[发明专利]一种盐湖提锂吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种盐湖提锂吸附材料的制备方法及应用，实现了液态有机萃取剂的固态化转型，把现有的盐湖提锂成熟的双酮有机萃取剂、磷类有机试剂(三辛基氧化磷、2‑乙基己基磷酸2‑乙基己基酯)通过聚合‑浸渍等过程键合到有机离子交换树脂骨架上，合成固态型的对锂有选择性的吸附剂，不仅具备了液体有机萃取剂提锂的功能，而且减少了萃取剂操作环境差、污染大的问题，具有积极的经济和环境效益，而且适用于硫酸盐亚型和碳酸盐型盐湖的提锂。

技术领域

本发明涉及盐湖提锂技术领域，具体涉及一种盐湖提锂吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

随着国家战略储能的发展和碳达峰目标的实现，对三元锂电材料的需要大幅度增长，原材料价格也是水涨船高，矿产锂产能已经无法满足国家战略需求，盐湖提锂业已成为重要的锂资源提取方式。我国盐湖资源主要分布在青海和西藏，青海盐湖主要是氯化型盐湖，西藏地区主要是碳酸型盐湖。当前盐湖提锂的方法主要包括萃取法和吸附法。萃取法提锂存在酸碱耗量大、操作环境差，环境二次污染大的问题，特别是在偏远地区，存在药剂运输成本高、运输过程环境风险大的问题。吸附法包括分子筛吸附法和离子筛吸附法，氯化型盐湖提锂所用吸附剂主要为铝系分子筛吸附剂，但是铝系吸附剂不适用于碳酸型盐湖。西藏盐湖卤水为高矿化卤水，多呈碱性，pH值7-9.3，相对密度1.030-1.329，矿化度50-350g/L。吸附法具有能耗低、自动化水平高、环境二次污染低等特点，更适合偏远地区盐湖的提锂。

CN110106356A公开了一种粉末型钛系离子交换剂分离盐湖卤水中锂的方法，选用合适的粉末型钛系离子交换剂，可得到富锂溶液和再生的离子交换剂，富锂溶液除杂后可用于生产碳酸锂和氢氧化锂，但是该方法采用钛基吸附剂在酸解吸过程中存在钛溶解损失和性能不稳定，解吸液锂浓度低，杂质含量高等问题。CN106241841A公开了一种适用于氯化型盐湖的分子筛吸附提锂工艺及方法，对于碱性盐湖不合适；CN104313348A公开了一种吸附法提取盐湖卤水中锂的方法，采用粉末吸附剂提锂，存在吸附剂损耗大、解吸液锂纯度低的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种盐湖提锂吸附材料的制备方法及应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种盐湖提锂吸附材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1、水溶液配制：去离子水或软化水加热，然后缓慢搅拌条件下加入分散剂，缓慢搅拌过程中依次加入钠盐、锂盐、聚乙烯醇、氨甲基膦酸、衣康酸，混合均匀后静置；过滤去除混合液中的颗粒物杂质，得到水溶液；

S2、有机相配制：将基体材料、双酮试剂、三辛基氧化磷、2-乙基己基磷酸2-乙基己基酯和固体石蜡混合，加热搅拌溶解后，缓慢加入3-苯基丙醇、肉桂酸乙酯、二乙烯苯、乙二醇二甲基丙烯酸酯，混合均匀后再加入异丙苯过氧化氢，搅拌反应0.5-5h后，得到有机相；

S3、聚合反应：在持续混合搅拌的条件下，将步骤S1制得的水溶液缓慢加入到步骤S2制得的有机相中，反应温度控制在60-85℃，反应1.0-2.0h后，再升温到90-95℃，保温3.5-5.5h，得到悬浮聚合溶液，保温1-3h得到固态球形共聚物颗粒；将所述固态球形共聚物颗粒与二氯乙烷和浓硫酸进行加热反应，反应2-5h后加入质量浓度1-5％的苯磺酸得到聚合颗粒；分别用甲苯和乙醇作为洗脱剂对聚合颗粒进行清洗后，再用去离子水洗涤，低温烘干后，得到半成品颗粒材料；

S4、材料成型：向步骤S3制备得到的半成品颗粒材料中加入盐酸、硫酸和柠檬酸的混合液浸泡5-10h后，过滤，过滤得到的聚合颗粒用去离子水洗涤至中性，即得到盐湖提锂吸附材料，所述盐湖提锂吸附材料是对锂有高效选择性的H型离子筛吸附材料。