锰系锂离子筛的制备及成型方式研究进展

近年来,随着科学技术进步和锂离子电池的大规模应用,市场对锂的需求快速增长。由于固体矿产锂资源有限,锂提取技术的重点已转移到盐湖卤水资源中,因此研究盐湖提锂技术具有重要价值。在现有的各种锂提取技术中,吸附法因其制备工艺简单,成为从盐湖卤水中回收锂的最有效、最环保的方法之一。而基于锂离子筛的吸附法因其吸附选择性高、再生性能好、低能耗和环保等优点被认为是最有前途的提锂方法。文章综述了锰系锂离子筛的结构特点和制备方法等该领域的最新研究进展,同时还着重讨论了锰系锂离子筛的成型技术和相关研究进展,并对离子筛工业应用中存在的不足进行了总结和展望。     

钛系离子筛用于盐湖卤水锂提取的研究进展

锂资源是国家战略资源,我国盐湖锂丰富,从盐湖中高效提取锂具有重大意义。在盐湖提锂的各种方法中,吸附法具有选择性高、经济性好、工艺成熟度高的优势,发展高性能的吸附材料是该方法的关键,其中钛系离子筛被认为是很有发展前景的一类吸附材料。全面综述了近年来钛系离子筛用于盐湖卤水提锂的研究进展,重点阐述了钛系离子筛的结构、吸附机理、合成与改性方法以及成型方法,对钛系离子筛应用中存在的问题进行了分析、归纳,对其未来发展方向进行了展望,以期充分挖掘钛系离子筛的优势,实现其在盐湖提锂中的规模化应用。     

吸附法分离盐湖卤水中锂的研究进展

锂及其化合物是重要的化工原料,因其优越和独特的性能,需求量逐年增加。锂矿床类型主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等固体型和盐湖型等液体矿。固体锂矿经过多年开发,采富弃贫,品质已临近经济下限,开发利用盐湖卤水和油田卤水中的锂资源日益受到重视。中国盐湖资源丰富,主要分布在青藏高原地区。盐湖中蕴藏着大量的锂资源,广泛应用于能源、化工、高科技等工业生产及居民生活领域,为保障资源供给和能源安全,分离盐湖中的锂资源十分迫切和必要。锂分离技术有吸附法、膜法、化学沉淀法、萃取法、结晶法、浮选法等,这些方法各有优势和不足,而吸附法适用于低品位、高浓盐、高镁锂比盐湖卤水中锂的分离。为此,总结了有关吸附法(电吸附)分离盐湖卤水中锂的原理、进展和优缺点,并总结和提出其发展方向。     

含锂卤水中锂资源高效利用与绿色分离的新型萃取体系

针对现有高镁锂比盐湖卤水、碳酸锂产业排放的碱性料液、废旧锂电池回收液等含锂溶液的萃取分离技术现状以及高效、清洁、高值化利用的重大需求及关键基础科学问题,设计合成出数十种酰胺类、磷酸酯类以及双酮类锂特效萃取剂,通过对该类萃取剂的表征与不同放大规模的研究,筛选出多个具有工业应用前景的锂萃取体系,研发出适合我国盐湖卤水锂资源特点的、经济上可行的具有自主知识产权的分离提取锂的新萃取体系与工艺,突破高镁锂比盐湖卤水提锂这一世界性技术难题。经过产业化应用研究,萃取法从高镁锂比盐湖卤水中分离提取锂的技术,在锂镁选择性分离以及资源高效利用率方面已经凸显出了比现有任何提锂工艺更加优异的效果,为我国盐湖资源高效、清洁、高值化利用提供科学依据,提升我国在盐湖锂分离领域的国际地位和竞争力。     

盐湖锂镁分离提取技术国际态势分析

我国盐湖资源丰富,对盐湖中的锂镁资源进行深度开发已经成为开发盐湖资源的研究热点之一。基于ISI WoK Thomson Innovation专利数据库(TI),利用TDA分析工具对盐湖锂镁分离提取技术领域专利文献进行分析,系统揭示盐湖锂镁分离提取技术的研发现状、热点以及技术分布与格局,最后根据分析结果对盐湖锂镁分离提取技术发展提出对策建议。     

青海盐湖锂资源开发现状及对提锂产业发展建议

中国正处在环境污染治理和产业结构调整的关键时期,发展新能源产业是应对能源和环境危机的必然选择;同时,锂资源储备和提锂技术直接影响到国家能源战略安全。中国科学院青海盐湖所经过二十年开发,目前已形成一套成熟的选择性离子迁移分离提锂技术,并经过了产业化和工业应用验证,核心技术达到国际领先水平。该产业化具有绿色、高效、低能耗、低物耗、低产品成本、高纯度等特点,技术通用性好,可推广应用到青海、西藏高海拔生态脆弱地区以及南美玻利维亚、阿根廷、智利等高镁锂比盐湖中锂的分离提取,在高钙镁地热水、油(气)田水提锂方面也有一定的应用潜力。     

含HCl四元水盐体系溶解度预测及其在工艺上的应用Ⅰ:HCl的Pitzer参数的获得

H,Li,Mg／Cl－H2O对体系的相平衡关系研究对于从锂的液体资源中有效的分离提取锂盐有重要意义。用实验的方法研究这样复杂的气－液－固多相体系是耗时费力、难度很大的工作。利用现代电解质溶液理论,开展这种体系的溶解度预测,显然有理论和实际意义。本文报导我们在这一方面的前期工作,即适用于高离子强度的HCl的Pitzer参数的获得的问题。文中给出了一些有意义的结果。     

从硫酸锂粗矿中分离富集锂的实验研究

针对从西藏查波措盐湖卤水中获得的硫酸锂粗矿,开展从该矿物中分离提取锂的研究。根据该矿物的组成,设计了去除与锂离子共存的镁、硫酸根等主要离子的工艺路线,通过除镁、硫酸根、钙等过程和蒸发浓缩、结晶分离等步骤,得到了杂质离子含量较低的富锂溶液。实验对除镁步骤的加水量、加料方式、反应时间、Ca O加入量等反应关键控制因素进行了考察,确定了较优的分离条件。     

LiMn2O4-PPy双电极高效协同电控提取盐湖锂离子

电控离子交换(Electrochemically switched ion exchange,ESIX)系统内对电极具有保持溶液电中性、增强提锂效果且使系统形成闭合回路的关键作用。在ESIX技术盐湖提锂过程中人们主要关注锂离子捕获电极,关于对电极的研究较少。而本文研究了不同类型对电极对ESIX系统提锂性能的影响。分别采用聚吡咯/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(PPy/C/PVDF)、活性炭/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(AC/C/PVDF)和石墨板电极作为ESIX系统中锰酸锂/导电炭黑/聚偏二氟乙烯(LiMn₂O₄/C/PVDF)提锂膜电极的对电极,考察了这3种ESIX系统在氯化物型高镁锂比模拟卤水(Mg/Li～50)中的提锂性能。结果表明,当PPy/C/PVDF作为对电极时可有效吸附卤水中Cl^-,且ESIX系统提锂性能最优,Li⁺吸附量为13.9 mg/g;当PPy/C/PVDF电极湿膜厚度增加至1 mm时,ESIX系统对Li⁺的提取率可达44.2%,Li⁺/Mg     

循环伏安法测定硼氢根离子

主要用圆盘Au电极的电化学循环伏安法定量分析强碱性溶液中BH4-的浓度。实验采用三电极体系,工作电极为Au电极,参考电极为Hg/HgO电极,分别用铂、石墨作辅助电极,测定了在碱性体系中,不同浓度NaBH4溶液的循环伏安图,得到相应浓度下峰值电流值,并讨论了在同一浓度下扫描速度对BH4-氧化电流的影响。实验还测量了以镍电极、铂电极为工作电极时溶液的循环伏安图,并与Au电极结果做了对比。结果表明,BH4-在Au电极上活性最高,Au电极做工作电极的三电极体系测量BH4-离子浓度是一种简单、快速的方法,在测定范围内(10-4～10-2mol/L)线性关系良好。