[发明专利]一种利用霞石制备锂离子筛的方法

说明书

本发明提供一种利用霞石制备锂离子筛的方法，包括S01.将霞石、蒸馏水、淀粉混合，经搅拌、静置，过滤，洗涤后，对滤饼进行干燥；S02.将干燥滤饼经煅烧后破碎并过筛；S03.将过筛煅烧产物与霞石解析剂、蒸馏水混合均匀，制成混合浆料；浆料在振荡条件下进行酸化反应；S04.将酸化后的料浆经过滤，多次洗涤，干燥后，制得锂离子筛。该方法以霞石和霞石解析剂为原料，通过简单步骤合成了结构稳定的锂离子筛，充分利用了霞石铝硅酸盐的结构稳定性和具有阳离子交换的特性，实现了制备的锂离子筛具有对锂离子的高效选择性吸附能力，是一套具有显著的经济效益和良好的工业应用前景的新工艺技术，可有效解决我国盐湖卤水提锂困难和成本高昂的问题。

技术领域

本发明属于盐湖提锂用锂离子筛领域，具体涉及一种利用霞石制备锂离子筛的方法，利用矿物霞石在酸化处理后将金属阳离子置换出来且保留矿物结构以制备一种新的锂离子筛的方法。

背景技术

霞石族矿物化学式为R[AlSiO₄]，其中R是指锂、钠、钾元素，霞石化学式常简写为Na[AlSiO₄]，理想晶体结构是(Na₆K₂)₈[Al₈Si₈]₁₆O₃₂，是架状硅酸盐矿物，属于六方晶系。主要产于与正长岩有关的碱性侵入岩、火山岩及伟晶岩中。用于玻璃和陶瓷工业，也可作为提炼铝的原料，其性稳定、成本低廉。

锂是21世纪的重要矿产之一。在世界范围内化石能源枯竭和新能源蓬勃发展的大背景下，锂的相关产业市场前景十分可观，尤其是锂离子电池行业发展前景广阔。预计到2025年，我国对锂的需求量将增长到39万吨，巨大的需求量带来了锂加工行业的产能挑战。

全球锂储量约为8900万吨，其中盐湖卤水的占比约65-66％，我国的盐湖卤水占比更是高达近80％，而目前锂生产的主流工艺却是锂矿石加工提锂，在上游锂矿对外依存度超过80％的情况下，我国新能源产业弯道超车发展的过程中，开发我国盐湖提锂新技术成为了重中之重。在盐湖提锂的众多技术中，离子筛吸附法因其毒性低、成本低、化学性质稳定和选择性高的优点，已成为最有前景的盐湖卤水提锂方法。离子筛吸附剂主要包括铝系吸附剂、锰系锂离子筛和钛系锂离子筛，但铝系吸附剂Li⁺吸附容量低，锰系锂离子筛由于锰元素的多价导致解吸酸洗过程中会发生歧化反应，严重影响锰离子筛的循环寿命，钛系锂离子筛则是无法达到理论吸附容量，且需补酸补碱，经济成本昂贵。这三类吸附剂吸附加工成本过高，每生产万吨碳酸锂的吸附剂加工成本约5～10亿元，且吸脱附过程中仍旧有较大的结构损失，这会不断降低离子筛在循环过程中的吸附容量和离子筛结构的稳定性，经济效益较差。因此研究开发一种成本低廉吸附容量高且结构稳定的锂离子筛是我国当前亟需解决的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种以廉价的霞石为原材料合成锂离子筛的制备方法，其获得的锂离子筛结构稳定，循环性能高，能够有效降低工艺经济效益的损失。

为了实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：

一种利用霞石制备锂离子筛的方法，包括如下步骤：

S01.将霞石、蒸馏水、淀粉混合、搅拌、静置，过滤，多次洗涤后，干燥滤饼；

S02.步骤S01的干燥滤饼经煅烧后破碎并过筛；

S03.将步骤S02的过筛煅烧产物与霞石解析剂、蒸馏水混合均匀，制成混合浆料；浆料在振荡条件下进行酸化反应；

S04.将S03的酸化后的料浆经过滤，多次洗涤，干燥后，制得锂离子筛；

如上所述的利用霞石制备锂离子筛的方法，其特征在于，所述步骤S01霞石可以为钠霞石、钾霞石的一种或两种的混合，其中霞石的纯度为＞90wt％，粒度200目95％。