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(jì)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(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。同時(shí),航空航天、核能發(fā)電、高能電池、輕質(zhì)高強(qiáng)合金等高新技術(shù)領(lǐng)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(shí)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?dú)馕饺萘看蟆⑷菀酌摳降葍?yōu)點(diǎn),在變壓吸附(PSA)空分制氧領(lǐng)域應(yīng)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(yīng)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(diǎn),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(diǎn)。隨著鋰價(jià)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(yīng)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(jié)合的新方法,這種方法在提高鋰離子交換度的同時(shí),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(jìn)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(dá)到降低Li-LSX沸石分子篩的生產(chǎn)成本、擴(kuò)大其工業(yè)應(yīng)用面的目的。具體研究?jī)?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(duì)交換后母液中的Li(0.04mol/L)進(jìn)行了萃取回收考察。系統(tǒng)研究了溫度、萃取時(shí)間、pH值、相比(有機(jī)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(duì)萃取過程的影響規(guī)律,并計(jì)算了萃取反應(yīng)的焓變。結(jié)果表明TBP對(duì)Li+有很好的萃取效果,萃取率能夠達(dá)到85％以上,反應(yīng)為放熱反應(yīng),鐵鋰比、Cl-濃度、pH值等因素對(duì)萃取率有重要影響。最佳萃取條件為:室溫、萃取時(shí)間為10～15min、pH值為2～3、相比為1、TBP體積分?jǐn)?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(duì)萃取之后有機(jī)相中的Li+進(jìn)行反

5、萃,詳細(xì)考察了反萃相比(有機(jī)相與酸相的體積比)、鹽酸濃度、溫度等因素對(duì)反萃過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明,鹽酸濃度是影響反萃過程的關(guān)鍵因素,通過優(yōu)化反萃條件,反萃率可以達(dá)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(duì)萃取劑的循環(huán)利用進(jìn)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(huì)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