本發(fā)明屬于鹽湖提鋰，具體涉及一種鋰吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術(shù)：

1、吸附法鹽湖提鋰技術(shù)是利用鋰吸附劑對“l(fā)i+”較為獨特的吸附性能，通過不斷地“吸附”與“解析”過程，使li+在眾多堿金屬離子中得到濃縮富集，而鋰吸附劑的性能則是決定著富集li+的關(guān)鍵因素。

2、目前應用最為廣泛的鋰吸附劑成型造粒方式為濕法擠出的工藝，就是將吸附劑前驅(qū)體粉體、高分子粘結(jié)劑和溶劑進行共混造粒，為了適應這種造粒工藝，高分子粘結(jié)劑一般選用疏水聚合物，這就使得造粒后的吸附劑整體親水性不高，對鹵水的浸潤速率慢，從而使吸附劑整體的吸附效率不高。而且高分子粘結(jié)劑本身與前驅(qū)體粉體相容性很差，導致成型造粒過程中粘結(jié)劑對前驅(qū)體粉體的粘結(jié)不牢固，使得吸附劑的強度低，耐磨性不好，進而導致循環(huán)使用壽命不長。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰吸附劑普遍存在的吸附效率低、循環(huán)使用壽命不長的缺點，從而提供一種鋰吸附劑及其制備方法和應用。

2、為此，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案。

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰吸附劑，原料包括鋰吸附劑前驅(qū)體、粘結(jié)劑和嵌段聚醚高分子；

4、所述嵌段聚醚高分子為聚乙二醇與聚丙二醇的三嵌段共聚物；

5、所述嵌段聚醚高分子的平均分子量mw為8000～100000；所述嵌段聚醚高分子中重復單元-och2ch2-和-och(ch3)ch2-的摩爾比為7：3～3：7。

6、示例性的，嵌段聚醚高分子的平均分子量可以是8400、10000、13000、14600、15000、15800、17000、19000、25000、28700、32000、35000、39500、42000、48000、54000、55000、60000、63700、68000、72000、75000、79200、84000、88000、91300、94000、98000。

7、在一種可能的實施方式中，所述的嵌段聚醚高分子為鋰吸附劑前驅(qū)體質(zhì)量的0.5～5wt％。

8、在一種可能的實施方式中，所述粘結(jié)劑為高分子粘結(jié)劑；

9、可選的，所述高分子粘結(jié)劑的mw＝1*105～15*105；

10、可選的，所述粘結(jié)劑包括聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、醋酸纖維素、羧甲基纖維素、殼聚糖、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚氨酯、聚苯乙烯中的一種或幾種；

11、可選的，所述粘結(jié)劑用量為鋰吸附劑前驅(qū)體質(zhì)量的10～50wt％。

12、在一種可能的實施方式中，鋰吸附劑前驅(qū)體滿足以下條件中的至少一項：

13、(1)選自鋁系鋰吸附劑前驅(qū)體、鈦系鋰吸附劑前驅(qū)體或錳系鋰吸附劑前驅(qū)體；

14、可選的，所述鋁系鋰吸附劑前驅(qū)體為xlicl·2al(oh)3·nh2o，x＝0.4～1.0，n＝0～10；

15、可選的，所述錳系鋰吸附劑前驅(qū)體為li(h)mn2o4、li(h)1.6mn1.6o4或li(h)1.33mn1.67o4；

16、可選的，所述鈦系鋰吸附劑前驅(qū)體為li(h)2tio3或li(h)4ti5o12；

17、(2)所述的鋰吸附劑前驅(qū)體的粒徑為0.5～100μm，可選為1～10μm。

18、第二方面，本發(fā)明提供了一種鋰吸附劑的制備方法，包括：

19、將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子混合，造粒得到粒料；粒料硬化后去除有機溶劑，制得所述鋰吸附劑。

20、在一種可能的實施方式中，將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子混合的步驟還包括加入添加劑；

21、可選的，所述添加劑用量為鋰吸附劑前驅(qū)體質(zhì)量的0.1～5wt％；

22、可選的，所述添加劑包括聚乙烯醇、pvp?k30、pvp?k60、pvp?k90、peg-200、peg-400、peg-1000、peg-2000、peg-6000、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸氫鉀、碳酸鉀、吐溫80、司班40、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、雙-(3-(三乙氧基硅)-丙基)-四硫化物中的一種或多種。添加劑可起致孔和/或改善表面活性的作用，進一步提高對鋰的吸附性能。

23、在一種可能的實施方式中，將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子在加熱的條件下混合；

24、可選的，所述加熱的溫度為25℃～150℃，可選為60℃～100℃。

25、在一種可能的實施方式中，粒料硬化為將所述粒料在凝固浴中浸泡硬化。一些實施方案中，所述凝固浴為水或有機溶劑的水或乙醇溶液；有機溶劑的水或乙醇溶液中的有機溶劑為n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、氯仿、二氯乙烷、乙酸乙酯中的一種或幾種的混合物；所述有機溶劑的水或乙醇溶液的濃度為0～50％，優(yōu)選為0～20％。

26、在一種可能的實施方式中，所述的有機溶劑包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、氯仿、二氯乙烷、乙酸乙酯中的一種或多種；

27、可選的，所述有機溶劑用量為粘結(jié)劑與鋰吸附劑前驅(qū)體總重量的40wt％～100wt％。

28、第三方面，本發(fā)明提供了一種鋰吸附劑或根據(jù)上述方法制得的鋰吸附劑在對鹽湖鹵水中的鋰離子進行吸附提取中的應用。

29、一些實施方案中，將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子混合采用的混合設(shè)備選自捏合機、密煉機、攪拌機中的一種。

30、一些實施方案中，造粒采用的擠出機選自單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機和活塞式擠出機中的任一種。

31、本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點：

32、1.本發(fā)明鋰吸附劑原料包括鋰吸附劑前驅(qū)體、粘結(jié)劑和嵌段聚醚高分子；所述嵌段聚醚高分子為聚乙二醇與聚丙二醇的三嵌段共聚物；所述嵌段聚醚高分子的平均分子量為8000～100000；所述嵌段聚醚高分子中重復單元-och2ch2-和-och(ch3)ch2-的摩爾比為7：3～3：7。

33、本發(fā)明鋰吸附劑中含有雙親性的嵌段聚醚高分子，使得鋰吸附劑具有一定親水性，即鋰吸附劑具有良好的浸潤性，可以使鋰吸附劑在較短時間內(nèi)潤濕大量孔道，從而縮短鋰離子的傳質(zhì)時間，提高提鋰速率；同時因為引入雙親性聚合物可使粘結(jié)劑的粘結(jié)作用更強，鋰吸附劑前驅(qū)體粉體更不容易掉落，耐磨性和強度變高，從而使得吸附劑循環(huán)使用壽命變長。且本發(fā)明限定的嵌段聚醚高分子不溶于水，可避免鋰吸附劑制備過程中或?qū)}湖鹵水提鋰的過程中被水溶解去除，保障鋰吸附劑長期循環(huán)使用時的性能。

34、2.嵌段聚醚高分子為鋰吸附劑前驅(qū)體質(zhì)量的0.5～5wt％。用量限定在此范圍內(nèi)，可使鋰吸附劑同時具有較好的親水性和耐磨性。

技術(shù)特征：

1.一種鋰吸附劑，其特征在于，原料包括鋰吸附劑前驅(qū)體、粘結(jié)劑和嵌段聚醚高分子；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰吸附劑，其特征在于，所述的嵌段聚醚高分子為鋰吸附劑前驅(qū)體質(zhì)量的0.5～5wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰吸附劑，其特征在于，所述粘結(jié)劑為高分子粘結(jié)劑；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰吸附劑，其特征在于，鋰吸附劑前驅(qū)體滿足以下條件中的至少一項：

5.一種權(quán)利要求1-4任一項所述的鋰吸附劑的制備方法，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰吸附劑的制備方法，其特征在于，將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子混合的步驟還包括加入添加劑；

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰吸附劑的制備方法，其特征在于，將有機溶劑、粘結(jié)劑、鋰吸附劑前驅(qū)體、嵌段聚醚高分子在加熱的條件下混合；

8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項所述的鋰吸附劑的制備方法，其特征在于，粒料硬化為將所述粒料在凝固浴中浸泡硬化。

9.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項所述的鋰吸附劑的制備方法，其特征在于，所述的有機溶劑包括n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、氯仿、二氯乙烷、乙酸乙酯中的一種或多種；

10.權(quán)利要求1～4任一項所述鋰吸附劑或根據(jù)權(quán)利要求5～9任一所述方法制得的鋰吸附劑在對鹽湖鹵水中的鋰離子進行吸附提取中的應用。

技術(shù)總結(jié)
一種鋰吸附劑及其制備方法和應用，屬于鹽湖提鋰技術(shù)領(lǐng)域，克服現(xiàn)有技術(shù)中鋰吸附劑普遍存在的吸附效率低、循環(huán)使用壽命不長的缺點。本發(fā)明鋰吸附劑原料包括鋰吸附劑前驅(qū)體、粘結(jié)劑和嵌段聚醚高分子；所述嵌段聚醚高分子為聚乙二醇與聚丙二醇的三嵌段共聚物；所述嵌段聚醚高分子的平均分子量為8000～100000；所述嵌段聚醚高分子中重復單元?OCH<subgt;2</subgt;CH<subgt;2</subgt;?和?OCH(CH<subgt;3</subgt;)CH<subgt;2</subgt;?的摩爾比為7：3～3：7。本發(fā)明鋰吸附劑具有較高的提鋰速率和耐磨性。

技術(shù)研發(fā)人員：翟振強,董冰洋,歐洋,趙偉國
受保護的技術(shù)使用者：萬華化學集團股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6