[发明专利]制备吸附材料的方法和用该材料从盐溶液中提取锂的方法

说明书

本发明涉及用于吸附锂的固体材料领域。具体地，本发明涉及一种制备式(LiCl)_x·2Al(OH)₃·nH₂O的优选以挤出物的形式成型的结晶固体材料的新方法，其中，n为0.01～10，x为0.4～1，其中，所述方法包括：在特定温度和pH条件下使勃姆石沉淀的步骤a)；使所得沉淀物与LiCl接触的步骤；优选通过酸挤出‑捏合的至少一个成型步骤；并且所述方法还包括最终水热处理步骤，所有这些步骤使得当所得材料用于盐溶液的锂提取方法中时，与现有技术的材料相比，增加了所得材料的锂吸附容量、吸附动力学以及锂/硼选择性。

技术领域

本发明涉及用于吸附锂的固体材料的领域。具体地，本发明涉及一种制备式(LiCl)_x·2Al(OH)₃·nH₂O的结晶且成型的固体材料(优选以挤出物形式)的新方法，其中，n为0.01～10，x为0.4～1，其中，该方法包括：步骤a)，在特定的温度和pH条件下，使勃姆石沉淀；在特定的酸的存在下，通过酸捏合来进行的成型步骤；其中，当该成型的固体材料用于从盐溶液中提取锂的方法时，与现有技术的材料相比，该方法整体特性的步骤使得所得材料的锂的吸附容量和吸附动力学增加，并且，与现有技术中的方法相比，使用更少量的氯化锂，由此该改善了固体的生产成本并且减少废液中锂的损失量。

本发明还涉利用根据本发明的新制备方法制备的式(LiCl)_x·2Al(OH)₃·nH₂O的结晶固体材料从盐溶液中提取锂的方法，其中n和x具有前述限定。

背景技术

尤其在诸如卤水的盐溶液中，锂离子与大量金属(例如碱金属，碱土金属)、硼和硫酸盐共存。因此，必然需要从这些盐溶液中经济且选择性地提取锂离子。事实上，锂与碱金属(优选钠(Na)和钾(K))及碱土金属(优选镁(Mg)、钙(Ca)和锶(Sr))的化学性质致使难以分离这些元素。

已知的是，式(LiCl)_x·2Al(OH)₃·nH₂O(其中n和x具有前述限定)的固体材料在锂离子的吸附/解吸现象中的应用，并且特别是在从盐溶液中提取锂的方法中的应用。这些不稳定的结构使锂原子能够插入到该结构中，并从而能够提取锂。

在现有技术中已经证明了得到能够选择性地吸附锂的固体的几种操作方案。在所有情况下，使制备的或市售的三氢氧化铝Al(OH)₃与锂前体接触。所使用的三种主要前体：最常用的是氯化锂(LiCl)。也可以使用氢氧化铝(LiOH)或碳酸锂(Li₂CO₃)。

US 6280693描述了用于制备LiCl/Al(OH)₃固体的方法，该方法通过向多晶水合氧化铝中加入LiOH水性溶液以形成LiCl/Al(OH)₃，并由此在氧化铝的结晶层中产生活性锂位点而不会改变氧化铝的结构。然后，通过加入稀盐酸来使LiOH/Al(OH)₃转化为LiCl/Al(OH)₃。然后，将由此制备的氧化铝粒料用于在高温下从卤水中提取锂的方法中。US6280693中描述的锂提取方法使用上文详述的固体并包括以下步骤：

a)用含锂盐的LiX的卤水使固体床饱和，其中，X选自卤化物、硝酸根、硫酸根和碳酸氢根；

b)用浓缩的NaX溶液置换浸渍的卤水；

c)通过使LiX的不饱和溶液流过来洗脱被固体捕获的LiX盐；

d)用浓缩的NaX溶液置换浸渍液，其中，然后重复步骤a)至步骤d)至少一次。