超导磁吸附卤水提锂研究

以某盐湖提钾后老卤为研究对象,其中锂含量仅有0.15g/L,镁锂比达到800∶1。磁性铝系吸附剂的饱和吸附容量为4.3mg/g,提锂后吸附剂利用超导磁选机实现与卤水的固液分离,同步实现洗盐和解吸,最终得到含锂解吸液产品。研究表明,超导磁选机采用钢网片聚磁介质,背景磁场强度2 400kA/m,吸附剂浓度10%,下料速度10cm/s的情况下,吸附剂的截留率达到99%以上。在500mL淡水洗盐,1.5L淡水解吸,解吸液中Li^+0.28g/L,Mg^2+0.57g/L,全流程卤水中锂的回收率在80%以上;吸附剂在磁选机进行100次吸附解吸循环,吸附剂累计丢失8.9%。该工艺有一定的工业利用价值。     

CoPO_4离子筛卤水提锂热力学分析

通过同系线性规律对CoPO_4、Co_3(PO_4)_2及MeCoPO_4(Me=Li、Na、K、Mg_(0.5))等物质的Δ_fG~进行了估算,在热力学计算的基础上绘制了298.15K时Me-Co-P-H_2O体系的φ-pH曲线,对锂离子电池材料LiCoPO_4的提锂过程进行了热力学分析,讨论了CoPO_4对盐湖中Na~+、K~+、Mg~(2+)与Li+的吸附行为差异。结果表明:CoPO_4/LiCoPO_4电极在水溶液(pH=4~11)中能稳定存在;在实际卤水的离子浓度下,控制电位为0.066~0.201V(vs SHE),CoPO_4材料能在含有大量Na~+、K~+、Mg~(2+)的盐湖卤水中选择性吸附Li~+;调节氧化还原电位大于0.201V(vs SHE),嵌锂态CoPO_4离子筛材料中的Li~+可逆脱出。     

磁性锂离子筛的制备及提锂性能研究

在Stober法的基础上采用二氧化硅对Fe_3O_4包覆钝化,使锂锰氧化物在二氧化硅界面生长,陈化、过滤、烘干、煅烧后生成Li_(1.6)Mn_(1.6)O_4@SiO_2@Fe_3O_4纳米锂离子筛前驱体。酸浸抽锂后得到磁性锂离子筛。SEM结合EDX测试表明,锂锰尖晶石相对均匀地包覆在钝化后的磁核表面,磁性离子筛的平均粒径为18.6nm。在配制的模拟卤水中,H_(1.6)Mn_(1.6)O_4对锂的平衡吸附量是8.78 mg/g,本文制备的H_(1.6)Mn_(1.6)O_4@SiO_2@Fe_3O_4对锂平衡吸附量可达6.01mg/g,除了Mg~(2+)平衡吸附量达到5.213 mg/g以外,其它离子的吸附量都在1.756mg/g以下,说明材料对Li~+的吸附有较好的选择性。用磁性锂离子筛开展反复吸附、脱附试验10次后,其对Li~+仍有良好的吸附效果,平衡吸附量稳定在5.1mg/g,锂解吸率在95%左右。磁性锂离子筛的饱和磁化强度为15.14emu/g,矫顽力为63.02G,可在外加磁场作用下实现与卤水的磁分离。     

用AI-9吸附剂从盐湖卤水中吸附锂的试验研究

研究了用AI-9吸附剂从盐湖卤水中吸附锂,考察了卤水温度、卤水中锂离子质量浓度、接触时间、进液方式对锂吸附率的影响以及吸附剂的破碎情况。试验结果表明:在卤水温度20℃、卤水中锂离子质量浓度较高(350mg/L)条件下,吸附接触10min,卤水以上进液方式运行,吸附剂的工作容量和工作效率都较高,且破碎率较低,可以满足从盐湖卤水中提取锂的工业生产要求。     

用吸附法从察尔汗盐湖卤水中提取锂

研究了用两步吸附法从察尔汗高镁低锂盐湖卤水中提取锂。将卤水用水稀释并用盐酸调整pH至4～6之间，先用自制的锂吸附剂吸附锂、镁，用水淋洗负载吸附剂，获得含锂、镁溶液，再用阳离子交换树脂吸附锂、镁，之后用1mol／L HCl或60g／L NaCl溶液淋洗锂，用3mol／L HCl或150g／L NaCl溶液淋洗镁。含锂淋洗液用Na2CO3沉淀可获得Li2CO3产品。该方法简单，易行，无环境污染，经济效益明显。     

层状锂铝氢氧化物吸附锂的性能试验研究

研究了采用喷雾干燥法和离子液体法制备不同形貌(球状和核壳状)γ-AlOOH前驱体，再采用机械化学法制备Li-Al层状吸附剂(吸附剂A,球状γ-AlOOH;吸附剂B,核壳状γ-AlOOH),借助XRD、SEM、FT-IR和N₂吸附—脱附技术对所制备吸附剂物相、结构、形貌等进行表征，考察了其对锂的吸附性能和机制。结果表明：吸附剂A和B的有效成分均为锂铝层状氢氧化物；不同形貌前驱体形成的吸附剂的层状结构不同；吸附剂A的比表面积大于吸附剂B;二者对锂的吸附过程均符合准二级动力学和Langmuir模型，最大吸附量分别为12.08 mg/g和9.89 mg/g,且吸附选择性较高。     

铝盐吸附剂从盐湖卤水中吸附锂的研究

用氢氧化铝和氢氧化锂制备铝盐吸附剂，研究了其对锂的吸附性能。结果表明，在Al（OH）3/Li（OH）摩尔比为2．0，酸洗时间3～4h．酸洗pH为5．8的条件下制备出的铝盐吸附剂，对锂离子的吸附性能稳定，吸附量可达到0．6～0．9mg．g^-1，而且对卤水中锂的选择性较高，对Mg^2＋，Na^＋，K^＋等金属离子基本不吸附。     

用微乳液从废催化剂浸出液中分离铝

研究了用皂化P507从废催化剂浸出液中萃取铝,再经硫酸反萃取、蒸发结晶制备水合硫酸铝,考察了萃取、反萃取过程中几种主要因素对Al~(3+)回收的影响。结果表明:以皂化率45%的25%P507+10%正戊醇+65%260~#溶剂油为萃取剂,在料液中Al~(3+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)质量浓度分别为2 g/L、50 mg/L和10 mg/L,料液pH=1.5,萃取相比(V_o/V_a)=1/1,萃取时间3 min条件下,Al~(3+)、Mg~(2+)、Ni~(2+)萃取率分别为99.35%、2.83%、0.56%;负载铝的有机相用硫酸反萃取,在硫酸溶液浓度3 mol/L、反萃取相比(V_a/V_o)=1/1条件下,Al~(3+)反萃取率为95.13%;该反萃取液以蒸发结晶法制备水合硫酸铝,其质量符合HG/T 2225—2010标准Ⅰ类产品要求。     

Mg和Na共掺杂对富锂正极材料结构和电性能影响研究

采用溶胶—凝胶法制备了Na和Mg共掺杂的无钴富锂锰基正极材料,通过透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、充放电测试仪和电化学工作站对所制备样品的形貌、结构和电化学性能进行了测试。结果表明,所有样品颗粒大小约100nm,呈近似球形,样品均无杂相峰出现,都具有良好的层状结构,Na~+和Mg~(2+)对Ni和Mn离子的氧化状态没有影响。LNi018具有最好的电化学性能,初始放电容量为225.5mAh/g,库伦效率为78.0%,循环250周后容量保持率为83.1%。LNi018样品中Ni含量相对于其它样品较少,Ni ~(2+)和Mg~(2+)的价态相同,离子半径近似(Ni ~(2+)6.9nm,Mg~(2+)7.2nm),在晶格中Mg~(2+)取代了Ni~(2+)的位置,同时较大半径的Na~+(10.2nm)增大锂层间距,使晶体结构在充放电循环过程中更加稳定,因而能保持较高的放电电压和容量。     

失效汽车尾气净化器催化剂浸出渣吸附Cu~(2+)、Cd~(2+)性能研究

以酸法处理失效汽车尾气净化器催化剂的浸出渣作为吸附剂,对废水模拟液中重金属Cu~(2+)、Cd~(2+)进行分离,考察了温度、pH、吸附剂用量和吸附时间对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附率的影响,得到了最优吸附条件:温度50℃、pH值5.5、吸附剂0.5g及吸附时间1h。在最优条件下,吸附剂对20mg/L的Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附率分别为99.95%、99.22%,对1g/L的Cu~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为99.61、42.17mg/g。浸出渣对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附均符合二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。     

利用多金属结核氨浸渣制备锂离子筛

分析了国内外盐湖卤水开发和锂离子筛吸附剂研究现状,提出以多金属结核还原氨浸渣为原料制备价格低廉的锂离子筛,所合成离子筛具备尖晶石结构,吸附容量12.84 mg/g。对实际卤水锂的吸附率大于95%,分配系数大小顺序为Li＋〉〉Ca2＋〉Mg2＋〉K＋〉Na＋,锂离子的分配系数达19000,而其他离子的分配系数小于5。     

富钛料制备H_2TiO_3型锂离子吸附剂及其吸附性能研究

以熔分钛渣提纯得到的富钛料为钛源,通过固相法合成了吸附剂前躯体β-Li_2TiO_3。前躯体Li_2TiO_3经酸洗脱出Li~+后制备得到H_2TiO_3型锂离子吸附剂。考察了前躯体Li_2TiO_3的合成温度,采用吸附动力学模型和Langmuir吸附等温方程研究了吸附剂的吸附性能。结果表明:当反应温度为750℃时,得到了具有良好结晶性的前驱体β-Li_2TiO_3。在Li~+浓度为2 g/L的LiOH溶液中,该吸附剂的Li~+吸附容量为28.51 mg/g。随吸附液的碱性增强,Li~+浓度升高,吸附剂的吸附容量增大。通过Langmuir吸附等温方程计算,得出该吸附剂的理论最大吸附容量为45.6 mg/g。     

钢渣负载羟基磷灰石复合材料对水溶液中铀的去除性能

采用溶胶—凝胶法制备出钢渣负载羟基磷灰石复合材料,并通过静态试验方法探讨pH、复合材料投加量、反应时间及铀初始浓度对复合材料吸附水溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明,复合材料对U(Ⅵ)具有较好的去除性能,在pH=4、投加量0.4g、反应时间120min的条件下,对初始浓度5mg/L的水溶液中U(Ⅵ)的去除接近完全,对应吸附量为1.25mg/g。复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程为化学吸附,符合准二级动力学模型(R~2=0.996 9);Langmuir吸附等温线模型拟合(R~2=0.999 1)表明,吸附过程为吸附剂表面上的单层吸附;且通过R_L(R_L 0.063)的计算表明,复合材料对U(Ⅵ)的吸附极其接近不可逆吸附。     

盐湖卤水锂萃取体系的性能研究

采用溶剂萃取法从盐湖卤水中提取锂,筛选出萃取剂为TBP,协萃剂为MIBK,共萃剂为FeCl_3,稀释剂为磺化煤油。优化萃取条件如下:40%TBP+20%MIBK+40%磺化煤油、O/A=2.5、n(Fe~(3+)/Li~+)=2.5、初始水相H+0.04mol/L。结果表明,单级锂萃取率为91.21%,镁萃取率为2.10%,锂镁分离系数为483.05。经化学法、红外吸收光谱法证实了新萃合物的生成,并通过斜率法初步推断其组成为LiFeCl_4·4TBP·MIBK。根据离子缔合萃取理论讨论了萃取过程,证实了该混合体系适合从高Mg/Li、低酸度的氯化物型盐湖中萃取锂。     

沉淀—胶溶法制备偏钛酸型锂离子交换剂研究

报道一种制备Li_2TiO_3的新方法—无机沉淀胶溶法。以硫酸氧钛为钛源、乙酸锂为锂源、过氧化氢为络合剂,经沉淀-胶溶制备钛-锂溶胶体系,再经干燥、煅烧、酸洗制备偏钛酸型锂吸附剂。采用FTIR、TG-DSC、XRD、SEM、ICP、Zetasizer Nano及旋转式黏度计等测试、表征手段,考察了各制备条件对溶胶体系稳定性、干凝胶及Li_2TiO_3显微结构特性及性能的影响。结果表明:乙酸锂为锂源,体系pH值为7,Ti~(4+)浓度为0.2 mol/L,经陈化24h,可得到黏度为7.3 m Pa·s,Zeta电位为-29.5 m V的稳定溶胶体系。红外光谱分析表明干凝胶中含过氧键;干凝胶较佳煅烧温度和煅烧时间分别为750℃、2 h,制备得到β-Li_2TiO_3,;将β-Li_2TiO_3用0.2 mol/L盐酸溶液进行酸洗制备得到偏钛酸型锂吸附剂H_2TiO_3,锂的酸洗率为85.31%,锂的再吸附容量为27.15 mg/g。     

磷酸铁锂正极废料选择性提锂制备电池级碳酸锂

废旧磷酸铁锂电池回收对减少环境污染与缓解锂资源压力有重要意义。传统废旧磷酸铁锂电池回收存在锂回收率低、废水处理成本高的问题。通过借鉴Li-Fe-P-H2O系E~pH图及磷酸铁锂电池充放电脱嵌锂的过程，提出采用“过氧化氢+硫酸”体系选择性回收锂。经XRD、SEM检测，提锂后橄榄石型的FePO4结构与原始LiFePO4相结构保持一致，微观形貌的变化也很小。优化条件下Li浸出率达98%以上，同时Fe、P的浸出率在0.1%以下。得到的锂浸出液经净化后成功制备出电池级的碳酸锂。     

新型二氧化硅基螯合树脂的合成与除铜性能研究

以色谱柱填料二氧化硅为原料,首先采用3-氯丙基三乙氧基硅烷对二氧化硅进行硅烷化反应,再在二氧化硅表面接枝多胺基线性聚合物聚乙烯亚胺(PEI),得到一种多胺基树脂(Si-PEI)。利用胺基与2-氯甲基吡咯的功能化反应,合成了一种用于硫酸钴电解液深度净化除铜的新型二氧化硅基氨基吡咯螯合树脂(Si-AMP)。红外、元素分析结果表明,二氧化硅表面成功引入了氨基吡咯官能团。从料液pH、吸附动力学及分离性能等方面考察了树脂对Cu2+、Ni 2+、Co2+的吸附性能。树脂在溶液pH 3.8时对Cu2+、Ni 2+、Co2+的最大吸附量分别为0.35mmol/g、0.25mmol/g、0.22mmol/g。模拟钴电解液静态吸附试验得到树脂对铜钴的分离系数达3 167,净化后溶液铜离子含量低于1mg/L。     

柚皮残渣制备活性炭对Cu2+吸附性能

以柚皮为材料,提取柚皮苷后残渣制备柚皮基活性炭（简称PPAB）,研究其在不同pH、投加量、吸附质浓度、时间、温度、粒径、解吸剂条件下对水中Cu2+的吸附性能.结果表明:在pH值为6,PPAB投加量4 g/L,溶液温度35 ℃,Cu2+初始浓度30 mg/L,吸附60 min,PPAB对Cu2+去除率94.47 %,最大吸附容量7.09 mg/g;0.25 mol/L盐酸脱附Cu2+效果较优,回收率98.21 %.吸附过程Langmuir等温式能较好拟合,此工艺下PPAB平均得率36.9 %,比表面积高达1 764 m2/g.柚皮基活性炭作为吸附剂处理低浓度重金属废水具有广阔前景.