论文部分内容阅读
锰系锂离子筛具有Li+选择性高、吸附容量大和成本低等优点，是最具应用前景的锂吸附材料之一。但由于合成的离子筛为超细粉末，给连续操作带来许多困难，无法直接工业应用。针对此问题，本文选用不同成膜材料，制备锂离子筛复合膜，并比较了不同膜材料的结构与吸附性能。 分别采用PVC、PVC+PAN和PVC+PM为成膜材料，N，N-二甲基乙酰胺(DMAC)作为溶剂，相转化法制备锂离子筛复合膜，研究了制膜条件、材料共混比例、铸膜液浓度、Li4Mn5O12含量、膜厚以及成孔剂含量对膜结构及吸附性能影响。确定了较佳的PVC制膜条件:PVC浓度19.05％，Li4Mn5O12含量63.83％，PEG含量2.32％;共混膜制膜条件:共混比例(PVC∶PAN=10∶1、PVC∶PM=6∶1)，高分子膜材料浓度(PVC+PAN=16.28％、PVC+PM=19.05％)，Li4Mn5O12含量63.83％，PEG含量（PVC+PAN中为0％，PVC+PM中为4.44％），涂膜厚度0.3mm，涂膜速度30mm/s，涂膜后立即放至去离子水中进行膜固化分离。将所制得膜进行多次吸附-脱附实验，发现共混膜具有良好的循环稳定性。 通过对比三种膜的膜孔、机械强度、亲水性以及吸附性能，选取PVC与PM共混膜制备得到膜组件，以察尔汗提钾后老卤作为原料液，研究了吸附液浓度、吸附液操作流速、解吸液浓度以及解吸液操作流速对膜组件吸附-脱附效果的影响。 研究表明，将卤水稀释后使用可有效提高Li+的回收率。卤水吸附流速为0.54cm/min时，基本可以消除外扩散的影响。0.28-0.58mol/L HCl溶液适合作为解吸液，最佳解吸液流速范围为0.50-0.68cm/min。在5个吸附-脱附周期内，对Li+的吸附容量基本稳定，说明吸附剂具有较高的稳定性。因此锂离子筛复合膜在盐湖卤水提锂中有很好的应用前景。