仵 档,秦冬玲,孙朋飞,王亚杰,刘旻霞,杨 刚

(南京工业大学 材料化学工程国家重点实验室,江苏 南京 211800)

锂是原子半径最小的碱金属,也是密度最小的金属，具有独特物理化学性质的锂及其化合物在日常生活和科技发展中有着广泛应用,如电池、合金、陶瓷、核工业、医药、润滑油等行业[1-5]。中国的锂资源79%以上存在于盐湖卤水中,矿石锂储量相对较少,综合开采盐湖中储藏的锂资源已成为锂行业的热点。但我国盐湖卤水中Mg2+含量过高,镁锂比甚至高达500以上,使得Li+难以提取[6-7]。传统的共沉淀法只适用于镁锂比较低的体系,溶剂萃取法则需要使用大量的有机溶剂,存在污染环境、腐蚀设备等问题[8-9]。偏钛酸型锂离子筛因吸附容量大、稳定性高等优点受到人们广泛的关注。

1988年,日本科学家Onodera等[10]研究发现Li2TiO3经酸洗后对Li+有很好的选择性。之后,Chitraka等[11]、Lawagon等[12-13]、闫树旺等[14]、钟辉等[15]、李骁龙等[16]、张丽芬等[17]分别对钛系离子筛进行了研究,并取得了显著的成果。钛系离子筛虽然具有很多优势,但其呈粉末状,在循环操作过程中粉体流失较为严重,回收成本高,难以在实际生产中应用。为了解决这一问题,研究人员采用成膜[18-19]、造粒[20-22]、发泡[18,23]等方法对离子筛成型进行了研究,其中造粒法的研究最为广泛。肖国萍等[21]采用不同量的聚氯乙烯(PVC)作为黏结剂对LiMn2O4进行造粒研究,其对Li+的静态吸附量为2.50 mmol/g,吸附速率常数为1.03×10-5s-1,吸附速率较慢,受颗粒扩散控制。刘文涛等[22]以PVC为骨架对Li1.5Ti1.625O4离子筛进行造粒,PVC质量分数为15%时,对油田卤水中Li+吸附量为11.54 mg/g,吸附量较小。……