一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂及其发泡制备方法与流程

本发明属于吸附剂，具体涉及一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂及其发泡制备方法。

背景技术：

1、从盐湖卤水中提锂的方法主要有溶剂萃取法、吸附法、膜分离法、电化学法、反应/分离耦合技术等。其中，液-液萃取技术具有工艺简单、操作条件易于控制、成本较低、萃取效率和选择性高的优点，被认为是青海盐湖卤水提锂技术中在离子选择性及锂收率上最为突出的一种方法，但是萃取剂的环境问题以及对萃取设备的较高要求，在一定程度上制约了该技术的产业化应用。膜分离法，成本高，不易工业化。电化学法可避免脱锂过程用酸洗脱材料，从而减少了材料溶损，增强了循环性能，是一种低能耗、高效率的提锂技术，但电极上的化学反应需避免副反应，对电解液组成要求较高，系统需要进一步优化，目前尚未规模化生产。吸附法是一种从环境和经济角度具有较大优势的锂提取技术，尤其是从低品位的高镁锂比卤水、海水中提锂的优势更明显。显然，对于我国低品位盐湖而言，吸附法是最具应用前景的方法。

2、吸附法的核心是制备高选择性、吸附容量大、循环稳定性好的锂吸附剂。目前常见造粒方法是采用活性氢氧化铝粉末、氯化锂固体、高分子物质和有机溶剂混合，通过挤压造粒而成，由于固体间的反应效率低，挤压造粒孔隙率低等因素，所制备的吸附剂活性显著下降，溶损率仍较高。而通过树脂造粒技术能够部分解决问题，包括了直接包埋法，树脂杂化法。

3、锰系吸附剂现有的成品为极细粉末状态，仅10微米，直接放入卤水中由于粒径太小而导致吸附很难过滤和通水，并且水流会对粉末产生破坏作用，使用寿命很短。现在也有压缩的颗粒，但是这个类型的颗粒会影响吸附剂的性能，离子通道消失，吸附能力急速降低。毫米级的压缩颗粒内部的吸附剂无法发挥作用。

4、因此将吸附剂粉末变为1mm～4mm大小的颗粒并使吸附剂的能力能最大程度发挥是现阶段吸附剂造粒的最大难点。

技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，该方法采用高寿命基料粘合造粒的形式增加其机械强度(从粉末变为颗粒)、流动性和渗透性(粉末堆积较厚，颗粒堆积空隙大，过水好)，降低损耗率(通过发泡及粘合颗粒使得颗粒更有稳定性)，该方案是基于对反应原料物理化学特性理解基础上的一种灵活运用和技术创新，解决了吸附剂损耗率高的技术问题。

2、本发明的第二目的在于提供一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂，该锰系吸附剂能达到吸附容量≥4.0mg/g；吸附效率≥90％；密度在0.3-0.5g/cm3；粒度：0.5-3.0mm；溶损比例≤0.05％。

3、本发明通过以下技术方案实现：

4、一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，包括如下步骤：

5、s1、以纯水为基料，加入高锰酸钾进行混合均质，获得溶液a；

6、s2、在溶液a中加入树脂胶进行混合后，加入吸附剂粉末进行初步预混均质处理，获得溶液b；

7、s3、在溶液b中加入发泡胶进行发泡处理，然后经固化、破碎造粒、筛分、包装，常温干燥保存。

8、作为优选地，以质量比计，

9、纯水：树脂胶：吸附剂粉末：发泡胶＝3:1:6:3。

10、作为优选地，所述s1中，高锰酸钾的质量浓度为1％。

11、作为优选地，所述s2中，树脂胶为环氧树脂。

12、作为优选地，所述s2中，吸附剂粉末为锰酸锂粉末，化学式：limno2。

13、作为优选地，所述s2中，吸附剂粉末的质量与高锰酸钾质量比为1g：1000g。

14、作为优选地，所述s3中，发泡胶为聚氨酯发泡胶。

15、作为优选地，所述s3中，固化处理10-15min。

16、一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂，采用所述的用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法制备得到。

17、作为优选地，所述锰系吸附剂的粒径为0.5～4mm；

18、所述锰系吸附剂为不规则颗粒。

19、上述高锰酸钾，主要起到保护吸附剂粉末的作用。其在应用时主要是保护锰离子，添加高锰酸钾后能保护锰离子，减少锰离子的丢失，进而保证一定的吸附剂性能高。

20、树脂胶，主要起粘结作用，其是与发泡胶相互促进作用的。

21、上述该锰系吸附剂的粒径要求在0.5～4mm的颗粒作为最后成品。理论上讲是：粒径越小的颗粒发挥性能越好，但是0.5mm以下的颗粒不利于后期工程化盐湖提理，不利于工业化生产。而粒径高于4mm，吸附反应的离子通道下降，吸附性能也会随之下降。

22、且上述颗粒要求为发泡状不规则0.5mm-4mm颗粒，因为发泡状颗粒不影响吸附剂反应性能。压缩的颗粒不可以使用，会影响吸附剂的性能，离子通道消失，吸附能力急速降低。毫米级的压缩颗粒也不能使用，其内部的吸附剂无法发挥作用。

23、与现有技术相比，本发明至少具有如下技术效果：

24、本发明提供了一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，经过该方法制备得到的锰系吸附剂，相比现有技术有如下优点：

25、(1)损耗率低：本申请该锰系吸附剂相比粉末锰酸锂状吸附剂，本方案采用高寿命基料粘合造粒的形式增加其机械强度(从粉末变为颗粒)、流动性和渗透性(粉末堆积较厚，颗粒堆积空隙大，过水好)，降低损耗率(通过发泡及粘合颗粒使得颗粒更有稳定性)，该方案是基于对反应原料物理化学特性理解基础上的一种灵活运用和技术创新。

26、(2)吸附容量和吸附效率均提高：本申请该锰系吸附剂相比传统纯粘接剂添加吸附颗粒，本方案在原料的使用上做出了调整，使用聚氨酯发泡剂给吸附剂提供充分的离子通道，解决了吸附剂在最大化降低损耗率的情况下提高其吸附容量及效率的难题。

27、(3)本申请该锰系吸附剂吸附容量≥4.0mg/g；吸附效率≥90％；密度在0.3-0.5g/cm3；粒度：0.5-3.0mm；溶损比例≤0.05％。

28、(4)本申请该锰系吸附剂在过水量流速在9-10bv的情况下，可以循环500次以上，一年的使用寿命。

29、(5)本申请该锰系吸附剂为发泡状不规则0.5mm-4mm颗粒，而非压缩颗粒或是毫米级的压缩颗粒，不仅保证了吸附剂颗粒内部离子通道属于开启状态，进而也保证了吸附效率，降低损耗率。

技术特征：

1.一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，以质量比计，

3.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s1中，高锰酸钾的质量浓度为1％。

4.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s2中，树脂胶为环氧树脂。

5.根据权利要求4所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s2中，吸附剂粉末为锰酸锂粉末，化学式：limno2。

6.根据权利要求5所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s2中，吸附剂粉末的质量与高锰酸钾质量比为1g：1000g。

7.根据权利要求1所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s3中，发泡胶为聚氨酯发泡胶。

8.根据权利要求7所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法，其特征在于，所述s3中，固化处理10～15min。

9.一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的用于盐湖提锂的锰系吸附剂的发泡制备方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂，其特征在于，所述锰系吸附剂的粒径为0.5～4mm；

技术总结
本发明公开了一种用于盐湖提锂的锰系吸附剂及其发泡制备方法，属于吸附剂技术领域。该方法采用高寿命基料粘合造粒的形式，在原料的使用上做出了调整，使用聚氨酯发泡剂给吸附剂提供充分的离子通道，增加其机械强度、流动性和渗透性，降低损耗率，该方案是基于对反应原料物理化学特性理解基础上的一种灵活运用和技术创新。吸附容量≥4.0mg/g；吸附效率≥90％；密度在0.3‑0.5g/cm<supgt;3</supgt;；粒度：0.5‑3.0mm；溶损比例≤0.05％。可以循环500次以上，一年的使用寿命。

技术研发人员：杨建元,安莲英,尚鹏,陈枭楠,刘宗权
受保护的技术使用者：四川泰利兴坤新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/10