[发明专利]一种吸附锂的材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种吸附锂的材料及其制备方法，用于在钠或其它一价离子存在的情况下，提取吸附溶液中锂。本发明所述的吸附锂的材料，包含多种官能团。本发明根据锂的活泼性及其在溶液中的不同特征，开发出该材料具有选择吸附锂离子的特性。本发明采用的官能团，其中重要的一个因素是引入N元素，而且采用了联氮，其是因为锂的碱金属地位、极化特性等方面考虑的；采用具有交换性的磺酸、磷酸、羧酸官能团，主要因为锂的阳离子特性等等。本发明所述材料能较容易的与锂离子结合，从而使锂交换在材料上，而其它的一价离子则不被交换，从而达到富集提纯的目的。

技术领域

本发明涉及一种吸附锂材料的制备方法，其属于新材料制备领域。

背景技术

用硫酸开采含锂的矿石原料所生成的成品含锂硫酸溶液，沉淀碳酸锂的方法(CN1059702)，为了沉淀碳酸锂，通过加热碳酸氢铵水溶液热分解的方式或者通过碳酸氢铵溶液和氨水相互反应获得。通过这个方法碳酸锂的沉淀程度达到80％。其中有20％的锂会进入到溶液中而不被沉淀，造成锂的损失。

从含锂的氯化钠型卤水中制取碳酸锂的方法，根据该方法，碳酸锂以纯碱溶液的形式沉淀(美国专利No5219550)，现今用制盐工艺从水矿原料中生产碳酸锂的方法被全世界采用实践。该工艺浓缩卤水的锂含量为质量的4.0-6.5％，同时盐析出NaCl、KCl、KCl·MgCl₂·6H₂O、MgCl₂·6H₂O，使用已知的化学方法，将得到的锂浓缩物进行净化除杂，除去硼、镁和碱土金属杂质，接着在升高温度(大约90℃)的情况下，向除杂后的加热的LiCl浓缩溶液(LiCl成品溶液)中加入Na₂CO₃饱和溶液。该方法的缺点是使用纯碱溶液，与氯化锂相互反应会转化成氯化钠溶液，从沉淀的目标产物中除去氯化钠需要消耗大量的水，同时伴随着锂的损失，锂损失和洗涤液中碳酸锂的溶解度有关。

从含锂的氯化物溶液中制取高纯度碳酸锂的方法(俄罗斯专利No 2283283)，其中包括获得氯化锂浓缩物，除去其中主要的钙、镁和硫酸根离子杂质；在20-40℃的条件下，使用碳酸氢铵浆料从净化的氯化锂浓缩物(LiCl成品溶液)中沉淀碳酸锂；洗涤碳酸锂，分离母液中残留杂质的沉淀并干燥。沉淀Li₂CO₃后，蒸浓母液，同时分离出NH₄Cl作为副产品。该方法可以获得高质量实际上不含有钠的碳酸锂。在温度高于200℃的条件下,通过煅烧方法使得到的碳酸锂中氯化铵的含量最少，煅烧同时伴随着氯化铵热分解为挥发成分NH₃和HCl。

在世界实践中，锂盐是从含锂的固体矿物(锂辉石、锂云母、透锂长石)，还有从含锂的液态矿物原料(湖卤水、盐湖卤水、深层地下卤水)中提取的。到了21世纪，锂盐生产商更倾向选择液态矿物原料，因为使用这种形态的原料可以使企业创造更高的经济和环保指标。所有现代的从含锂的液态矿物原料中制取锂盐的技术都是以浓缩锂浓缩物为基础。而通过不断的盐析出卤水中的成分(NaCl、KCl、KCl·MgCl₂·6H₂O、MgCl₂·6H₂O)，浓缩传统的含锂液态矿物原料(含少量钙和镁的天然氯化钠型卤水)和用同样的方法浓缩初始卤水至LiCl的含量最高，也就是到浓度高于这个浓度会出现复合盐LiCl·MgCl₂·7H₂O、LiCl·CaCl₂·5H₂O沉淀。向锂浓缩物中加入氧化钙，在有SO₄^2-离子的情况下，沉淀出CaSO ₄和Mg(OH)₂，除去得到的锂浓缩物中的钙和镁。用这种方法除去锂浓缩物中的杂质后，蒸浓获得氯化锂或者碱沉淀获得碳酸锂，沉淀中主要物质含量不超过98％。为获得氯化锂，分离出杂质硼，用高分子醇萃取的方法从得到的锂浓缩物中除去以硼酸形式存在的硼，接着在用化学方法除去锂浓缩物中的钙和镁沉淀出碱式碳酸锂(美国专利5219550)。