CN102872792A

CN102872792A - 一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料及其制备方法

Info

Publication number: CN102872792A
Application number: CN2012103221153A
Authority: CN
Inventors: 雷春生; 陈蓉蓉; 雷思宇
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2012-08-28
Filing date: 2012-08-28
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明属于环保行业水处理领域，具体涉及一种利用铝盐负载在深海锰结核改性成的锂离子筛上制得的新型的复合吸俯材料来去除天然水体中的锂离子的制备方发。本发明首先利用氢氧化铝和氢氧化锂制成铝盐，然后通过对深海锰结核进行改性制成锂离子筛，然后通过胶体化溶济将铝盐和锂子筛进行复合，最后通过沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成此复合吸附材料。本发明对锂离子具有高效的选择吸附性能且可再生利用、操作简单、无二次污染、廉价高效等特点。本发明工艺简单，成本低，效率高，有利于环保，在水处理领域有较高的经济和社会效益。

Description

一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料及其制备方法

技术领域

[000l]本发明涉及一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料及其制务方法，其体涉及利用铝盐负载在通过深海锰结核刚醒的制成的锂离子筛上制得的一种新型的材料，属于水净化处理领域。

背景技术

锂是目前已知的最轻的金属半径最小的碱金属，是我国重要的稀有金属之一，广泛用于能源、原子能工业、化工航天等许多领或。由于锂及其化合物在许多领域具有广泛的应用，所以锂离子的污染问题越来越受于关注。锂离子可以污染地下水和土壤，进而污染鱼类、家作物等，破坏人类的生存环境，进而威胁到人类的健康。

目前，用于去除天然水体中锂离子的方法主要有萃取法、沉淀法和吸附法等。萃取法虽然操作简单，成本不高，但去除锂离子的效率不高，因此此方法已被逐渐淘汰，沉淀法具有技术成熟、投资少、处理成本低、适应性强、管理方便、自动化程度高等诸多优点，是含铜废水的常规处理方法，但是处理后会产生含铜污泥，若污泥没有得到妥善的处理还会产生二次污染。而吸附法具有选择性高、可处理低浓度水体、可实现清洁生产的特点，并且工艺简单，从经济和环保监督考虑比其他方法都有较大的优势。但是对于现有吸附材料去除水是锂离子的方法还有着材料不能回收再利用和会有二次污染的不足。

本发明是一种有效而经济的复合吸附材料，本发明与传统的吸附法相比，具有材料可再生利用、循环使用、无二次污染等特点。实现了生活垃圾的综合利用，保护了环境，拓宽了水吸附生下过程中复合材料的选择范围，实现废弃物的资源化，具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容

[OO05]本发明的目的是为了克服现有的技术在材料再生利用和循环使用的不足，提供了种去除天然水体是锂离子的复合吸附材料及其制备方法。本发明是一种新型的复合吸附材料，具有吸附效率高，操作简单，成本低，回改利用率大，具可以再生，无二次污染等特点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

1、原材料筛选

铝盐和锂离子筛反应制备复合材料：(1)骨架原料：氢氧化铝、氢氧化锂：第二原料为硫酸、盐酸。(2)第三原料为深海锰结核改性成的锂离子筛。(3)胶体催化原料为有机溶剂(乙醇、丙酮、甲醇)

2、复合吸附材料制备

在铝盐溶液中加入20％～40％的胶体化溶济，再加入锂离子筛，控制温度为30～60℃，混合反应2～5min，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风于制成固体材料。

本发明的原理：铝盐吸附剂由于在酸洗过程中脱掉锂离子面形成空穴，面这些位置只适合锂离子，所以铝盐在水合作用下能大量吸附锂离子，况且锂离子筛具有较好的结构稳定性和专一吸附性，可通过离子交换作用来去除水中的锂离子，这样此复合吸附材料就具有更大的吸附量。

本发明的应用方法：在处理天然水体是，根据水中锂离子的浓度，可直接将此材料按10～20g质量投加到水中，搅拌混合5～10min，静置2～5h，上清液溢流出，污泥定期抽取分离即可。

本发明的有益效果是：

(1)本发明充分利用了工业废料，原料易得，价格更宜，制备方法简单，用于水处理，5～10min即可达到吸附平衡，吸附量大；

(2)本发明处理费用低廉，废渣可经过酸化处理，材料可回收再利用；

(3)本发明适合于酸性、中性和碱性的水体，处理效果受盐度、温度影向小。

具体实施方式

1、称量Al(OH)₃与LiOH加炎混合，反应10～20min后加入稀盐酸并搅拌，使混合物上层清液的pH值保持在5～7之简。酸洗3～5h后，将混合物水洗除去其是的LiCl，得到含特定空穴的Al(OH)₃结晶，即是铝盐吸附剂；

2、利用尖晶有和锂锰氧化物(锂锰质量比为1.0)经过焙烧工艺合成离子筛前驱体(焙烧工艺200℃保温2h，600℃保温6h)，然后通过对前驱体时行酸洗转型后制得锂离子筛；

3、在铝盐溶液中加入20％～40％的胶体化溶剂，再加入锂离子筛，控制温度为30～60℃，混合反应2～5min，静置20～40min，弃去上清液，用水洗涤沉淀物1～3次，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成固体材料。

实例1

称量AI(OH)₃与LiOH加水混合，反应10min后加入稀盐酸并搅拌，使混合物上层清液的pH值保持在5之间。酸洗3h后，将混合物水洗除去其中的LiCl，得到含特定空穴的Al(0H)₃结晶，即是铝盐吸附剂。利用尖晶石和锂锰氧化物(锂锰质量比为1.0)经过焙烧工艺合成离子筛前驱体(焙烧工艺200℃保温2h，600℃保温6h)，然后通过对前驱体进行酸洗转型后制得锂离子筛。在铝盐溶液中加入20％的胶体化溶剂，再加入锂离子筛，控制温度为30℃，混合反应2min，静置20min，弃去上清液，用水洗涤沉淀物1次，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成固体材料。

实例2

称量AI(OH)₃与LiOH 加水混合，反应20min后加入稀盐酸并搅拌，使混合物上层清液的pH值保持在7之间。酸洗5h 后，将混合物水洗除去其中的LiCl，得到含特定空穴的AI(OH)₃结晶，即是铝盐吸附剂。利用尖晶石和锂锰氧化物(锂锰质量比为1.0)经过焙烧工艺合成离子筛前驱体(焙烧工艺200℃保温2h，600℃保温6h)，然后通过对前驱体进行酸洗转型后制得锂离子筛。在铝盐溶液中加入40％的胶体化溶剂，再加入锂离子筛，控制温度为60℃，混合反应5min，静置40min，弃去上清液，用水洗涤沉淀物3次，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成固体材料。

实例3

称量AI(OH)₃与LiOH加水混合，反应15min后加入稀盐酸并搅拌，使混合物上层清液的pH值保持在6之间。酸洗4h后，将混合物水洗除去其中的LiCl，得到含特定空穴的AI(OH)₃结晶，即是铝盐吸附剂。利用尖晶石和和锂锰氧化物(锂锰质量比为1.0)经过焙烧工艺合成离子筛前驱体(焙烧工艺200℃保温2h，600℃保温6h)，然后通过对前驱体进行酸洗转型后制得锂离子筛。在铝盐溶液中加入30％的胶体化溶剂，再加入锂离子筛，控制温度为45℃，混合反应4min，静置30min弃去上清液，用水洗涤沉淀物2次，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成固体材料。

Claims

1.一种去除天然水体中锂离子的复合吸收材科，其特征在于：该复合吸附材料以氢氧化铝和氢氧化锂原料为骨架反应物制成铝盐，以深海锰结核改性成锂离子筛为包合有机物，辅以胶体化溶剂，胶体化溶剂从甲醇、乙醇、丙酮中选取。

2.根据权利要求l所述的一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料，其特征在于铝盐的制作方法：称量Al(OH)₃与LiOH加水混合，反应10～20min后加入稀盐酸并搅拌，使混合物上层清液的pH值保持在5～7之间，酸洗3～5h后，将混合物水洗除去其中的LiCl，得到含特定空穴的Al(OH)₃结晶，即是铝盐吸附剂。

3.根据权利要求1所述的一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料，其特征在于深海锰结核改性的方法：利用尖品石和锂锰氧化物经过焙烧工艺合成离子筛前驱体，然后通过对前驱体进行酸洗转型后制得锂离子筛。

4.根据权利要求3所述的一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料，其特征在于：所述的锂锰氧化物中锂锰质量比为1.0。

5.根据权利要求3所述一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料，其特征在于：所述的预焙烧工艺200℃保温2h，600℃保温6h。

6.根据权利要求l所述的一种去除天然水体中锂离子的复合吸附材料的制备方法，其特征在于铝盐和锂离子筛的复合方法：在铝盐溶液中加入20％～40％的胶体化溶剂，再加入锂离子筛，控制温度为30～60℃，混合反应2～5min，静置20～40min，弃去上清液，用水洗涤沉淀物l～3次，沉淀物经沉降、洗涤、过滤、离心、风干制成固体材料。