專利名稱：一種氧化錳吸附劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及微米附材料領域，具體地，涉及一種氧化錳吸附劑及其制備方法。
背景技術：
隨著新能源汽車的不斷發(fā)展，國際市場對鋰產(chǎn)品的需求量持續(xù)增長，平均每年以7% 11%的速度增加。作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的上游產(chǎn)品，鋰資源的開發(fā)利用已成為國際上科研部門和工業(yè)界共同關注的熱門話題，世界上一些鋰業(yè)公司不斷地謀求開辟新的資源和擴大產(chǎn)品產(chǎn)量的途徑，由于陸地鋰富礦資源有限，生產(chǎn)成本高，礦產(chǎn)品味下降。無法滿足目前的需求，世界上鹽湖提鋰代替?zhèn)ゾr提鋰已成為定局，鹵水提鋰已成為鋰工業(yè)的主流，將在鋰工業(yè)發(fā)展中較長期占主導地位。鹽湖鹵水被認為是未來重要的鋰來源。鹵水中Li+常以微量形式與大量的堿金屬、 堿土金屬離子共存。由于它們的化學性質(zhì)非常相近，使得從中分離提取鋰十分困難。目前世界上多以碳酸鋰、氯化鋰的形式從鹵水中將鋰提取出來，所采用的技術主要有溶劑萃取法，沉淀法及吸附法等。我國含鋰的鹽湖鹵水資源多為高鎂鋰比的鹵水，高含量的Mg2+的存在使得分離Li+的技術更為復雜，目前尚無國外技術可借鑒，成為鹵水提鋰的技術瓶頸。吸附法具有選擇性高，可處理低濃度鹵水，可適應清潔生產(chǎn)的特點，并且工藝簡單，回收率高，從經(jīng)濟和環(huán)保角度考慮比其他方法都有較大的優(yōu)勢，特別適用于從低品位的海水或鹽湖水中提鋰。吸附法關鍵是尋找吸附選擇性好、循環(huán)利用率高的吸附劑，要求吸附劑的吸附鋰離子能力強，使用壽命長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于提取鋰離子的吸附劑及其制備方法，操作方便、安全，能耗低，所得吸附劑的吸附能力強，使用壽命長，又易于鋰離子吸附提取的實施。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種氧化錳吸附劑，其中，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計10(Γ150份的含氧化錳的粉末以及25 30份的粘結(jié)劑組成。優(yōu)選地，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計12(Γ140份的含氧化錳的粉末以及25 28份的粘結(jié)劑組成。所述的含氧化錳的粉末由重量比為1:廣1:3的含錳化合物和含鋰化合物組成。加入含鋰化合物主要是在吸附劑粉末材料中，形成錳酸鋰化合物。該氧化錳吸附劑的吸附作用是基于離子交換的原理，即吸附劑中的氫離子和鹵水中鋰離子進行離子交換。本發(fā)明中含錳化合物和含鋰化合物的配比可以使其形成化合物，更加快速的進行離子交換，也就可以提高吸附速度。粘結(jié)劑主要是起到支撐的作用，可以保證多次吸附，材料不破損，有利于工業(yè)生產(chǎn)，提高吸附劑的使用壽命。上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的含錳化合物為二氧化錳、四氧化三錳、三氧化二錳、碳酸錳、草酸錳中的一種或多種的混合物。上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的含鋰化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰中的一種或多種的混合物。
上述的氧化錳吸附劑，其中，所述的粘結(jié)劑為酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一種或多種的混合物。本發(fā)明還提供了一種制備上述的氧化錳吸附劑的方法，其中，所述的方法包含 步驟1，將重量比為1:廣1:3的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，在空氣中的密閉容
器內(nèi)加熱到10(T20(TC，維持該溫度24 48小時。步驟2，將步驟I得到的均勻混合物冷卻到室溫，然后經(jīng)60°C 100°C干燥后，再在40(T60(TC下維持該溫度51小時得到含氧化錳的粉末；優(yōu)選地，可進一步制得氧化錳粉末微球。步驟3，按重量份數(shù)計取步驟2所得的含氧化錳的粉末10(Γ150份與25 30份的粘接劑混合均勻。 步驟4，將步驟3所得的均勻混和物進行擠壓或離心成型得到成型物。步驟5，所述的成型物滴落到乙醇中或乙醇和去離子水的溶液中，得到所述的氧化錳吸附劑。本發(fā)明提供的氧化錳吸附劑及其制備方法具有以下優(yōu)點
該氧化錳吸附劑從鹽湖鹵水中吸附鋰離子的量為25 32 mg/g,鹵水中鋰離子的回收率可達829Γ92%，即，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的吸附材料的吸附速率更快，吸附量更大，吸附提取效率更高，而且不需要多次吸附就可以達到很高的吸附量。吸附前后材料晶型不發(fā)生變化，吸附劑使用壽命長。本發(fā)明的制造過程簡單，制備方法易于實施，且所得產(chǎn)品無需干燥，更加簡單實用。反應條件溫和、穩(wěn)定，操作方便、安全，能耗低，具有非常廣泛的工業(yè)化應用前景。


圖I為本發(fā)明的含錳化合物和含鋰化合物的混合物初步加熱后的電鏡照片。圖2為本發(fā)明的含氧化錳的粉末的電鏡照片。圖3為本發(fā)明的氧化錳吸附劑的電鏡照片。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步地說明。實施例I
將重量比為1:1的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，然后在空氣中的密閉容器下加熱到200°C，保持溫度24小時，采用Hitachi-S3400N掃描電子顯微鏡對其進行拍攝，電鏡照片如圖I所不。將所得混合物在60°C下烘干，再在500°C下保持溫度6小時，得到含氧化錳的粉末，采用Hitachi-S3400N掃描電子顯微鏡對其進行拍攝，電鏡照片如圖2所示。取按重量份數(shù)計140份的所得粉末狀氧化錳與25份粘結(jié)劑混合均勻，最后通過擠壓成型，將成型物滴落在乙醇和去離子水的溶液中，制得氧化錳吸附劑。采用Hitachi-S4800掃描電子顯微鏡對氧化錳吸附劑進行拍攝，電鏡照片如圖3所示。將氧化錳吸附劑用于鹵水吸附，使鹵水通過該氧化錳吸附劑直至飽和，用原子吸收分光光度計測試吸附前后鹵水中鋰離子的濃度，測試得到應用該吸附劑的吸附濃度可以達到原鹵水中濃度的92%以上，吸附量為32 mg/g。實施例2
將重量比為1:1. 5的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，然后在空氣中的密閉容器下加熱到100°C，保持溫度48小時。將所得混合物在80°C下烘干，再在600°C下保持溫度5小時，得到含氧化錳的粉末。取按重量份數(shù)計120份的所得粉末狀氧化錳與28份粘結(jié)劑混合均勻，最后通過離心成型，將成型物滴落在乙醇的溶液中，制得氧化錳吸附劑。將氧化錳吸附劑用于鹵水吸附，使鹵水通過該氧化錳吸附劑直至飽和，用原子吸收分光光度計測試吸附前后鹵水中鋰離子的濃度，測試得到應用該吸附劑的吸附濃度可以 達到原鹵水中濃度的85%以上，吸附量為28 mg/g。實施例3
將重量比為1:3的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，然后在空氣中的密閉容器下加熱到150°C，保持溫度36小時。將所得混合物在100°C下烘干，再在400°C下保持溫度8小時，得到含氧化錳的粉末。取按重量份數(shù)計100份的所得粉末狀氧化錳與30份粘結(jié)劑混合均勻，最后通過離心成型，將成型物滴落在乙醇的溶液中，制得氧化錳吸附劑。將氧化錳吸附劑用于鹵水吸附，使鹵水通過該氧化錳吸附劑直至飽和，用原子吸收分光光度計測試吸附前后鹵水中鋰離子的濃度，測試得到應用該吸附劑的吸附濃度可以達到原鹵水中濃度的80%以上，吸附量為25 mg/g。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。
權利要求
1.一種氧化錳吸附劑，其特征在于，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計10(Γ150份的含氧化錳的粉末以及25 30份的粘結(jié)劑組成；所述含氧化錳的粉末由重量比為1:廣1:3的含錳化合物和含鋰化合物組成。
2.如權利要求I所述的氧化錳吸附劑，其特征在于，所述的含錳化合物為二氧化錳、四氧化三錳、三氧化二錳、碳酸錳、草酸錳中的一種或多種的混合物。
3.如權利要求I所述的氧化錳吸附劑，其特征在于，所述的含鋰化合物為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰中的一種或多種的混合物。
4.如權利要求I所述的氧化錳吸附劑，其特征在于，所述的粘結(jié)劑為酚醛樹脂、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一種或多種的混合物。
5.一種制備如權利要求f 4所述的氧化錳吸附劑的方法，其特征在于，所述的方法包含步驟1，將重量比為1:廣1:3的含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，在密閉容器內(nèi)加熱到10(T200°C，維持該溫度24 48小時；步驟2，將步驟I得到的均勻混合物冷卻到室溫，然后經(jīng)60°C 100°C干燥后，再在 40(T60(TC下維持該溫度51小時得到含氧化錳的粉末；步驟3，按重量份數(shù)計取步驟2所得的含氧化錳的粉末10(Γ150份與25 30份的粘接劑混合均勻；步驟4，將步驟3所得的均勻混和物進行擠壓或離心成型得到成型物；步驟5，所述的成型物滴落到乙醇中或乙醇和去離子水的溶液中，得到所述的氧化錳吸附劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化錳吸附劑及其制備方法，該氧化錳吸附劑由按重量份數(shù)計100~150份的含氧化錳的粉末以及25~30份的粘結(jié)劑組成。含氧化錳的粉末由重量比為1:1~1:3的含錳化合物和含鋰化合物組成。該制備方法包含步驟1，將含錳化合物和含鋰化合物混合均勻，加熱到100~200℃，保溫24~48小時。步驟2，將混合物冷卻到室溫，然后經(jīng)60℃~100℃干燥后，再在400~600℃下保溫5~8小時得到含氧化錳的粉末；步驟3，取步驟2所得的含氧化錳的粉末100~150份與25~30份的粘接劑混合均勻。步驟4，將所得的均勻混和物進行擠壓或離心成型。步驟5，將成型物滴落到乙醇中或乙醇和去離子水的溶液中，得到氧化錳吸附劑。本發(fā)明的氧化錳吸附劑提取效率高，使用壽命長，制備方法易于實施，方便安全，能耗低。
文檔編號B01J20/06GK102921371SQ20121052190
公開日2013年2月13日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者豐震河, 湯衛(wèi)平, 解晶瑩 申請人:上?？臻g電源研究所