專利名稱：以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于鹽湖鹵水、海水、井鹵吸附鋰離子的粉狀吸附劑的成型工藝，主要是一種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝。
背景技術：
我國是傳統(tǒng)鋰資源大國，也是鹽湖鋰資源大國，鹽湖鋰資源儲量(折合碳酸鋰)超過300，0000噸，是世界四大鹽湖鋰資源儲量超過百萬噸的鹽湖礦床之一，具有良好的資源條件和開發(fā)前景。但是，過去我國對鹽湖提鋰不夠重視，技術投入太少，目前還沒有大規(guī)模從鹽湖鹵水中提鋰的設備，鋰的提取還集中在從礦石中提煉。而礦山資源有限，加上近年來對鋰的需求量增大，鋰業(yè)發(fā)展受到制約。近幾年，鹽湖提鋰技術大大發(fā)展，而中國還處在研究開發(fā)階段，還未有大規(guī)模生產的裝置和技術，因此從鹽湖鹵水中提鋰是我國鋰業(yè)發(fā)展的當務之急。在鋰吸附劑研究領域，國外早在二十世紀八十年代就已經開始，國內起步較晚，現(xiàn)有的技術水平也不算高。從實驗角度看，截至目前，研究發(fā)現(xiàn)性能較好的離子交換吸附劑都是粉體。盡管實驗研究表明吸附性能較好，但由于粉體的流動性和滲透性都很差，不解決造粒問題無法實現(xiàn)工業(yè)化生產。一些研究者采用氫氧化鋁、二氧化錳或二氧化鈦作為粉體吸附劑，以硅膠，水玻璃，醋酸纖維素，聚氯乙烯，聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胼等高分子化合物作為載體，以有機溶劑作為粘結劑進行擠壓造粒，此方法僅僅是在試驗階段，并且吸附劑的吸附量隨高分子化合物的質量增加而減小，而高分子化合物的添加量又決定了吸附劑顆粒的穩(wěn)定性，因此此方法一直受到制約。也有研究學者采用離子交換樹脂，是將離子交換樹脂加入到合成粉體吸附劑的反應釜中，由于離子交換樹脂具有大的孔道，因此小分子的無機物進入到孔道中，在孔道中與沉淀劑形成吸附劑沉淀。此方法由于較難操作，而且無法測定孔道中有效吸附劑的含量，因而吸附劑的吸附量較小。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的正是要克服上述技術的不足，而提供一種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，本發(fā)明采用具有大孔道結構的海綿作為載體，以LiMn204作為負載吸附劑，目的是將粉體吸附劑注入到大孔海綿中，吸附劑的離子可以自由進出，這樣實現(xiàn)了離子交換吸附的功效。經實驗測定，本發(fā)明的吸附劑具有較大的比表面積，吸附性能良好。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案這種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，該方法的制備工藝簡單、海綿發(fā)泡不影響吸附劑的活性，成型后的吸附劑具有較大的比表面積，吸附性能良好，該工藝的具體步驟如下(1)、前驅體LiMn204是采用LiCl和Mn02混合，按照Li Mn摩爾比為0. 45-0. 6， 將LiCl和Mn02在燒杯中混合均勻；(2)、加入10-20mL水，使混合物成糊狀，加熱至50_90°C，攪拌0. 5_2h ；
(3)、將上述糊狀物放入馬弗爐中，溫度設置為200-800°C進行煅燒l_3h，得到粉狀鋰吸附劑LiMn204 ；(4)、按照LiMn204的質量占海綿總質量的10% -40 %，將粉狀吸附劑加入到海綿發(fā)泡體中一起發(fā)泡；(5)、將發(fā)泡海綿，酸洗后得到鋰吸附劑。作為優(yōu)選，采用鹽酸濃度為0. 1-0. 5mol/L進行酸洗，酸洗時間為0. 5_lh，得到鋰吸附劑。所述的方法，可用于以海綿為載體的粉體吸附劑的成型工藝可包括氫氧化鋁、二氧化鈦等粉體吸附劑。本發(fā)明有益的效果是本發(fā)明的方法，采用以海綿為載體的粉狀吸附劑的成型工藝，是基于具有大孔道結構的理論，由于高分子化合物作為載體所帶來的吸附劑吸附量小和容易破碎的問題，而離子交換樹脂負載的吸附劑量少，最終導致成型后的吸附劑吸附量小。因此采用大孔道結構的海綿，其優(yōu)點有以下幾點①海綿發(fā)泡前將粉體注入到其中，發(fā)泡后吸附劑全部被包裹在發(fā)泡海綿中，這樣使得吸附劑的有效成分增加；②海綿發(fā)泡過程中，其原料并未與吸附劑發(fā)生化學反應，不會影響吸附劑的吸附性能；③由于海綿具有大孔道，有效增大了吸附劑的比表面積，減小了吸附劑的出入阻力，使得吸附劑更加容易被吸附洗脫；④吸附劑吸附量大，并且吸附時間短。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結合舉例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的舉例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明所述的這種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，該工藝的具體步驟如下(1)、按照Li Mn摩爾比為0. 45-0. 6，將LiCl和Mn02在燒杯中混合均勻；(2)、加入10-20mL水，使混合物成糊狀，加熱至50_90°C，攪拌0. 5_2h ；(3)、將上述糊狀物放入馬弗爐中，溫度設置為200-80(TC進行煅燒l_3h，得到粉狀鋰吸附劑LiMn204 ；(4)、按照LiMn204的質量占海綿總質量的10% -40 %，將粉狀吸附劑加入到海綿發(fā)泡體中一起發(fā)泡；(5)、將得到的發(fā)泡海綿，采用鹽酸濃度為0. l-0.5mol/L進行酸洗，酸洗時間為 0. 5-lh，得到鋰吸附劑。實施例1首先在IOOmL坩堝中加入30g Mn02固體，然后加入10. 41g LiCl · H20，混合均勻后，加IOmL去離子水，在電爐上加熱到50°C，攪拌lh。將坩堝放入馬弗爐中，溫度設置為 200°C，煅燒3h，3h后取出坩堝，將固體吸附劑粉碎，得到前驅體LiMn204。按照海綿配方比例，加入質量分數(shù)10%的粉狀吸附劑，與海綿發(fā)泡原料進行混合發(fā)泡，得到發(fā)泡海綿體吸附劑。采用0. lmol/L的鹽酸進行酸洗0. 5h，酸洗率達到75%，酸洗后的海綿放入鹵水中進行吸附實驗，經火焰光度計測定，吸附量為2. 5mg/g。
實施例2首先在IOOmL坩堝中加入30gMn02固體，稱量9. 37g LiCl · H20溶于20mL水中， 將氯化鋰溶液加入到坩堝中與二氧化錳混合，然后將坩堝放在電爐上加熱到80°C，攪拌 0.5h。將坩堝放入馬弗爐中，溫度設置為500°C，煅燒2h，2h后取出坩堝，將固體吸附劑粉碎，得到前驅體LiMn204。按照海綿配方比例，加入質量分數(shù)20 %的粉狀吸附劑，與海綿發(fā)泡原料進行混合發(fā)泡，得到發(fā)泡海綿體吸附劑。采用0. 2mol/L的鹽酸進行酸洗0. 5h， 酸洗率達到80%，酸洗后的海綿放入鹵水中進行吸附實驗，經火焰光度計測定，吸附量為 2. 6mg/g0實施例3首先在IOOmL坩堝中加入30gMn02固體，稱量12. 49g LiCl · H20溶于20mL水中，將氯化鋰溶液加入到坩堝中與二氧化錳混合，然后將坩堝放在電爐上加熱到90°C，攪拌0.5h。將坩堝放入馬弗爐中，溫度設置為800°C，煅燒lh，Ih后取出坩堝，將固體吸附劑粉碎，得到前驅體LiMn204。按照海綿配方比例，加入質量分數(shù)40%的粉狀吸附劑，與海綿發(fā)泡原料進行混合發(fā)泡，得到發(fā)泡海綿體吸附劑。采用0. 2mol/L的鹽酸進行酸洗0. 5h， 酸洗率達到81 %，酸洗后的海綿放入鹵水中進行吸附實驗，經火焰光度計測定，吸附量為 2. 8mg/g0可以理解的是，對本領域技術人員來說，對本發(fā)明的技術方案及發(fā)明構思加以等同替換或改變都應屬于本發(fā)明所附的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，其特征是該工藝的具體步驟如下(1)、按照Li Mn摩爾比為0. 45-0. 6，將LiCl和Mn02在燒杯中混合均勻；(2)、加入10-20mL水，使混合物成糊狀，加熱至50_90°C，攪拌0.5_2h ；(3)、將上述糊狀物放入馬弗爐中，溫度設置為200-800°C進行煅燒l_3h，得到粉狀鋰吸附劑LiMn204 ；(4)、按照LiMn204的質量占海綿總質量的10%-40%，將粉狀吸附劑加入到海綿發(fā)泡體中一起發(fā)泡；(5)、將發(fā)泡海綿，酸洗后得到鋰吸附劑。
2.根據(jù)權利要求1所述的以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，其特征是采用鹽酸濃度為0. 1-0. 5mol/L進行酸洗，酸洗時間為0. 5_lh，得到鋰吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明所述的這種以海綿為載體的鋰吸附劑的成型工藝，涉及一種用于吸附鹽湖鹵水、海水、井鹵等含鋰溶液中吸附鋰的吸附劑成型方法。其步驟如下采用粉狀吸附劑與海綿原料一起發(fā)泡，在發(fā)泡過程中不改變吸附劑的化學性質，將粉狀的吸附劑制備成塊狀海綿吸附鹽湖鹵水中的鋰離子。本發(fā)明有益的效果本發(fā)明制備的塊狀海綿鋰吸附劑，從根本上解決了粉狀吸附劑易于流失和吸附過程中難操作的問題，并且吸附速度快，具有較大的比表面積，吸附劑壽命較長。
文檔編號B01J20/28GK102160992SQ20111003989
公開日2011年8月24日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權日2011年2月15日
發(fā)明者董梅, 陳海賢 申請人:浙江海虹控股集團有限公司