海水提锂技术的研究进展

在陆地锂资源总量远不能满足锂远景市场需求的情况下,研究海水提锂技术十分必要。介绍了从海水中提取锂的方法,认为吸附-离子交换法是有着广阔发展前景的绿色海水提锂方法,其关键就是要找到合适的吸附剂。介绍了几种无机离子交换吸附剂的吸附机理,重点论述了尖晶石型钛氧化物、锂-锰氧化物以及复合型离子筛吸附剂的技术现状。分析了目前离子筛型吸附剂法海水提锂存在的问题,指出造粒和成膜是提锂技术工业化亟待解决的问题。     

盐湖卤水中锂的分离提取研究进展

自2015年新能源汽车的爆发式增长,使得世界锂的需求量急速增加,加速锂资源的开发具有重要意义。中国境内锂资源颇为丰富,主要存在于锂矿与盐湖卤水中,其中以盐湖卤水为主。而卤水提锂以其能耗低、成本低等显著优势成为未来获取锂资源的重要方向。总结归纳了现有的卤水提锂方法,重点阐述了目前研究较多的萃取法、吸附法、膜分离法和电化学法。目前,萃取法大多以萃取剂-氯化铁-稀释剂为萃取体系,着重对萃取剂与稀释剂的种类进行研究;吸附法中吸附剂为实验的关键,近年来铝基吸附剂和离子筛型吸附剂成为研究的热点,如何造粒以及如何降低溶损率将成为今后主要的研究方向;膜分离法中提高吸附容量是使用膜分离法从卤水中提锂的关键,膜分离法中纳滤膜与电渗析较为成熟; 关于电化学提锂,研究人员提出使用不同的吸附剂作为电极材料,提锂效果得到显著提高,电化学提锂这一新方法的崛起为卤水提锂提供了新思路。     

卤水提锂吸附剂应用研究进展

利用吸附剂从卤水中提锂是目前最具发展潜力的提锂方式。综述了层状吸附剂、锑酸盐吸附剂、铝基吸附剂和离子筛型氧化物吸附剂的吸附机理、制备方法、吸附性能,并对比了各自的优缺点。指出吸附剂中以铝基吸附剂和离子筛型氧化物吸附剂的优势最为明显,但是都存在成粉末状、流动性及渗透性差、溶损率较高等缺点。因此,如何造粒以及如何降低溶损率将成为吸附法盐湖提锂技术的发展方向。     

离子筛型锂吸附剂的研究现状

简要介绍了离子筛型吸附剂的研究现状,并对钛系离子筛吸附剂和锰系离子筛吸附剂进行了比较,重点指出了离子筛型吸附剂吸附技术中存在的一些问题和今后离子筛型吸附剂吸附提锂的研究方向。     

海水卤水提锂高效吸附剂的合成及应用研究

高效吸附剂的研究和开发是高镁锂比海水卤水中锂分离提取的关键,当前最具工业应用前景的吸附剂为锂锰氧化物离子筛。本研究探讨了各合成条件对锂锰氧化物离子筛吸附剂的结构及吸附性能的影响,合成出了适用于不同镁锂比及锂浓度海水卤水的高容量吸附剂,吸附容量最高可达41.02 mg/g,锰溶损率为3.06%;此外,还开展了锂吸附分离的动态模拟试验,为所合成吸附剂用于海水卤水提锂的应用研究奠定基础。     

铝盐吸附剂盐湖卤水提锂的研究现状及展望

随着金属锂及其化合物在材料、新能源等诸多领域的广泛应用,其需求量越来越大,传统的锂矿石提锂已不能满足市场的需求。中国是一个盐湖卤水锂资源非常丰富的国家,因此如何开发盐湖卤水锂资源就变得越来越重要。铝盐吸附剂对锂离子选择性高,吸附容量大且对环境友好,吸附法被认为是目前最具工业应用前景的盐湖卤水提锂方法。重点介绍了中国盐湖卤水锂资源的情况以及铝盐吸附剂盐湖卤水提锂的吸附机理、制备方法、研究进展以及存在的问题。最后指出造粒成膜技术是铝盐吸附剂工业化亟需解决的关键问题,并对中国盐湖卤水锂资源的开发提出了建议。     

锂离子筛的合成方法及展望

离子筛是从海水中提锂的最具工业化应用情景的方法。制备出选择性高、结晶理想、理论交换容量高、微米到纳米级的离子筛是解决从液相锂资源提取锂的可行办法。文章简要介绍了提锂技术进展及方向,离子筛目前国内外研究的现状以及合成方法。分析了离子筛研究过程中存在的一些问题,提出了开展三维有序大孔材料离子筛(3DOM)研究的建议。     

锂离子筛前驱体制备方法的研究进展

金属锂及其化合物在能源和新材料方面具有良好的应用前景.21世纪,盐湖卤水提锂将成为锂盐生产的新方向.锰氧化物和钛氧化物可以作为锂离子筛直接从盐湖卤水和海水中提取锂,是最具发展前途的绿色锂离子吸附剂.详细介绍了作为锂离子筛前驱体的锂锰氧化物和锂钛氧化物的制备方法,包括固相烧结法和液相反应法等.同时,评述了各种方法的优劣,比较了不同锂离子筛的性能,并指出多种方法相结合并注重掺杂改性是提高锂离子筛吸附性能的有效途径.     

锂的吸附剂

本文综述了锂吸附剂的研究现状，重点探讨了离子筛型吸附剂，提出了今后的研究方向，旨在找到一条实用化道路来回收锂。     

粉煤灰多元复杂体系锂资源提取的研究及发展

随着锂资源供需关系的紧张和需求量日益增大，从海水、废旧锂电池以及粉煤灰等低品位或者二次资源中回收锂受到重视。综述了煤及粉煤灰中锂资源的含量及分布、粉煤灰多元复杂体系中锂资源提取的技术现状，回顾了当前国内外从其他低品位资源中提锂的技术方法、材料和反应机制，分别从碱性、中性、酸性三种不同的提锂环境进行总结和阐述，对其用于粉煤灰提锂的可行性进行了评估，并对其存在问题和发展方向进行了分析和讨论，从其他低品位资源中提锂的方法可为粉煤灰提锂提供借鉴和参考。文章结尾对粉煤灰中锂资源的提取进行了展望，提出了粉煤灰中伴生资源协同提取的重要性和发展方向。     

离子筛型锂吸附剂的吸附性能研究

研究了自制粒状离子筛型锂吸附剂的吸附容量、洗脱性能和重复吸附洗脱时的稳定性。结果表明，吸附剂在纯锃盐溶液中的锂离子吸附容量为15．63mg／g，在海水中的锂离子吸附容量为5．68mg／g；洗脱剂盐酸的浓度越高，对吸附剂中锂离子的洗脱率越高，但同时离子筛的溶损率加大；吸附剂循环吸附洗脱时，吸附与洗脱性能较稳定，并可重复使用。     

尖晶石型锰酸锂锂离子筛的合成研究

为了比较不同合成方法对锰酸锂(Li4Mn5O12)锂离子筛的结构、饱和交换容量和分离因子的影响,采用低温固相反应法和溶胶-凝胶法合成了锰酸锂锂离子筛,并用X射线衍射(XRD)表征了所得材料的结构.结果表明,低温固相反应法和溶胶-凝胶法制备的锰酸锂及其离子筛均为尖晶石结构.低温固相反应法合成的锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为16.06 mg/g(2.31 mmol/g)、分离因子αLiNa为23;溶胶-凝胶法合成的锰酸锂锂离子筛,其锂离子饱和交换容量为26.39 mg/g(3.80 mmol/g),分离因子αLiNa为216,优于低温固相反应法所得锂离子筛的性能.     

废旧锂离子电池制备锂离子筛及其应用研究进展

锂离子电池报废量爆发式增长,预计到2023年,废旧锂离子电池回收利用将是一个超过300亿元产值的新兴市场,其中,锂资源占可回收金属价值的一半。为探索锂资源高效回收技术,基于现阶段研究热点,讨论了以废旧锰酸锂电池正极材料、废旧三元锂电池正极材料、废旧锰系锂离子电池负极材料为原料制备锂离子筛的方法;探讨了废旧锂离子电池中各类杂质成分对锂离子筛性能的影响;阐述了锰系锂离子筛技术在废旧锂离子电池的锂回收、盐湖卤水提锂和化工制药废水提锂等领域的应用。通过分析得出,锂离子筛的应用能够增加锂盐回收率与回收纯度,降低技术成本,应用前景广阔。     

Effect of adsorbent particle size distribution on breakthrough curves for molecular sieve columns

A model has been proposed to predict breakthrough curves for packed bed adsorption columns. Adsorbent particle size distribution has been taken into account. Compared to uniform crystals, the breakthrough for non-uniform crystals occurred after a longer time interval and the delay increased as the size distribution became broader. The dynamic capacity was found to be higher for non-uniform crystals.     

负载型锂离子筛吸附剂研究进展

锂离子筛吸附剂能够经济地从卤水、海水中提取分离锂离子,然而锂离子筛吸附剂通常是细微的粉末材料,工业化应用时需要加工成型为填料,关键是得到吸附容量大和循环性能良好的锂离子筛吸附剂。现有的造粒和铸膜成型工艺导致锂离子筛吸附剂的吸附容量大幅降低,希望开发出不使用有机聚合物黏结剂的负载型锂离子筛吸附剂。综述了常用的几类锂离子筛吸附剂、载体材料和负载方法,总结了负载型锂离子筛吸附剂的技术要求,介绍了几种新的负载型锂离子筛吸附剂的制备方法。建议重点开发玻璃纤维材料负载的锂离子筛吸附剂H₄Ti₅O₁₂和氧化铝负载的锂离子筛吸附剂LiCl·2Al（OH）₃。     

一种用于CO吸附的分子筛吸附剂的制备及研究

以分子筛作为载体,添加氯化亚铜作为活性组分,并采用适当的黏结剂和成型方法制备出适用于吸附混合气中CO的吸附剂。在吸附剂制备过程中,考察了黏结剂种类、还原温度、吸附压力对吸附剂强度和CO吸附量的影响。研究表明:采用树脂型有机黏合剂能够大幅度提高吸附剂的强度,同时对吸附剂的吸附容量影响较小;当还原温度180℃,吸附反应温度40℃,吸附压力0.5 MPa时,对于组分(φ)为H247.1%,CO 31.5%,N219.1%,CH42.28%的模拟气体,吸附剂性能最优,CO吸附量达到最大值50 m L/g。制备的分子筛吸附剂吸附量大、强度较好、耐磨损,能够满足工业化应用的要求。     

钛系锂离子筛的制备及其吸附性能研究

以无定型水合二氧化钛和氢氧化锂分别作为钛源和锂源,通过高温固相法合成钛系锂离子筛（HTO）并进行了扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、接触角测试等表征。研究了HTO在高镁锂比[n（Mg）/n（Li）]盐湖卤水中随时间变化对锂吸附容量的影响。结果表明,HTO在高镁锂比盐湖卤水中26 h吸附容量达到24.8 mg/g。HTO具有优异的选择性,分离系数（α^Li _Mg）达到4 813.0。经过20次吸附循环试验,HTO的锂吸附容量仅下降4.8%,且每次钛的溶损率都在0.08%以下。结果表明,HTO具有较好的循环吸附性能和稳定性。该HTO具有从高镁锂比盐湖卤水提取锂的能力,具有很广阔的市场前景。     

铝基锂吸附剂制备及其吸附性能研究

以氯化锂、无水氯化铝为原料,通过正交实验优化反应合成条件,采用“一步法”制备LiCl·2Al（OH）₃·nH₂O型铝基锂吸附剂。分别探究了吸附时间、吸附温度、溶液初始pH、溶液初始Li⁺浓度对吸附性能的影响,对吸附前后的无机铝吸附材料做了表征,并考察了吸附剂的离子选择吸附性及稳定性能。结果表明：最佳吸附条件为在45 ℃下pH=7的锂溶液中吸附2 h,吸附容量高达到8.66 mg/g。XRD、FT-IR表征结果表明：所制吸附材料有良好的稳定性。且该吸附剂对Li⁺分配系数（K=10.06）远高于其他金属阳离子,吸附材料经5次循环使用后,吸附容量仍能保持原来的91.5%。在西藏龙木错盐湖卤水中,对锂的吸附量达到5.24 mg/g。吸附平衡数据拟合结果表明：铝基锂吸附剂符合Langmuir等温吸附模型,吸附是发生在吸附剂表面的单层吸附;吸附过程符合伪二级动力学,是典型的化学吸附过程。     

提锂吸附剂的合成与吸附过程研究

以高锰酸钾为主要原料,经水热反应、煅烧合成尖晶石型锂锰氧化物Li1.6Mn1.6O4。用盐酸对Li1.6Mn1.6O4进行锂-氢交换,制得具有锂离子吸附效果的吸附剂H1.6Mn1.6O4。采用X射线粉末衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对反应过程的中间产物及最终产物进行表征。对H1.6Mn1.6O4进行吸附实验,结果表明吸附剂对锂离子具有较好的吸附效果,最大吸附量为46 mg/g。用盐酸对吸附饱和的吸附剂进行脱锂实验,结果表明脱附率在95%以上,溶损率在3%左右。     

纳米纤维锂离子筛吸附剂的制备及表征

通过静电纺丝制备了锂离子筛负载纳米纤维。研究了聚丙烯腈（PAN）和锂锰氧化物（Li1.6Mn1.6O4）配比对纳米纤维锂离子筛吸附剂提锂性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和BET氮气吸附法对纳米纤维锂离子筛吸附剂的形貌和比表面积进行了表征。实验结果表明,在聚丙烯腈质量分数为7%和Li1.6Mn1.6O4质量分数为10%条件下,制得的纳米纤维锂离子筛吸附剂比表面积较大、提锂性能较好,其在质量浓度为10 mg/L的氯化锂溶液中对锂离子的吸附量可达13.6 mg/g。纳米纤维锂离子筛吸附剂克服了粉末状锂离子筛的不足,对实现海水提锂具有重要的参考价值。