锂铝层状吸附剂超低品位卤水提锂冲洗和解吸过程
2021-08-21钟静陆旗玮林森于建国
钟静,陆旗玮,林森,于建国
(1华东理工大学国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心,上海 200237;2华东理工大学资源(盐湖)过程工程教育部工程研究中心,上海 200237;3上海国玻汽车科技有限公司,上海 200131)
随着锂电池、电动汽车行业的蓬勃发展,锂的需求日益增长[1-3]。根据2020年美国地质勘探局的报告,世界锂储量可接近8000万吨,其中卤水中锂资源占65%[4]。而我国卤水中锂资源占据已探明储量的80%以上[5]。尽管我国卤水中锂储量丰富,但品位普遍较低、镁锂比高、组成复杂,例如我国青海省察尔汗盐湖老卤中锂浓度仅为399mg/L,而镁锂比则高达300左右[6-8],因此开发低品位卤水锂资源的高效提取技术对我国能源安全具有重要意义。
现有研究表明锂铝层状吸附剂能够从低品位、高镁锂比卤水中有效吸附提取Li+[9-17]。锂铝层状吸附剂的结构可视为Gibbsite的衍生结构,即由Al-O八面体共边形成主体板层[9,18-20]。其中Al3+占据其中三分之二的Al-O八面体空穴,剩余三分之一的Al-O八面体空穴由Li+占据。由于Li+的插入致使主体板层带正电,为平衡电荷,阴离子插入到层间,而主客体间靠氢键、静电力以及范德华力结合[21-23]。前期试验表明,Li/Al-LDHs吸附剂可在中性条件下通过去离子水解吸。当Li/Al-LDHs吸附剂脱出部分Li+后将在吸附剂中形成Li+吸附活性位,但是当Li+过度脱出时,吸附剂将直接转化为Gibbsite的晶型从而导致吸附剂的Li+吸附性能下降[24]。因此使用Li/Al-LDHs作为吸附剂提锂时,需要对吸附剂的解吸极限条件进行控制。
国内外针对铝盐锂吸附剂盐湖提锂的工艺已有一定研究。……
