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文檔簡介
1、鋰是極其重要的能源金屬元素,我國鹵水鋰資源豐富,但鹽湖鹵水中的高鎂鋰比值,是鹵水提鋰的最大阻礙。H1.6Mn1.6O4是目前已知的吸附容量最大、選擇性高、性質(zhì)穩(wěn)定的鋰離子篩。從高鎂鋰比鹽湖鹵水和海水提鋰,鋰離子篩吸附法是最具前景的方法之一。但其粒徑很小,實際操作中極易流失。因此有必要在保證其優(yōu)良的吸附性能的前提下,對其進行成型改性,提高應(yīng)用性。
論文采用水熱-低溫固相合成鋰離子篩前驅(qū)體 Li1.6Mn1.6O4,經(jīng)過鹽酸洗脫得
2、到鋰離子篩H1.6Mn1.6O4。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和原子吸收光譜儀(AAS)對鋰離子篩進行表征,檢測并研究其吸附、解吸附性能。結(jié)果表明:鋰離子篩前驅(qū)體在鹽酸濃度為0.5 mol·L-1、洗脫溫度30℃、液固比為500:1(mL/g)、洗脫時間為12 h時,鋰的洗脫率在92%以上,錳的溶損率<2.0%,溶損率較低。鋰離子篩在低濃度的鋰溶液中首次吸附12 h即可達到26.0 mg·g-1的,最大可達34.
3、56 mg·g-1;鋰離子篩經(jīng)五次循環(huán)后吸附容量損失4.0%,表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性。
采用親水性的聚合物膜材料聚丙烯腈(PAN),通過相轉(zhuǎn)換法制備PAN-H1.6Mn1.6O4膜狀吸附劑,并通過SEM、Li+靜態(tài)吸附實驗、(NH4)2S2O8對鋰的洗脫實驗和鹵水中吸附實驗對膜的結(jié)構(gòu)和性能進行了研究。結(jié)果表明,PAN濃度為10 wt%,H1.6Mn1.6O4的負載量為50 wt%時,PAN-H1.6Mn1.6O4離子篩膜的吸附容量
4、為17.45 mg·g-1,達到粉末狀吸附容量的88.0%。以(NH4)2S2O8溶液為洗脫劑,當濃度為0.3 mol·L-1、液固比為600:1、時間為12 h時,鋰洗脫量為17.23 mg·g-1,錳溶損率僅為1.14%,低于鹽酸洗脫的錳溶損率。在含有大量Na+,K+,Mg2+和Ca2+離子的羅布泊老鹵鹵水中,鋰離子篩膜對Li+有很高的選擇性。其在模擬鹵水中的吸附量比純鋰溶液中的吸附量降低了34.4%,主要是由于Mg2+的競爭。在模
5、擬鹵水進行十次吸附-解吸循環(huán),吸附量從11.64 mg·g-1下降到10.94 mg·g-1,僅損失了6.0%,可見 PAN-H1.6Mn1.6O4膜吸附劑可用于富集鹵水中的鋰資源??傮w結(jié)果表明親水性載體對H1.6Mn1.6O4吸附容量影響較小,溫和的洗脫劑有利于鋰離子篩膜的化學(xué)穩(wěn)定性。
分別制備出球形顆粒、中空纖維膜、靜電紡絲膜和平板膜狀的PAN-H1.6Mn1.6O4吸附劑。通過在不同濃度的鋰溶液、不同溫度、不同時間和5次
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