论文总字数：21895字

摘 要

目前大多数研究集中于粉状吸附剂提锂性能研究，但粉状提锂吸附剂存在流动性差、粉体流失和回收困难等问题，制约了其工业化应用。本文分析了西藏麻米错盐湖卤水（简称西藏卤水）成分；以成型钛基锂离子筛（HTO-P）为提锂吸附剂，采用XRD、SEM对其进行表征；以西藏卤水为原料，考察吸附温度、固液比和吸附时间对HTO-P吸附提锂性能的影响。结果表明，西藏卤水中锂离子浓度为721mg/L，镁锂比为4.81，pH为8.26，卤水呈弱碱性；成型过程对HTO-P的XRD衍射峰强度无明显影响，HTO-P表面平整，仍维持颗粒状形貌；在吸附温度30℃、固液比5g/L和吸附时间24h条件下，HTO-P对西藏卤水中锂离子的平衡吸附量达到14.15 mg/g；HTO-P对锂离子的吸附动力学遵循拟二级速率模型，相关系数R²达到0.9974，表明其提锂过程为化学吸附过程。

关键词：钛基锂离子筛 西藏卤水 吸附提锂 平衡吸附量

Adsorption Lithium Ion Performance of Titanium-based Lithium Ion-sieve for Tibet brine

ABSTRACT

At present, most reports focus on the lithium extraction performance of lithium ion sieve powder, but lithium ion sieve powder has some problems such as poor fluidity, powder loss and difficulty in recovery, which restrict industrial application of lithium ion sieve. In this paper the components of Tibet Mamian Salt Lake brine (referred to as Tibet brine) were analyzed. The granulated titanium-based lithium ion sieve (HTO-P) was used to extract lithium ion and characterized by XRD and SEM. Using the Tibetan brine as raw material, effects of adsorption temperature, solid-liquid ratio, and adsorption time on the adsorption performance of HTO-P were investigated. Results show that concentration of the lithium ion in the brine is 721mg/L, the concentration ratio of Mg² to Li is 4.81, and the pH of the brine is 8.26 and a weak alkaline solution. The formation process has no obvious effect on the XRD diffraction peak intensity of HTO-P. The surface of HTO-P is flat and remains granular morphology. The adsorption lithium ion capacity of HTO-P for the brine reaches 14.15mg/g under adsorption temperature of 30°C, solid-liquid ratio of 5g/L and adsorption time of 24h. The adsorption kinetics of lithium ion on HTO-P followes the quasi-second-order rate model, and the correlation coefficient of R² reaches 0.9974, indicating that the lithium extraction process is a chemical adsorption process.

Key Words: Granulated titanium-based lithium ion sieve; Tibet brine; Solid-liquid ratio; Adsorption capacity

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 概 述 1

1.1 研究背景 1

1.2 盐湖卤水提锂的方法 2

1.2.1 沉淀法 2

1.2.2 液液萃取法 2

1.2.3 煅烧浸取法 2

1.2.4 膜分离 2

1.3 离子交换吸附法 3

1.3.1锰型离子筛 3

1.3.2钛型离子筛 4

1.4 锂离子筛的成型 5

1.4.1 造粒法 5

1.4.2 发泡法 6

1.4.3 制膜法 6

1.5本文主要研究内容 7

第二章 实 验 8

2.1 主要原料及仪器 8

2.1.1 原料及试剂 8

2.1.2 仪器及设备 8

2.2 溶液配制 9

2.2.1 盐酸标准溶液配制 9

2.2.2 硝酸溶液配制 9

2.3 分析与表征方法 9

2.3.1 ICP分析金属离子含量 9

2.3.2 离子色谱分析阴离子含量 9

2.3.3 XRD分析物相结构 9

2.3.4 SEM分析形貌 9

2.4钛基锂离子筛在西藏卤水中吸附提锂性能实验 9

第三章 结果与讨论 11

3.1西藏卤水成分分析 11

3.1.1 卤水物理性质 11

3.1.2 卤水中阳离子定量分析 11

3.1.3 卤水中阴离子定量分析 12

3.2钛基锂离子筛表征 12

3.2.1 XRD分析物相结构 12

3.2.2 SEM分析 13

3.3 HTO-P对西藏卤水的吸附提锂性能 13

3.3.1吸附温度对西藏卤水中锂离子吸附影响 13

3.3.2固液比对西藏卤水中锂离子吸附影响 14

3.3.3吸附时间对西藏卤水中锂离子吸附影响 15

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.2 展望 17

参考文献 18

致谢 23

第一章 概 述

1.1 研究背景

随着全球能源需求的增长以及能源的日益减少，锂已经成为21世纪能源和轻质合金的理想材料^[1]。锂拥有高的能量密度和独特的电化学性质，这是它需求稳步增长的主要原因^[2]。现在全球已经勘探的锂储量大概有6200万吨，锂主要应用领域为电池、陶瓷、玻璃、氢弹、医药行业。由于手机、笔记本电脑等电子设备的使用量增加，导致锂电池的市供需量增大。全球锂最终用户市场的分布如下：电池，陶瓷和玻璃，润滑脂，空气处理，保护渣粉，聚合物生产，初级铝生产和其他用途分别为35％、32％、9％、5％、5％、4％、1％和9％^[3]。

请支付后下载全文，论文总字数：21895字