本技术介绍了一种新型Li-Al-CO3 LDHs吸附材料及其制备工艺。该工艺通过向铝电极施加恒定电流,利用电解质溶液进行电化学处理,制备出具有高效吸附性能的Li-Al-CO3 LDHs材料。
背景技术
锂金属广泛应用于电池、陶瓷、玻璃、润滑剂、制冷剂、核工业及光电等行业。随着手机、数码相机、电脑、移动电池等产品的不断发展,电池行业已成为锂的最大消费领域,其占比从2016年的35%上升至2023年的80%。同时,在节能减排的全球大趋势下,为减少气候变化的不利影响,人们尝试引入新能源电动汽车,以最大程度地减少化石燃料汽车的尾气排放。此外,新能源电动汽车因其绿色环保、节能低碳这一优势,将成为未来主要发展方向,而它的核心之一是新能源电池和动力电池材料,其关键原材料是电池级碳酸锂(Li2
CO3
)。
据报道,目前全球生产Li2
CO3
的原料70%来自盐湖卤水,30%来自硬岩型锂矿。我国是盐湖卤水锂资源大国,盐湖锂资源占全国锂资源的80%以上,约占世界盐湖锂资源的1/3。然而我国盐湖钙镁离子含量较高,难以高效、低成本提取出锂,因此,盐湖提锂技术的发展迫在眉睫。
目前国内主要运用以下几种方法进行盐湖提锂:如公开号CN105217665A中提供的沉淀法,公开号CN114645144A中提供的萃取法,公开号CN111377465A中提供的电渗析法,公开号CN117566804A中提供的煅烧法,这些方法技术成熟,被广泛运用于原始卤水高浓度锂资源的回收,但是对于Ca、Mg、Na等杂质较多、锂含量少的卤水提锂,其效果不佳。因此,具有富集比高、提锂产量高、成本低、选择性好的吸附法备受青睐。
常见的锂吸附材料主要分为钛基吸附材料(CN118497522A)、锰基吸附材料(CN118543334A)和铝基吸附材料(CN118531229A、CN118304853A),铝基吸附材料因其制备方便、选择性高、稳定性好、使用寿命长等优点,被广泛运用在盐湖提锂中。目前对于铝基吸附材料的制备,主要为共沉淀法(CN117753370A)和水热法合成(CN114053993A),其制备过程中需要使用大量化学试剂,合成一批次吸附材料反应时间长,在合成过程中耗能巨大。此外,这些吸附剂主要用于含高浓度MgCl2
的盐湖提锂,针对碳酸型的盐湖提锂,目前公开的信息较少。文献报道以LiCl、AlCl3
和尿素为原料,采用水热法合成了Li2
CO3
·4Al(OH)3
·3H2
O吸附剂,并运用在实际碳酸型盐湖提锂中(Journal of Colloid And InterfaceScience,2019,547217-223)。但是该方法存在化学试剂消耗量大、合成速率慢、反应能耗大的缺点。
因此亟需开发出一种高效便捷适用于碳酸型盐湖提锂的吸附剂。
实现思路