三種鹽湖提鋰吸附劑

開發(fā)選擇性強、吸附容量大、長循環(huán)、適用特定鹽湖鹵水類型的吸附劑是鹽湖吸附提鋰的核心，其中有三大主流類型：鋁系的分子篩吸附劑，以及屬于離子篩吸附劑的鈦系、錳系吸附劑，目前實際得到商業(yè)化的是鋁系吸附劑。

其中，鋁系吸附劑主要是氫氧化鋁+氫氧化鋰或是 三氯化鋁/氫氧化鈉+氯化鋰等的結晶，錳/鈦系離子篩則是將無機化合物和鋰離子生成的復合氧化物，在不改變晶體結構的情況下將鋰離子抽除，從而形成有規(guī)則空隙結構的多孔前驅體、 在多種離子共存的情況下對鋰離子有記憶性。

在適用性上，鋁系吸附劑適用于分布廣泛的氯化物型鹽湖、以及硫酸鎂亞型鹽湖，僅需用淡水解析、吸附解析時間較短。但在氫氧根豐富的堿性鹽湖，鋁系吸附劑無法直接使用（除非 先在裝置中調整和改變鹵水的 pH 值和組分），需采用鈦系、錳系等離子篩吸附劑，但其對于設備材質的要求較高、需要酸來解析、且單周期吸附解析時間長。在吸附容量方面，錳系吸附劑具備核心優(yōu)勢，但目前商業(yè)化的掣肘在于尚未能解決易溶損的問題。

01
鋁系分子篩吸附劑

*成熟、產業(yè)化程度*高的鹽湖提鋰吸附材料。

鋁系吸附劑自上世紀 70 年代展開研究，美國陶氏率先成功將其制備，經過多代改良，已是目前較為成熟、且*得到產業(yè)化應用的吸附劑，在實際應用中，Livent（FMC Lithium）、 藍科鋰業(yè)、藏格鋰業(yè)先后實現(xiàn)了產業(yè)化。

鋁系吸附劑理論的粉體吸附容量約 20mg/g，造粒后的飽和吸附容量約 5~10mg/g 不等，在 實踐中的動態(tài)吸附容量約 2~5g/（l 根據鹵水組分不同、吸附劑的性能不同，該數(shù)據差異較大， 未來改進空間也較大），適用于 pH 值在 5-7 的氯化物或硫酸鎂亞型鹽湖，而在南美“鋰三角”、 中國青海，此類鹽湖鹵水的分布*為廣泛。

但若鹽湖內硫酸根和氯根的比值過高則容易導致 洗脫率下降、吸附容量越來越低。鋁系吸附劑的制備主要是將氫氧化鋁與氫氧化鋰或者氯化鋰等鋰源融合，形成插層化合物， 具有鋰離子的記憶效應，且吸附-解吸的過程具有可逆性，水洗即可實現(xiàn)吸附劑再生。有較好 的鋰選擇性、吸附結構穩(wěn)定、制備成本低、吸附速率快且無須使用酸堿試劑，但需要消耗大 量的淡水進行洗脫。




02
錳系離子篩吸附劑

理論吸附容量大，但溶損率高的問題尚未解決。

錳系離子篩研究始于 20 世紀 70 年代，通過鋰源和錳源合成，可應用于堿性鹽湖，但不能用于強堿性鹽湖，理論粉體吸附容量可達 50-60mg/g，目前部分產品造粒后的吸附容量約 4mg/g。得益于錳系氧化物的獨特尖晶石結構和三維網絡通道能對鋰具有良好的選擇性和吸附性，具有化學性質穩(wěn)定、吸附容量高、且成本較低的特點。

但核心問題在于，使用中錳的損失會讓 結構坍塌（錳溶損）進而導致容量銳減，其次洗脫劑需要采用鹽酸或者硫酸鈉作為洗脫劑， 廢液需要進行環(huán)保處理。目前中國部分的提鋰技術公司已可研發(fā)生產錳系吸附劑，但尚未出 現(xiàn)規(guī)模化的產業(yè)應用，材料改性更多集中于實驗室層面，我們認為未來錳系吸附劑在西藏鹽湖的開發(fā)上具備較大的應用前景。

錄入時間：2024/2/14 11:28:26 點擊次數(shù)：673