一種從含鋰鹵水中提取鋰的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及金屬提取技術領域，尤其設及一種從含裡面水中提取裡的方法。
【背景技術】
[0002] 金屬裡和裡鹽產品在現代工業特別是高科技領域有著廣泛應用，近年來隨著裡離 子電池的快速發展，裡資源的應用需求更是逐年走高，裡資源的開發利用具有更廣闊的發 展前景。
[0003] 我國裡資源主要來源于礦石裡資源和面水裡資源，礦石提裡成本較高，所W裡資 源開發商開始集中于面水裡資源的開發。我國的面水裡資源包括海水裡面水、地下裡面水、 鹽湖裡面水等，其中鹽湖裡面水主要分布在青海、西藏，都屬于高海拔地區，一年中低溫雨 雪天氣居多，單依靠太陽能蒸發，年產量較低，產品級別較低。我國青海省雖然含裡面水資 源的儲量豐富，但由于儀裡比高，分離困難，因此裡面水資源開發比較晚。而且由于儀裡在 元素周期表中處于對角線位置，性能相近，儀裡分離一直W來都是一個世界性難題。目前含 裡面水開發常用的工藝方法有吸附分離法、般燒浸取法、沉淀法、溶劑萃取法等，但因含裡 面水雜質離子含量高，使得面水中提裡制備工業級碳酸裡(主含量<99.50%)工藝復雜，審U 備電池級碳酸裡(99.50% ^主含量<99.99%)，工藝流程更長，成本又略高1000-2000元/噸， 制備高純的裡產品（主含量含99.99%)更是難上加難。
[0004] 目前，含裡面水開發受技術瓶頸制約，產品級別低，國內裡產品在高端產品市場上 缺乏競爭力，為促進國內裡資源相關行業的快速持續發展，為提升國內裡產品的國際競爭 力，探索一種從面水裡資源制備高純裡產品的方法尤為重要。
[000引因此，現有技術還有待于改進和發展。
【發明內容】
[0006] 鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種從含裡面水中提取裡的方 法，旨在解決現有從含裡面水中提裡工藝復雜、成本高的問題。
[0007] 本發明的技術方案如下： 一種從含裡面水中提取裡的方法，其中，包括步驟： A、 將具有嵌裡活性的吸附劑經稀酸酸化0.^4h后裝入吸附柱，并置于含裡面水中，保 持吸附2~20h，吸附完成后得到嵌裡吸附劑； B、 將嵌裡吸附劑洗涂、80~120°C烘干后，于400~800°C熱處理0.5~化； C、 將熱處理后的嵌裡吸附劑、導電劑、粘結劑按照質量比例80~95:0.^5:4~15混勻，于 溶劑中攬拌均勻形成漿料，然后噴涂于網狀導電集流體上，制成陽極;將陽極與陰極銅棒、 電解液組成閉合回路形成電解池，電解池處于惰性氣體保護氛圍中； D、 向電解池的兩極施加電壓范圍為0.01~5V的直流電源，直流電源的電流強度為50~ 500A，使電解液中的裡離子在陰極銅棒上析出，同時嵌裡吸附劑中的裡離子進入電解液。 [000引所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟D之后還包括： E、用與粘結劑相溶的溶劑將脫裡后的吸附劑從網狀導電集流體剝離，洗涂、稀酸酸化 后，返回步驟A，循環利用吸附劑提取含裡面水中裡。
[0009] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟A中，所述具有嵌裡活性的吸附劑 為鉆酸裡、儘酸裡、儀鉆儘酸裡、憐酸鐵裡、鐵酸裡、氣憐酸饑裡、憐酸饑裡、抓酸裡脫裡后基 質中的一種。
[0010] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，所述稀酸為0.01~lmol/L的鹽酸、硫酸、 硝酸中的一種。
[0011] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟C中，所述導電劑為炭黑、碳纖維、 碳納米管、石墨締中的一種。
[001引所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟帥，所述粘結劑為PVDFXMC中的 一種。
[0013] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟C中，所述網狀導電集流體為泡沫 金屬、打孔金屬帶中的一種。
[0014] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，所述電解液的溶質為LiCl化、LiPFs、 LiAsF6、LiBF6中的一種，所述電解液的溶劑為PC、EC、DMC、DEC、EMC中一種或幾種。
[001引所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟帥，所述惰性氣體為N2、Ar中的一 種。
[0016] 所述的從含裡面水中提取裡的方法，其中，步驟D中，向電解池的兩極施加電壓范 圍為3~4V的直流電源，直流電源的電流強度為100~200A。
[0017] 有益效果:本發明利用具有嵌裡活性的吸附劑吸附含裡面水中的裡離子，再依據 裡離子電池充電原理，特定電壓范圍下電解池陰極析出金屬裡，實現從含裡面水中提取裡 的目的。相比于已有的沉淀法、吸附法、萃取法等傳統提取方法，本發明提取方法省卻了繁 瑣的反復富集、提純過程，流程短，成本更低。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明一種從含裡面水中提取裡的方法較佳實施例的流程圖。
【具體實施方式】
[0019] 本發明提供一種從含裡面水中提取裡的方法，為使本發明的目的、技術方案及效 果更加清楚、明確，W下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用W解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0020] 本發明提供一種從含裡面水中提取裡的方法，其包括步驟： A、將具有嵌裡活性的吸附劑經稀酸酸化0.^4h后裝入吸附柱，并置于含裡面水中，保 持吸附2~20h，吸附完成后得到嵌裡吸附劑； 優選地，所述步驟A中，具有嵌裡活性的吸附劑可W為鉆酸裡、儘酸裡、儀鉆儘酸裡、憐 酸鐵裡、鐵酸裡、氣憐酸饑裡、憐酸饑裡、抓酸裡脫裡后基質中的一種。即上述鉆酸裡脫裡后 基質、儘酸裡脫裡后基質、儀鉆儘酸裡脫裡后基質、憐酸鐵裡脫裡后基質、鐵酸裡脫裡后基 質、氣憐酸饑裡脫裡后基質、憐酸饑裡脫裡后基質或抓酸裡脫裡后基質均具有吸附含裡面 水中裡離子的活性。
[0021 ]優選地，稀酸為0.0 l~lmo 1/L的鹽酸、硫酸、硝酸中的一種。更優選地，稀酸為0.0 Ιο. 05mol/L 的鹽酸 ，稀酸酸化的時間為 0.2~0. 化 ，吸附時間為 4~ 化。
[0022] B、將嵌裡吸附劑洗涂、80~ 120°C烘干后，于400~800°C熱處理0.5~化； 所述步驟B具體為，完成吸附的嵌裡吸附劑洗涂，80~120°C烘干后，于馬弗爐中400~800 °C熱處理0.5~化，W穩定嵌裡吸附劑的晶格結構穩定性。優選地，于馬弗爐中500~700°C熱 處理^化，W進一步穩定嵌裡吸附劑的晶格結構穩定性。
[0023] C、將熱處理后的嵌裡吸附劑、導電劑、粘結劑按照質量比例80~95:0.1~5:4~15混 勻，于溶劑中攬拌均勻形成漿料，然后噴涂于網狀導電集流體上，制成陽極;將陽極與陰極 銅棒、電解液組成閉合回路形成電解池，電解池處于惰性氣體保護氛圍中； 優選地，所述步驟C中，所述導電劑可W為炭黑、碳纖維、碳納米管、石墨締中的一種。所 述粘結劑可W為PVDFXMC中的一種。網狀導電集流體可W為泡沫金屬(如，泡沫儀）、打孔金 屬帶中的一種。所述惰性氣體為化、Ar中的一種。更優選地，所述粘結劑為CMC。本發明電解 池中電解液充分浸潤噴涂有嵌裡吸附劑的陽極，利于提高裡的提取率。
[0024] D、向電解池的兩極施加電壓范圍為0.01~5V的直流電源，直流電源的電流強度為 50~500A，使電解液中的裡離子在陰極銅棒上析出，同時嵌裡吸附劑中的裡離子進入電解 液。
[00巧]優選地，所述電解液的溶質為LiCl化、LiPF6、LiAsF6、LiBF6中的一種，所述電解液 的溶劑為?(：、6(：、01(：、06(：、6]\?：中一種或幾種。
[0026] 優選地，所述步驟D中，向電解池的兩極施加電壓范圍為3~4V的直流電源，直流電 流強度為l〇〇~200A。
[0027 ] 所述步驟D具體為，向電解池的兩極施加電壓范圍為0.05 V (如，3~4V )的直流電 源，直流電流強度為50-500A(如，100~200A)，外加電壓使電解液中的裡離子在陰極銅棒上 析出，同時嵌裡吸附劑中的裡離子進入電解液，實現從含裡面水中提取裡的目的。
[0028] 本發明利用具有嵌裡活性的吸附劑吸附含裡面水中的裡離子，再依據裡離子電池 充電原理，特定電壓范圍下電解池陰極析出金屬裡，實現從含裡面水中提取裡的目的。本發 明提取含裡面水中裡的方法可用于不同組分的含裡面水中裡的提取，可直接制得產品級別 更具有競爭性的高純金屬裡。相比于已有報道的沉淀法、吸附法、萃取法等傳統工藝，本發 明方法省卻了繁瑣的反復富集、提取過程，流程短，成本更低。
[0029] 本發明還包括步驟： E、用與粘結劑相溶的溶劑將脫裡后的吸附劑從網狀導電集流體剝離，洗涂、稀酸酸化 后，返回步驟A，循環利用吸附劑提取含裡面水中裡。優選地，稀酸為0.01~lmol/L的鹽酸、硫 酸、硝酸中的一種。本發明具有嵌裡活性的吸附劑基質材料通過熱處理再生，可循環利用， 降低物品消耗，節約成本，減少對環境的污染。
[0030] 圖1為本發明一種從含裡面水中提取裡的方法另一較佳實施例的流程圖，如圖所 示，其包括步驟:含裡面水進行預處理，然后吸附得到吸裡后母液和嵌裡吸附劑，對嵌裡吸 附劑進行熱處理，接著通電脫裡得到金屬裡，并剝離吸附劑、離屯、洗涂，粉體吸附劑、吸附器 件，W循環吸附。
[0031 ]下面通過具體的實施例對本發明進行詳細說明。
[0032] 實施例1 將lOg具有嵌裡活性的Μη化經ο. Olmol/L的鹽酸酸化ο.化后裝入吸附柱，加入IL含裡鹽 湖面水，含裡鹽湖面水成分表如下表1，保持吸附化后，含裡面水中Li+濃度降至104mg/L，Mg2 +濃度降至15983.7mg/L，嵌裡活性的Mn〇2對Li +的吸附量為59.6 mg/g，對Mg2+的吸附量為 1.63 mg/g，然后將吸裡的LixMm化α=0.74)，洗涂、120°C烘干后，于馬弗爐中500°C熱處理 3h； 表1、含裡鹽湖面水成分表
將熱處理后的LixMn2〇4(X=0.74)、導電炭黑、CMC按照質量比例94