鋰型低硅鋁比X型沸石分子篩(Li-LSX)交換母液中鋰離子的回收.pdf

1、鋰被稱為“21世紀的能源金屬”,它在玻璃、陶瓷、冶金、紡織、橡膠、潤滑材料、醫(yī)療等傳統(tǒng)領域具有非常廣泛的應用。同時,航空航天、核能發(fā)電、高能電池、輕質(zhì)高強合金等高新技術領域?qū)︿嚨男枨罅恳苍诓粩嘣黾?。因?開展鋰的提取方法研究工作具有非常重要的現(xiàn)實意義。
　　 鋰型低硅鋁比Ⅹ型沸石分子篩(Li-LSX)是目前工業(yè)上廣泛采用的空氣分離吸附劑,它具有氮氧分離系數(shù)高、氮氣吸附容量大、容易脫附等優(yōu)點,在變壓吸附(PSA)空分制氧領域應用非

2、常廣泛。Li-LSX沸石分子篩通常采用離子交換法從相應的Na型沸石分子篩制得,工業(yè)上使用較多的方法是水溶液交換法,該方法具有交換條件溫和、易操作等優(yōu)點,但在交換過程中也存在鋰鹽利用率低以及回收困難等缺點。隨著鋰價格的上升,這種制備方法的成本也隨之升高,成為其在工業(yè)上應用的桎梏。
　　 最近我們課題組提出了一種液相交換與高溫固相交換相結合的新方法,這種方法在提高鋰離子交換度的同時,可以減少鋰鹽的使用量。為了降低成本,使該方法更趨完

3、善,本文進一步研究了如何從所交換的母液中(含Li+、Na+、Cl-)回收鋰離子的問題,以期達到降低Li-LSX沸石分子篩的生產(chǎn)成本、擴大其工業(yè)應用面的目的。具體研究內(nèi)容如下:
　　 1.以磷酸三丁酯(TBP)為萃取劑,200＃溶劑油為稀釋劑,在協(xié)萃劑FeCl3的作用下,對交換后母液中的Li(0.04mol/L)進行了萃取回收考察。系統(tǒng)研究了溫度、萃取時間、pH值、相比(有機相與水相的體積比)、TBP濃度、鐵鋰比(Fe3+與Li+

4、的摩爾濃度之比)以及Cl-濃度等因素對萃取過程的影響規(guī)律,并計算了萃取反應的焓變。結果表明TBP對Li+有很好的萃取效果,萃取率能夠達到85％以上,反應為放熱反應,鐵鋰比、Cl-濃度、pH值等因素對萃取率有重要影響。最佳萃取條件為:室溫、萃取時間為10～15min、pH值為2～3、相比為1、TBP體積分數(shù)為40～60％、鐵鋰比為2.5～4、Cl-濃度為6～8mol/L。
　　 2.以鹽酸為反萃劑,對萃取之后有機相中的Li+進行反

5、萃,詳細考察了反萃相比(有機相與酸相的體積比)、鹽酸濃度、溫度等因素對反萃過程的影響規(guī)律。結果表明,鹽酸濃度是影響反萃過程的關鍵因素,通過優(yōu)化反萃條件,反萃率可以達到85％以上。獲得了最佳反萃條件:相比為1、鹽酸濃度為5mol/L以上、溫度為室溫。
　　 3.對萃取劑的循環(huán)利用進行了初步探討,發(fā)現(xiàn)萃取劑經(jīng)二次循環(huán)后,可以使萃取階段的萃取率增加,但會使反萃階段的反萃率下降,反萃率下降的幅度(26％)大于萃取率增加的幅度(4％),因