新型粒状锰基复合物EVA/HMO用于卤水提锂的研究

针对传统锂吸附剂为粉末材料时机械强度和渗透性差等问题,采用乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)作为黏合剂制备一种新型EVA/HMO复合吸附剂。在EVA质量分数为18%、致孔剂质量分数为5.0%、热熔温度为121℉的条件下制备的粒状吸附剂形态最佳、磨损量低,其吸附容量为26.35 mg/g。对该粒状吸附剂动态吸附过程进行研究,确定卤水用量为250 m L,此时吸附率为85.4%;解洗液用量为90 m L,解吸率为99.1%。此外对粒状吸附剂的循环性能进行研究,经过20次连续实验,锂吸附率在85%左右,解吸率在100%左右,吸附剂的溶损率约1×10-3%,表明该粒状吸附剂提锂效果良好、锰溶损率极低。     

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。     

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。     

茶皂素提取条件的优化及纯化研究

以油茶茶籽粕为原料，采用乙醇水溶液提取茶皂素。在茶籽粉和乙醇料液比1 : 9(g : mL)，乙醇体积分数60%，提取温度60 ℃和提取时间3 h的最佳条件下茶皂素的提取得率达14.9%。用NKA-9型大孔吸附树脂吸附纯化茶皂素粗品，树脂静态吸附与解吸结果表明：树脂静态吸附茶皂素粗提液0.5 h基本饱和，体积分数80%乙醇解吸率为91.1%；动态吸附与解吸时，上样流速8 mL/min较佳，吸附率为66.04%，体积分数80%乙醇洗脱，洗脱流速5.0 mL/min，洗脱体积50 mL时，可使流出液中茶皂素质量浓度在1.25~1.57 g/L之间，茶皂素纯度为95%。     

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。     

锂离子筛λ-二氧化锰的固相法制备及其对锂离子的选择性

以单水氢氧化锂和四氧化三锰为原料,用固相法制备出尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4),经硝酸洗涤脱锂后制备了锂离子筛λ-二氧化锰。测定了锂离子筛λ-二氧化锰的饱和吸附量、pH滴定曲线及分配系数,讨论了焙烧时间对前驱体锂洗脱率、锰溶损率及锂离子筛吸附性能的影响。结果表明,前驱体锰酸锂经硝酸一次酸洗后,锂洗脱率和锰溶损率分别为95%和25%;经固相法制备的锂离子筛在含0.1 mol/L氢氧化钠和10 mmol/L氯化锂的混合溶液中对锂离子的饱和吸附量为30.9 mg/g,达到理论饱和吸附量(40.2 mg/g)的76.9%;pH滴定曲线及锂离子筛对锂离子、钠离子、钾离子的分配系数均表明,该锂离子筛对锂离子具有很高的选择性。     

溶胶-凝胶法合成锂吸附剂H_2TiO_3及其性能研究

高镁锂比卤水提锂一直是国内外攻克的技术难题。针对目前锂吸附剂吸附容量低、溶损率大、吸附时间长等问题,采用溶胶-凝胶法合成锂吸附剂前驱体Li_2TiO_3,进而制备出高交换容量、低溶损率、短吸附时间的H_2TiO_3锂吸附剂。采用热重、XRD、SEM等手段,深入探讨了煅烧温度、n(Li)∶n(Ti)、煅烧时间等因素对合成前驱体性能的影响。结果表明,当n(Li)∶n(Ti)=2.2,干凝胶在750℃下煅烧18h可以得到纯相Li_2TiO_3,该吸附剂对锂的吸附容量为39.1mg/g,Li~+洗脱率可达98.92%,吸附平衡时间为120min,单次循环过程中Ti~(4+)溶损率低于0.020%,极适合于盐湖卤水提锂。     

基于吸附法的模拟盐湖卤水中锂提取分析研究

针对传统硅盐沉淀法无法实现盐湖卤水低浓度锂提取的问题,提出用酸改性高岭土对盐湖卤水中 Li⁺进行提取。试验以锂提取效果为指标对提取工艺进行优化,结果表明,当第一次沉锂工艺条件为：Al/Li摩尔比 3.5,Na/Al 摩尔比 2.7,沉淀温度 45℃,沉淀时间 60min;第二次吸附锂工艺条件为：吸附剂投加量 4g,反应温度 40℃,反应时间 150min,铝锂分离工艺条件为：煅烧时间和温度分别为 50min、400℃,浸取时间和温度分别为 30min 和 50℃,锂沉淀率、锂吸附总量、锂单位吸附量以及 Li⁺浸出率和溶液中 Li⁺质量浓度分别为52.4%、11.7mg、2.9mg·g^{- 1}、95.7%和 1.4g·L^{- 1}。     

新型重金属吸附生物炭的制备及对含锰废水处理研究

本文以剩余活性污泥为基体，通过高温热解处理及对其进行酸改性，制备出高效多孔生物炭吸附剂。考察了吸附温度、溶液初始pH和吸附剂投加量对Mn²⁺吸附效果的影响。在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、pH为2条件下，20℃时Mn²⁺去除效率最高为72.55%；在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2时Mn²⁺去除效率最高为73.63%；在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2条件下，吸附剂投加量为0.5g时Mn²⁺去除效率最高为73.08%。生物碳吸附剂对Mn²的吸附率由改性前的45.97%，提高到改性后的73.63%。实验结果表明，改性后的吸附剂相较于改性之前较大幅度提升了对于重金属离子的吸附能力。     

煤矸石螯合改性后对选矿废水中重金属离子吸附研究

选取贵州省某6个矿区煤矸石进行均匀混合，通过700℃煅烧后获得热活化的样品。采用螯合剂次氮基三乙酸(NTA)与羧甲基淀粉(CMS)对热活化的样品进行改性，制备低成本的改性煤矸石吸附剂。通过单因素静态吸附实验分别研究了pH、CMS与NTA固液比、吸附剂投加量、吸附时间等对改性煤矸石吸附废水中Cu²⁺和Pb²⁺的影响。结果表明，在焙烧温度为700℃、CMS与NTA最佳固液质量比(简称固液比)为1∶15、溶液pH=9、吸附时间为2 h、投放量为0.8 g/L条件下，改性煤矸石能够吸附选矿废水中大量Cu²⁺和Pb²⁺，最佳去除率分别为69.34%和79.98%。结合吸附等温模型拟合分析，吸附剂对Pb²⁺的吸附过程以单层的化学吸附为主。     

改性广西柑橘皮生物吸附剂对水溶液中重金属Pb~(2+)吸附工艺研究

以广西柑橘皮(OP)为原料,经乙醇、氢氧化钠皂化处理,得改性柑橘皮生物吸附剂(SOP),经乙醇、氢氧化钠、氯化镁皂化交联处理,得改性柑橘皮生物吸附剂(MgOP)。研究OP、SOP、MgOP对水溶液中Pb2+的吸附性能,并考察pH、温度、吸附时间、固液比4种因素对水溶液中Pb2+吸附率的影响。在此基础上,利用正交实验研究了MgOP对水溶液中Pb2+的最优吸附工艺条件。结果表明,MgOP对水溶液中Pb2+的最优吸附工艺条件为:pH 6,温度20℃,吸附时间60 min,固液比8 g/L。在此条件下,MgOP对水溶液中Pb2+的吸附率为97.4%。     

改性广西柑橘皮生物吸附剂对水溶液中重金属Pb^2＋吸附工艺研究

以广西柑橘皮（OP）为原料,经乙醇、氢氧化钠皂化处理,得改性柑橘皮生物吸附剂（SOP）,经乙醇、氢氧化钠、氯化镁皂化交联处理,得改性柑橘皮生物吸附剂（MgOP）。研究OP、SOP、MgOP对水溶液中Pb^2＋的吸附性能,并考察pH、温度、吸附时间、固液比4种因素对水溶液中Pb^2＋吸附率的影响。在此基础上,利用正交实验研究了MgOP对水溶液中Pb^2＋的最优吸附工艺条件。结果表明,MgOP对水溶液中Pb^2＋的最优吸附工艺条件为：pH 6,温度20℃,吸附时间60 min,固液比8 g/L。在此条件下,MgOP对水溶液中Pb^2＋的吸附率为97.4%。     

槐木活性炭吸附Pb2+工艺的响应面法优化

低成本高效活性炭吸附剂在废水处理中起着至关重要的作用。可再生的树枝是制备高效吸附剂的“零”成本原料。以刺槐树枝为原料，采用水蒸气活化法制备槐树活性炭。为最大化提高活性炭的利用率，以吸附量为指标，采用响应面法优化槐木活性炭吸附Pb²⁺工艺。结果表明：3 cm×8 cm左右槐树枝段，在110℃下干燥3天后在600℃恒温炭化60 min的槐木炭，再在650℃下恒温活化80 min，水蒸气流量为30 g·h^-1，制得槐木活性炭。其对Pb(NO₃)₂吸附的最佳工艺：吸附温度29.8℃、吸附时间64.1 min和料液比1.1 mL·g^-1。该条件下吸附量预测值为137.9 mg·g^-1,3个因素的显著性由大到小依次为：料液比、吸附温度、吸附时间。验证性实验表明：吸附量平均值为135.0 mg·g^-1，与预测值的相对误差为2.10%，实验值与模型预测值拟合性良好。     

离子筛MnO_2·0.4H_2O的固相法制备及特性研究

以单水氢氧化锂和四氧化三锰为原料,用固相法制备出锂离子筛锰酸锂,改变n(锂)/n(锰)之后,用同样的方法制备出另一物质Li1.33Mn1.67O4,经硝酸洗涤脱锂后制备了锂离子筛MnO2·0.4H2O。测定了酸洗时前驱体的锂洗脱率、锰溶损率,研究了锂离子筛MnO2·0.4H2O的饱和吸附量、稳定性、pH滴定曲线。结果表明,前驱体Li1.33Mn1.67O4经硝酸二次酸洗后,锂洗脱率和锰溶损率分别为62.7%和6.0%。在含0.1 mol/L氢氧化钠和10 mmol/L氯化锂的溶液中,经固相法制备的锂离子筛MnO2·0.4H2O对锂离子的饱和吸附量达到24.6 mg/g,并且具有较好的稳定性,pH滴定曲线表明锂离子筛对锂离子具有很好的选择性。     

大孔树脂纯化栾树叶多酚工艺研究

以栾树叶多酚提取物为原料,比较了7种大孔树脂对栾树叶多酚的静态吸附与解吸效果,结果表明AB-8树脂性能最佳,其24h静态吸附量为13.74mg/g,解吸率为98.35%,3h内达到吸附平衡与解吸平衡。AB-8树脂动态吸附较佳条件为上样液质量浓度为4g/L,上样液pH值为6,在此条件下吸附率为88.21%,动态洗脱较佳条件为洗脱剂乙醇体积分数为60%,洗脱速度为1mL/min,解吸率达到89.91%,在该条件下栾树叶总多酚经AB-8树脂纯化后,质量分数由50.36%增加到72.37%,回收率为86.83%。     

高岭土在盐湖卤水提锂中的应用

煅烧酸浸法对高岭土进行处理,得酸改高岭土和铝浸出液。以酸改高岭土对当雄错盐湖卤水中的锂进行吸附,铝浸出液沉淀吸附后卤水中剩余的锂,再以铝浸出液作吸附后酸改高岭土的解吸剂,并对解吸液再次进行沉淀提锂,从而确定高岭土在盐湖卤水提锂中的最佳工艺。结果表明:高岭土煅烧酸浸后Al_2O_3溶出率高,浸出液中的AlCl_3浓度可达0.97mol/L,而所得酸改高岭土孔洞丰富,比表面积较大;以酸改高岭土对锂浓度为320mg/L的卤水进行吸附,发现在酸改高岭土用量为4.0g、体系pH为12、吸附温度为40℃、吸附时间为150min时,有最大锂吸附量,为4.51mg/g;此时,吸附后卤水中锂的浓度为230mg/L,再以铝浸出液沉淀该卤水中的锂,当Al/Li摩尔比为3.5、Na/Al摩尔比为2.7、反应温度为55℃、反应时间为1h时,锂的最大沉淀率为45.3%;将铝浸出液用水稀释1倍,取35m L对4.0g吸附后的酸改高岭土进行解吸,55℃反应20min,Li+解吸率达93.12%,Li+浓度为480mg/L,再次沉淀提锂时,锂沉淀率为84.51%。     

废旧磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程的优化及宏观动力学

随着新能源汽车产业快速发展,磷酸铁锂动力电池退役量爆发式增长,回收需求迫切,但面临回收利用经济性较差的难题。正极材料价值较高,本文提出采用磷酸浸出废旧正极材料以制备电池用磷酸铁,但铝等杂质的分离是关键。本文以含铝的磷酸铁锂正极粉为原料,开展了磷酸浸出过程优化及宏观动力学研究,重点研究了酸料比、浸出温度、液固比、搅拌速度等参数对磷酸铁锂及铝浸出效果的影响规律,并考察了磷酸铁锂在磷酸溶液中浸出的宏观动力学。研究结果表明,在酸料比1.1mL/g、温度20℃、液固比（5∶1)mL/g、搅拌速度400r/min、浸出时间120min条件下,磷酸铁锂浸出率大于93%,铝浸出率小于20%;磷酸铁锂正极粉磷酸浸出过程符合无固态产物层的收缩核模型,表观活化能为24.62kJ/mol,浸出过程受扩散控制。     

香蕉皮生物炭及生物质吸附水中六价铬的研究

利用生物质香蕉皮和生物炭香蕉皮作为吸附剂,探究吸附剂性质、吸附剂量、pH、铬溶液初始浓度、震荡时间对香蕉皮吸附Cr⁶⁺效果的影响。结果表明：生物质香蕉皮的吸附效果高于生物炭香蕉皮的吸附效果,最佳吸附条件为：不做任何改性处理、吸附剂量0.2 g、模拟废液pH为2、Cr⁶⁺初始浓度为12.5 mg/mL、震荡时间45 min,在此条件下香蕉皮对Cr⁶⁺的去除率为98.77%、单位吸附量为6.17 mg/g,经吸附处理后的溶液含Cr⁶⁺浓度为0.15 mg/mL。     

废三元锂电材料还原焙烧提锂试验研究

本研究采用还原焙烧法回收废旧三元锂离子电池正极材料中的锂元素,考察了配料比、焙烧温度、焙烧时间、水淬时间、水淬液固比对锂浸出率的影响。结果表明:在三元正极材料与石墨粉质量配比为7∶3、焙烧温度为1050℃、焙烧时间为60 min、水淬时间为30 min、水淬液固体积质量比为10 m L/g的条件下,锂浸出率为93.47%,实现了对锂元素的高效选择性浸出。     

改性花生壳处理含铬废水的研究

本文主要对花生壳的改性以及改性花生壳处理含铬(Ⅵ)废水进行了研究。花生壳经预处理后,以硝酸作为改性剂,对花生壳进行改性,再用改性花生壳作为吸附剂处理含铬废水。花生壳改性实验结果表明,其最佳工艺条件为:改性时间为120min、改性温度为45℃、液固比16mL/g。改性花生壳处理含铬废水实验结果表明,其最佳工艺条件为:吸附时间为120min、吸附温度为35℃、废水pH为3、改性花生壳用量为1.2g。在此条件下可使50mL模拟含铬废水中铬的浓度由50mg/L降到3mg/L,铬的去除率达94%。