸碱的技术问题，而提供一种用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法。

本发明的用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法是按以下步骤进行的：

一、将咪唑类物质加入圆底烧瓶中，用无水乙醇溶解后，加入1，6-二溴己烷和全氟烷酸，回流反应，然后蒸除乙醇，冷冻干燥，获得含氟高分子吸附剂；

二、将含氟高分子吸附剂投入到含有锂离子的废水中，在恒温振荡摇床中振荡吸附24h～36h，即完成对锂离子的吸附。