[发明专利]一种提锂吸附剂的成型方法

说明书

本发明涉及一种提锂吸附剂的成型方法。其特征在于使用钛型锂离子筛或者锰型锂离子筛作为吸附剂原粉，将聚合物溶于有机溶剂制成粘结剂，采用转动成型法对吸附剂原粉进行成球。本方法制备工艺简单，可大大减少成型吸附剂中聚合物的含量，节约成本、吸附速率快、吸附性能稳定。

技术领域

本发明涉及一种提锂吸附剂的成型方法。

背景技术

锂及其化合物被广泛地运用到玻璃、陶瓷、医药、航空和电池等领域。电动汽车的发展使得可充电的锂电池备受关注。锂主要来源于锂辉石、海水和卤水，其中，卤水中锂储量约占锂资源总量的66％，因此对液态锂资源的开发是现在锂资源开采的趋势。

吸附法可选择性从卤水中吸附提锂，不受到其Mg/Li限制，工艺过程无污染，受到广泛关注。吸附提锂的技术关键在于吸附剂的吸附选择性和稳定性。常见的提锂吸附剂主要有锂离子交换树脂、铝盐吸附剂、锰基锂离子筛和钛基锂离子筛等。相对于离子交换树脂和铝盐吸附剂，锰型锂离子筛和钛型锂离子筛对锂离子吸附快、且吸附容量较高。

粉状的锰型锂离子筛和钛型锂离子筛吸附剂由于流动性差、回收困难，制约着其在工业上的实际运用。对于锰型锂离子筛和钛型锂离子筛，常见的成型方法主要是采用反溶剂法对提锂吸附剂进行造粒或制膜成型，但是成型过程中由于粘合剂的添加量较高，制得的成型吸附剂的吸附量会出现明显的下降。

发明内容

本发明的目的是为了改进现有技术的不足而提供一种提锂吸附剂的成型方法，本方法工艺简单，可减少粘合剂的添加量，制得的成型吸附剂具有吸附量高、吸附速率快、吸附选择性高、吸附稳定性好的特点。

本发明的技术方案为：一种提锂吸附剂的成型方法，其特征在于，使用钛型锂离子筛或者锰型锂离子筛作为吸附剂原粉，在60℃～80℃下，将聚合物溶于有机溶剂制成粘结剂，冷却(一般常温在30℃下)，以甘油或者石墨粉作为润滑剂，将粘结剂和润滑剂分别添加到离子筛原粉中并混合均匀，采用转动成型法对混合物进行成球；将成球后的提锂吸附剂干燥去除有机溶剂，得到提锂吸附剂。

优选所述的钛型锂离子筛为H₂TiO₃，所采用的锰型锂离子筛为H_1.33Mn_1.67O₄或H_1.66Mn_1.66O₄。

优选所述的聚合物为聚氯乙烯、聚丙烯腈或聚偏氟乙烯。优选所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。优选粘结剂中聚合物的质量分数为1％～13％。

将粘结剂和润滑剂分别添加到离子筛原粉中，控制有机溶剂与离子筛原粉的质量比优选为0.07～1.32，润滑剂与离子筛原粉的质量比优选为0.01～0.12。

优选所述的干燥温度为40℃～80℃，干燥时间为1h～10h。

优选本发明所制得的提锂吸附剂的粒径为1mm～4mm。将干燥后的成球吸附剂用于吸附模拟卤水中锂离子，其锂吸附量可达到20mg/g～40mg/g，且吸附选择性和稳定性良好。

成球的吸附剂吸附锂离子后采用无机酸酸洗脱附，脱附后的吸附剂可重复使用。

本方法还提供了一种上述成球吸附剂在含锂溶液中吸附提锂的运用。其中，所述的含锂溶液可为卤水或海水，也可为模拟配制的含锂溶液。所述的液态锂资源中，锂离子含量为40mg/L～800mg/L。所述的成球吸附剂与液态锂溶液的固液比为1g/L～4g/L。所述的成球吸附剂在液态锂溶液中的吸附温度为20℃～50℃。所述的成球吸附剂在液态锂溶液中的吸附时间为8h～24h，将成球吸附剂用于吸附不同锂含量的溶液，其锂吸附量可达到20mg/g～42mg/g，且稳定性良好，对其他金属离子基本不存在吸附现象。

本发明所用试剂和原料均市售可得。