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。     

选择性吸附提锂材料的研究进展

锂及其化合物既是一种绿色能源材料也是重要的战略物资。其在相关产业领域具有重要应用且需求量一直保持较高速度增长。海水、盐湖卤水中蕴藏着储量巨大的锂矿资源,为了满足强劲的市场需求,从海水、盐湖卤水中分离提取锂资源具有重要的经济价值与战略意义。由于卤水中锂离子浓度低、成分复杂、盐湖卤水还具有高镁锂比特点,选择性分离提取锂资源显得至关重要。本文以锰系离子筛、钛系离子筛、有机冠醚及其衍生物等选择性吸附单元为出发点,分别分析了各自的结构特点及吸附提锂机制,对基于锰系、钛系和有机冠醚及其衍生物的复合提锂吸附材料的制备方法等方面进行了综述。对基于以上选择性吸附单元的复合吸附材料制备研究现状进行了总结,指出了仍然存在的问题,对今后选择性吸附材料的制备及应用进行了展望。     

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。     

钛氧化物锂离子筛的研究进展

钛氧化物锂离子筛结构稳定,溶损率低,可多次重复使用,成为当前盐湖提锂的研究热点。综述了钛氧化物锂离子筛的结构、合成方法、改性手段、形貌控制以及成型技术,提出了当前研究中存在的问题,并对未来钛氧化物锂离子筛的发展趋势进行了展望,为实验室研究和工业化应用提供参考依据。     

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。     

盐湖提锂技术获重大突破

上海空间电源研究所研发的锂离子筛吸附法在青海盐湖卤水的锂离子分离中成功应用，基本将盐湖卤水中的锂“吃干榨尽”，为盐湖提锂技术带来新突破。     

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。     

膜技术在盐湖提锂中的进展和展望

随着新能源产业的快速发展,卤水锂资源开发已成为世界范围战略性新兴产业发展的重要内涵。膜分离技术,因其优异的一/二价离子分离性能、良好的环保和经济性,已成为中国高镁锂比盐湖卤水提锂的主流工艺。归纳分析了膜分离技术在卤水体系中的分离机理、研究进展及未来发展方向。新型高性能锂离子分离膜的持续研究发展,必将加速提升中国卤水锂资源的开发水平。     

中国矿山型锂矿资源分布及提取碳酸锂技术

分析了中国矿山型锂矿资源分布及矿物特征,阐述了中国矿山型锂资源开发技术进展,对中国若干矿山型锂矿资源提取碳酸锂工艺路线进行了分析和比较。并指出,中国以青海盐湖为代表的盐湖卤水提锂由于较高的镁锂比,盐湖提锂一直存在技术瓶颈,目前的技术水平难以实现镁锂分离。基于中国丰富的矿山型锂矿资源状况,从矿山型锂矿提取碳酸锂仍将是中国相当长一段时期内主要的锂资源来源,中国应重视矿山型锂矿资源技术研究,加大研究开发力度,使中国矿山型锂矿资源得到有效和保护性开发。     

盐湖卤水提锂技术研究进展

随着电动汽车等产业的迅速扩展，对锂原料的需求急剧增加。矿石锂资源濒临枯竭，而盐湖卤水中锂资源储量丰富、开采难度小，迅速成为当前锂盐生产和研究的热点。概述了全球盐湖卤水锂资源的分布、水质特性和提锂方法的应用情况；从反应机理、影响因素、应用效果等方面论述了沉淀法、萃取法、吸附法、膜分离法和电化学法在盐湖卤水提锂方面的研究进展。指出，在现有技术中膜分离法和电化学法具有分离效果好和能耗低等优点，应用前景广阔；而沉淀法和萃取法均存在药剂用量大、环境污染严重等问题；吸附法存在吸附过程缓慢、吸附剂易溶损等不足，导致其在生产中存在较大局限性。最后展望了盐湖锂资源开发的发展趋势，为后续优化提锂工艺提出了建议。     

高镁锂比盐湖镁锂分离与锂提取技术研究进展

随着锂离子电池在电动汽车、便携式电子设备、电动工具及电网储能中的用量持续增加,锂资源需求量快速增长。我国盐湖集中分布在青藏高原地区,青海盐湖普遍具有高镁锂比、低锂含量的特征。高镁锂比盐湖提锂是世界性难题。本文综述了高镁锂比盐湖卤水镁锂分离与锂提取技术的最新研究进展,包括萃取法、吸附法、反应/分离耦合技术、膜法和电化学法。从各技术原理、特点、性能等方面分析了各方法特征和适用性。在现有技术中,吸附法更适合高镁锂比卤水;萃取法可用于锂浓度较低的卤水;新发展的反应/分离耦合技术能实现高效提锂与镁锂资源综合利用;以纳滤、电渗析、双极膜为代表的膜法具有能耗较低和模块化的优点;电化学法具有装置简单的优势,但仍需进一步优化系统。我国盐湖锂资源提取需提高总收率,提升提锂后资源综合利用程度,发展锂产品高值化、多元化利用途径,加强盐湖提锂的工程化技术研究,突破并掌握核心技术与装备,实现盐湖资源高效、综合、可持续利用的目标。     

Recovery of lithium from salt-lake brine by liquid–liquid extraction using TBP-FeCl3 based mixture solvent

In this study, a complete cyclic process was developed for the lithium extraction from high-concentration salt-lake brine by using a high flash point, low water solubility, and low toxicity diluent mixed with the TBP-FeCl₃-based organic solvent. The process was composed of four sections, including extraction, scrubbing, stripping, and regeneration. The optimal conditions for each section were determined first. Then, a 13-stage cyclic extraction process was designed and validated experimentally for the high lithium concentration brine, which reached 8.612 g/L. By using the diluent at the optimized conditions, the overall recovery of lithium was higher than 96%. The stripping liquid contained 38.87 g/L Li⁺, while all the ratios of impurities of sodium, potassium, and magnesium to lithium were less than 0.1. The aims of enrichment and purification of Li⁺ from the complicated brine system were achieved by the developed extraction process with little Fe loss, which provided the technical support for the development of the salt-lake lithium resource.     

盐湖卤水锂矿资源开发利用及其展望

简单介绍了世界锂矿资源的概况和常用的提锂方法,论述了各锂业大国的提锂工艺及我国锂业开发进展.特别介绍了我国近几年开发成功的提锂方法,并结合我国锂矿资源特点,对我国锂盐工业未来的发展趋势作出了预测.     

盐湖锂资源高效分离提取技术研究进展

锂资源是国家重要战略资源,其广泛应用于新能源汽车、电子产品、储能等诸多领域。中国锂资源储量丰富,其中盐湖卤水锂资源主要分布在青海与西藏地区,但受制于盐湖卤水自身品位较低、锂盐提取效率低下以及生产能力有限等因素,未能得到有效开发,使得对国外锂产品产生了严重的依赖。因此,为保障中国锂资源持续安全供应,着力突破盐湖提锂技术,探索出更为绿色、高效且低成本的提取技术对盐湖卤水锂资源的利用具有重要意义。系统地介绍了盐湖锂资源概况、盐湖卤水特点以及锂资源高效分离提取的最新研究进展,最后对锂资源分离提取技术的研究重点做出了展望。     

我国盐湖锂资源的开发及技术研究

我国盐湖锂资源主要分布于青藏高原的盐湖中,卤水类型主要为碳酸盐型和硫酸盐型.介绍了我国盐湖锂资源的概况以及国内盐湖卤水的提取技术和工业化情况,重点探讨了沉淀法、溶剂萃取法、离子交换吸附法、选择性半透膜法等,另外还探讨了我国青海柴达木盆地和西藏扎布耶盐湖锂矿资源工业化发展中存在的问题,提出在发展我国盐湖锂产业的同时,应将资源优势与绿色经济相结合,使未来的我国锂盐工业成为新型矿物提取产业的典范.     

中国盐湖卤水提锂产业化技术研究进展

近年来,在新能源产业的推动下,新能源汽车和储能技术快速发展,带动锂盐消费飞速增长。目前,全球锂盐产业一片火热,正在跑马圈地和快速扩产中。中国拥有丰富的锂资源,尤其是盐湖卤水锂资源,而且通过多年技术攻关和产业化实践,中国盐湖卤水提锂技术逐渐成熟,新技术不断涌现,在全球锂盐行情火热的背景下,中国锂盐湖具备快速扩产的潜力。介绍了中国目前已经成功产业化的盐湖卤水提锂技术,分析各技术的优缺点,探讨正在研究中的有望实现产业化应用的提锂新技术,并研判了盐湖卤水提锂技术的发展方向,从绿色高效提锂工艺的角度出发,对于盐湖锂资源供应未来的发展趋势进行了分析和展望。通过研究,有望对中国盐湖提锂行业技术现状和技术发展方向有较清晰的认识,并对今后国内外锂盐湖的开发提供技术参考。