[发明专利]一种适合工业化生产且对酸洗难溶的锂离子筛的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子筛制备领域，尤其是一种适合工业化生产且对酸洗难溶的锂离子筛的制备方法。 

背景技术

锂是重要的轻金属，锂及其化合物广泛应用于玻璃陶瓷、电解铝、润滑脂、空调制冷、冶金、医药、试剂和有机合成等传统工业领域，并且在新兴高能电池、航空航天技术、功能材料和核聚变发电等高科技领域的应用也快速发展。我国是一个锂资源大国，80％以上的陆地锂资源都存在于盐湖卤水中，从盐湖卤水和海水中提取锂的技术已经成为研究热点，如何能实现工业化提锂更是重点中的重点。目前已实现工业化的提取方法为沉淀法，而我国盐湖镁锂摩尔比很高，不适合沉淀法提锂。 

采用离子交换吸附法可以直接从溶液锂资源中提取锂，且具有选择性强、吸附量大、无毒无污染、成本低等特点，被人们极为关注。采用离子交换吸附法首先要制备锂离子筛。目前常用的方法是使用Mn₃O₄和LiOH·H₂O烧焙，制备出含锰的锂离子筛。锂离子筛的评价标准主要包括三方面：锂离子的洗脱率(洗脱率越高越好)、金属离子的溶损率(溶损率越低越好)以及对盐湖卤水和海水中锂离子的吸附量(吸附量越高越好)。上述含锰的锂离子筛在酸洗过程中锰离子的溶损率过高，通常为3％-20％，不但给后续分离增加负荷，而且导致锂离子筛使用寿命短，不能反复使用，需要经常更换，造成生产成本增加，尤其不适合在工业化生产中提取锂时使用。 

目前，本发明人在研制离子筛的过程中，发现金属铌(Nb)的 特定氧化物晶体在酸洗过程中的铌溶损率极低，因此，与Li₂CO₃结合，制备成适合工业化生产使用的锂离子筛是具有可行性且具有极大经济价值的。 

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种洗脱率高、溶损率低、可反复使用的适合工业化生产且对酸洗难溶的锂离子筛的制备方法。 

本发明的目的是通过以下技术手段实现的： 

一种适合工业化生产且对酸洗难溶的锂离子筛的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 

⑴.前躯体的制备： 

将粉末状的Li₂CO₃和Nb₂O₅混合，该两种原料中锂离子和铌离子的摩尔比为1-1.8:1，将混合物放置在研钵中研磨2小时使其混合均匀，将研磨后的混合物置放在坩埚内并放入马弗炉中进行煅烧，煅烧温度为800-1200℃，煅烧时间为2-12小时，反应放出CO₂，生成LiNbO₃晶体； 

⑵.锂离子筛的制备： 

将步骤⑴制备得到的LiNbO₃晶体放置于酸溶液中洗脱晶体中的锂离子，该酸溶液的浓度为1-12mol/L，振荡洗涤时间为2-4天，然后过滤，并收集酸洗液用于分析锂离子的洗脱率以及铌离子的溶损率，而固体样本再用去离子水反复清洗三次，最后置于70℃的烘箱内干燥，即可得到锂离子筛。 

而且，步骤⑵所述的酸溶液为HCl溶液或者HNO₃溶液或者H₂SO₄溶液。 

而且，步骤⑵所述的锂离子筛的锂离子洗脱率为70.21％，铌离子的溶损率为0.04％，离子筛的吸附量为9.9mg/g。 

本发明的优点和积极效果是： 

1、本制备方法采用Li₂CO₃和Nb₂O₅为原料，进行前驱体制备，并对前驱体进行酸洗获得锂离子筛。该锂离子筛在保证锂离子具有较高洗脱率的基础上，极大的降低了铌离子的溶损率，为后续分离加工减轻了负担，同时也确保锂离子筛的长期使用和效率。 

2、由于使用本制备方法可以将铌离子的溶损率降低到0.04％，因此减少了铌的损耗、保证了锂离子筛的晶形结构，可反复多次使用、延长了锂离子筛的使用寿命、减少了企业的生产成本。 

3、由于采用本方法制备的锂离子筛具有较高的洗脱率、较低的溶损率以及较好的吸附量，因此适合工业化连续生产中提取锂时使用，适合我国国情，可以填补了我国工业化提锂的空白。