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近年来,锂作为一种新兴金属,在各个领域有着重要的应用,其需求量日益呈现高速增长的态势,促进了锂资源的大规模开发。现有提锂技术主要包括萃取法、膜分离法、煅烧法以及离子交换吸附法。从高镁锂比盐湖卤水中经济地提取锂长期以来一直是世界性难题。近年来,我国高镁锂比盐湖提锂技术取得了较大突破,在柴达木盆地分别采用选择性电渗析法、煅烧法和吸附法建立了万吨级的生产线,但目前只有青海盐湖所马培华等人开发的选择性电渗析法膜分离生产线达标达产。吸附法具有很高的选择性,直接从低品位原卤或母液中提取锂,收率可达90%以上,具有能耗低、物耗少等优点。锂吸附剂目前主要有两大类:锰系吸附剂和铝系吸附剂,氢氧化铝锂吸附剂因其价格低廉,可循环性能好,吸附-解吸条件温和,有着较好的应用前景。 由于传统固相制备方法较为复杂,本文采用水热合成法成功制备了氢氧化铝纳米材料。通过单因素实验对氢氧化铝纳米材料的合成条件进行了探索,确定了纳米材料合成的较优反应条件,并结合XRD、SEM、TEM、BET等多种手段,对材料的形貌和结构进行了表征,确定了最佳合成条件。同时,选用多种表面活性剂作为模版剂,初步探究了模版剂对氢氧化铝纳米材料结构的影响。 氢氧化铝纳米材料直接用于Li+的吸附,其吸附性能很差。本文通过Li+嵌入-形成活性位点,成功将合成的氢氧化铝纳米材料转变为具有较好吸附容量和较高吸附速率的氢氧化铝锂吸附剂。通过考察锂源(氢氧化锂、氯化锂)、锂溶液浓度、氢氧化铝用量和改性时间等实验条件对氢氧化铝的改性条件进行了考察,确定了以氢氧化锂为锂离子源,锂溶液浓度为0.1 mol/L,改性时间为12 h,氢氧化铝用量1 g为氢氧化铝改性的较优条件。所得氢氧化铝锂吸附剂的吸附容量比现有产品更大,操作5h-6h即可达到吸附-解吸平衡。使用盐湖卤水对氢氧化铝锂吸附剂的吸附性能及锂镁分离性能进行研究,发现该吸附剂具备一定的锂镁分离能力。对氢氧化铝锂吸附剂样品进行吸附机理分析,结果表明:氢氧化铝吸附Li+属化学吸附,首先Li+与氢氧化铝纳米材料反应,在表面形成水合铝酸锂,将Li+洗脱后在氢氧化铝表面留下稳定的锂吸附位点,从而起到吸附锂的作用。