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。     

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。     

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。     

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。     

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%。     

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。     

盐湖卤水资源锂镁分离的工艺技术

目前,盐湖卤水提锂是锂盐生产的主导,其各个工艺路线可归纳为制取富锂卤水、锂镁分离、碳酸锂沉淀3个过程,其中锂镁分离步骤最为关键。对自然分离法、碳酸盐沉淀法、煅烧浸取法、离子交换吸附法这4种镁锂分离方法的基本原理和在卤水提锂工业生产中的应用做了详细分析对比,讨论了各方法的使用范围,探讨了高镁锂比卤水分段除镁的通用方法,以期对中国盐湖锂资源开发工艺的选择提供技术借鉴。     

高比表面积的镁铝复合氧化物纳米薄片的制备及其吸附性能

m2/g提高到224.3 m2/g,这些变化均提高了复合氧化物的吸附性能.     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

富锂盐湖提锂工艺研究进展

通过对富锂盐湖物质来源的分析,论述了全球富锂盐湖的成因以及主要分布区域,列出了全球主要富锂盐湖的锂资源量及分布情况。按照富锂盐湖水化学组分的不同将富锂盐湖划分为碳酸盐型、硫酸盐型和氯化物型三大类,并根据盐湖水Mg/Li比值的大小分为高镁锂比和低镁锂比卤水。按照上述对富锂盐湖的分类,对不同类型的富锂盐湖锂资源的开发工艺进行了详细的综述。提出盐湖提锂工业化进程需解决以下几个问题：开发能耗低、工艺简单、成本低、污染小的工艺路线;注重矿产的综合开发利用、提高矿产开发的附加值;将提锂工艺的开发和环境保护结合起来。