CN115155510A - 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 - Google Patents
一种铝盐提锂功能材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115155510A CN115155510A CN202210935484.3A CN202210935484A CN115155510A CN 115155510 A CN115155510 A CN 115155510A CN 202210935484 A CN202210935484 A CN 202210935484A CN 115155510 A CN115155510 A CN 115155510A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- functional material
- aluminum salt
- aluminum
- drying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 29
- FCVHBUFELUXTLR-UHFFFAOYSA-N [Li].[AlH3] Chemical compound [Li].[AlH3] FCVHBUFELUXTLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 26
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 65
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 64
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 45
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 claims description 14
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 14
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 12
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 11
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 9
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 claims description 8
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 claims description 7
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 7
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 claims description 7
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 claims description 7
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 7
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910000013 Ammonium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000012538 ammonium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 claims description 6
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N lithium nitrate Chemical compound [Li+].[O-][N+]([O-])=O IIPYXGDZVMZOAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 5
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 5
- HQRPHMAXFVUBJX-UHFFFAOYSA-M lithium;hydrogen carbonate Chemical compound [Li+].OC([O-])=O HQRPHMAXFVUBJX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 5
- 238000003828 vacuum filtration Methods 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 4
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 3
- RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L barium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ba+2] RQPZNWPYLFFXCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910001863 barium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000007603 infrared drying Methods 0.000 claims description 3
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 47
- 239000012267 brine Substances 0.000 abstract description 28
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 28
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 8
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 5
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 5
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N Titanium ion Chemical compound [Ti+4] LCKIEQZJEYYRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000002336 sorption--desorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 229910018516 Al—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- -1 aluminium hydroxychloride Chemical compound 0.000 description 1
- 159000000013 aluminium salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N ethyl n-ethoxycarbonylcarbamate Chemical compound CCOC(=O)NC(=O)OCC PQVSTLUFSYVLTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M lithium hydroxide monohydrate Substances [Li+].O.[OH-] GLXDVVHUTZTUQK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940040692 lithium hydroxide monohydrate Drugs 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
- B01J20/0248—Compounds of B, Al, Ga, In, Tl
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
- B01J20/0274—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04 characterised by the type of anion
- B01J20/0288—Halides of compounds other than those provided for in B01J20/046
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/041—Oxides or hydroxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/045—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing sulfur, e.g. sulfates, thiosulfates, gypsum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
- B01J20/046—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium containing halogens, e.g. halides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/06—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
- B01J20/08—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04 comprising aluminium oxide or hydroxide; comprising bauxite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28047—Gels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
- C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
本发明为一种铝盐提锂功能材料的制备方法。该方法包括步骤1、铝盐功能材料前驱浆液制备：将聚铝、锂源和水按比例混合，并加入添加剂超声搅拌得混合盐溶液，将碱液或者碱式盐溶液按一定流速加入混合盐溶液中，调节pH，接着恒温搅拌反应得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；步骤2铝盐提锂功能材料制备，即将步骤1所得前驱体浆料经固液分离、洗涤、干燥得铝盐提锂功能材料。本发明采用廉价聚铝为铝源，水溶性好，与碱一步合成铝盐提锂功能材料，反应速率快，流程短，成本低。该方法借助冷冻干燥技术强化可制备高比表面、高孔隙率与高锂吸附容量的铝盐提锂功能材料，可很好地用于高杂质盐湖卤水提锂，提锂速率快，选择性高，具有潜在的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及化工新材料制备技术领域，具体为一种铝盐提锂功能材料的制备方法。
背景技术
随着新时代科技发展，人们对锂盐的研究认识也不断深入，除了在化工医药方面重要应用，锂更作为一种能源和战略资源，在21世纪备受关注，特别是近年来随着锂电池技术的发展及其在可控核聚变领域中的应用，其作用更为凸显，目前国际需求量以每年8％～12％的速度持续增长。锂也因此被誉为“二十一世纪的能源金属”及“二十一世纪的清洁能源”。在新能源领域有着广阔应用前景，随着市场需求量的不断增大，锂矿石资源储量严重不足，目标转向液态资源中锂盐的开发，锂离子筛吸附剂具有良好的吸附选择性，能够经济地从卤水、海水中提取分离锂离子，备受行业人员关注。
目前可用于盐湖卤水提锂的锂吸附剂主要有锰系离子筛、钛系离子筛和锂铝层状分子筛。其中锰系和钛系离子筛因其高吸附容量和超高选择性而备受关注，但其脱嵌和解吸离不开酸洗，酸洗又会造成溶损、吸附剂结构崩塌，最终使得吸附再生能力差，限制了其在工业上的应用；铝系吸附剂制备工艺简单、合成条件温和、对锂的选择性好，虽然吸附容量低于离子筛型吸附剂，但铝系吸附剂可用中性溶液进行无溶损洗脱，控制好解析条件可使吸附剂在多次循环中仍能保持良好的晶体结构和吸附容量，极具工业应用优势。
铝基锂吸附剂是从铝盐沉淀法提锂发展而来的，其吸附剂的表达式一般为：【LiCl·mAl(OH)3·nH2O】(Li/Al-LDHs)，LiCl***到无定型Al(OH)3层中，Li+进入到了Al-O八面体空穴当中，脱嵌部分Li+后具有记忆效应和空间位阻效应，从而实现盐湖卤水中Li+的高选择性吸附，其吸附-解吸过程可表示为：
吸附锂过程，Li+因尺寸匹配优先进入层状Al(OH)3的八面体空穴位置，其余半径较大的离子因空间位阻效应而不能吸附进入孔道。铝基吸附剂存在制备工艺简单、选择性高、稳定性好、使用寿命长等特点。
目前铝盐提锂吸附剂制备分两种工艺，一种采用纯度较高的铝源氯化铝与碱液相共沉淀形成无定型Al(OH)3结构，再***LiCl；另一种通过一种酸或一种碱刻蚀非活性Al(OH)3后，再***LiCl。前者存在铝源成本较高、操作复杂、转化率低，后者存在吸附效率低，且吸附-解析溶蚀高等问题。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的主要目的在于提供一种铝盐提锂功能材料的制备方法，该方法为液相反应，采用成本廉价的无机高分子材料聚铝为铝源，聚铝为介于氯化铝和氢氧化铝之间的无机高分子混凝剂，水溶性极好，可与碱在液相体系一步沉淀合成铝盐提锂功能材料，该工艺操作简单，碱耗量低，反应条件温和，反应速率快且提锂效率高，相比传统工艺综合经济效益更高。该方法借助冷冻干燥技术强化可制备高比表面、高孔隙率与高锂吸附容量的铝盐提锂功能材料，提锂速率快，选择性高，卤水适应性广。该功能材料在吸附-解析过程表现出较低溶损，具有良好的工业化应用价值。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种铝盐提锂功能材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、铝盐功能材料前驱浆液制备：将聚铝、锂源和水按比例混合，并加入添加剂超声搅拌后得混合盐溶液，将碱液或者碱式盐溶液按一定流速加入混合盐溶液中，调节pH，接着恒温搅拌反应得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；
作为优选，加入添加剂超声搅拌时间为5-30min；将配制好的碱液或者碱式盐溶液加入混合盐溶液中，调节pH至5-9，接着恒温搅拌反应0.2-4h得嵌锂型铝盐功能前驱浆液。
步骤2、铝盐功能材料粉体制备：
A)凝胶体制备：
将步骤1所得嵌锂型铝盐功能前驱浆液进行固液分离，所得固相即为铝盐功能材料凝胶体；
B)洗涤：将上述铝盐功能材料凝胶体用去离子水洗涤(优选次数为1-3次)，再经固液分离得嵌锂型凝胶体；
C)干燥与研磨：将步骤B)所得嵌锂型凝胶体经干燥处理并经研磨后得嵌锂型铝盐功能材料，即一种铝盐提锂功能材料。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中所述聚铝为工业级、饮水级或食品级聚合氯化铝，更优选为饮用水级或食品级聚合氯化铝。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中投料中聚铝和锂源加入量按铝锂摩尔比计为9:1-1.5:1；更优选铝锂摩尔比为6.5:1-1.95:1，加水量按固含量10％-50％计；更优选15-30％。
作为本申请中一种较好的实施方式，所述的锂源为氢氧化锂、硫酸锂、碳酸氢锂、硝酸锂、溴化锂、氯化锂中的一种或几种混合；
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中所述碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水或尿素中的任意一种；所述碱式盐溶液中的碱式盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或几种的混合物；所述碱更优选为氢氧化钠、氢氧化钾或尿素；所述碱式盐更优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中所述碱液或者碱式盐溶液浓度为1mol/L-8mol/L，更优选为2mol/L-6mol/L。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中所述的添加剂为硅藻土、二氧化钛、二氧化锆、石墨烯中的任意一种，添加量为固体质量的0％-10％，更优选为0％-5％。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤1中所述超声波频率优选为30KHZ-60KHZ，反应温度更优选为10-40℃。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤2中所述固液分离方式为离心过滤、机械压滤或真空抽滤；优选为离心过滤或真空抽滤。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤2中所述干燥处理方式为冷冻干燥、真空干燥、微波干燥或红外干燥；优选为冷冻干燥或真空干燥，干燥含水率控制1％-20％，优选为2％-10％。
作为本申请中一种较好的实施方式，步骤2所述研磨粉体控制粒度D50范围为0.1-20um，更优选为0.1-10um。
本申请另外一个发明目的是提供一种采用以上任一所述方法得到的铝盐提锂功能材料。
采用以上任一方法得到的铝盐提锂功能材料用于盐湖卤水或模拟卤水中提锂时，表现出较高的吸附活性，适用于锂含量0.1g/L-2g/L的高杂质盐湖卤水提锂，适应pH范围为3-10，其0.5h锂吸附容量达6mg/g～33mg/g。
与现有技术相比，本发明的积极效果体现在：
(一)该方法所使用廉价聚铝为铝源，是一种无机水溶性高分子材料，原料来源广且易于获得，成本低；
(二)该合成方法工艺流程短，反应可在常温条件下一步合成，碱耗量相对传统工艺也明显降低；通过控制较高铝锂摩尔比例，并借助冷冻干燥技术加强，可制备大比表面高孔隙率和高锂吸附容量高的铝盐功能材料，锂源投入成本也大大降低。
(三)制备的一种铝盐提锂功能材料用于盐湖卤水或模拟卤水中提锂时，表现出较高的吸附活性，适用于锂含量0.1g/L-2g/L的高杂质盐湖卤水提锂，适应pH范围3-10，其0.5h锂吸附容量达6mg/g～30mg/g。
(四)制备的一种铝盐提锂功能材料，吸附和解吸速率快，循环使用溶损低。
附图说明
图1本发明所述铝盐提锂功能材料的制备工艺流程示意图；
图2为实施例1制备的铝盐功能材料的XRD图谱；
图3为实施例1制备的铝盐功能材料的红外图谱；
图4为实施例1制备的铝盐功能材料的SEM照片；
图5为实施例17制备的铝盐功能材料的SEM照片；
图6为实施例17制备的铝盐功能材料在模拟卤水和氯化锂溶液的静态吸附曲线图。
具体实施方式
一种铝盐提锂功能材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、铝盐功能材料前驱浆液制备：将聚铝、锂源和水按比例混合，并加入添加剂超声搅拌后得混合盐溶液，将碱液或者碱式盐溶液按一定流速加入混合盐溶液中，调节pH，接着恒温搅拌反应得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；
作为优选，加入添加剂超声搅拌时间为5-30min，具体可为5min、10min、15min、20min、25min、30min；将配制好的碱液或者碱式盐溶液加入混合盐溶液中，调节pH至5-9，具体可为5、6、7、8、9；接着恒温搅拌反应0.2-4h(具体可为0.2、0.5h、1h、2h、3h、4h)得嵌锂型铝盐功能前驱浆液。
步骤2、铝盐功能材料粉体制备：
A)凝胶体制备：
将步骤1所得嵌锂型铝盐功能前驱浆液进行固液分离，所得固相即为铝盐功能材料凝胶体；
B)洗涤：将上述铝盐功能材料凝胶体用去离子水洗涤(优选次数为1-3次)，再经固液分离得嵌锂型凝胶体；
C)干燥与研磨：将步骤B)所得嵌锂型凝胶体经干燥处理并经研磨后得嵌锂型铝盐功能材料。
本发明的发明人经过反复试验和研究，对于制备方法中所涉及的添加物和添加量为特定值，并使其制备得到较低成本且性能优异的本发明所述的铝盐功能材料。
步骤1中所述聚铝为工业级、饮水级或食品级聚合氯化铝，具体可为工业级聚合氯化铝、饮水级聚合氯化铝或食品级聚合氯化铝；更优选为饮用水级聚合氯化铝或食品级聚合氯化铝。
步骤1中投料中聚铝和锂源加入量按铝锂摩尔比计为9:1-1.5:1；具体可为9:1、8.5:1:8:1、7.5:1、7:1、6.5:1、6:1、5.5:1、5:1、4.5:1、4:1、3.5:1、3:1、2.5:1、2:1、1.5:1；更优选铝锂摩尔比为6.5:1-1.95:1；加水量按固含量计为10％-50％，具体可为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％；更优选15-30％。
作为优选，所述的锂源为氢氧化锂、硫酸锂、碳酸氢锂、硝酸锂、溴化锂、氯化锂中的任意一种或几种的混合物。
作为优选，步骤1中所述碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水或尿素中的任意一种；所述碱式盐溶液中的碱式盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或几种的混合物；所述碱更优选为氢氧化钠、氢氧化钾或尿素；所述碱式盐更优选为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸铵、碳酸氢铵中的一种。
作为优选，步骤1中所述碱液或者碱式盐溶液浓度为1mol/L-8mol/L，具体可为1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L、5mol/L、5.5mol/L、6mol/L、6.5mol/L、7mol/L，7.5mol/L、8mol/L；更优选为2mol/L-6mol/L。
作为优选，步骤1中所述的添加剂为硅藻土、二氧化钛、二氧化锆、石墨烯中的任意一种，添加量为固体质量的0％-10％，具体可为0％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％；更优选为0％-5％。
作为优选，步骤1中所述超声波频率为20KHZ-60KHZ，具体可为20KHZ、30KHZ、40KHZ、50KHZ、60KHZ，更优选为30KHZ-60KHZ；反应温度为10～80℃，具体可为10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃；更优选为10-40℃。
作为优选，步骤2中所述固液分离方式为离心过滤、机械压滤或真空抽滤；优选为离心过滤或真空抽滤。
作为优选，步骤2中所述干燥处理方式为冷冻干燥、真空干燥、微波干燥或红外干燥；优选为冷冻干燥或真空干燥，干燥含水率控制1％-20％，优选为2％-10％。
作为优选，步骤2所述研磨粉体控制粒度D50范围为0.1-20um，更优选为0.1-10um。
一种采用以上任一所述方法得到的新型铝盐提锂功能材料。
作为优选，采用以上任一方法得到的铝盐提锂功能材料用于盐湖卤水或模拟卤水中提锂时，表现出较高的吸附活性，适用于锂含量0.1g/L-2g/L的高杂质盐湖卤水提锂，适应pH范围为3-10，其0.5h锂吸附容量达6mg/g～33mg/g。
前述本发明主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本发明可采用并要求保护的方案；且本发明，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本发明方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本发明所要保护的技术方案，在此不做穷举。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。本发明对于所述搅拌包括机械搅拌，高速分散等，其具体操作不进行限定，本发明所说的卤水，其具体也不进行限定，本领域技术人员熟知的即可。
以下实例分析数据中Al、K、Ca、Na、Mg、含量指标均采用ICP光谱法分析，Cl采用分光光度比色法或滴定法分析，Li、B采用原子吸收光谱法分析测定，硫酸根采用硫酸钡浊度法(GB 13580.6-92)测定。本申请所记载的％，如无特殊说明，均表示其质量百分含量，即wt％。
以下实施例中所采用的模拟卤水的化学组成如下：
实施例1：
步骤1：将50kg聚合氯化铝(食品级，铝含量14.76％)、2.1kg氢氧化锂和250kg水混合同时添加0.5kg硅藻土，超声波40KHZ条件下搅拌15min得混合盐溶液，接着向混合盐溶液滴入3mol/L NaOH水溶液16.5L，加料速率为按加料时间45min计，调节pH＝7.1，25℃继续混合搅拌反应15min，得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；
步骤2、铝盐功能材料粉体制备：
A)凝胶体制备：
将步骤1所得浆液进行抽滤，所得固相即为铝盐功能材料凝胶体；
B)洗涤：将上述所得凝胶体用去离子水洗涤1-3次，再经固液分离得嵌锂型凝胶体；
C)干燥：将步骤B)所得凝胶体经冷冻真空干燥处理，冷冻温度-20℃，真空度0.05Pa，冷冻时间48h，经研磨筛分得铝盐提锂功能材料，获得产品粒径D50范围为0.1-5um，收率为98.5％；
测得产品铝盐提锂功能材料中铝锂摩尔比为3.1:1，孔隙率高达83.1％，BET比表面积达166m2/g,吸附剂在25℃条件进行150HZ振荡水洗1h，接着对模拟卤水进行恒温25℃水浴振荡吸附测试，得出铝盐功能材料在0.5h内锂吸附容量为26.5mg/g，Li洗脱率99.7％，测得循环5次溶损为0.003％，进行48h静态吸附测试发现该功能材料吸附0.5h已达吸附动态平衡线如图6所示。
实施例2：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中反应原料中LiOH用量为1.3kg，制备了铝盐功能材料；
实施例3：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中反应原料未加入添加剂硅藻土等，即添加剂用量0％，制备了铝盐功能材料；
实施例4：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用3mol/L KOH水溶液代替，制备了铝盐功能材料；
实施例5：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用尿素水溶液代替，制备了铝盐功能材料；
实施例6：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用3mol/L碳酸钠溶液代替，按Al:CO3＝1:1.53配比混合反应，反应终点pH＝7.2，制备了铝盐功能材料；
实施例7：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用3mol/L碳酸钾溶液代替，按Al:CO3＝1:1.50配比混合反应，反应终点pH＝7.5，制备了铝盐功能材料；
实施例8：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用3mol/L碳酸氢钾溶液代替，按Al:HCO3＝1:1.50配比混合反应，反应终点pH＝7.6，制备了铝盐功能材料；
实施例9：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中LiOH采用硫酸锂代替，制备了铝盐功能材料；
实施例10：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中LiOH采用碳酸氢锂代替，制备了铝盐功能材料；
实施例11：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤2中冷冻干燥温度为-30℃，真空度为0.03pa，制备了铝盐功能材料；
实施例12：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤2中干燥处理采用真空干燥，温度为60℃，真空度为0.08Mpa，制备了铝盐功能材料；
实施例13：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤2中干燥处理采用微波干燥，制备了铝盐功能材料；
实施例14：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中硅藻土用纳米二氧化钛代替，制备了铝盐功能材料；
实施例15：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中硅藻土用石墨烯代替，制备了铝盐功能材料；
实施例16：
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤1中硅藻土用二氧化锆代替，制备了铝盐功能材料；
对比例1
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤合成pH为4.5；
对比例2
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤反应原料在NaOH调节结束后加入；
对比例3
制备方法与实施例1相似，不同之处在于将实施例1步骤反应原料中聚合氯化铝采用羟基氯化铝代替，制备了铝盐功能材料；
对比例4
制备方法与实施例8相似，不同之处在于将实施例1步骤反应原料中铝源用AlCl3代替，制备了铝盐功能材料；
具体测试结果如下：
实施例17：
步骤1：将50kg饮用水级聚铝(铝含量14.5％，Fe含量1.5％，钙含量6.1％)、3.7kg单水氢氧化锂和300kg水混合，超声波40KHZ条件下搅拌15min得混合盐溶液，接着向混合盐溶液滴入3mol/L NaOH水溶液约10L，终点pH＝7.6，25℃继续混合搅拌反应15min，得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；
步骤2、铝盐功能材料粉体制备：
A)凝胶体制备：
将步骤1所得浆液进行抽滤过滤，所得固相即为铝盐功能材料凝胶体；
B)洗涤：将上述所得凝胶体用去离子水洗涤1-3次，再经固液分离得嵌锂型凝胶体；
C)干燥：将步骤B)所得凝胶体经冷冻真空干燥处理，冷冻干燥温度-20℃，干燥时间24h，接着经研磨筛分得掺杂型铝盐功能材料，获得产品粒径D50范围为1-10um，收率为95.5％；
将制备得到的制备掺杂铝盐功能材料粉体测铝、锂、铁、钙摩尔比为3:1.02：0.26:1.2，孔隙率高达77％，BET比表面积达136m2/g，,对模拟卤水进行恒温25℃水浴振荡吸附测试，经测定该铝盐功能材料在0.5h内锂吸附容量为20.5mg/g，洗脱率98.7％，循环5次溶损<0.0050％。
实施例18：
制备方法与实施例17相似，不同之处在于将实施例11步骤1中氢氧化锂加入量按铝锂摩尔比5:1.05计，制备了铝锂比5:1的铝盐功能材料；
实施例19：
制备方法与实施例17相似，不同之处在于将实施例11步骤1中氢氧化锂加入量按铝锂摩尔比6:1.05计，制备了铝锂比6:1的铝盐功能材料；
实施例20：
制备方法与实施例17相似，不同之处在于将实施例17步骤1中3mol/L NaOH水溶液采用2mol/L碳酸氢钾悬浮液代替，按Al:HCO3＝1:1.3连续搅拌状态下加入步骤1配制的锂盐混合液，反应终点pH＝7.1，制备了掺杂型铝盐功能材料；
实施例21：
制备方法与实施例17相似，不同之处在于将实施例17步骤1中锂源用碳酸氢锂代替，同时用碳酸氢铵溶液代替3mol/L NaOH水溶液，反应终点为pH＝7.0，制备了掺杂型铝盐功能材料；
以上具体测试结果如下：
注：粉体孔隙率测定，取50g干燥至恒重离子粉体置于100ml量筒振实后读取体积V1，另取50g干燥至恒重铝盐功能粉体加入200mL量筒，通过补加水并摇晃量筒得到混合均一料浆，补加水量为m，接着超声15min后静置1h，保证吸附剂吸水饱和后读取总体积V，则孔隙率Φ＝(m-V)/V1×100％；
循环稳定性实验
采用模拟卤水1，对实施例17制备的掺杂型铝盐功能材料进行恒温水浴振荡吸附0.5h，接着恒温水浴振荡水洗1h后过滤，重复50次循环稳定性实验，用ICP测其锂离子的浓度。评价结果如下：
该锂离子交换体循环20次，粉体吸附剂稳定性良好，平均Li吸附容量稳定在>22mg/g，Li洗脱率>95％，循环50次溶损<0.01％。
实施例1不同锂浓度卤水吸附实验：
对实施例17制备功能材料，进行不同锂含量模拟卤水吸附实验，进行恒温水浴振荡吸附0.5h，接着恒温水浴振荡水洗1h后过滤，用ICP测其锂离子的浓度，测试如下：
模拟卤水1吸附测试
测得首次Li吸附容量33.8mg/g，Li洗脱率97.7％，循环10次后Li吸附容量30.5mg/g。
模拟卤水2吸附测试
测得首次Li吸附容量23.8mg/g，Li洗脱率98.7％，循环10次后Li吸附容量22.5mg/g。
模拟卤水3吸附测试
测得首次Li吸附容量16.3mg/g，Li洗脱率97.7％，循环10次后Li吸附容量15.6mg/g。
模拟卤水4吸附测试
测得首次Li吸附容量13.8mg/g，Li洗脱率97.2％，循环10次后Li吸附容量12.7mg/g。
模拟卤水5吸附测试
测得首次Li吸附容量8.8mg/g，Li洗脱率98.3％，循环10次后Li吸附容量8.5mg/g。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本技术领域的普通技术人员来说，还可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种铝盐提锂功能材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1、铝盐功能材料前驱浆液制备：将聚铝、锂源和水按比例混合，并加入添加剂超声搅拌后得混合盐溶液，将碱液或者碱式盐溶液按一定流速加入混合盐溶液中，调节pH，接着恒温搅拌反应得嵌锂型铝盐功能前驱浆液；
步骤2、铝盐功能材料粉体制备：
A)凝胶体制备：
将步骤1所得嵌锂型铝盐功能前驱浆液进行固液分离，所得固相即为铝盐功能材料凝胶体；
B)洗涤：
将上述步骤A)所得铝盐功能材料凝胶体用去离子水洗涤，再经固液分离得嵌锂型凝胶体；
C)干燥和研磨：
将步骤B)所得嵌锂型凝胶体经干燥处理并经研磨后得铝盐提锂功能材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的聚铝为工业级、饮水级或食品级聚合氯化铝；所述的锂源为氢氧化锂、硫酸锂、碳酸氢锂、碳酸锂、硝酸锂、溴化锂、氯化锂中的任意一种或几种的混合物；所述碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水或尿素中的任意一种；所述碱式盐溶液中的碱式盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的任意一种或几种的组合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中聚铝和锂源加入量按铝锂摩尔比计为9:1-1.5:1；加水量控制固含量为10％-50％；调节pH至5-9；恒温搅拌反应时间为0.2-4h。
4.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述碱液或碱式盐溶液加入按加料时间0.1-2h来控制加料流速；所述碱液或者碱式盐溶液浓度为1mol/L-8mol/L。
5.据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的添加剂为硅藻土、二氧化钛、二氧化锆、石墨烯中的任意一种，添加量为固体质量的0％-10％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述超声波频率为20KHZ-60KHZ，反应温度为10～80℃，超声搅拌时间为5-30min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中固液分离方式为离心过滤、机械压滤或真空抽滤。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中干燥处理方式为冷冻干燥、真空干燥、微波干燥或红外干燥。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2中研磨粉体粒径控制D50范围为0.1-20um。
10.一种铝盐提锂功能材料，其特征在于：由权利要求1～9任一所述的方法制备得到。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210935484.3A CN115155510B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
| CA3215377A CA3215377A1 (en) | 2022-08-04 | 2022-11-23 | Preparation method for functional material for extracting lithium from aluminum salt |
| EP22936041.7A EP4349474A1 (en) | 2022-08-04 | 2022-11-23 | Method for preparing aluminum salt functional material for lithium extraction |
| PCT/CN2022/133726 WO2024027045A1 (zh) | 2022-08-04 | 2022-11-23 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210935484.3A CN115155510B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115155510A true CN115155510A (zh) | 2022-10-11 |
| CN115155510B CN115155510B (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=83478422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210935484.3A Active CN115155510B (zh) | 2022-08-04 | 2022-08-04 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115155510B (zh) |
| WO (1) | WO2024027045A1 (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116272843A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-06-23 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种介孔型铝基锂吸附剂及其制备方法和应用 |
| CN116282111A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-23 | 武汉理工大学 | 一种化合物、其制备方法及其作为抗洗脱失活提锂吸附剂的应用 |
| WO2024027045A1 (zh) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006192378A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 難分解性物質含有水の処理方法 |
| CN101928828A (zh) * | 2010-09-25 | 2010-12-29 | 西安蓝晓科技有限公司 | 一种吸附法从盐湖卤水中提取锂的方法 |
| US8637428B1 (en) * | 2009-12-18 | 2014-01-28 | Simbol Inc. | Lithium extraction composition and method of preparation thereof |
| CN105170114A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-23 | 苏州凯欧曼新材料科技有限公司 | 一种工业废水处理用复合吸附材料及其制备方法 |
| KR20160147632A (ko) * | 2015-06-15 | 2016-12-23 | 명지대학교 산학협력단 | 리튬이온체를 포함하는 폴리비닐알콜 복합 발포체 및 이의 제조방법 |
| JP2017177064A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 国立大学法人信州大学 | チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法 |
| CN107250049A (zh) * | 2014-11-07 | 2017-10-13 | 阿尔杰代能源有限责任公司 | 用于锂提取的多孔活化的氧化铝基吸附剂 |
| CN108543514A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-09-18 | 习贵斌 | 一种铝盐吸附剂、制备方法以及盐湖卤水中锂的分离方法 |
| US20200129955A1 (en) * | 2017-09-25 | 2020-04-30 | Ecostar-Nautech Co., Ltd. | Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine |
| CN111330540A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-26 | 旬阳领盛新材料科技有限公司 | 一种氧化石墨烯复合铝系锂吸附剂的制备方法 |
| CN111704160A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-25 | 常州大学 | 一种选择性提取锂的钛基离子筛及制备方法和应用 |
| CN112473616A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-12 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 多孔C-MnOx/Sn-Al-H2TiO3离子筛、其制备方法及应用 |
| CN113289571A (zh) * | 2021-05-05 | 2021-08-24 | 深圳市聚能天纪科技有限公司 | 一种富集锂颗粒材料的制备方法 |
| CN113926419A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-14 | 华东理工大学 | 一种Keggin链式结构铝系锂吸附剂的制备方法 |
| CN113976050A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 广西科技师范学院 | 一种磁性纤维素-氧化石墨烯高吸附性气凝胶的制备方法 |
| CN114134342A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-04 | 南昌航空大学 | 一种用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法 |
| CN114130375A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-04 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种膜状锂离子筛吸附剂的制备方法 |
| CN114345291A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-15 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法 |
| CN114618440A (zh) * | 2020-12-14 | 2022-06-14 | 中蓝长化工程科技有限公司 | 一种锂盐吸附剂前驱体的合成工艺 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3044001B1 (fr) * | 2015-11-24 | 2017-12-29 | Eramet | Procede de preparation d'un materiau adsorbant comprenant une etape de malaxage basique et procede d'extraction de lithium a partir de solutions salines utilisant ledit materiau |
| CN115155510B (zh) * | 2022-08-04 | 2023-11-10 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
-
2022
- 2022-08-04 CN CN202210935484.3A patent/CN115155510B/zh active Active
- 2022-11-23 WO PCT/CN2022/133726 patent/WO2024027045A1/zh unknown
Patent Citations (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006192378A (ja) * | 2005-01-14 | 2006-07-27 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 難分解性物質含有水の処理方法 |
| US8637428B1 (en) * | 2009-12-18 | 2014-01-28 | Simbol Inc. | Lithium extraction composition and method of preparation thereof |
| CN101928828A (zh) * | 2010-09-25 | 2010-12-29 | 西安蓝晓科技有限公司 | 一种吸附法从盐湖卤水中提取锂的方法 |
| CN107250049A (zh) * | 2014-11-07 | 2017-10-13 | 阿尔杰代能源有限责任公司 | 用于锂提取的多孔活化的氧化铝基吸附剂 |
| KR20160147632A (ko) * | 2015-06-15 | 2016-12-23 | 명지대학교 산학협력단 | 리튬이온체를 포함하는 폴리비닐알콜 복합 발포체 및 이의 제조방법 |
| CN105170114A (zh) * | 2015-08-19 | 2015-12-23 | 苏州凯欧曼新材料科技有限公司 | 一种工业废水处理用复合吸附材料及其制备方法 |
| JP2017177064A (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 国立大学法人信州大学 | チタン酸系リチウム吸着剤およびその製造方法 |
| US20200129955A1 (en) * | 2017-09-25 | 2020-04-30 | Ecostar-Nautech Co., Ltd. | Method of producing granular sorbent for extracting lithium from lithium-containing brine |
| CN108543514A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-09-18 | 习贵斌 | 一种铝盐吸附剂、制备方法以及盐湖卤水中锂的分离方法 |
| CN111330540A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-26 | 旬阳领盛新材料科技有限公司 | 一种氧化石墨烯复合铝系锂吸附剂的制备方法 |
| CN111704160A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-25 | 常州大学 | 一种选择性提取锂的钛基离子筛及制备方法和应用 |
| CN112473616A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-03-12 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 多孔C-MnOx/Sn-Al-H2TiO3离子筛、其制备方法及应用 |
| CN114618440A (zh) * | 2020-12-14 | 2022-06-14 | 中蓝长化工程科技有限公司 | 一种锂盐吸附剂前驱体的合成工艺 |
| CN113289571A (zh) * | 2021-05-05 | 2021-08-24 | 深圳市聚能天纪科技有限公司 | 一种富集锂颗粒材料的制备方法 |
| CN113926419A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-14 | 华东理工大学 | 一种Keggin链式结构铝系锂吸附剂的制备方法 |
| CN113976050A (zh) * | 2021-11-05 | 2022-01-28 | 广西科技师范学院 | 一种磁性纤维素-氧化石墨烯高吸附性气凝胶的制备方法 |
| CN114130375A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-04 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种膜状锂离子筛吸附剂的制备方法 |
| CN114345291A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-04-15 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种高吸附容量粒状钛基锂离子筛吸附剂的制备方法 |
| CN114134342A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-04 | 南昌航空大学 | 一种用含氟高分子吸附剂从含锂废水中选择性提锂的方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张文丁 等, 《盐湖研究》以PAC 为原料合成锂吸附剂的工艺研究, vol. 27, no. 4, pages 55 - 61 * |
| 秦亚茹 等, 《化学工程》磁性铝盐吸附剂制备及提锂性能研究, vol. 50, no. 8, pages 31 - 34 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024027045A1 (zh) * | 2022-08-04 | 2024-02-08 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 |
| CN116282111A (zh) * | 2023-03-02 | 2023-06-23 | 武汉理工大学 | 一种化合物、其制备方法及其作为抗洗脱失活提锂吸附剂的应用 |
| CN116272843A (zh) * | 2023-03-07 | 2023-06-23 | 成都开飞高能化学工业有限公司 | 一种介孔型铝基锂吸附剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024027045A1 (zh) | 2024-02-08 |
| CN115155510B (zh) | 2023-11-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115155510A (zh) | 一种铝盐提锂功能材料的制备方法 | |
| CN108993376B (zh) | 一种铝盐锂吸附剂及其制备方法与应用 | |
| CN107376827B (zh) | 一种二氧化锆包覆锰系锂离子筛及其制备方法和应用 | |
| CN109999750B (zh) | 一种锆酸锂包覆锰系锂离子筛及其制备和应用 | |
| CN103121724B (zh) | 一种制备锂离子筛MnO2·0.5H2O及其前驱体Li1.6Mn1.6O4的方法 | |
| WO2021047536A1 (zh) | 一种树脂基纳米镧材料、制备方法及应用 | |
| CN115155528B (zh) | 一种高吸附容量颗粒型铝盐提锂吸附剂的制备方法 | |
| CN104874365B (zh) | 羧甲基纤维素离子插层类水滑石复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN108543516A (zh) | 一种锂离子选择性吸附剂、制备方法以及从卤水提锂的工艺 | |
| CN1803273A (zh) | 一种锂吸附剂的制备方法 | |
| CN109078601B (zh) | 一种纳米管状锰氧化物锂离子筛吸附剂的制备方法 | |
| CN112707448A (zh) | 一种类水滑石化合物及其制备方法和在除砷中的应用 | |
| CN113578252B (zh) | 一种锂提取吸附剂的制备方法 | |
| WO2023083062A1 (zh) | 一种钛基锂离子交换体的制备方法 | |
| CN112076717A (zh) | 一种熔融浸渍反应制备锂离子筛的方法 | |
| EP4349474A1 (en) | Method for preparing aluminum salt functional material for lithium extraction | |
| CN116603498B (zh) | 磷酸盐吸附剂及其制备方法和应用 | |
| CN116139818B (zh) | 一种盐湖提锂用吸附剂及其制备方法 | |
| CN113332950B (zh) | 一种锂离子吸附剂及吸附剂前驱体的制备方法 | |
| CN117299069A (zh) | 一种锂离子吸附剂、其制备方法及锂离子的提取方法 | |
| CN117427604A (zh) | 一种砂状铝盐吸附剂及其制备方法和吸附法提锂中的应用 | |
| CN117358196B (zh) | 铝土矿基铝系锂离子吸附剂的制备方法和卤水提锂方法 | |
| CN115739002A (zh) | 由碳酸盐型盐湖原卤制备的锂铝吸附剂及其制法与应用 | |
| CN116603500A (zh) | 一种铝盐型锂吸附剂及其制备方法与应用 | |
| KR20240107124A (ko) | 티타늄 기반 리튬 이온 교환체의 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |