[发明专利]一种高吸附容量锂离子筛颗粒的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于盐湖卤水、海水、油气田卤水、地下含锂卤水含锂废水中提锂用的锂离子筛颗粒的制备方法。所述的锂离子筛颗粒是将锂离子筛粉体砂磨后与无机粘结剂混合喷雾干燥，制得的微米级颗粒与模板造孔剂混合，在造粒设备中与水性树脂乳液混合造粒，通过加热完成干燥及固化过程，最后经过酸浸水洗后制得。本发明具有制备工艺简单环保，成本低廉等优点，制得的锂离子筛颗粒孔隙率高、吸附容量高、吸附速率快，循环寿命长。

技术领域

本发明涉及一种高吸附容量锂离子筛颗粒的制备方法，属于盐湖提锂技术领域。

背景技术

锂及其化合物是国民经济和国防建设的重要战略物资,被广泛应用于玻璃、陶瓷、航空、核能和新能源等众多领域。据美国地质勘探局(United States Geological Survey,简称USGS)2016年1月出版的年报报道,全球探明的陆上锂资源储量以金属锂计约为1400万t,其中盐湖卤水中的储量占70％～80％；而海水中蕴藏的量达2600亿t左右。因此,为了满足可持续发展的需求,各国学者都在积极找寻从盐湖卤水及(浓)海水中提锂的新技术。

传统的提锂技术主要包括沉淀法、盐析法、溶剂萃取法等。因盐湖卤水及(浓)海水的组分复杂,传统的提取方法存在工艺流程复杂、能耗高等不足；而离子交换与吸附法提锂具有选择吸附性好、工艺简单、回收率高等优点,尤其适用于我国高镁锂比的盐湖卤水,已发展成一种极具前景的提锂方法。

由于离子交换法所用的锂离子筛粉体直接应用时有固液分离困难、溶损率高等问题，需要制备成一定尺寸的颗粒剂来使用，现有技术目前的主流方法主要有以下几种：一种是将锂离子筛粉体与热塑性树脂混合后加热至熔融状态，这种方法主要缺陷是要保持混合物的高温流动性，树脂含量须要高于40％，树脂量过大将锂离子筛粉体过分包裹，孔隙率低，并且热塑性树脂多数疏水，导致锂离子筛粉体无法与卤水充分接触，提锂效率大幅下降；第二种方法是悬浮聚合或反相悬浮聚合法，这两种方法是通过把锂离子筛粉体添加到由聚合物单体组成油相或水相中，通过控制搅拌及分散剂调节悬浮液滴的尺寸，升至一定温度后引发聚合反应，得到锂离子筛颗粒，该方法主要问题是工艺控制繁琐，成本高且极易出现质量波动，并且锂离子筛粉体易转移到另一相中，造成损失，产生的含有机物废液也会增加环保压力；第三种方法是把树脂溶于有机溶剂中，再与锂离子筛粉体混合后造粒，该方法难度在于一般树脂在有机溶剂中溶解度低，添加溶剂过多会造成混合后成浆料状不易成型，加工难度大，烘干过程中具有溶剂爆炸的风险，且VOC排放量也很大，随着溶剂挥发易造成树脂的偏析，使锂离子筛颗粒表面树脂过多，阻碍卤水渗透进内部，影响提锂效率。上述方法制得的锂离子筛颗粒普遍容量较低，因此，急需开发一种低成本环保高效的高吸附容量锂离子筛颗粒的制备工艺。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中的锂离子筛成型困难、制造成本高、成型后吸附容量低等问题，提供一种高吸附容量的离子筛颗粒以及低成本、环保的锂离子筛颗粒的制备方法。本方法制备的高吸附容量锂离子筛颗粒，已尝试用于青海盐湖卤水的提锂，并取得了较好的提锂效果，具有很广阔的应用前景。

本发明的目的在于提供一种高吸附容量锂离子筛颗粒的制备方法，其包括以下步骤：

(1)将锂离子筛粉体用去离子水打浆，加入分散剂后用砂磨机砂磨，砂磨后浆料中添加无机性粘结剂，喷雾干燥后得到微米级锂离子筛颗粒；

(2)将上述微米级锂离子筛颗粒与模板造孔剂混合后；在造粒机中与水性树脂乳液混合造粒；

(3)干燥后的颗粒进行酸浸，洗涤后即得到一种高吸附容量锂离子筛颗粒；

步骤(1)所述锂离子筛所述锂离子筛为对锂离子有选择性吸附的材料，包含钛系、锰系、铝系等，但不限于此，其在锂离子筛颗粒中的含量为70％-95％；所述无机粘结剂包括硅溶胶、铝溶胶、硅酸钠、硅酸钾、磷酸铝等，但不限于此，无机粘结剂加量为锂离子筛质量的1％-10％，优选地加量为2％-5％；所述球状微米级锂离子筛颗粒，其粒径控制在5-500μm；优选为5-30μm；