偏鈦酸型鋰吸附劑的制備及性能研究.pdf

1、鋰及其化合物被廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、醫(yī)學(xué)、冶煉、核能、航空等眾多領(lǐng)域。我國(guó)有豐富的液態(tài)鋰資源,但是我國(guó)液態(tài)鋰資源中鋰含量比較低,而且鎂鋰比高,傳統(tǒng)的提鋰方法不適合用于此種鹽湖提鋰,因此有必要開發(fā)一種新的鋰吸附劑,用吸附法有效分離鹽湖鹵水中的鋰。本論文主要研究了偏鈦酸型鋰吸附劑的制備工藝及其吸附和洗脫再生性能,具體內(nèi)容如下:
　　 1.以混晶型二氧化鈦為鈦源、碳酸鋰為鋰源,無水乙醇為分散介質(zhì),采用高溫固相法合成偏鈦酸型鋰吸附劑前軀

2、體Li2TiO3,從鋰的抽出率、鈦的溶損率和相應(yīng)的鋰吸附劑的吸附性能對(duì)前軀體進(jìn)行考察,并用XRD和SEM等手段對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行表征,結(jié)果表明,在鋰鈦摩爾比為2、焙燒溫度為850℃、焙燒時(shí)間為24小時(shí)合成得到性能較好的純相單斜晶系偏鈦酸鋰。
　　 2.用鹽酸對(duì)偏鈦酸型鋰吸附劑前軀體進(jìn)行酸洗,制備得到偏鈦酸型鋰吸附劑:H2TiO3。研究了酸洗溫度、鹽酸濃度、酸洗時(shí)間、液固比等因素對(duì)鋰吸附劑前軀體酸洗性能的影響,以及酸洗時(shí)間對(duì)吸附容量的

3、影響。結(jié)果表明:在酸洗溫度60℃、鹽酸濃度0.25M、酸洗時(shí)間24小時(shí)、液固比100∶1的條件下,制備得到鋰吸附劑H2TiO3,此時(shí)鋰的抽出率為85.62％、鈦的溶損率為0.17％。
　　 3.研究了吸附時(shí)間、酸洗時(shí)間、液固比、pH、吸附溫度等因素對(duì)鋰吸附劑在純鋰溶液中的吸附性能,結(jié)果表明:鋰吸附劑在含鋰694mg·L-1的LiOH溶液以及含鋰87.5 mg·L-1和282.5 mg·L-1(pH=10.1的氨水-氯化銨緩沖體系

4、)的LiCl溶液中的飽和吸附容量分別為:39.8mg·g-1、30.9 mg·g-1、28.63 mg·g-1,鋰吸附劑對(duì)Li+的吸附過程符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,表明吸附過程主要為化學(xué)吸附;吸附過程符合Langmuir吸附等溫方程,吸附過程為單層吸附。
　　 4.鋰吸附劑吸附鋰后用鹽酸洗脫再生,研究了洗脫溫度、鹽酸濃度、洗脫時(shí)間等因素的影響,結(jié)果表明在洗脫溫度為60℃,液固比為100∶1,鹽酸濃度為0.25M、洗脫時(shí)間為2小時(shí)的條

5、件下進(jìn)行洗脫再生,此時(shí)鋰的脫附率為88.68％,鈦的溶損率為1.21％左右。
　　 5.研究了偏鈦酸型鋰吸附劑在鹽湖鹵水中吸附性能、循環(huán)性能以及其對(duì)金屬離子的選擇性,結(jié)果表明偏鈦酸型鋰吸附劑在鹽湖鹵水中吸附10天的吸附容量為20.78 mg·g-1;在鹽湖鹵水中循環(huán)吸附-脫附八次,結(jié)構(gòu)變化不大,吸附容量保持在14mg·g-1左右,脫附容量保持在14.5 mg·g-1左右,鈦的溶損率保持在1.2％左右。第一次吸附時(shí),鋰吸附劑對(duì)鹽湖