【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于盐湖提锂。更具体地，涉及一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂是现代能源发展的重要元素，这种最轻的碱金属广泛地应用于新能源等各个领域，是高比能量密度锂电池必不可少的原料，而锂电池又是新能源汽车、电网储能、便携式电子设备、电动工具的重要动力来源。近年来，随着新能源产业的快速发展，锂电池的需求呈爆发式增长，从而引发全球对锂资源的市场需求的不断增加。全球锂资源主要存在两种形式：一是含锂矿石，如锂云母、锂辉石、锂皂石；二是含锂水资源，如盐湖卤水和海水。有调查表明，超过锂总量的60％的锂存在于盐湖和海水中。所以盐湖锂资源成为锂电池产业发展的重要来源。盐湖提锂的方法有吸附法、电渗析、电化学脱嵌、溶媒萃取等。但除了南美的低镁锂比优质盐湖已经大规模开采外，大部分高镁锂比的盐湖锂资源的开采遇到困难。由于mg2+和li+之间有着几乎相同的性质，对镁锂物质的量比超过6的盐湖卤水，常规的太阳能蒸发沉淀法的应用就非常有限，而吸附法就为解决这一难题提供了可能性。
2、动力和储能锂电池在新能源领域的广泛应用使全球对锂资源的需求持续增加。在地球上已经探明的锂资源中，盐湖卤水中的锂储量最大。由于盐湖卤水的总含盐量高、组成复杂、锂浓度低等因素增加了从中分离提取锂的技术难度。因此，高锂离子选择性分离的方法倍受关注，特别是使用氧化锰系、氧化钛系和磷酸铁系等无机材料分离并提取锂的研究已成为热点。氧化锰系吸附剂包括limn2o4、li1.33mnl.67o4和li1.6mn1.6o4。它们在吸附过程中对li+有高选择
3、因此，非常有必要开发出一种具有较低锰损失的新型的锂离子吸附剂。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是克服现有氧化锰系离子筛吸附剂在锂嵌入脱出过程中，特别是脱出过程中，具有较高的锰溶损发生(＞1.5％)的缺陷和不足，提供一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的制备方法。
2、本专利技术的目的是提供一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂，所得二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的锰溶损发生(＜1.5％)。
3、本专利技术另一目的是提供所述二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的应用。
4、本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
5、本专利技术保护一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
6、s1.将含碳酸氢根的溶液与含二价锰盐的乙醇水溶液充分混匀反应，反应完全，过滤，取沉淀干燥，得球形碳酸锰；
7、s2.将步骤s1所得球形碳酸锰与锂盐充分研磨，于240～270℃下煅烧150～180min，再升温至350～380℃下充分煅烧，冷却，得锰基锂吸附剂前驱体；
8、s3.将含步骤s2所得锰基锂吸附剂前驱体的分散液、含二价锰盐溶液、高锰酸钾溶液充分混匀反应，反应完全，后处理，得二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂前驱体；
9、s4.将步骤s3所得二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂前驱体进行酸洗脱锂，干燥后即得二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂。
10、针对现有氧化锰系离子筛吸附剂在锂嵌入脱出过程中，特别是脱出过程中，具有较高的锰溶损发生(＞1.5％)的问题，本专利技术通过上述制备方法制备的二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂未明显减少锂的吸附量(一般而言，吸附剂经包覆后，所得吸附剂的吸附性能也会显著降低)的同时有效降低了锰损失率(＜1.5％)，并且具有较好的可循环利用性。
11、优选地，所述球形碳酸锰与锂盐的锰锂摩尔比为1：(0.8～1.2)。
12、优选地，所述锰基锂吸附剂前驱体和二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂中的二氧化锰的质量比为(12～15):1。
13、优选地，所述二价锰盐选自硫酸锰、氯化锰、硝酸锰或上述任一二价锰盐的水合物。
14、优选地，所述碳酸氢根选自碳酸氢钠或碳酸氢钾。
15、优选地，所述锂盐选自硝酸锂、氯化锂、硫酸锂或醋酸锂，更优选为硝酸锂。
16、进一步地，步骤s1中的反应原理：2hco3-+mn2+＝mnco3↓+co2↑+h2o。
17、进一步地，步骤s2中的反应原理：1.6limno2+0.402→li1.6mn1.6o4。
18、进一步地，步骤s3中的反应原理：3mn2++2mno4-+2h2o＝5mno2+2h+。
19、优选地，所述二价锰盐中的二价锰和含碳酸氢根的溶液中的碳酸氢根的摩尔比为1：(2～2.5)。碳酸氢根过量一点有利于反应的进行。
20、优选地，所述含二价锰盐的乙醇溶液中二价锰盐、水和乙醇的混合比为1mol：(50～80)l：(4～10)l。
21、进一步地，步骤s1中，所述含碳酸氢根的溶液为含碳酸氢根的水溶液，通过将含碳酸氢根的试剂溶于水得到。
22、优选地，所述含碳酸氢根的溶液的浓度为0.09～0.15mol/l。实际计算中可能会由于保留的位数不同，得到的计算的结果稍微有点区别，比如计算的浓度为0.092mol/l，四舍五入后的结果为0.09mol/l或0.1mol/l，均属于本专利技术的保护范围。
23、进一步地，步骤s1中，所述二价锰盐的乙醇水溶液的制备方法包括如下步骤：将二价锰盐先溶于水后再加入乙醇，混匀即得。
24、优选地，步骤s1中，所述含二价锰盐的乙醇水溶液的浓度为0.02～0.024mol/l。
25、进一步地，步骤s1中，所述反应完全的时间≥10h。
26、进一步地，步骤s1中，所述干燥的温度为60～80℃，时间为8～12h。
27、优选地，步骤s2中，所述煅烧的升温速率为5～10℃/min。
28、优选地，步骤s2中，所述充分煅烧的时间为540～720min。
29、进一步地，步骤s3中，所述锰基锂吸附剂为将锰基锂吸附剂前驱体分散在水中得到，所述锰基锂吸附剂前驱体与水的混合比优选为1g：(80～100)ml。
30、进一步地，步骤s3中，所述含二价锰盐溶液为含二价锰盐水溶液，通过将二价锰盐溶于水得到，所述二价锰盐的浓度优选为0.006～0.0084mol/l。
31、进一步地，步骤s3中，高锰酸钾溶液为高锰酸钾水溶液，通过将高锰酸钾溶于水得到，所述高锰酸钾溶液的浓度优选为0.0037～0.005mol/l。
32、进一步地，步骤s3中，锰基锂吸附剂前驱体的分散液、锰基锂吸附剂含二价锰盐溶液和高锰酸钾溶液的体积比优选为1:1:1。
33、进一步地，步骤s3中，所述后处理离心、干燥。
34、更进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述球形碳酸锰与锂盐的锰锂摩尔比为1：(0.8～1.2)。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述锰基锂吸附剂前驱体和二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂中的二氧化锰的质量比为(12～15):1。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述二价锰盐选自硫酸锰、氯化锰、硝酸锰或上述任一二价锰盐的水合物。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述碳酸氢根选自碳酸氢钠或碳酸氢钾。
6.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述锂盐选自硝酸锂、氯化锂、硫酸锂或醋酸锂。
7.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述二价锰盐中的二价锰和含碳酸氢根的溶液中的碳酸氢根的摩尔比为1：(2～2.5)。
8.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述含二价锰盐的乙醇溶液中二价锰盐、水和乙醇的混合比为1mol：(50～80)L：(4～10)L。
9.权利要求1
10.权利要求9所述二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂在提取锂元素中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述球形碳酸锰与锂盐的锰锂摩尔比为1：(0.8～1.2)。
3.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述锰基锂吸附剂前驱体和二氧化锰包覆的锰基锂吸附剂中的二氧化锰的质量比为(12～15):1。
4.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述二价锰盐选自硫酸锰、氯化锰、硝酸锰或上述任一二价锰盐的水合物。
5.根据权利要求1所述制备方法，其特征在于，所述碳酸氢根选自碳酸氢钠或碳酸氢钾。...
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