本发明属于化工分离,具体涉及一种提锂树脂及其制备方法和应用、含锂料液中锂的回收方法。
背景技术:
1、锂是一种重要的稀有金属,因其密度小,电化学活性强等优异物理化学性能而广泛应用于电池、冶金、航空航天、医药、军事等领域。在以高能锂电池为代表的新能源技术革命以及锂铝合金、受控热核聚变等新兴科技带动下,全球市场对锂的需求量迅速增长,锂资源在全球的地位逐渐提升。
2、目前li2co3主要是由浓缩后的富锂溶液与碳酸钠反应得碳酸锂和沉锂母液,由于li2co3溶度积较大,体系中锂沉淀率一般只有70~80%。而传统沉锂母液中锂的回收方法是先用硫酸对沉锂母液进行中和处理去除co32-,然后再对中和后的沉锂母液进行蒸发浓缩、结晶分离出无水硫酸钠后,进行二次沉锂;但由于该沉锂母液中杂质离子na+、k+含量较高,只能生产价值较低的工业二级碳酸锂产品,这是目前锂行业长期存在并未解决的问题。因此改进、升级现有碳酸锂生产技术迫在眉睫。
3、针对沉锂母液中锂与其他碱金属离子的分离,目前专利文件cn115786735a、cn112342405a报道了β-双酮-有机膦萃取体系从碱性溶液中萃取锂的方法,专利文件cn115433830a报道了水杨酸烷基酯-有机膦萃取体系从碱性含锂溶液中萃取锂的方法,取得了较好的分离效果,但是上述萃取体系在萃取金属离子负载量较高时极易出现分相困难的情况,从而限制了β-双酮/水杨酸烷基酯-有机膦萃取体系的大规模工业化应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种提锂树脂及其制备方法和应用、含锂料液中锂的回收方法,本发明提供的提锂树脂能够克服相分离困难的问题,提取效果好。
2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
3、本发明提供了一种提锂树脂,包括树脂和分布于树脂中的离子交换剂;所述离子交换剂为水杨酸烷基酯;
4、所述提锂树脂为多孔球状或类球状,粒度为100~200目。
5、优选地,所述树脂为聚苯乙烯树脂;
6、所述水杨酸烷基酯包括水杨酸辛酯、水杨酸丙酯、水杨酸丁酯、水杨酸戊酯和水杨酸己酯中的一种或多种;所述提锂树脂中离子交换剂的质量百分含量为10~60%。
7、优选地,所述提锂树脂的孔体积为2ml/g以上,比表面积为500m2/g以上,平均孔径为10nm以上。
8、本发明还提供了上述技术方案所述提锂树脂的制备方法,包括以下步骤:
9、将单体、离子交换剂、交联剂、引发剂和致孔剂第一混合,得到有机相;所述离子交换剂为水杨酸烷基酯;
10、将分散剂、表面活性剂和水第二混合,得到水相;
11、将所述有机相和水相第三混合,得到反应液;
12、将所述反应液进行聚合反应,得到所述提锂树脂。
13、优选地,所述单体为苯乙烯;
14、所述交联剂为二乙烯苯;
15、所述引发剂为过氧化苯甲酰、偶氮二异丁氰、异丙苯过氧化氢或过氧化月桂酰;
16、所述致孔剂为硫氰酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、正丁醚或甲苯;
17、所述分散剂为明胶或聚乙烯醇;
18、所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠或曲拉通。
19、优选地,所述单体和交联剂的体积比为1:0.5~1.5;
20、所述单体和反应液的体积比为1:10~20;
21、所述有机相中离子交换剂的质量百分含量为10~60%。
22、本发明还提供了上述技术方案所述的提锂树脂或上述技术方案所述制备方法得到的提锂树脂在回收锂中的应用。
23、本发明还提供了一种含锂料液中锂的回收方法,包括以下步骤:
24、将含锂料液通入提锂树脂,进行吸附,得到吸附尾液和富锂树脂;所述提锂树脂为上述技术方案所述的提锂树脂或上述技术方案所述制备方法得到的提锂树脂;
25、将酸液通入所述富锂树脂,进行解吸,得到锂解吸液。
26、优选地,所述含锂料液中的锂浓度为0.05~10g/l;所述含锂料液的通入流速为2~5bv/h;
27、所述吸附尾液中的锂浓度和所述含锂料液中的锂浓度之比为1:10~100;所述吸附尾液中锂浓度达到0.005~1g/l时停止吸附。
28、优选地,所述酸液包括盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或多种;所述酸液的氢离子浓度为0.05~6mol/l;
29、所述酸液的通入流速为0.5~2bv/h。
30、本发明提供了一种提锂树脂,包括树脂和分布于树脂中的离子交换剂;所述离子交换剂为水杨酸烷基酯;所述提锂树脂为多孔球状或类球状,粒度为100~200目。本发明提供的提锂树脂能够作为锂回收过程中的萃淋树脂,不仅可以防止离子交换剂的损失,还可以有效克服液体萃取体系相分离困难的问题,提高提取率,降低能耗。并且该树脂可多次循环使用,大幅降低了运行成本。
31、本发明提供的回收方法流程简单,操作方便,既达到了溶剂萃取法的高选择性,又拥有离子交换法的设备简单、高效性的优点,能够提高回收率、降低能耗,且该过程不需要使用协萃剂和稀释剂,避免了有机溶剂挥发带来的环境问题。
1.一种提锂树脂,其特征在于,包括树脂和分布于树脂中的离子交换剂;所述离子交换剂为水杨酸烷基酯;
2.根据权利要求1所述的提锂树脂,其特征在于,所述树脂为聚苯乙烯树脂;
3.根据权利要求1所述的提锂树脂,其特征在于,所述提锂树脂的孔体积为2ml/g以上,比表面积为500m2/g以上,平均孔径为10nm以上。
4.权利要求1~3任一项所述提锂树脂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述单体为苯乙烯;
6.根据权利要求4或5所述的制备方法,其特征在于,所述单体和交联剂的体积比为1:0.5~1.5;
7.权利要求1~3任一项所述的提锂树脂或权利要求4~6任一项所述制备方法得到的提锂树脂在回收锂中的应用。
8.一种含锂料液中锂的回收方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.根据权利要求8所述的回收方法,其特征在于,所述含锂料液中的锂浓度为0.05~10g/l;所述含锂料液的通入流速为2~5bv/h;
10.根据权利要求8所述的回收方法,其特征在于,所述酸液包括盐酸溶液、硝酸溶液和硫酸溶液中的一种或多种;所述酸液的氢离子浓度为0.05~6mol/l;