【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料領域，具體涉及一種高分散錳系鋰離子篩吸附劑及其前驅(qū)體的制備方法。
技術(shù)介紹
1、金屬鋰由于其性能的優(yōu)異性，被廣泛應用于鋰離子電池、鋰同位素氫彈等各個高新
，因此其在經(jīng)濟發(fā)展及國防工業(yè)中發(fā)揮著重大作用，是21世紀不可或缺的新型能源金屬。鋰資源在全球范圍內(nèi)已探明的總儲量大約為4000萬噸，主要是以海水、鹽湖鹵水和堆積型鋰礦石三種形式分布。傳統(tǒng)的固態(tài)鋰礦石提鋰技術(shù)由于步驟繁瑣、開采成本高、礦源日益枯竭等原因遠遠不能滿足市場的需求，探討從鹽湖鹵水、低濃度海水、地下水中提取鋰正成為目前化學、化工、材料等學科的重要研究課題。
2、鹵水中鋰離子提取方法主要有：沉淀法、蒸發(fā)結(jié)晶法、溶劑萃取法、膜分離法、和離子交換吸附法等。在這些方法中，錳系鋰離子篩吸附法顯示出獨特的優(yōu)勢，其主要原因在于該吸附劑選擇性好、成本相對低廉、吸附容量大、不污染溶液等，根據(jù)離子篩前驅(qū)體材料中鋰錳比的不同，可將其主要分為limn2o4型、li1.33mn1.67o4型和li1.6mn1.6o4型。在這些吸附劑材料中，li1.33mn1.67o4型和li1.6mn1.6o4型鋰離子篩，具有較高的理論吸附容量，因此得到了越來越多研究者的關注。然而錳的溶損問題限制了錳系鋰離子篩的工業(yè)化應用，所以如何抑制錳的溶損也成為了近些年的研究熱點。因此，研究和開發(fā)高效、綠色離子篩吸附劑對吸附法鹵水中分離提取鋰有著重大意義，這也是我國開發(fā)鹽湖鋰資源的關鍵，優(yōu)化其制備方法、提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、提高其對鋰離子吸附性能等研究是我國鋰工業(yè)發(fā)展的重中之重。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種錳系低溶損鋰離子篩吸附劑及其前驅(qū)體的制備方法，目的是解決錳系鋰離子篩吸附劑顆粒的分散性和均一性。
2、本專利技術(shù)提供了所述錳系鋰離子篩吸附劑的制備方法，包括如下步驟：
3、1)配制錳源的水溶液和堿的水溶液，將錳源的水溶液和分散劑混合，將堿的水溶液連續(xù)滴加到錳源和分散劑的混合水溶液中，調(diào)節(jié)ph值，攪拌0.1～1h，加入氧化劑，繼續(xù)攪拌0.1～1h；反應后通過真空抽濾、洗滌和干燥獲得mn3o4粉末；
4、2)將步驟1)的mn3o4粉末、鋰源和溶劑在球磨機中進行球磨，球磨后通過真空抽濾和干燥獲得混合物粉末；
5、3)將步驟2)的混合物粉末焙燒獲得錳系鋰離子篩前驅(qū)體li1.33mn1.67o4粉末；
6、4)將步驟3)的前驅(qū)體li1.33mn1.67o4粉末和粘結(jié)劑混合成型，干燥后獲得li1.33mn1.67o4顆粒；
7、5)將步驟4)的li1.33mn1.67o4顆粒用酸溶液脫出其中的li+，獲得錳系鋰離子篩h1.33mn1.67o4。
8、上述的制備方法中，步驟1)中，所述錳源可為硝酸錳、氯化錳、硫酸錳、乙酸錳、乳酸錳中至少一種。所述錳源的水溶液中錳含量為2～20％，優(yōu)選為4～16％，更優(yōu)選為6～10％。
9、所述堿可為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀中至少一種。所述堿的水溶液中堿濃度為2～6mol/l，優(yōu)選為3～5mol/l。
10、所述分散劑可為硅溶膠、鋁溶膠、鋯溶膠、硅鋁溶膠、硅鋯溶膠、鋁鋯溶膠中至少一種。所述分散劑固含量為5～40％，優(yōu)選為10～30％，例如為12％、15％、20％、25％、30％。
11、所述ph值為8～11，優(yōu)選為8～9。
12、所述氧化劑可為雙氧水和過氧酸中至少一種。所述氧化劑和錳的物質(zhì)的量比為0.5～1:1，優(yōu)選為0.7～1:1。
13、所述洗滌包括用水例如去離子水洗滌。
14、所述干燥溫度為50～150℃，干燥時間6～24h。
15、上述的制備方法中，步驟2)中，所述鋰源可為氫氧化鋰、氯化鋰、碳酸鋰、硫酸鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰、乳酸鋰中至少一種。錳源中的錳與鋰源中的鋰的物質(zhì)的量比為0.5～1.5:1，優(yōu)選為0.9～1.3:1，更優(yōu)選為1.0～1.1:1。
16、所述溶劑可為去離子水、乙醇中至少一種。
17、所述球磨時間為1～8h。
18、所述干燥溫度為50～150℃，干燥時間6～24h。
19、上述的制備方法中，步驟3)中，焙燒時的氣氛可為空氣、氧氣、氬氣中至少一種。所述焙燒溫度為500～850℃，優(yōu)選為600～800℃，焙燒時間2～12h，優(yōu)選為4～8h。
20、上述的制備方法中，步驟4)中，所述粘結(jié)劑可為丙烯酸樹脂乳液、羥基丙烯酸樹脂乳液、環(huán)氧樹脂乳液、酚醛樹脂乳液、有機硅樹脂乳液、苯丙樹脂乳液、乙丙樹脂乳液、聚氨酯樹脂乳液、eva樹脂乳液中至少一種。其按固相物計添加量為混合物粉末的1～30％wt，優(yōu)選為5～10％wt。
21、所述干燥溫度為50～100℃，干燥時間6～24h。
22、上述的制備方法中，步驟5)中，所述酸溶液可為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、草酸、醋酸中至少一種。所述酸溶液濃度為0.01～0.2mol/l，優(yōu)選為0.02～0.1mol/l。
23、本專利技術(shù)還提供了一種錳系鋰離子篩吸附劑前驅(qū)體的制備方法，其包括本專利技術(shù)所述的步驟1)～3)。
24、本專利技術(shù)還提供了由所述制備方法制得的錳系鋰離子篩吸附劑前驅(qū)體以及錳系鋰離子篩吸附劑。
25、在一個實施方案中，所述錳系鋰離子篩吸附劑前驅(qū)體由步驟1)～3)所述制備方法制得。
26、在一個實施方案中，所述錳系鋰離子篩吸附劑由步驟1)～5)所本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種錳系鋰離子篩吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟1)中，所述錳源為硝酸錳、氯化錳、硫酸錳、乙酸錳、乳酸錳中至少一種；所述錳源的水溶液中錳含量為2～20％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟2)中，所述鋰源為氫氧化鋰、氯化鋰、碳酸鋰、硫酸鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰、乳酸鋰中至少一種，錳源中的錳與鋰源中的鋰的物質(zhì)的量比為0.5～1.5:1；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟3)中，焙燒時的氣氛為空氣、氧氣、氬氣中至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟4)中，所述粘結(jié)劑為丙烯酸樹脂乳液、羥基丙烯酸樹脂乳液、環(huán)氧樹脂乳液、酚醛樹脂乳液、有機硅樹脂乳液、苯丙樹脂乳液、乙丙樹脂乳液、聚氨酯樹脂乳液、EVA樹脂乳液中至少一種，其按固相物計添加量為混合物粉末的1～30％wt。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟5)中，所述酸溶液為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、草酸、醋酸中至少一種；
7.一種錳系鋰離子篩吸附劑前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)
8.根據(jù)權(quán)利要求1～6任一項所述的制備方法制得的錳系鋰離子篩吸附劑或者根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法制得的錳系鋰離子篩吸附劑前驅(qū)體。
9.權(quán)利要求8中所述的錳系鋰離子篩吸附劑在提鋰中的應用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應用，其特征在于，所述錳系鋰離子篩吸附劑用于從鹽湖鹵水、地下鹵水、海水、含鋰溶液中提取鋰。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種錳系鋰離子篩吸附劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟1)中，所述錳源為硝酸錳、氯化錳、硫酸錳、乙酸錳、乳酸錳中至少一種；所述錳源的水溶液中錳含量為2～20％；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟2)中，所述鋰源為氫氧化鋰、氯化鋰、碳酸鋰、硫酸鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰、乳酸鋰中至少一種，錳源中的錳與鋰源中的鋰的物質(zhì)的量比為0.5～1.5:1；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟3)中，焙燒時的氣氛為空氣、氧氣、氬氣中至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，步驟4)中，所述粘結(jié)劑為丙烯酸樹脂乳液、羥基丙烯酸樹脂乳液、環(huán)氧樹脂乳液、酚醛樹脂乳液、有機硅樹脂乳液、苯丙樹脂乳液...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：索海云，黃禮春，郜文斌，于成成，任利榮，楊勇，李永旺，
申請(專利權(quán))人：中科合成油技術(shù)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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