【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盐湖化工，具体是涉及一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒及其制备方法与从盐湖卤水中提锂的方法。
技术介绍
1、锂广泛应用于玻璃、制药、合金、航空航天、电池、润滑脂、核能工业，特别是在可充电锂离子电池，消费类电子产品、电动汽车和储能等领域发展迅猛，是现阶段新能源汽车产业发展不可或缺的关键原料。中国已探明锂资源量为450万吨，其中超过71%的锂资源蕴藏在盐湖卤水中。目前，盐湖卤水已实现工业化提取锂的技术有：吸附法、膜分离法、溶剂萃取法。其中，溶剂萃取法因具有选择性高、操作简单、成本小等优点而在盐湖卤水提锂方面得到快速发展。
2、目前，能实现碱性环境下提锂典型的溶剂萃取体系一般由质子型螯合剂为萃取剂和中性配体组成。这其中，以β-双酮萃取剂和中性配体组成的协萃体系萃取分离锂等相关报道较多，结果显示该类体系在强碱性条件下才能有效提锂，在中性溶液效率较低，锂/钠的分离系数相对较高。虽然双酮类萃取剂萃取效率高，但该类萃取剂在高碱度环境下萃取剂自身的化学稳定性差、其水相中溶解损失较为严重并且萃取剂价格昂贵，其工业化应用受到较大限制。还有一种以苯基偶氮萘酚为螯合剂的萃取体系，也能实现锂和其它碱金属离子（钠、钾等）之间的分离。其中，已报道的采用苏丹i（1-苯基偶氮-2-萘酚）和topo（三辛基氧膦）、tbp（磷酸三丁酯）等组成的萃取体系，在碱性条件下也能有效地萃取锂，锂与其它碱金属（比如钠、钾）具有较高的分配比和分离系数。同时，苏丹ⅰ螯合萃取剂化学稳定性好，水溶性小、价廉、工业来源丰富，是一种具有潜在工业应用前景的萃取锂的鳌合
技术实现思路
1、针对目前以苏丹i为代表的苯基偶氮萘酚为螯合剂的萃取体系存在的问题、局限及难题，本专利技术另辟蹊径，提出了一种全固态包含苯基偶氮萘酚和中性配体的锂吸附用聚合物微颗粒及其简便高效地制备方法与采用该聚合物微颗粒从盐湖卤水中提锂的方法。
2、即利用少量良溶剂构筑高分子聚合物与苯基偶氮萘酚和中性配体以合适的比例组成的混溶体系，然后采用微流控技术利用聚合物与苯基偶氮萘酚和中性配体原位相分离方法制备全固态包含苯基偶氮萘酚和中性配体的锂吸附用聚合物微颗粒，最后利用该固态微颗粒实现从盐湖卤水中提锂的应用方法。
3、本专利技术提供一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，原料采用聚合物i、螯合剂ii、有机中性配体iii，无机盐iv、表面活性剂v；
4、所述螯合剂ii和有机中性配体iii的摩尔比为1：(1～2.5)；所述聚合物i（m1,质量）和由螯合剂ii和有机中性配体iii组成的吸附质功能单体的质量（m2，质量）比为：2:1～1:4；所述聚合物i和无机盐iv的质量比为：1:0.1～1:10；所述聚合物i和表面活性剂的质量比为：1:0.02～1:2.5。
5、其中，所述聚合物i为聚砜、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或两种以上的组合。
6、所述具有交换锂能力的螯合剂ii为1-(苯基偶氮)-2-萘酚、1-[(2-甲氧基苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[(2,4二甲苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[3-甲基-4-[(3-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[2-甲基-4-[(2-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[4-[(2,5-二甲基苯基)偶氮]-2,5-二甲基苯基]偶氮]-2-萘酚等中的任意一种或两种以上的组合。
7、所述有机中性配体iii为1,10-菲罗啉、5-甲基-1,10-菲啰啉、5,6-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、3-(3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-1,10-菲啰啉、3,4,7,8-四甲基-1,10-邻二氮杂菲、4,7-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、4-甲基-1,10-菲啰啉、4,7-二苯基-1,10-二氮杂菲、3,8-二(5-(1h-咪唑-1-基)噻吩-2-基)-1,10-邻菲啰啉、4,7-二(4,4,4-三氟丁基)-1,10-邻菲咯啉、3-(噻吩-2-基)-1,10-邻菲咯啉、2-甲基-1,10-菲啰啉、三正辛基氧膦、三烷基氧化膦等中的任意一种或两种以上的组合。
8、所述无机盐iv为氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾、溴化铵、碘化钠、碘化钾、碘化铵、氟化钠、氟化钾、氟化铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硝酸钠、硝酸钾、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵等中的任意一种或两种以上的组合。
9、所述表面活性剂v为聚山梨脂（吐温类）、聚氧乙烯脂肪醇醚（苄泽）、脂肪酸山梨坦（司盘类）、脂肪酸单甘油酯和单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯（卖泽）、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物（泊洛沙姆）等中的任意一种或两种以上的组合。
10、所述聚合物微颗粒粒径可调范围：5μm-2500μm范围可调。
11、所述聚合物微颗粒，可以采用微流控装置混合法制备，具体方法如下：
12、(1)首先将聚合物i、具有交换锂能力的螯合剂ii、有机中性配体iii按照配料比例和有机溶剂充分混合，配置成质量浓度为1%-13%的聚合物溶液；
13、(2)将无机盐iv、表面活性剂v与去离子水充分溶解，一部分配置成无机盐iv质量浓度为15%-40%、表面活性剂vii质量浓度为0.1%-10%的溶液作为连续相，一部分配置成无机盐iv质量浓度为0.5%-15%、表面活性剂v质量浓度为0.1%-10%的溶液作为凝固浴；
14、(3)以(1)中所配置的聚合物溶液为分散相，以(2)中所配置的含盐和表面活性剂的水溶液为连续相，采用微流控装置，控制分散相和连续相的流速；使分散相和连续相在微滴发生器中汇合，获得粒径相对均一的聚合物微滴；
15、(4)所述(3)中生成的聚合物微滴在(2)中所配置凝固浴中通过原位相分离固化得到粒径相对均一的聚合物微颗粒，经分离、洗涤与室温干燥后，即可得到锂吸附用聚合物微颗粒；
16、所述有机溶剂为四氢呋喃、丙酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、n-甲基吡咯烷酮等中的任意一种或两种以上的组合；
17、所述分散相、连续相流速控制：控制分散相的流速为3-9m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，原料采用聚合物I、螯合剂II、有机中性配体III，无机盐IV、表面活性剂V；
2.根据权利要求1一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述聚合物I为聚砜、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述具有交换锂能力的螯合剂II为1-(苯基偶氮)-2-萘酚、1-[(2-甲氧基苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[(2,4二甲苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[3-甲基-4-[(3-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[2-甲基-4-[(2-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[4-[(2,5-二甲基苯基)偶氮]-2,5-二甲基苯基]偶氮]-2-萘酚中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求3一种盐湖提锂用全固态聚合
5.根据权利要求4一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述无机盐IV为氯化钠、氯化钾、氯化铵、溴化钠、溴化钾、溴化铵、碘化钠、碘化钾、碘化铵、氟化钠、氟化钾、氟化铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铵、硝酸钠、硝酸钾、醋酸钠、醋酸钾、醋酸铵中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求5一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述表面活性剂V为聚山梨脂、聚氧乙烯脂肪醇醚、脂肪酸山梨坦、脂肪酸单甘油酯和单硬脂酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物中的任意一种或两种以上的组合。
7.根据权利要求6一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述聚合物微颗粒粒径可调范围为：5μm-2500μm。
8.一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述聚合物微颗粒来自于权利要求1-8任一项所述的聚合物微颗粒，其提锂方法为：
10.一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒从盐湖卤水中提锂的方法，其特征在于，所述聚合物微颗粒为权利要求1-8所述的聚合物微颗粒，其提锂方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，原料采用聚合物i、螯合剂ii、有机中性配体iii，无机盐iv、表面活性剂v；
2.根据权利要求1一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述聚合物i为聚砜、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚乙烯、氯化聚乙烯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚丙烯、聚醚醚酮、聚乙烯醇、三醋酸纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述具有交换锂能力的螯合剂ii为1-(苯基偶氮)-2-萘酚、1-[(2-甲氧基苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[4-(苯基偶氮)苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[(2,4二甲苯基)偶氮]-2-萘酚、1-[[3-甲基-4-[(3-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[2-甲基-4-[(2-甲基苯基)偶氮]苯基]偶氮]-2-萘酚、1-[[4-[(2,5-二甲基苯基)偶氮]-2,5-二甲基苯基]偶氮]-2-萘酚中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求3一种盐湖提锂用全固态聚合物微颗粒，其特征在于，所述有机中性配体iii为1,10-菲罗啉、5-甲基-1,10-菲啰啉、5,6-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、3-(3-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)苯基)-1,10-菲啰啉、3,4,7,8-四甲基-1,10-邻二氮杂菲、4,7-二甲基-1,10-邻二氮杂菲、4-甲基-1,10-菲啰啉、4,7-二苯基-1...
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