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。     

用于盐湖卤水吸附法提锂的连续离子交换工艺研究

采用连续离子交换技术用于盐湖卤水的吸附法提锂。针对青海一里坪盐湖老卤体系,开发了连续离子交换吸附提锂工艺,研究了操作参数对连续离子交换系统提锂性能的影响,并在优化的工艺条件下进行了长周期的稳定性评价。结果表明,在转动步进周期为20 min、卤水进料量为3.2 BV/h、淋洗水量为2.9 BV/h、解吸水量为9.3 BV/h、解吸温度为15~25 ℃时,连续离子交换系统可以稳定获得镁锂质量浓度比（简称镁锂比）在3左右、锂质量浓度接近1.1 g/L的合格液,锂回收率为98.5%以上。     

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}。     

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%。     

钛系锂离子筛在沉锂母液锂回收上的连续离子交换工艺研究

利用钛系锂离子筛用于沉锂母液的吸附法提锂.针对青海蓝科锂业沉锂母液体系,开发了连续离子交换吸附提锂工艺,研究了操作参数对连续离子交换系统提锂性能的影响,并在优化的工艺条件下进行了长周期的稳定性评价.结果表明,在转动步进周期为10 min、卤水进料量为16.7 BV/h、淋洗水量为6 BV/h、解吸水量为12～13 BV...     

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。     

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。     

球形离子筛吸附剂的制备及其锂吸附性能评价

利用琼脂糖溶液的溶胶凝胶性质,通过锐孔凝固浴法,对实验室合成的Li₄Mn₅O₁₂粉体进行成型,制备了粒径2～3 mm的球形颗粒,对球形颗粒进行交联后,用1 mol·L^-1的盐酸对球形颗粒进行酸洗脱锂,最终制得球形锂离子筛吸附剂。考察球形吸附剂制备和交联的影响因素,结果表明：5%的琼脂糖浓度和90 ℃的温度为最佳制备条件,2 ml·g^-1的交联剂用量和6 h的交联时间为最佳交联条件。对球形离子筛吸附剂进行静态评价实验,结果表明锂吸附容量为4.25 mmol·g^-1,吸附速率为1.77×10^-5 s^-1,成型后离子筛吸附量是离子筛粉末的75.6%,吸附速率较粉体（3.29×10^-4 s^-1）下降一个数量级。Li⁺平衡吸附容量随平衡pH值的升高而增加,在pH>12时吸附容量高达5.5 mmol·g^-1。共存离子选择性实验表明,交联球形离子筛吸附剂对Li⁺具有高选择性,成型后离子筛可以用于盐湖卤水或者海水提锂。     

离子筛吸附与陶瓷膜耦合用于盐湖卤水提锂

将锰系离子筛吸附与陶瓷膜耦合,用于高镁锂比盐湖卤水的提锂研究。采用水热法制备了高效锂离子筛H_1.6Mn_1.6O₄,考察离子筛用于卤水提锂效果和陶瓷膜的分离性能。结果表明：制备的离子筛粉体粒径分布在100～500 nm之间,平均粒径为160 nm,用于察尔汗盐湖卤水中对Li⁺吸附容量达到31.44 mg·g^-1;孔径50 nm的陶瓷膜对离子筛的截留率达到100%,膜渗透通量大于150 L·m^-2·h^-1;反冲操作可有效维持吸附-膜分离过程的稳定性,吸附与陶瓷膜的耦合过程对盐湖卤水中的锂提取率超过97%,盐酸和双氧水清洗可有效恢复膜渗透通量。研究结果为高镁锂比盐湖卤水提锂提供了新方法。     

Li1.6Mn1.6O4/PVDF多孔膜的制备及提锂性能

自制锂离子筛前驱体Li_1.6Mn_1.6O₄，并将Li_1.6Mn_1.6O₄粒子与高分子树脂PVDF杂化制膜，研究了膜经稀盐酸抽锂后对锂的吸附性能以及多次吸附与脱附性能等。结果表明，膜M-10-55[Li]采用0.5 mol·L^-1 HCl溶液抽锂约2 h锂的脱出基本达到平衡，Li⁺的洗脱率在95%左右，锰的溶损率为3.5%左右。抽锂后得M-10-55[H]对富锂溶液中锂的吸附约12 h达平衡，对锂的吸附容量较高为41 mg·g^-1，在第5次吸附时对锂的提取量为35 mg·g^-1左右。相比于Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺，该膜对Li⁺表现出较好的选择性，对于从海水、盐湖卤水等液态锂资源中提取锂有很大的开发潜力。     

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%。     

铝基锂吸附剂制备及其在泰和地下卤水提锂中的应用

中国锂资源丰富,但是大部分存在于卤水中,提取利用困难。为提高泰和地下卤水提锂过程的效率,制备了高性能的铝基锂吸附剂。采用一步法制备了铝基锂吸附剂。通过X射线粉末衍射仪表征了铝基锂吸附剂的晶型结构。研究了加料方式、铝锂物质的量比、反应终点pH、反应温度、加料速率、搅拌转速等因素对铝基锂吸附剂吸附容量的影响。确定了铝基锂吸附剂的最佳制备条件：将氢氧化钠溶液滴加到氯化铝和氯化锂的混合液中,铝锂物质的量比为1.25∶1,反应终点pH为6~7,反应温度为75 ℃,氢氧化钠溶液滴加速率为3 mL/min,搅拌转速为100 r/min。将制备的铝基锂吸附剂应用于泰和地下卤水的提锂过程,结果显示铝基锂吸附剂的平均吸附容量高达15.06 mg/g、平均脱附容量为14.11 mg/g、脱附效率为93.69%。     

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。     

锂离子筛研究进展

锂离子筛（锰系、钛系）在高镁锂比（质量比）的盐湖卤水中对锂离子表现出高吸附选择性，尖晶石结构的锂离子筛的提锂机理主要有氧化还原机制、离子交换机制和复合机制，而层状结构的锂离子筛主要通过Li⁺和H⁺之间的简单离子交换实现。锂离子筛的制备工艺简单，首先经过固相燃烧法、微波燃烧法或溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀法、熔盐合成法等方法制备出前驱体，再通过H⁺取代相应前驱体中的Li⁺即可。制备的锂离子筛可用于从储量大、品位低的盐湖卤水、海水等液态锂资源中提取锂。近年来研究热点集中于结构稳定性更高的钛锂离子筛，但要进一步提高结构稳定性、实现工程化应用，还需继续研究。     

溶剂极性响应型丁基-环四联吡啶提锂分子的合成及性能研究

盐湖卤水提锂已逐渐成为我国锂及锂产品的生产途径之一,而我国盐湖卤水高镁锂比的特点导致锂离子提取难度大。传统溶剂萃取提锂过程中需使用大量协萃剂和高浓度酸,产品纯度低、危险度高。设计合成了一种具有溶剂极性响应性分子结构“异构互变”的丁基-环四联吡啶提锂分子,实现极性条件下“络合”锂,非极性条件下“释放”锂。核磁共振氢谱和高分辨质谱证实了目标分子结构的准确性,通过对比Li⁺和Mg²⁺存在时目标分子的光谱性质表明丁基-环四联吡啶分子对锂离子具有较强的选择性。此外,支撑液膜的离子跨膜传输结果进一步表明,丁基-环四联吡啶分子在不同极性溶剂条件下可以实现对锂离子的高选择性提取。     

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。     

一种新型荷电纳滤膜的制备及其在镁锂分离中的应用

以N,N-双(3-氨丙基)甲胺和均苯三甲酰氯为两相单体，通过调节水相添加剂及后处理PEI涂覆工艺制备了具有高性能的荷正电复合纳滤膜。在0.5 MPa,2 000 mg/L氯化镁进料液的条件下，该纳滤膜对氯化镁的截留率为98.6%，通量为63.5 L/(m²·h)。采用荷正电纳滤膜对模拟卤水进行测试，纳滤膜对Mg²⁺和Li⁺的截留率为93.8%和5.2%，渗透通量为52.3 L/(m²·h)，分离因子S_Mg,Li为0.065，表现出极佳的选择分离性。     

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。     

PAN-H1.6Mn1.6O4锂离子筛膜的制备及在卤水中吸附性能

采用亲水的PAN为成膜材料,制备了掺杂H_1.6Mn_1.6O₄的PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜。通过SEM、Li⁺静态吸附实验、（NH₄）₂S₂O₈对锂的洗脱实验和卤水中吸附实验,研究了锂离子筛的添加量对PAN-H_1.6Mn_1.6O₄锂离子筛膜结构、Li⁺吸附-洗脱性能的影响。结果表明,PAN浓度为10%（质量）,H_1.6Mn_1.6O₄的添加量为50%（质量）时,PAN-H_1.6Mn_1.6O₄离子筛膜的吸附量为17.45 mg·g^-1,达到粉末状吸附量的88.0%。以（NH₄）₂S₂O₈为洗脱剂,当浓度为0.3 mol·L^-1、液固比为600:1、时间为12 h时,锂洗脱量为17.23 mg·g^-1,锰溶损率仅为1.14%。在含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺和Ca²⁺的罗布泊老卤卤水中,锂离子筛膜对Li⁺有很高的选择性。在卤水中进行10次吸附与解吸循环,吸附量从11.64 mg·g^-1下降到10.94 mg·g^-1,吸附容量仅损失6.0%。总体结果表明亲水性载体对H_1.6Mn_1.6O₄吸附容量影响较小,温和的洗脱剂对锂离子筛膜的化学稳定性有利。