离子筛型锂吸附剂的成型及其性能研究

摘要

比较了锂离子筛前驱体、离子筛、吸附锂后离子筛三者的XRD图谱，证明在离子筛原粉进行锂吸附和洗脱后其结构没有发生变化，均为尖晶石结构，只是晶胞大小略有不同；将前驱体进行重复酸洗会增加离子筛的损失，对提高离子筛纯度意义不大；扫描电镜分析得知离子筛的粒度在300nm-500nm间；测定了离子筛在pH=1、3、5、7、9、11的溶液中吸附量的变化规律：当pH从1变化到11时锂吸附量从0.7mg·g-1离子筛增大到16.55mg·g-1离子筛，因此pH值对锂离子筛吸附量的影响非常明显。 通过对以四甲氧基硅烷、高岭土、膨润土、凹凸棒土和聚氯乙稀为成型剂的造粒研究，选出了较佳的成型剂——聚氯乙稀。改变聚氯乙烯在吸附剂中的比例，测得当聚氯乙稀的含量为20％时，所得颗粒吸附剂在水中的损失率较低。选取0.45-0.90mm的吸附剂颗粒，进行吸附性能测试，得到在纯锂溶液中的吸附量为15.6mg·g-1吸附剂。改变洗脱剂即盐酸浓度，当盐酸浓度为0.50mol·L-1、0.20mol·L-1、0.05mol·L-1、0.02mol·L-1时，每种浓度下对锂离子的洗脱率都很高(85％以上)，但所得到的洗脱液浓度降低较快，从锰的溶损率角度考虑，0.05mol·L-1盐酸为较佳的洗脱剂浓度。对吸附剂颗粒进行循环吸附洗脱，四次循环后其吸附量略有降低，吸附量降低是由于离子筛的微量溶损造成的。 对合成出的吸附剂颗粒进行了海水提取锂离子试验。在试验条件下，其对海水中锂离子的吸附容量为5.68mg·g-1吸附剂，高于此前日本报导的4.80mg·g-1的吸附量；以0.05mol·L-1盐酸为洗脱剂，得到了比海水中锂离子浓度高200倍的富锂溶液，且溶液中几乎不含其它阳离子；通过条件试验证明，当溶液中存在Na+、K+时吸附剂的吸附量与在纯锂溶液中的吸附量接近，而Mg2+存在时吸附量降低了近一半。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

第一章：前言

第二章：文献综述

§2-1引言

§2-2世界锂资源开发现状及需求趋势

§2-3提锂技术研究进展

§2-4离子筛型氧化物吸附机理研究

§2-5离子筛原粉的造粒研究现状

§2-6本课题的研究目的与意义

第三章：试验研究

§3-1试验原料与装置

§3-2试验研究内容

§3-3试验分析方法

第四章：离子筛原粉性能的补充研究

§4-1离子筛原粉的XRD图研究

§4-2溶液pH对离子筛吸附量的影响

§4-3小结

第五章离子筛原粉的成型研究

§5-1成型剂的选择研究

§5-2以聚氯乙稀为成型剂的试验研究

§5-3本章小结

第六章粒状吸附剂海水提锂应用的初步研究

§6-1颗粒吸附剂在海水中的性能研究

§6-2海水中的阳离子对吸附性能的影响

§6-3本章小结

第七章结论

参考文献

附录A

致谢

攻读学位期间所取得的相关科技成果