锂离子筛H2TiO3吸附性能研究开题报告

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1. 研究目的与意义

对于锂吸附剂的研究还在探索阶段，还没有找到一种锂吸附剂对锂有大的吸附量，同时溶损小，结构稳定性好，而且吸附剂一般是粉体，其流动性和渗透性 较差，工业应用时常需制成粒状应用，导致其吸附性能下降。

由于解决造粒和溶损的相关技术尚不成熟，而且交换速度慢，离子筛型氧化物吸附剂目前还处于实验室研究阶段。

本文制备偏钛酸型锂离子筛，旨在提高提锂的吸附容量。

2. 国内外研究现状分析

1. 研究背景

著名化学家阿尔费特逊在实验室研究分析一种矿石的成分时偶然发现了一种新成分，那就是现在的锂。自然界中最轻的金属是锂，密度为0.5349/cm³，熔点为180.54℃，沸点为1342℃，由两种稳定的同位素6li 和7li组成。锂具有极高的战略价值，被人们称为金属味精、新世纪能源金属和促进世界发展的金属。锂元素在玻璃、石油、核发电丶冶金工业、纺织工业、合成橡胶、轻金属焊接、医药、运输行业、轻金属焊接、润滑材料、空调及制冷装备丶非金属矿物表面改性、高能电池、空调及制冷装备和军需等领域得到成功的利用^[1]。锂在全世界的军民工各大行业都是极为重要的稀有金属之一。将来绝对有巨大的应用价值。在它的优异的核性能被发现之后，锂成为了举世瞩目的金属。因为他在核能工业上的独特性能，被人们称为高能金属。二十一世纪以来，世界上的锂一直供大于求，很稀缺。但锂工业发展也并没有一帆风顺，随着世界对锂产品的不断深入开发，国际市场锂需求量只增不减，导致锂产品价格急剧攀升，锂盐工业也发展迅速。为了迎合市场，锂产品的生产主要向深加工和高附加值产品这两个方向发展，并且这趋势越来越明显。我国政府本世纪以来很重视这些高新技术产品的开发，并且投入了大量资金来进行开发研制和产业化锂的生物必需性及人体健康效应。锂是非常有效的情绪稳定剂。虽然世界上开发了新的情绪稳定剂，但锂目前依然是治疗狂躁症及预防管理的最有效措施之一。经过世界上众多科学家不断研究证明，锂对动物和人具有有益作用且是人体的必须功能元素之一。缺锂的动物很可能会出现寿命缩短、生殖异常、行为改变这些异常情况。

2. 锂提取方法

2.1 锂矿石的提锂方法

固体矿床主要是伟晶岩，锂矿石是不能够直接利用的，必须经过一系列特定的工业流程制取成锂化合物然后冶炼成金属锂。首先要提取出含锂精矿,将锂矿石先破碎然后细磨最后利用浮选工艺提取出精矿，其主要浮选工艺的步骤为选矿、提取和加工。现在有几种成熟的选矿工艺,主要有手选-磁选、浮选-重选-磁选、浮选-磁选、选矿-化学处理、选-冶炼这几种联合工艺等。每个工艺都有其自身的特点。可以依照实际情况，比如锂矿床的组分和性质还有主产品制作选择想搭配的工艺。国外主要用硫酸法提取锂矿中的锂，但从20世纪末这种生产基本就停止了，但是我国由于一些原因目前仍然从锂矿中提取锂。

(1)硫酸法^[2]。我国目前的主要生产方法是硫酸法。以硫酸和β-锂辉石为原料，按一定比例混合于煅烧炉中进行焙烧，得出来的样品要先粉碎，然后再经过某种洗液润化后浸出得到标准的硫酸锂溶液，这种浸出率非常之高。这种成品液经过一定工序后，加入纯碱，它们会反应生成碳酸锂，然后经仪器分离再干燥，制成药品成品。这种方法的优点是方便简洁且利用率高不会浪费。还可以处理半成品的矿石。但是也有缺点，会有一定量的硫酸和碳酸钠变成了低档次的na₂so₄。最好降低硫酸配量保证经济成本。

3. 研究的基本内容与计划

2017.2.20-2017.2.26 查阅文献

2017.2.27-2017.3.5 制定实验方案，撰写文献综述

2017.3.6-2017.6.4h₂tio₃的制备及吸附性能研究

4. 研究创新点

制备偏钛酸型锂离子筛，探讨偏钛酸型锂离子筛的静态动力学，以获得偏钛酸型锂离子筛吸附锂离子过程的规律，研究工作为目前盐湖提锂技术开辟一条新途径。