铝基锂吸附剂分离高钠型地下卤水锂资源过程研究

铝基锂吸附剂由于其解吸条件温和,不发生溶损,是目前唯一一种成功实现工业化生产的盐湖卤水提锂吸附剂,然而其在高钠型地下卤水中的应用可行性还有待考察。使用实验室自制的H-LDHs颗粒吸附剂,系统研究了吸附液进料流速、解吸温度及解吸液中离子浓度对固定床吸附和解吸过程的影响,实验结果表明,在高钠卤水中,当进料流速从1 BV/h (1 BV/h=0.170 L/h)增加到4 BV/h时,穿透时间缩短了79%,而穿透吸附容量仅降低了17.8%。升高解吸温度可显著提高固定床的Li⁺解吸量,而增大解吸液中的Na⁺浓度会抑制Li⁺的解吸。此外,开发了分段循环解吸工艺,并将其用于四川某地实际地下卤水提锂过程,该工艺能够有效实现解吸工段固定床出料液中Li⁺的富集。     

铝基吸附剂固定床分离卤水锂资源过程研究

铝基锂吸附剂是一种非常适用于低锂品位、高镁锂比盐湖卤水提锂的吸附剂,具有无溶损、稳定性高等优点,也是目前唯一一种已投入工业化生产的吸附剂。使用自制的球形铝基锂吸附剂GLDH填充固定床,系统研究了吸附温度、进料流速、初始锂离子浓度和床层高度对GLDH固定床分离卤水锂资源过程中吸附穿透曲线的影响。结果表明：升高温度、增加床层高度、降低初始锂离子浓度和进料流速会导致穿透时间延长、穿透吸附容量升高。采用BDST、Clark、Thomas、Y-N和M-D-R 5种经验模型对锂吸附穿透曲线进行拟合,确定M-D-R模型能够较准确地描述固定床锂吸附过程。     

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。     

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。     

锰基吸附剂用于新疆某盐湖卤水提锂工艺

以新疆某高镁锂比盐湖卤水为原料,采用锰基吸附剂进行吸附提锂,考察了不同条件对吸附剂的吸附率、解吸率和锰溶损率的影响,得到最优工艺条件：在吸附时间60 min、吸附液固比50 mL/g条件下,吸附率达到94.34%、吸附容量为7.69 mg/g;在解吸时间15 min、解吸液固比24 mL/g、以0.04 mol/L H₂SO₄溶液为解吸液条件下,解吸率为98.75%,吸附剂锰溶损率为0.019%。     

盐湖铝系提锂吸附剂成型条件的影响研究

铝系锂吸附剂成型颗粒在盐湖卤水提锂工业应用过程中存在吸附容量低、吸附速率慢和吸附剂粉末脱落等问题。基于现有反溶剂法挤压成型工艺,对盐湖铝系提锂吸附剂成型条件的影响进行了系统性研究。实验结果显示吸附剂成型颗粒粒径越小,达到吸附平衡越快,当颗粒直径d<1 mm时,吸附剂颗粒可在24 h左右达到吸附平衡;降低黏结剂浓度可有效加快吸附剂颗粒的吸附速率,但黏结剂浓度过低会导致其对粉末的包裹性下降;吸附剂颗粒的吸附速率与致孔剂添加比例成正比,当致孔剂添加比例为20%时,吸附剂颗粒能在4 h内完成快速吸附阶段,吸附平衡时对察尔汗高镁锂比盐湖卤水中锂的吸附容量可达4.97 mg·g^-1。     

吸附法卤水提锂技术的研究进展

简介了锂资源的概况,明确了从卤水中提锂的必要性。在综述了吸附法提锂的技术现状后,重点介绍了几种无机吸附剂的基本性能和吸附机理,指出了各种吸附技术中存在的问题和今后吸附法卤水提锂的研究方向。     

锂铝层状吸附剂超低品位卤水提锂冲洗和解吸过程

锂铝层状氢氧化物对Li⁺具有高吸附选择性,能够有效地从高镁锂比（质量比）盐湖卤水中进行锂资源提取,具有工艺简单、经济环保等特点。本文使用球形锂铝层状吸附剂GLDH作为吸附柱填充物,系统研究了流速、温度和Li⁺初始浓度对铝盐锂吸附剂盐湖提锂工艺中冲洗、解吸的影响。试验结果表明,低温快速冲洗能有效降低冲洗过程中的Li⁺损失率。当冲洗液中Li⁺的浓度为200mg/L,冲洗液以12.0BV/h的速度在0℃下通入吸附柱时,Li⁺损失率可降低到17.8%。在解吸过程中,高温、低速和低初始Li⁺浓度的条件有利于Li⁺从吸附剂中脱出。但鉴于吸附剂的循环稳定性,采用初始Li⁺浓度为300mg/L的解吸液以2BV/h的流速在40℃下对吸附柱进行解吸,3BV时停止解吸,此时锂解吸量可达3.76mg/g,解吸液中Li⁺的平均浓度为590.83mg/L,Mg/Li比仅为0.13,可有效实现镁锂分离和锂元素集浓。循环30个周期后吸附剂的吸附容量没有明显下降,表明锂铝层状吸附剂GLDH具有良好的循环稳定性。     

铝系成型锂吸附剂性能测试评价与对比

我国察尔汗盐湖卤水中蕴含丰富的锂资源,但总体品位较低,具有锂浓度低、镁锂比高的特点,导致开发难度很大。吸附法是针对高镁锂比卤水进行提锂的有效方法,其中铝系锂吸附剂具有洗脱无溶损的优势,目前已在盐湖提锂工业中应用。分别对两种工业化铝系锂吸附剂A、B以及实验室自制吸附剂C进行了系统化表征与吸附性能评价。实验结果显示三种成型吸附剂的有效成分均是锂铝层状氢氧化物,在静态吸附条件下,25℃时吸附剂A、B、C对察尔汗老卤中锂的吸附量分别为2.23、0.45、4.90 mg·g^-1,吸附动力学均符合拟二级动力学方程,不同温度下吸附等温线拟合结果表明Sips三参数模型能够准确描述三种吸附剂的吸附过程。     

氧化锌基吸附剂的制备及其脱硫性能

在共沉淀过程中引入硝酸铝,制备了碱式碳酸锌和锌铝水滑石前驱体,通过焙烧得到铝掺杂氧化锌吸附剂。考察了硝酸铝加入量、p H值、加料速率、溶液浓度及前驱体中残余钠含量对所制备吸附剂性能的影响,通过X射线衍射、扫描电镜和低温N2吸附对吸附剂物化性能进行了表征,并考察了吸附剂的脱硫反应性能。结果表明：硝酸铝的引入,改变了前驱体的结晶状态,前驱体由碱式碳酸锌部分变为类水滑石结构,焙烧后铝掺杂的氧化锌晶粒变小,吸附剂的比表面积和孔容增大,吸附剂硫容增加,活性组分利用率明显提高。前驱体中残余钠含量对吸附剂的性能有显著影响。     

Why is aluminum-based lithium adsorbent ineffective in Li+ extraction from sulfate-type brines

Aluminum-based lithium adsorbent (Li/Al-LDH) is the only industrialized adsorbent for Li⁺ extraction from salt lake brines. The inherent mechanism of declined Li⁺ adsorption performance was revealed to explain the feebleness in sulfate-type brines. SO₄²⁻ in brines could replace interlayer Cl⁻ by a stronger electrostatic attraction with laminates, significantly altering the stacking structure and interlayer spacing, while Cl K-edge of XAFS showed intercalated SO₄²⁻ would not obviously change the chemical environment of interlayer Cl⁻. Experiments as well as DFT and FEM simulations indicated the intercalated SO₄²⁻ regulated Li⁺ adsorption of Li/Al-LDHs at different ionic strength under a combined effect of expanded interlayers, close packing, and electrostatic repulsion. Although sufficient SO₄²⁻ contents in brines might promote the single Li⁺ adsorption by offering ionic strength as a driving force, the long-term usability would be severely impaired as SO₄²⁻ intercalation in interlayers reduced the subsequent Li⁺ adsorption capacity and increased the desorption difficulty.     

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。     

以PAC为原料制备锂吸附剂及其吸附性能的研究

研究了以聚氯化铝（PAC）为原料合成锂吸附剂,在最佳条件下制备得到吸附剂,其最大饱和吸附容量为6.1 mg/g,适宜的吸附溶液pH为3~5,对Li-Ca体系选择性很好,能很好地分离锂离子和钙离子,在最佳脱附条件下脱附率达到40.58%。吸附机理的研究表明,吸附剂在吸附前后,结构未发生明显变化,吸附、脱附过程中有锂离子的嵌入和脱出,且锂离子的嵌入和脱出是与氢离子发生了离子交换。     

钛系锂离子筛用于盐湖提锂的研究进展

随着新能源行业在世界范围内的快速发展,金属锂因其能量密度高等优势被广泛应用,从蕴含大量锂资源的盐湖卤水中提锂是获取锂资源的重要方向。盐湖提锂的方法主要有碳化法、沉淀法、离子筛吸附法、电化学辅助法等。离子筛吸附法适合从浓度低的液相中选择性回收锂,其中钛系锂离子筛因其稳定性强、吸附容量大而成为吸附法的研究热点。本文以钛系锂离子筛技术为立足点,对全球锂资源分布现状、钛系锂离子筛提锂机理进行了分析,综述了目前钛氧化物锂离子筛的合成方法、成型方法、现存的问题等,为后续开发新型钛系锂离子筛,提高饱和吸附容量等方面提供参考。     

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。     

从浓缩盐湖卤水中萃取分离锂的实验研究

采用溶剂萃取法,对中国青海某盐湖浓缩后的高镁锂比老卤中的锂进行分离提取,系统考察了萃取剂浓度、萃取相比、卤水酸度等因素对锂萃取率的影响。对富锂有机相进行反萃取,考察了反萃取相比、反萃剂盐酸浓度等条件对锂负载有机相反萃取的影响。萃取工艺对从高镁锂比盐湖卤水中分离锂具有较好的应用前景。