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青海盐湖所对氢氧化铝基锂吸附剂从卤水中吸附锂的机理提出新认识
2018-11-09 | 编辑:编辑部 | 【  】【打印】【关闭

  锂是(shi)一种具(ju)有强电(dian)化(hua)学活性的金属元素,是(shi)国民经(jing)济和国防建设(she)中具(ju)有重要意义的新型(xing)能源和战略(lve)资源,被称为推动世(shi)界进步(bu)的能源金属。卤(lu)水锂资源占全(quan)球锂资源总量约2/3,以(yi)含(han)锂卤(lu)(lu)水(shui)为(wei)(wei)原(yuan)料制备(bei)锂产(chan)品(pin)比用锂矿(kuang)石为(wei)(wei)原(yuan)料制备(bei)锂产(chan)品(pin)成本低,含(han)锂卤(lu)(lu)水(shui)提(ti)锂越来越受关(guan)注,近年卤(lu)(lu)水(shui)提(ti)锂技术取(qu)得明(ming)显(xian)革新与进(jin)步(bu),卤(lu)(lu)水(shui)提(ti)锂企(qi)业也取(qu)得了可(ke)观的经济效益。 

  在高(gao)盐(yan)卤(lu)水(shui)中微量锂(li)与钾、钠、镁、钙等常量元素(su)伴生,对于锂(li)含量低(di)、镁锂(li)比高(gao)的盐(yan)湖卤(lu)水(shui),直接应(ying)用(yong)沉淀(dian)法(fa)(fa)等方法(fa)(fa)难度大、成(cheng)本高(gao),而吸附(fu)法(fa)(fa)是比较现实可(ke)行的方法(fa)(fa)之(zhi)一。氢氧化铝(lv)基锂吸(xi)附剂(ji)是(shi)采用吸(xi)附法从盐(yan)湖卤水中提锂时唯一得到产业化应用的(de)吸(xi)附剂(ji),该吸(xi)附剂(ji)的(de)吸(xi)附速(su)率和吸(xi)附容(rong)量适(shi)中,选择性(xing)和循(xun)环使用性(xing)能较好,制(zhi)备成本低。虽然氢(qing)氧化铝基锂(li)吸附(fu)(fu)剂(ji)在盐湖卤(lu)水提锂(li)中已经得(de)到了产业化应(ying)用,但对吸附(fu)(fu)机理并不(bu)十(shi)分清楚。 

  盐湖资源化学实验室吴志坚研究团队针对氢氧(yang)化(hua)铝基锂吸(xi)附剂的制备、吸附性能、吸附机理和吸附分离工艺开展了工作,综合分析(xi)了(le)氢氧(yang)化铝(lv)基(ji)锂吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)剂(ji)的(de)(de)(de)制(zhi)备、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)和脱附(fu)(fu)(fu)性能、吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)剂(ji)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)与脱附(fu)(fu)(fu)后的(de)(de)(de)结构与形貌变化,深入(ru)分析(xi)了(le)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)机(ji)理。锂离子很可能是以裸(luo)离子的(de)(de)(de)形式进(jin)入(ru)氢氧(yang)化铝(lv)层内的(de)(de)(de)八面体空(kong)腔内而被吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu),为(wei)平衡电荷,氯离子进(jin)入(ru)层间。筛分效应和锂离子与其它离子水合作用的(de)(de)(de)差异是吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)剂(ji)对锂有较好(hao)选择(ze)性的(de)(de)(de)主要(yao)原因。虽然Mg2+Li+的裸(luo)离(li)子(zi)半径很接近,但(dan)Mg2+所带电荷是Li+两(liang)倍,两种离子与水分子之(zhi)间的作用存在(zai)明显差(cha)异。Mg2+与水分子之间形成了(le)结(jie)合更紧密的络离子[Mg(H2O)6]2+,而Li+与水(shui)分子之间只能形(xing)成水(shui)合(he)数为5的水和离子,Mg2+水合作(zuo)用的自由能比Li+的(de)要大(da)4倍(bei)。在被吸附的过程中,Li+Mg2+更容易摆脱水分子而被吸附。详细(xi)内(nei)容参见(jian)《盐(yan)湖(hu)研究》2018年第(di)3期(qi)研(yan)究亮点”1-6 

      

  三水铝(lv)石八面体结构(a: (100)面投影,b: (001)面(mian)投影) 

    图(tu)片引(yin)自:Isupov V P, Chupakhina L E, Mitrofanova R P, et al. Synthesis, structure, properties, and application of aluminium hydroxide intercalation compounds[J]. Chemistry for Sustainable Development, 2000, 8: 121-127.

  吸附剂XRD(abc分别对应吸(xi)(xi)附前、吸(xi)(xi)附后(hou)、洗脱后(hou)的吸(xi)(xi)附剂) 

  图片引(yin)自(zi):董茜, 李燕杰(jie), 朴(po)香兰, . 铝盐吸(xi)附(fu)剂(ji)从(cong)盐湖(hu)卤水中(zhong)吸(xi)附(fu)锂的研究[J]. 稀有金(jin)属, 2007, 31(3): 357-361. 

 

         

    

    

 

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