一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法技术

一种针对盐湖原卤、老卤均适用提锂的铝系吸附剂颗粒制备方法。该吸附剂颗粒以吸水性聚合物为载体，高负载量添加铝系吸附剂如锂铝水滑石、镁铝水滑石、氢氧化铝等，并通过二次交联的方式制备获得，其制备工艺简单、适用于工业化生产。制得的铝系吸附剂颗粒具有高弹性、多孔、高吸水性、渗透性好等特点。树脂基体耐强酸强碱，基体表面多羟基结构能够有效吸附吸附剂颗粒，有效减少溶损率，可应用于盐湖原卤、老卤，海水及地下水资源中的锂元素提取，同时高强度的颗粒适用于工业化吸附柱工艺。强度的颗粒适用于工业化吸附柱工艺。强度的颗粒适用于工业化吸附柱工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法


[0001]本专利技术属于化工材料
，具体涉及一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法。

技术介绍

[0002]随着锂电池、锂合金、润滑剂等行业的快速的发展，市场对锂的需求量日益增长。我国锂资源多存储于盐湖、地下水、海水中，这些液态锂资源含量低、同时共存大量镁、钙等离子，需富集纯化后才能利用。目前在盐湖等液态锂资源提取锂的技术主要有溶剂萃取法、沉淀法及吸附法。沉淀法只适用于老卤等锂含量较高的体系，沉淀后的锂需二次溶解提纯，酸碱耗费量较大。溶剂萃取法同时适用于各种锂含量的卤水体系，但该方法对设备防腐蚀要求高，萃取反萃取工艺流程比较复杂，且所用有机试剂会对环境产生污染，吸附法适合于从低品位体系中分离提取锂，具有操作简便、流程短、效果好、回收率高等优势。
[0003]无机离子吸附剂对锂有较高的选择性，可从品位较低的原卤或其他资源中吸附锂。吸附容量较大的无机离子吸附剂包括锰系离子筛型吸附剂、钛系离子筛吸附剂、锂铝水滑石系吸附剂、镁铝水滑石系吸附剂。其中水滑石类吸附剂具有选择性好，脱附可直接用淡水，已实现工业化。但无机锂吸附剂通常为粉末状，无法满足工业吸附柱操作，因此采用各种方式将吸附剂粉末粘接在一起，制成颗粒状，装柱后进行吸附脱附操作。
[0004]中国专利CN 106902774公开了一种盐湖卤水中提取锂的铝盐吸附剂造粒方法，以海藻酸钠为基体的铝盐吸附剂，其颗粒外表包裹有以聚乙烯、聚丙烯的外壳。此种方法制备的吸附剂颗粒具有多孔结构，良好的透水性，但以海藻酸钠等天然多糖为载体的吸附剂颗粒强度低易破碎，经多次吸附脱附循环后其交联剂钙离子溶出后，吸附剂颗粒会发生溶胀。中国专利CN 105664840公开了一种，该吸附剂以二氧化硅微球为载体，在其表面负载三氧化二铝，并通过碱浸的方式转化为铝系吸附剂，制备获得，其制备工艺简单、对环境无污染；中国专利CN 108607500通过在多孔陶瓷板的微孔中载镁铝凝胶再转化为铝系吸附剂，不但使铝盐的吸附锂量增大，提高反应效率，确保吸附剂活性。上述两种以无机材料为载体的吸附剂装载方式具有多孔结构，有利于吸附脱附，但以陶瓷板为载体吸附剂负载量较低。
[0005]目前多数锂盐吸附工厂一般选择载体材料为聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等聚合物材料，通过挤出或压片的方式一定的方法造粒。由于聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等聚合物基材透水性差，造粒压片过程中的高压力也使颗粒堆积紧密，因此吸附过程中卤水渗透到吸附剂颗粒中比较缓慢，造成吸附容量降低。
[0006]因此制备同时满足负载量大，多孔结构、高强度、耐腐蚀、溶损率低等优势的吸附剂造粒方式具有广阔的应用前景。
[0007]上述现有技术存在以下缺点；
[0008]1、采用海藻酸钠进行造粒的制备的吸附剂颗粒强度低易破碎、缓慢水解变质，其交联剂钙离子在溶出后，会发生溶胀。
[0009]2、吸附剂负载量较低；
[0010]3、采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯等材料进行造粒制备的吸附剂颗粒透水性差，吸附过程比较缓慢。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对盐湖原卤、老卤均适用提锂的铝系吸附剂颗粒制备方法。该吸附剂颗粒以吸水性聚合物为载体，高负载量添加铝系吸附剂如锂铝水滑石、镁铝水滑石、氢氧化铝等，并通过二次交联的方式制备获得，其制备工艺简单、适用于工业化生产。制得的铝系吸附剂颗粒具有高弹性、多孔、高吸水性、渗透性好等特点。树脂基体耐强酸强碱，基体表面多羟基结构能够有效吸附吸附剂颗粒，有效减少溶损率，可应用于盐湖原卤、老卤，海水及地下水资源中的锂元素提取，同时高强度的颗粒适用于工业化吸附柱工艺。
[0012]本专利技术通过对锂铝水滑石、镁铝水滑石等进行造粒，制备负载量大，多孔结构、高强度、耐腐蚀、溶损率低的吸附剂颗粒。同时吸水性聚合物对无机吸附剂颗粒具有强吸附作用，有效降低水流冲刷造成的吸附剂损失。
[0013]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0014]一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法，所述方法为：
[0015]将吸附粉末加入第一聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联，得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；
[0016]将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，干燥过程拉近聚合物分子之间的距离，减小自由体积，以进行第二次交联；
[0017]将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，第二交联剂与第一聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；
[0018]或，
[0019]将吸附粉末加入由第一聚合物溶液和第二聚合物溶液组成的混合聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联后得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第二聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，干燥过程拉近聚合物分子之间的距离，减小自由体积，以进行第二次交联；将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，而第二交联剂与混合聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；
[0020]或，
[0021]将吸附粉末加入由第一聚合物溶液、第二聚合物溶液和第三聚合物溶液组成的混
合聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联后得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第二聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第三聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，而第二交联剂与混合聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；
[0022]所述吸附剂粉末为铝系吸附剂。
[0023]一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1，将吸附剂粉末加入至聚合物混合溶液中，混本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法，其特征在于，所述方法为：将吸附粉末加入第一聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联，得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，干燥过程拉近聚合物分子之间的距离，减小自由体积，以进行第二次交联；将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，第二交联剂与第一聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；或，将吸附粉末加入由第一聚合物溶液和第二聚合物溶液组成的混合聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联后得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第二聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，干燥过程拉近聚合物分子之间的距离，减小自由体积，以进行第二次交联；将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，而第二交联剂与混合聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；或，将吸附粉末加入由第一聚合物溶液、第二聚合物溶液和第三聚合物溶液组成的混合聚合物溶液中，混合均匀，得到第一混合物；将第一混合物浸入第一交联剂水溶液中进行一次交联后得到第二混合物；一次交联过程中，所述第一聚合物中的羟基与第一交联剂中的硼酸进行交联；所述第一聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第二聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；所述第三聚合物中的羧基与第一交联剂中的多价金属离子进行交联；将所述第二混合物进行造粒，并干燥，得到烘干后颗粒，将所述烘干后颗粒浸入第二交联剂中进行二次交联，得到所述铝系吸附剂颗粒；二次交联过程中，交联状态的硼酸在第二交联剂中水解，硼酸重新溶解，并释放交联状态的羟基；多价金属离子在第二交联剂中稳定存在，而第二交联剂与混合聚合物中的羟基和/或羧基进行二次交联形成稳定的交联结构；所述吸附剂粉末为铝系吸附剂。2.一种用于液体锂资源提取的铝系吸附剂颗粒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将吸附剂粉末加入至聚合物混合溶液中，混合均匀，得到第一混合物；所述吸附剂粉末与所述聚合物混合溶液的质量比为1:(2～20)；所述吸附剂粉末为铝系吸附剂，粒径为200～1500目；所述聚合物混合溶液由以下质量份数成分组成：第一聚合物溶液50～90份，第二聚合物溶液0～40份，第三聚合物溶液0～10份；所述第一聚合物溶液为含多羟基、多羧基的聚合物1～50wt％的水溶液，优选1～
20wt％；所述第二聚合物溶液为含长碳链聚合物1～50wt％的水溶液，优选1～10wt％，第二类聚合物的水溶液粘性较大且具有更多的羧基、胺基等基团；所述第三聚合物溶液为含天然多糖类聚合物1～50wt％的水溶液，优选1～10wt％；为提取自动植物的天然多糖类化合物；步骤2，将步骤1得到的第一混合物浸入第一交联剂水溶液中，进行一次交联，交联凝固后得到第二混合物；所述第一交联剂为硼酸或硼砂中至少一种与可溶性多价金属盐的混合物；所述可溶性多价金属盐为可溶性铁盐，可溶性铝盐，可溶性钙盐、可溶性镁盐、可溶性锌盐、可溶性锶盐或可溶性钡盐中至少一种；步骤3，将所述第二混合物造粒，并烘干，得到烘干后颗粒；所述烘干过程的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明哲，李军，郭敏，刘忠，李权，张慧芳，吴志坚，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：