本技术涉及一种铝基吸附剂的电化学制备方法及其应用。该方法利用铝板作为电极,在通电加热条件下,通过精确控制温度、反应时间和pH值,制备出具有特定铝锂比例的铝基吸附剂。
背景技术
锂作为世界上最轻的金属,因其在化学化工,医学,航天冶金以及储能电池等领域的重要作用,具有极强的战略价值。据统计,为了实现可持续的绿色发展,2021年全球锂产量为54万吨,预计到2030年全球年产量将升至150万吨,但相应的需求量也将超过300万吨,当前的全球锂资源仍处于供小于求的局面。
随着全球绿色节能的倡导和电动汽车领域的高速发展,传统的固态锂资源锂矿石如锂辉石锂云母等已经很难满足对锂资源日益增长的需要,由此开启了对盐湖卤水中锂资源的开发,且卤水生产锂盐的成本较矿山开采更低,当前盐湖卤水中的锂资源在全球锂资源总量中能达到70%,所以对于盐湖提锂的工艺研究至关重要。
当前盐湖提锂的主要方法主要包括化学沉淀法、膜分离法、电渗析法、萃取法以及吸附法。其中吸附法因其回收率高,离子选择性强,吸附速率快等优势具有很强的发展前景,而铝基吸附剂是当前从盐湖卤水中提锂中唯一的得到产业化应用的吸附剂。
近年来,有关铝基吸附材料的制备报道较多,如公开号CN 117753378 A的中国专利直接将水溶性的铝盐和锂盐配置成混合溶液,再滴入强碱性溶液,经陈化,干燥后得到铝系前驱体,再将得到的铝系前驱体与阳离子型线性聚合物混合加热得到吸附剂成品。此种方法制备的吸附剂具有极高的吸附容量。但该专利的制备流程较为繁琐,制备的时间较长,对设备的精度要求较高。
公开号CN 117916016 A的中国专利报道将铁盐、铝盐、亚铁盐和亲水有机聚合物以及溶剂混合之后直接通过静电喷雾装置滴入含锂盐的碱性混合溶液,之后得到的微球为铝基吸附剂。此种方法制备的铝基吸附剂具有磁性,吸附之后无需进行抽滤固液分离,操作简便。但该专利的制备方法操作较为困难,对设备和操作的精度要求较高,不太适用于产业化。
公开号CN 117753370 A的中国专利将水溶性的锂盐、铝盐和硅烷氨基酸混合后加入到碱性溶液中,陈化处理后得到铝基吸附剂。此种方法制备的铝基吸附剂循环吸附容量高,性能稳定,可多次循环利用。但该专利的制备方法比较复杂,操作繁琐,制备的时间较长,成本较高。
公开号CN 117960128 A的中国专利将碱性的多聚物溶胶溶液雾化滴入含铝盐锂盐的混合溶液中,干燥洗涤后得到凝胶微粒,再将得到的凝胶微粒加入到交联剂与去离子水制成的交联溶液中得到微球吸附剂。此种方法制备的铝系锂离子筛吸附剂吸附容量大,稳定性好,操作简单。但该专利的制备方法的成本较高,制备的时间较长,不太适用于大规模的工业生产
综上,当前化学法生成的铝基吸附剂大多步骤复杂,影响因素较多,制备时间长,而且成本也比较高,不可避免地减缓了铝基吸附剂产业化的进程。因此,针对以上问题,亟需一种新的铝基吸附剂合成方法来减少合成步骤并优化反应条件,降低成本,加快铝基吸附剂的产业化进程。
实现思路