[发明专利]一种铜吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种铜吸附材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括以下步骤：(1)将壳聚糖和醋酸混合，得到壳聚糖‑醋酸溶液；(2)将离子交换树脂与壳聚糖‑醋酸溶液混合，脱泡后加入铜源作为模板剂，超声得到壳聚糖包覆树脂；(3)将壳聚糖包覆树脂与戊二醛溶液混合发生交联反应，将得到的固体进行酸洗去除铜模板剂，得到所述铜吸附材料，本发明制得的铜吸附材料对铜的选择性高，且吸附剂的稳定性好，寿命长。

技术领域

本发明属于湿法冶金技术领域，涉及一种铜吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着近些年新能源汽车的快速发展，锂电池使用日益增多。据中国汽车动力电池产业创新联盟统计数据，2019年，我国动力电池产量累计为85.4GWh，同比累计增长21％。锂电池有生命周期，经过上千次充放电循环后，其内部工作离子丧失活性，需要报废更换新电池，因此带来大量的废旧电池，如对这些资源进行高效回收与循环利用，可避免资源浪费和环境污染，特别对于我国钴、镍资源比较匮乏，环境问题又比较突出的现状，以及促进新能源汽车更加健康环保的发展，均具有十分重要的意义。

目前锂电池主要采用湿法路线进行回收，经拆解、破碎、筛分之后得到的黑粉材料中存在铜电极，因此在后续回收镍、钴、锰、锂之前需进行除铜处理。现今对于铜杂质的去除主要采用萃取法。萃取法虽能有效去除杂质，但易产生乳液相，并且有机相容易溶解在浸出液中，对浸出液造成污染，为了保证后续分离纯化的进行，需进行除油，后处理成本高。

CN106186424A公开了一种锂电池回收过程产生的含铜废水的处理方法，包括以下步骤：将含铜废水用碱液调节pH值为6-8，形成待处理液；向待处理液中添加气化灰渣吸附剂吸附其中铜离子，铜离子的去除率大于95％；检测上述处理后的溶液中铜离子浓度，若铜离子浓度大于1mg/L继续添加气化灰渣吸附剂再次除铜，若铜离子浓度小于1mg/L即可达标排放。其所述方法在去除铜的过程中也会去除溶液中其他金属离子，选择性低，造成浪费。

CN112717892A公开了一种用于钴镍电解液净化的除铜吸附剂及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤一、将活化后的硅胶微球浸入氨基硅烷溶液中，加入铜盐作为模板剂，加热回流后，去除残留硅烷和铜盐后，烘干；步骤二、将步骤一得到的材料浸入酸液中去除铜模板剂，清洗、烘干后，得所述除铜吸附剂。其所述方法制得的铜吸附剂使用硅胶，会对其他金属离子产生吸附作用。

上述方案存在有选择性差或会造成污染的问题，因此，开发一种选择性高且污染小的铜吸附材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜吸附材料及其制备方法和应用，本发明制得的铜吸附材料对铜的选择性高，且吸附剂的稳定性好，寿命长。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种铜吸附材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将壳聚糖和醋酸混合，得到壳聚糖-醋酸溶液；

(2)将离子交换树脂与壳聚糖-醋酸溶液混合，脱泡后加入铜源作为模板剂，超声得到壳聚糖包覆树脂；

(3)将壳聚糖包覆树脂与戊二醛溶液混合发生交联反应，将得到的固体进行酸洗去除铜模板剂，得到所述铜吸附材料。

本发明采用离子印迹技术制备铜吸附剂，对铜具有高选择性，在保证高效去除铜的同时可以避免常规萃取方法中使用萃取剂对浸出液造成污染，回收效果好，同时本申请使用壳聚糖，污染性较低。

优选地，步骤(1)所述醋酸的浓度为0.5～10％，例如：0.5％、1％、3％、5％、8％或10％等。

优选地，所述混合的温度为25～60℃，例如：25℃、30℃、35℃、40℃、50℃或60℃等。