赵中伟
,
梁新星
,
刘旭恒
,
何利华
,
陈星宇
,
司秀芬
,
陈爱良
中国有色金属学报
针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂困难的问题,提出利用LiFePO4/FePO4材料对盐湖卤水进行选择性提锂的思路.在热力学计算的基础上绘制298.15 K时Me(Li, Na, K, Mg)-Fe-P-H2O体系的?—pH图,并讨论FePO4对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性吸附问题.结果表明:当离子浓度为0.1 mol/L、体系氧化还原电位降到0.36 V(vs SCE)时,FePO4中+3价的铁即被还原为+2价,同时Li+嵌入FePO4晶格生成LiFePO4;而体系电位需降到0.132 V和0.073 V才分别生成KFePO4和NaFePO4,说明材料对Li的选择性优于Na和K的,而Mg0.5FePO4则在计算分析的范围内不能稳定存在,说明FePO4对Mg2+无吸附性.因而,在适当的电位范围内(本研究的计算条件下为0.173~0.33 V)即可利用磷酸铁材料实现Li与Na、K、Mg等元素的选择性提取,而吸附锂后通过调节氧化还原电位大于约0.33 V,即可实现LiFePO4材料中Li的脱出.
关键词:
Me-Fe-P-H2O系
,
FePO4离子筛
,
热力学
,
提锂
,
卤水
司秀芬
,
张伟光
,
何利华
,
梁新星
,
赵中伟
中国有色金属学报
针对高Mg和Li质量比盐湖卤水提锂难的问题，提出利用尖晶石LiMn2O4对盐湖卤水进行选择性提锂，并在热力学计算的基础上绘制了298.15 K时Me(Li，Na，K，Mg)-Mn-H2O体系的φ-pH图，讨论尖晶石LiMn2O4脱Li+后所形成的λ-MnO2对盐湖中Na+、K+、Mg2+与Li+的选择性提取问题。结果表明：当离子浓度为1 mmol/L，体系阴极极化电位降至0.79 V(vs SHE)时，λ-MnO2中Mn4+被还原为Mn3+，同时溶液中Li+由于“记忆效应”而嵌入λ-MnO2晶格生成 LiMn2O4；而极化电位需降至0.61、0.55和0.48 V 时，才分别有 Mg0.5Mn2O4、KMn2O4和NaMn2O4生成，说明所选材料对Li+的选择性优于对Na+、K+和Mg2+的选择性。此外，根据西台吉乃尔盐湖卤水中主要组成阳离子浓度([Li]=30 mmol/L，[Na]=5 mol/L，[K]=0.2 mol/L，[Mg]=0.5 mol/L)绘制Me(Li，Na，K， Mg)-Mn-H2O 系叠加φ-pH 图。热力学研究表明：只需在卤水原始 pH 条件下将体系的阴极极化电位调至0.70 V＜φ＜0.87 V，λ-MnO2即可实现对Li+与大量Na+、Mg2+、K+的有效分离；将嵌Li+后的LiMn2O4通过调节电位极化至φ＞0.87 V，可实现Li+的脱附和富集。
关键词:
Me-Mn-H2O系
,
LiMn2O4
,
热力学
,
卤水提锂
