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。     

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。     

盐湖卤水萃取提锂及其机理研究

本文以磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂,煤油为稀释剂,在FeCl₃存在的条件下,选择性萃取盐湖卤水中的锂。系统研究了相比、萃取剂组成、铁锂比等对锂萃取率的影响,及洗涤、反萃取工艺条件。得到最佳工艺条件为：萃取相比V_O/V_A为1.5,TBP质量分数为75%,c_Fe³⁺/c_Li⁺=2,c_H⁺=0.02 mol·L^-1,萃取时间为20 min;洗涤相比V_O/V_A为15;反萃取相比V_O/V_A为20。并运用红外与核磁方法分析研究,表明是TBP上的P=O双键与LiFeCl₄金属配合物的配位水分子产生氢键作用而使金属配合物与TBP结合。     

盐湖卤水硼同位素测定中硼的二次离子交换分离

根据盐湖卤水水化学特点,介绍了一种用阳、阴离子交换树脂,动态和静态交换相结合,对盐湖卤水中的硼进行分离纯化的简易方法。用该方法从盐湖卤水中分离出来的硼足以满足同位素质谱分析的需要,分离过程不产生同位素分馏,获得了理想的实验结果。     

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。     

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。     

二氧化钛吸附剂的研制及从卤水中提锂

本文用金红石型二氧化钛通过渗入锂离子,高温焙烧而研制出一种新型的二氧化钛锂吸附剂。该吸附剂对组成复杂的卤水中锂具有特殊的选择性和交换容量,对锂的交换容量达29.15mgLi/g吸附剂。该吸附剂易于用稀盐酸洗脱、再生,具有较低的溶损率。通过对实际卤水回收锂的应用实验,锂的吸附率达99.7％,钙、镁除去率达98％以上,一次吸附、洗脱,吸附剂的溶损率仅0.1％,表明这种吸附剂优于目前研制出的二氧化锰离子筛,为从低含量锂,高钙、镁卤水中提取分离锂,提供了一个有效的方法。     

盐湖卤水体系势力学和相平衡研究进展

我国青藏高原的盐湖卤水以富含硼、锂而闻名于世。其卤水大多属于Ｌｉ＾＋、Ｎａ＾＋、Ｋ＾＋、Ｍｇ＾＋（Ｃａ＾２＋）／Ｃｌ＾－,ＣＯ３＾２－（ＨＣＯ３＾－）、ＳＯ４＾２－,ｂｏｒａｔｅ－Ｈ２Ｏ体系。它具有某些特殊的性质,被称之为“盐湖卤水体系”。它的研究在理论和实践上都有重要价值。我们对其热力学和相平衡进行了长期研究,积累了大量数据。用Ｐｉｔｚｅｒ电解质溶液模型描述了这一体系的热力学和相平衡及其它物化性     

共萃剂ClO4-作用下磷酸三丁酯分离盐湖卤水锂镁

采用磷酸三丁酯(TBP)作为萃取剂、NaClO4作为共萃剂从高镁锂比盐湖卤水中提取锂,考察了萃取温度、溶液pH值、相比和ClO-4用量等因素对Li+萃取率的影响.结果表明,卤水一次萃取的最佳操作条件为:萃取时间10 min,温度25℃,Vo/Vw=2.0,n(ClO-4)/n(Li+)=2.0,pH=5～8,Li+和Mg2+的最高萃取率分别为65.41%和13.31%,锂镁分离系数达到12.32.用水在Vw/Vo=1.0、50℃时进行反相萃取,Li+的反萃率达到81.52%,此时镁锂质量比由45.61下降至8.45.锂镁离子萃取过程呈放热效应,金属离子的萃入对TBP中H的化学位移没有影响,但会导致P O双键的红外伸缩振动吸收峰从1280 cm-1移至1264 cm-1.25℃时用斜率法测定Li+萃合物的组成接近2LiClO4.5TBP,反萃液经深度除镁后可制备碳酸锂.     

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。     

Extraction of Lithium from Salt Lake Brine with Triisobutyl Phosphate in Ionic Liquid and Kerosene

Three ionic liquids(ILs), namely, 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate, 1-butyl-3-me- thylimidazolium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide and 1-ethyl-3-methylimidazolium bis[(trifluoromethyl)sul- fonyl]imide with the triisobutyl phosphate(TIBP) and kerosene system were respectively used to extract lithium ion from salt lake brine with a high concentration ratio of magnesium and lithium experimentally. Results indicate that the highest extraction selectivity for lithium was obtained with IL 1-ethyl-3-methylimidazolium bis[(trifluoromethyl)- sulfonyl]imide. The effects of solution pH and phase ratio R(O/A) on the extractive step and the influence of acid concentration of the stripping solution and R(O/A) on the back extraction step were also investigated systematically. The single-step extraction efficiency of lithium ion was 83.71% under the optimal extraction conditions, and the single-step back extraction efficiency was 85.61% with a 1.0 mol/L HCl in 1.0 mol/L NaCl medium as stripping agent at R(O/A)=2. The liquid-liquid extraction mechanism and the complex of the ligand with lithium were proposed.     

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。     

合成盐湖卤水体系Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O25℃下的等压研究和离子相互作用模型的应用

根据我国青海一里坪和东台吉乃尔盐湖晶间卤水Li-Na-K-Mg-Cl-SO_4-H_2O体 系的组成制备了两种合成卤水储备溶液，采用等压法和改进的实验装置在25 ℃下 ，从稀释到溶液中溶质NaCl达到饱和的浓度范围，对合成卤水溶液进行了等压测定 ，确定了它们的水活度a_(H_2O)，和渗透系数ψ；比较了两种卤水的热力学性质及 其变化的规律，揭示了其天然卤水浓度差异的物理化学成因。用盐湖卤水体系离子 作用模型对水活度、渗透系数的计算值与本文的实验数据比较，对于一里坪和东台 合成卤水，渗透系数的标准偏差分别为0.0078和0.0145；用该模型计算了东台晶间 卤水，及其在25 ψ等温蒸发实验不同阶段的浓缩卤水中，离子强度从9.766到20. 52mol·kg~(-1)范围可能析出的盐类的饱和度，给出了其变化规律，并与文献的盐 类沉积和析盐顺序相比较，获得了合理一致的结果，从而证实了我们在Pitzer离子 相互作用模型基础上所发展的盐湖卤水体系模型对描述和预测复杂天然盐湖卤水体 系的热力学性质和蒸发析盐规律的适用性。     

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。     

包覆ZrO_2锂离子筛的制备及其在盐湖卤水中的吸附性能

采用水热法制备前驱体Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4,用液相沉淀法在其表面包覆ZrO_2,再经酸洗转型为包覆ZrO_2的锂离子筛H_(1.6)Mn_(1.6)O_4。采用XRD、SEM、EDS和HRTEM对前驱体的结构、形貌和成分进行了表征。研究了ZrO_2包覆量和焙烧温度对锰溶损率和锂吸附容量的影响。结果表明:当ZrO_2包覆量为3%,焙烧温度为450℃时,在前驱体表面形成厚度约15 nm的ZrO_2包覆层,首次锰溶损率从3.14%下降到2.65%,锂离子筛在盐湖卤水中锂吸附容量保持为29.4 mg·g~(-1)。包覆ZrO_2的锂离子筛经过10次循环吸附-脱附,锰溶损率降低至0.34%,锂吸附容量保持为24.4 mg·g~(-1),高于未包覆的锂离子筛(22.9 mg·g~(-1))。包覆ZrO_2改善了锂离子筛的结构和吸附容量的循环稳定性。     

包覆ZrO2锂离子筛的制备及其在盐湖卤水中的吸附性能

采用水热法制备前驱体Li_1.6Mn_1.6O₄,用液相沉淀法在其表面包覆ZrO₂,再经酸洗转型为包覆ZrO₂的锂离子筛H_1.6Mn_1.6O₄。采用XRD、SEM、EDS和HRTEM对前驱体的结构、形貌和成分进行了表征。研究了ZrO₂包覆量和焙烧温度对锰溶损率和锂吸附容量的影响。结果表明：当ZrO₂包覆量为3%,焙烧温度为450℃时,在前驱体表面形成厚度约15 nm的ZrO₂包覆层,首次锰溶损率从3.14%下降到2.65%,锂离子筛在盐湖卤水中锂吸附容量保持为29.4 mg·g^-1。包覆ZrO₂的锂离子筛经过10次循环吸附-脱附,锰溶损率降低至0.34%,锂吸附容量保持为24.4 mg·g^-1,高于未包覆的锂离子筛（22.9 mg·g^-1）。包覆ZrO₂改善了锂离子筛的结构和吸附容量的循环稳定性。