[发明专利]一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料，吸附材料为Li₂TiO₃晶格中掺杂金属元素M及在Li₂TiO₃微晶表面包覆氧化物MO₂，表示为Li₂M_yTi_1‑yO₃/MO₂，y的取值范围0.001～0.02，MO₂含量为0.1wt％～1wt％。一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料的制备方法，包括以下步骤：获得钛源、M盐、锂源的混合粉料；将混合粉料通过煅烧获得吸附材料Li₂M_yTi_1‑yO₃/MO₂。该材料经酸洗脱锂后，吸附效率高，能在高镁锂比的卤水中高效提取锂，且易回收，可循环利用。

技术领域

本发明涉及盐湖卤水提锂技术领域，具体涉及一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料及其制备方法。

背景技术

随着锂离子电池在储能、汽车、军事、航空航天等多个领域的广泛应用，全球对锂产品的需求量越来越大，传统的锂矿石提锂已不能满足市场的需求。中国盐湖卤水资源非常丰富，占我国锂资源的80％左右，因此开发盐湖卤水锂资源就变得越来越重要。

吸附法是盐湖提锂的一种重要方法，吸附法从经济和环保角度考虑比其他方法有较大的优势，特别是从高镁低锂的卤水中提锂。该方法的关键是寻求吸附选择性好、循环利用率高和成本相对较低的吸附剂。吸附剂可分为有机系吸附剂和无机系吸附剂。有机吸附剂，一般为有机离子交换树脂，如IR-120B型阳离子交换树脂。由于其对锂离子的选择性差、成本相对较高，因此应用前景较小。无机吸附材料主要有锰锂氧化物和钛锂氧化物等。锰锂氧化物具有吸附容量大，吸附效率高等优点，但该类吸附材料耐酸碱性能较差，酸洗过程存在锰溶损，造成晶体结构不稳定，循环性能不佳。钛锂氧化物吸附剂耐酸碱能力好，但锂离子在吸附剂内部的迁移速度慢，吸附效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：钛锂氧化物吸附剂作为提锂吸附材料，锂离子在吸附剂内部的迁移速度慢，吸附效率低。本发明提供了解决上述问题的一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料及其制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料，吸附材料为Li₂TiO₃晶格中掺杂金属元素M及在Li₂TiO₃微晶表面包覆氧化物MO₂，表示为Li₂M_yTi_1-yO₃/MO₂，y的取值范围0.001～0.02，MO₂含量为0.1wt％～1wt％。

进一步地，所述金属元素M为V、Cr、Zr、Nb、Tc、Re、Ru、Rh、Ta、Ce、Ge中一种或多种。

上述的一种掺杂富锂偏钛酸锂吸附材料的制备方法，包括以下步骤：获得钛源、M盐、锂源的混合粉料；将混合粉料通过煅烧获得吸附材料Li₂M_yTi_1-yO₃/MO₂。

进一步地，向水中依次加入酸液、M盐和钛源，经搅拌、静置后得到钛浆；在水中加入锂源、酸液，经搅拌后得到锂浆；将锂浆加入钛浆，搅拌，得到混合浆料；将混合浆料经烘干、研磨，得到混合粉料。

进一步地，所述锂源为碳酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中一种或多种；所述M盐为V、Cr、Zr、Nb、Tc、Re、Ru、Rh、Ta、Ce、Ge中一种或多种金属的可溶性盐或不可溶性盐；所述钛源为二氧化钛、偏钛酸、四氯化钛中一种或多种；所述酸液为冰醋酸、硫酸、硝酸中一种或多种。