液态锂资源提锂的吸附材料及性能

锂是重要的能源金属,从盐湖和海水卤水等液态锂资源中提锂,是获取锂资源的重要方向。吸附法适合从低浓度大体积的液相中选择性提取锂离子,而吸附材料是吸附提锂的核心。本文从吸附材料的类别出发,对吸附材料的最新研究进展进行综述,包括天然矿石和碳材料、无机锂离子筛(锰系、钛系锂离子筛)及成型方法、有机配体(冠醚、杯芳烃、磷酸酯等)复合吸附材料和材料的基体选择等内容,分析了各类吸附材料的提锂机理和吸附性能,为研究新型提锂吸附剂、开发新的吸附分离体系、克服吸附法的缺点和推动吸附技术在液态锂资源提取领域的发展提供参考。     

盐湖卤水提锂分离材料的研究进展

采用吸附或离子交换技术直接从中低锂含量盐湖卤水中提取锂是最经济、最理想的提锂技术路线,寻找、研究性能优异的锂的吸附分离材料,是实现这一技术路径的关键。重点阐述了离子交换与吸附法提锂的各种分离材料,并指出了盐湖卤水提锂今后的研究方向。     

盐湖卤水提锂

随着新能源行业的迅速发展,锂因其独特的物化性质已被视为一种新的战略性能源,其需求量逐年递增,锂的提取分离技术也受到越来越多的关注。我国盐湖锂资源丰富,但因镁锂比高、分离难度大,目前尚未有效开发利用,开发适用于我国高镁锂比盐湖卤水的提锂分离技术,具有重要的研究价值和战略意义。本文综述了主要的盐湖提锂技术的研究现状,包括沉淀法、溶剂萃取法、离子筛吸附法、纳滤和电渗析技术等,探讨了各种技术方法的优势和特点,以及高镁锂比条件对分离效果的影响。近年来新兴的离子液体萃取剂和一价离子选择性交换膜电渗析技术也用于高镁锂比盐湖卤水提锂研究,这两种方法展现了良好的研究价值和应用前景,前者由于离子液体结构与功能的可设计性,具有开发高效提锂萃取剂的潜力,现有研究表明后者可以将初始镁锂比为150的模拟卤水降至8.0,锂回收率可达到95.3%。最后,对目前高镁锂比盐湖卤水提锂方法存在的问题和未来发展方向进行了总结与展望。     

无机离子交换法从卤水中提锂的研究进展

无机离子交换法主要适合于从含锂较低的卤水中提取锂,是开发我国盐湖锂资源的重要研究方向之一。重点介绍了国内外无机离子交换法从卤水中提锂的研究进展,并指出了提锂的技术关键和发展方向。     

球形PVC-MnO2离子筛的制备及锂吸附性能

本实验室前期所制备的Li4Mn5O12超细粉末在卤水体系中对Li+具有较大的吸附容量和良好的选择性。但由于超细粉体的流动性和渗透性差,无法直接应用于固定床,需对粉末吸附材料进行成型造粒,以便于实际应用。本论文采用聚氯乙烯为粘结剂,制备出粒径约为2.0~3.5 mm的球形PVC-Li4Mn5O12,经盐酸处理后得到球形PVC-MnO2离子筛。并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、静态和动态连续锂吸附实验研究了球形离子筛形貌和锂离子吸附性能。结果表明,球形离子筛对Li+的吸附容量高达5.28 mmol.g-1,在混合溶液中对Li+具有良好的选择性,这对于在盐湖卤水或海水提锂具有重要的实用意义。     

溶剂萃取法提锂的研究进展

总结了采用溶剂萃取法在盐湖卤水中提取锂资源的三类萃取剂:酸性萃取剂、中性络合萃取剂和碱性萃取剂,分析了三类不同萃取剂在萃取锂工艺过程的优缺点,指出了溶剂萃取法从高镁锂比的盐湖卤水中萃取提锂尚待攻克的技术难题。     

盐湖卤水提锂的研究进展

评述了目前国内外从盐湖卤水（海水）中提锂的研究方法，特别是对无机离子交换吸附法进行了探讨，认为具有尖晶石结构的ＬｉｘＭｎ２Ｏ４化合物是最有应用前景的提锂材料。     

火焰原子发射光谱法测定卤水中锂

卤水是天然水中矿化度很高的水,也被称为液态矿。柴达木盆地具有非常丰富的盐湖资源,特别是锂资源,具有储量大、品位高、分布集中的特点,号称世界三大锂矿区之一。在利用盐湖锂资源开发制备锂盐的生产过程中,随着盐湖卤水的不断蒸发浓     

当雄错盐湖卤水提钾盐田日晒工艺扩大试验研究

西藏现代钾锂硼特种盐湖的钾盐开发将对我国钾盐需求形成有利补充。本文首次采用蒸发结晶、分步分离的方法,进行了当雄错盐湖碳酸盐型卤水提钾多级盐田日晒工艺扩大试验研究。通过对卤水蒸发析盐全过程做化学分析和物料衡算,确定了钾、硼等重要无机元素的成盐类型和析盐阶段,以及锂、铷等稀有元素的富集规律,最终获得了较高品位钾混盐和高浓母卤,并取得了大量第一手数据资料,为今后实现当雄错盐湖卤水钾盐资源的产业化开发提供了切实可靠的中试基础和设计参考。     

电化学法提锂技术的研究进展及展望

随着新能源产业的不断发展,锂资源的需求量急剧增加。我国具有丰富盐湖锂资源,随着技术的革新与产业化的实践,盐湖提锂技术逐渐走向成熟。电化学法提锂作为众多提锂技术中的新秀,因绿色环保、选择性高、低能耗而备受国内外研究者的关注。本文对国内外电化学提锂技术的研究进展进行综述,并对未来电化学提锂技术的发展给出建议与展望。     

盐湖提锂纳滤膜研究进展

锂是我国发展新能源等产业的关键资源,进口依赖度大。盐湖提锂是应对锂短缺问题的重要途径,然而盐湖中高浓度的伴生镁离子给高效提锂带来挑战。纳滤膜可通过孔径筛分和电荷排斥效应的协同,有效分离镁锂离子,在盐湖提锂中扮演着重要的角色。本文从纳滤膜结构(孔径、电荷、厚度)调控出发,介绍了新单体设计、表面改性、共混掺杂、底膜改性等膜结构调控策略,阐述了膜结构与镁锂分离性能的构效关系,总结了不同制膜方法在镁锂分离过程中的优劣,展望了新型镁锂分离纳滤膜的研究方向。     

盐湖资源开发利用进展

本世纪头十年里,国际上再度掀起盐湖资源开发热潮。这很大程度上是由于锂的开发热带动的,同时也是和钾肥的广泛施用、价格一路走高有关。南美安第斯高原地区盐湖蕴藏世界70%以上的锂资源,且卤水锂、钾、硼浓度高。该地区极度干旱,少雨多风,非常适合采用卤水盐田蒸发的节能浓缩工艺技术。老的盐湖开发企业则在钾肥需求的带动下,稳步发展。在我国,新疆罗布泊和青海柴达木盆地盐湖则钾锂镁硼产品多元化,经营多元化取得长足进步。本文对近十年来,国内外盐湖开发的新动向做了概括介绍,特别着重于南美"锂三角"地区这一新的生长点。     

西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水自然蒸发析盐规律研究

盐湖卤水中蕴藏有许多重要的无机盐资源,是多种无机化学品的重要来源。当雄错盐湖是我国藏北高原典型的碳酸盐型盐湖,卤水中蕴藏有丰富的锂、钾、硼等盐类,当地气候条件非常适宜采用盐田相分离技术进行盐湖卤水的综合开发和利用。本文以Na+,K+/CO32-,SO42-,Cl--H2O五元体系(25℃)介稳相图为指导,通过对当雄错盐湖卤水在湖区现场开展自然蒸发实验研究,考察了卤水中Li、K、B等元素的浓缩富集规律,获得了卤水夏季自然蒸发结晶路线及析盐次序为石盐、水碱、天然碱、钾石盐、钾芒硝、硼砂和碳酸锂,同时分析了夏、冬季卤水自然蒸发浓缩析盐规律的区别,为指导西藏当雄错碳酸盐型盐湖卤水的综合开发利用提供了盐田工艺设计基础和理论依据。     

盐湖资源的开发和综合利用技术

中国是世界上盐湖资源最丰富的国家之一,钾、钠、锉、镁资源储量巨大.随着我国国民经济特别是农业的持续发展,要以钾为龙头,注重资源的综合利用,加快盐湖资源的开发。本文评述了我国盐湖资源的特点、开发现状和现阶段盐湖资源开发和综合利用中有代表性的化工技术:冷结晶法生产氛化钾、从盐湖资源制取硫酸钾、卤水中锉的分离提取、水氯镁石脱水和热解技术以及盆湖资源的深加工和高值化。     

吸附法盐湖卤水提锂

用粒状二氧化锰做吸附剂，进行了吸附法从盐湖卤水提锂工艺试验，取得了全流程工程操作条件和技术数据，可以做为更大规模试验设计和操作依据。     

废旧锂离子电池选择性提锂

新能源汽车行业的蓬勃发展不仅使锂离子电池需求量激增,大批锂离子电池在达到一定循环次数后也会因无法继续使用而报废。目前研究者们已经对废旧锂离子电池中有价金属的提取方法进行了许多研究,但回收过程中重点关注的对象是钴和镍,锂作为锂离子电池中的主要成分没有给予足够的重视。随着锂资源供需关系的日趋紧张,近年来通过将废旧锂离子电池中的锂优先选择性提取以提高其回收效率的研究不断增多。基于此,本文系统梳理了从不同正极材料(如钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂和磷酸铁锂)中选择性提锂的方法,包括高温转型、选择性浸出、机械化学及电化学法,为后续有关退役锂离子电池选择性提锂的研究及产业实践提供参考。     

LiMg0.5Mn1.5O4的合成及对Li+的离子交换选择性

锂及其化合物在航空航天、化工、医药、空调、高能电池和热核反应等方面都有广泛应用，对锂及其化合物的需求与日俱增。我国液体锂资源非常丰富，开发利用其中的锂资源具有重要意义。从盐湖水、地下卤水、盐田母液、油气田水等咸水资源中提取锂的方法有碳酸盐沉淀法、离子交换法、萃取法等。离子     

高效锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O的软化学合成及吸附性能研究

以MnCl2·4H2O,LiOH·H2O等试剂为初始原料,采用溶胶-凝胶、水热处理、固化等软化学合成步骤制备了锂离子筛前驱体Li1.6Mn1.6O4,并经稀盐酸抽锂后得到了高选择性锂离子筛吸附剂MnO2·0.5H2O.着重对合成过程中锂锰比,氧化剂用量等因素影响进行了探讨,并对所制备吸附剂的吸附性能进行了研究.结果表明,经软化学合成步骤制备的锂离子筛对Li 有良好的吸附量和选择性,在未来从海水、卤水等液态锂资源富集或提取锂的应用中具有很大的潜力.     

硼吸附材料及其性能

硼酸作为一种重要的化学品,广泛应用于工业生产及高尖端技术领域。由于在其生产和应用过程中产生大量含硼废水,从水溶液中回收或脱除硼对资源的重复利用、降低环境污染等都有重要意义。吸附法提硼具有深度脱硼、杂质去除彻底、吸附剂可循环利用和工艺简单等优势,是一种高效脱硼方法,其核心问题在于设计与制备硼吸附容量大、机械强度高且易再生的吸附材料。本文综述了近年来国内外硼吸附材料的类型及其吸附性能,按照吸附功能团的结构将硼吸附材料进行划分,着重介绍了目前应用最广的葡甲胺类吸附剂和最具发展前景的含双酚羟基功能团的吸附剂的研究与应用情况,同时介绍了新型有机-无机杂化硼吸附材料,并指出了今后硼吸附材料的发展趋势,为盐湖卤水提硼、淡化海水脱硼和废水除硼等应用开发中硼吸附材料的选择提供重要参考。     

五元体系Li+/Cl-,CO2-3,SO2-4,B4O2-7-H2O 298 K相关系实验研究

青藏高原盐湖富含锂、钠、钾的氯化物、硫酸盐、碳酸盐和硼酸盐,尤以其高锂、硼而闻名于世….这些盐湖卤水大多属于Li+,Na+,K+,Mg2+/Cl-,SO2-4,CO32-,Borate-H2O体系.在卤水蒸发浓缩后期,由于绝大部分钠盐、钾盐均已结晶析出,所以卤水的化学组成实际变成Li+,Mg2++/Cl-,SO2-4,CO2-3,Borate-H2O体系.这种复杂水盐体系相关系的研究对于制定从天然卤水中提取稀有元素锂、硼的工艺过程,阐明含锂盐湖的形成和演化规律都有十分重要的意义,是乔必不可少的基础性研究工作.