[发明专利]锂吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂吸附剂及其制备方法。该锂吸附剂的化学式为LiCl·Al_xM_y(OH)_3x+ny·mH₂O，其中x+y＝2，33x+ny10，0y≤1，1m3，元素M为过渡金属，n为元素M的化合价，2≤n≤4。本发明锂吸附剂通过在氢氧化铝晶格结构中引入过渡金属M元素，形成一种相对复杂的晶相，相比于普通锂铝复合物，这种具有特殊晶相的锂吸附剂的结构相对稳定，具有明显提高的吸附量、脱附量、吸附效率、脱附效率、吸附稳定性、以及脱附稳定性。

技术领域

本发明涉及锂吸附剂的制备领域，具体涉及一种锂吸附剂及其制备方 法。

背景技术

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)锂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。现有的(铝盐)锂 吸附剂的化学式为LiCl·2Al(OH)₃·mH₂O(1m3)，其具有如下两种制备方 法。

上述(铝盐)锂吸附剂的第一种制备方法包括：将氢氧化铝和氢氧化锂 溶液混合，水浴加热一段时间后，滴入一定浓度的盐酸，PH值调到2-8，离 心后将固体在一定温度下烘干，研磨气碎后得到锂铝复合物。在这种方法中， 氯化锂嵌入到氢氧化铝的晶格中，形成一种新的物相，其中氯化锂的嵌入和 脱出是可逆的，为了维持锂铝复合物这种新的物相的结构稳定，氯化锂的脱 出量最大只能达到理论值的50％，吸附量有限，所以吸附量较差；而且在多 次吸附解吸附后，维持结构稳定的另50％氯化锂也会随着解吸附而脱出，造 成锂铝复合物结构坍塌，形成氢氧化铝物相，失去吸附量，所以吸附循环性 能较差。

上述(铝盐)锂吸附剂的第二种制备方法包括：将氢氧化铝和氯化锂粉 末按一定的计量比混合，放入球磨仪中，加入一定量锆珠，对混合物料进行 干磨，一段时间后，取出物料，研磨粉碎得到锂铝复合物。通过这种方法中 利用球磨过程锆珠的撞击提供能量，氯化锂随着提供的瞬间能量嵌入到氢氧 化锂晶格中，形成新的物相锂铝复合物，这种撞击提供的能量往往是不均匀 的，在一定的时间内，不能保证每一个点都有这种撞击的能量，最终的成品 中含有少量的未转化的不具有吸附量的物相，即氢氧化铝，影响了材料的吸 附脱附量；此外，这种方法制备出的锂铝复合物保持了原料氢氧化铝的颗粒 大小和形貌，比表面较小，吸附速度较慢，效率低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种锂吸附剂及其 制备方法，以提高现有锂吸附剂的吸附量和吸附效率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种锂吸附剂，该锂吸附剂的化 学式为LiCl·Al_xM_y(OH)_3x+ny·mH₂O，其中x+y＝2，33x+ny10，0y≤1，1m3， 元素M为过渡金属，n为元素M的化合价，2≤n≤4。

本发明第二方面提供了一种锂吸附剂的制备方法，该制备方法包括以下 步骤：S1、Al(OH)₃和M(OH)_n加入至氢氧化锂水溶液中，经湿法研磨、搅 拌获取粘度大于3000cp的混合浆料A，其中Al(OH)₃和M(OH)_n的摩尔比为 (2-y)：y，且0y≤1；元素M为过渡金属，n为元素M的化合价，2≤n≤4； S2、在搅拌条件下，向所述混合浆料A中加入浓度为0.5-5mol/L的盐酸， 至混合浆料的pH值为2-8，持续搅拌至pH值恒定为止，得到混合浆料B； S3、将所述混合浆料B进行干燥，得到所述锂吸附剂。

本发明第三方面提供了一种根据本发明上述方法制备的锂吸附剂。