[发明专利]一种用于盐湖提锂材料的锑酸盐吸附剂的制备方法

说明书

本发明提出一种用于盐湖提锂材料的锑酸盐吸附剂的制备方法，将三氧化二锑溶解于强酸性溶液中，加入分散有表面羟基化的核壳结构介孔氧化硅包覆磁体微球的过氧化氢水溶液并在磁场下搅拌，之后滴加氢氧化锂，进行蒸发结晶后烘干，获得介孔氧化硅球负载锑酸氢锂。本发明制备的单斜结构的锑酸盐晶格内部不含结晶水，氢离子可以与卤水中的金属离子进行置换，通过锂离子的锚定作用，使材料可以定向吸附锂离子。在吸附完成后可以通过内部磁性颗粒的铁磁性进行筛选。本发明制备的锑酸盐吸附剂分布均匀，结构可控，同时易于与卤水分离，克服了目前离子筛的结构有序调控比较困难，从卤水中分离较为困难，影响吸附剂使用寿命的缺陷。

技术领域

本发明涉及提锂技术领域，特别是涉及一种用于盐湖提锂材料的锑酸盐吸附剂的制备方法。

背景技术

锂及其化合物被广泛应用于能源、航天航空、合金材料、陶瓷、建筑、化学工业等行业，被称为“21世纪的能源元素”，是一种重要的战略资源，然而由于世界范围内锂资源相当有限，加上近年来国际社会对环保型新能源的追捧，锂资源的价格一路水涨船高。自然界中的锂资源主要存在于锂矿石、盐湖和海水等液体资源中，其中陆地上的锂资源总储量约为1.7×10⁷t，远远不能满足人类对锂日益增长的需求。液体资源作为一个储备着巨大锂资源的宝库，其锂资源储量是陆地上锂资源总储量的15000倍左右，因此，对溶液中锂的开发提取对国民经济和国防建设具有极其重要的战略意义和应用价值。

我国的青海和西藏两地的盐湖中锂资源总储量的近八成，有待开采的锂资源潜在储量十分庞大，但是由于我国盐湖具有高镁锂比的天然劣势，国内商业化应用的锂资源大多是从矿石中提取，盐湖提取的锂在含量和杂质成分上还有不小的差距。从盐湖中提锂方法主要有沉淀法、溶剂萃取法、蒸发结晶法、煅烧浸取法、盐析法、碳化法、电渗析法、熔盐电解法、吸附法等。其中，吸附法具有工艺简单、回收率高、选择性好、环境友好等优势，作为一种极具有商业前景的提锂方法被广泛研究。

现阶段对于盐湖提锂吸附技术的研究基本集中在具有锂离子选择性的离子筛上，包括单斜晶系锑酸、尖晶石锰基氧化物和尖晶石钛基氧化物等。目前尖晶石型离子筛型锂吸附剂多采用经典的固相法，通过高温固相反应制得粉体，将制备出的粉末吸附剂进行成型，进而解决工艺上难过滤粉体的问题。成型工艺主要有两种方法，一种是聚合反应成型，即将粉末离子筛吸附剂与聚合剂混合，使其在一定条件下发生聚合反应，交联后得到一定粒度的吸附剂；另一种是采用粘结法，即采用有效的粘结剂把吸附剂粉末粘结起来，并在一定的温度下施加一定的压力，挤压粉末呈一定的形状。然而高温固相法烧制易含杂相或非晶相，对于尖晶石型离子筛的结构有序调控比较困难，从而影响离子筛的吸附性能。同时离子筛型锂吸附剂多为颗粒状，颗粒状的吸附剂在卤水中吸附后，从卤水中分离较为困难，影响吸附剂使用寿命。

中国发明专利申请号201010280648.0 公开了一种用于由盐湖卤水、海水、井卤或地热水等含(金属)锂溶液中提锂的颗粒状锂离子筛，利用丙烯酸类单体反相悬浮聚合形成交联型聚合物过程中将锂离子筛粉体包覆在聚合物内而得。该发明制备的粒状离子筛机械强度好、选择性高、高吸附量、吸附速率快且良好的稳定性，但是在吸附剂从卤水中分离效率方面存在明显不足。中国发明专利申请号201010278813.9 公开了一种锂离子筛膜及其制备方法，将聚偏氟乙烯溶于N,N-二甲基乙酰胺中配制成铸膜液，然后加入锂锰氧化物前驱体，混合后加热搅拌；通过超声使锂锰氧化物充分分散于铸膜液中，静置熟化脱泡完全，在洁净的玻璃板刮制成膜，其浸入凝固浴中凝胶；最后将制成的膜进行酸洗，抽提出前驱体中的锂离子后，即得到锂离子筛膜。上述将无机锂离子筛纳米颗粒制成膜材料，虽然能够提高分离操作连续性，然而由于普通膜材料在酸溶液中长时间使用会变性，导致无机锂离子筛纳米颗粒脱落，使用寿命较短。因此，鉴于颗粒状锂离子筛的不足，颗粒状吸附剂的结构调控和有效分离具有十分重要的实际意义。

发明内容