[发明专利]一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料，吸附材料为Li₄Ti₅O₁₂晶格中掺杂金属元素M及在Li₄Ti₅O₁₂微晶表面包覆氧化物MO₂，表示为Li₄M_yTi_5‑yO₁₂/MO₂，y的取值范围0.01～0.2，MO₂含量为0.1wt％～1wt％。本发明提供的一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料的制备方法：获得钛源、M盐、锂源的混合粉料；将混合粉料通过煅烧获得吸附材料Li₄M_yTi_5‑yO₁₂/MO₂。本发明提供的掺杂富锂尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂吸附材料，能在高镁锂比的卤水中吸附高效提取锂，且易回收，循环使用寿命长。

技术领域

本发明涉及盐湖卤水提锂技术领域，具体涉及一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料及其制备方法。

背景技术

中国锂资源十分丰富，锂矿资源类型多种多样，但是约80％以上锂资源赋存于盐湖中。虽然我国盐湖锂储量丰富，锂品位较高，但类型独特，盐湖中镁锂比高，因镁锂离子半径接近，不易分离，与国外低镁锂比盐湖卤水相比，开发加工难度大，提取工艺受到限制，因而解决锂资源的高效分离提取技术，是开发我国盐湖锂资源的关键问题。

目前，盐湖提锂技术主要有沉淀法、煅烧浸取法、溶剂萃取法、膜分离法、吸附法等。沉淀法工艺成熟，对环境危害较小，但该方法不适用于含大量碱土金属的卤水及锂浓度低的卤水。煅烧浸取法有利于综合利用锂镁等资源，原料消耗少，但镁的提取使流程复杂，设备腐蚀严重，需要蒸发的水量较大、能源消耗大，存在环境污染的问题。溶剂萃取法优点是适合从相对较高镁锂比盐湖卤水中提取氯化锂，但是在萃取工艺中需要处理的卤水量大，对设备的腐蚀性较大，存在萃取剂的溶损问题，在实施过程中对设备材质的要求较高，适合于高镁高锂的卤水资源。膜分离技术适用于相对高镁高锂的卤水中解决锂与镁和其他离子的分离问题，该工艺设置简单，操作方便，不污染环境，但分离效率不高，滤膜使用周期较短。吸附法特别适用于高镁低锂卤水中锂的分离，生产效率高，脱吸后的锂离子含量(mg/L)为原料卤水中的3倍以上。相对于前述几种提锂技术，吸附法在经济和环保方面具有较大的优越性。

吸附法是利用吸附剂选择性吸附锂离子，再将锂离子洗脱下来，达到锂离子与其他离子分离的目的。该方法的关键是寻求吸附选择性好、循环利用率高和成本相对较低的吸附剂。吸附法研究较多的锂吸附剂主要有：锂离子交换树脂、锑酸盐吸附剂、无定型氢氧化物吸附剂、离子筛型氧化物和铝盐吸附剂等。相对于锂离子交换树脂和铝盐吸附剂，离子筛型氧化物对锂离子吸附快，且吸附容量较高。离子筛型氧化物主要有锰锂氧化物和钛锂氧化物等。粉状的锰锂氧化物离子筛和钛锂氧化物离子筛吸附剂由于流动性差、回收困难，制约着其在工业上的实际运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：传统的一些离子型氧化物作为锂吸附剂，回收困难，吸附效率有待提高，本发明提供了解决上述问题的一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料及其制备方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种掺杂富锂尖晶石型钛锂氧化物吸附材料，吸附材料为Li₄Ti₅O₁₂晶格中掺杂金属元素M及在Li₄Ti₅O₁₂微晶表面包覆氧化物MO₂，表示为Li₄M_yTi_5-yO₁₂/MO₂，y的取值范围0.01～0.2，MO₂含量为0.1wt％～1wt％。