[초록] 리튬 이온 스크린은 솔트 레이크 브라인과 바닷물에서 직접 리튬을 추출 할 수 있으며 유망한 리튬 흡착제입니다. 산화망간 리튬 이온 체 전구체의 제비 및 검출 방법을 소개하고 이온 체 재료의 발전 과정을 간략하게 기술하였다.
리튬은 자연계에서 가장 가벼운 금속이다. 리튬과 그 화합물은 에너지, 항공 우주 산업, 금속 제련 및 제조, 냉방, 유리, 도자기, 의약품 등 다양한 특수 용도를 가지고 있습니다. 원자력 분야에서는 리튬을 새것으로 부르는가? 에너지 원소? 리튬 -6 은 수소폭탄과 열원자로의 원료이다. 리튬 이온 배터리는 에너지, 순환 성능, 무독성 등의 장점을 가지고 있으며 휴대용 통신 장비에 널리 사용되고 있습니다. 2 1 세기 리튬 전지용 탄산리튬은 2 만 톤을 넘을 것이다. 리튬 베이스 그리스는 이미 그리스의 주도 제품이 되었다. 또한 탄산 리튬은 정서교정기로 조광성 정신병을 효과적으로 치료할 수 있다. 현재 세계에서 리튬에 대한 수요가 계속 증가하고 있으며, 리튬의 소비도 한 나라의 첨단 기술 발전 수준을 반영하고 있다.
전 세계 리튬 자원은 약 1276 만 톤으로 주로 화강위정암 광상과 솔트레이크에 분포한다. 이 가운데 리튬 광산의 리튬 매장량은 40 만 톤으로 전 세계 총 매장량의 약 3.0% 를 차지하며 솔트레이크 염수의 리튬 자원 점유율은 77% 를 넘는다. 리튬 광산에서 리튬의 매장량은 시장 수요를 훨씬 충족시키지 못하고, 고체 광산 자원이 고갈되고, 리튬 광산 자원의 개발과 활용이 중대한 전환점에 직면해 있다. 솔트레이크 염수, 저농도 해수, 지하수에서 리튬을 추출하는 것은 이미 화학, 화공, 재료 등의 학과에서 중요한 연구 과제가 되었다. 솔트 레이크 브라인 리튬 추출 공정은 간단하고 비용은 광석 리튬 추출의 약 절반입니다. 현재 외국은 매년 솔트레이크 염수에서 리튬을 추출하는 능력이 2 만 톤에 육박하며 리튬의 총 생산능력의 약 40% 를 차지하고 있다. 염수나 기타 리튬 함유 액체 광산자원을 광석 대신 이용하여 리튬 소금을 생산하는 것은 세계 리튬 공업의 발전 추세이다.
첫째, 이온 차폐 재료 개발
1850 에서 Thompon 등은 먼저 토양 중 Ca2+ 와 Na2+ 와 수중 NH+ 및 K+ 의 이온 교환을 체계적으로 연구했다. 교환 성질이 있는 물질은 나중에 점토, 해록석 비석 분 자체, 부식산으로 확인되었다. 일반적으로 이온 차폐 재료의 첫 발견으로 여겨진다. 20 세기 초 Harms 등은 실리콘산 알루미늄 젤을 이온 교환 재료로 합성해 물 연화에 적용했다. 그러나 선별적인 선별 성능은 좋지 않고, 내산성은 좋지 않으며, 성능은 변화무쌍하다. 1960 년대에 Clearfield A 등은 인산 플루토늄이 결정될 수 있다는 것을 발견하고 이온 차폐 재료의 발전을 위한 새로운 방향을 제시했다. 결정화는 이러한 인산 플루토늄의 다결정 구조를 확정해 거시적인 이온 차폐와 교환 행동을 미시구조의 관점에서 해석할 수 있게 한다. 1980 년대 이후, 켄타, 풍기 등. 수정석 구조를 가진 리튬 망간 산화물 LiMn2O4 를 합성해 리튬 이온에 대한 특수한 선택적 흡착 성능을 가지고 있다.
둘째, 중국의 솔트 레이크 브라인에서 리튬 추출 전망
중국의 솔트레이크는 자원이 풍부해서 주로 청해 티베트 신강 내몽골 등에 집중되어 있다. 리튬 자원이 많고 함량이 높은 솔트레이크 간수가 청해성 잔다르 나무 분지에 집중되고 있는데, 예를 들면 테지넬 솔트레이크, 일리평 솔트레이크, 찰칸 솔트레이크, 대차이단 솔트레이크 등이 모두 매우 높은 채굴 가치를 가지고 있다. 티베트 자부예 호수는 세계에서 리튬 함량이 백만 톤이 넘는 3 대 솔트레이크 중 하나이다. 따라서 중국의 솔트레이크 리튬 산업의 설립과 발전은 자원 우세를 경제적 우세로 바꿀 뿐만 아니라 중국 서부 경제를 촉진하고 발전시켜 2 1 세기 첨단 기술의 발전에 이상적인 재료를 제공할 수 있다.
솔트 레이크 브라인에서 리튬을 추출하는 방법
현재 리튬 자원의 개발과 이용은 주로 솔트레이크 염수에서 리튬을 추출하는 방법에 초점을 맞추고 있다. 솔트레이크 염수에서 리튬을 추출하는 방법은 증발 결정분리법, 침전법, 부선법, 용제추출법, 이온교환법입니다. 증발 결정분리법은 대량의 가성 소다와 소다회를 사용하여 리튬 소금 제품의 원가를 높인다. 침전 및 용매 추출은 시간이 많이 걸리고 노동 집약적입니다. 부양 과정은 복잡합니다. 이온 교환법은 원가가 낮고, 공예가 간단하고, 응용이 광범위하다. 따라서 효율적이고 선별적인 신형 무기이온 흡착제를 개발하는 것은 이미 분리 기술의 발전 방향이 되었다. 스피넬 구조의 산화망간은 Li+ 에 높은 선택성과 대교환 흡착량뿐만 아니라 경제적 친환경적인 특징을 갖추고 국내외 학자들이 연구하는 핫스팟이 되고 있다.
4. 리튬 이온 체의 제조 방법
현재 리튬 이온 체용 LiMn2O4 전구체의 제비 방법은 주로 고체상법과 액상법의 두 가지 범주로 나뉜다. 고체 합성 방법은 주로 고온 고체상법, 마이크로웨이브 소결법, 고체 배위법으로 나뉜다. 고체상법은 조작이 간단하고, 절차가 짧고, 대규모 생산이 용이하며, 공업화를 실현하기 쉽지만, 에너지 소비가 많고, 수율이 낮다. 액상합성법은 주로 졸-젤법, * * 침전법, 수열법을 포함한다. 액상법은 일반적으로 조작이 높고, 반응 단계가 길고, 입자 크기가 균일하며, 형태 규칙, 결정체가 비교적 순수해야 한다. 다음은 몇 가지 일반적인 방법입니다.
1. 고온고상반응법: 고온고상반응법은 리튬 이온 체 전구체를 합성하는 가장 일반적이고 조작하기 쉬운 방법으로 리튬과 망간의 용해되거나 분해되기 쉬운 화합물을 일정 비율로 섞은 다음 고온에서 일정 시간 동안 구워 필요한 화합물을 합성하는 것이다. 그 중 리튬은 주로 Li2CO3 과 LiOH 입니까? H2O, LiNO3, LiI 등. 망간 공급원은 주로 MnO, Mn2O3, MnO2, MnCO3 및 Mn(CH3COO)2 입니까? 4H2O 등. 고온 고체상 반응법은 조작이 간단하고 산업화가 쉽다. 에너지 소비량이 높고 생산성이 낮다는 단점도 있습니다. 일부 리튬 염 휘발성, 원래 비율을 파악하기가 어렵습니다. 제품의 균일성이 매우 떨어진다.
2. 마이크로웨이브 소결법: 마이크로웨이브 소결법은 최근 몇 년 동안 발전해 온 널리 사용되는 도자기 재료를 준비하는 방법이다. 주로 마이크로웨이브가 품목 내부에 직접 작용하여 열로 변환되어 품목 내부에서 가열되어 반응 시간이 단축됩니다. 마이크로웨이브 소결법은 마이크로웨이브의 전력을 조절하여 파우더의 상구조를 조절할 수 있어 산업화하기 쉬우므로 주목할 만하다. 그러나 결국 고체상 반응이기 때문에 얻어진 분말 알갱이는 미크론급 이상으로만 조절할 수 있고, 분말 형태는 약간 떨어진다.
3. 고체 배위 반응법: 이 방법도 최근 몇 년 동안 발전해 왔으며, 특히 금속클러스터와 고체합물의 합성에 적합하다. 먼저 실온이나 저온에서 고체 금속 복합체를 준비한 다음 일정 온도에서 열분해해 산화물 초극세가루를 준비한다. 고체일치위반응법은 기존의 고온고상반응법 조작의 간단한 특징을 보존하여 합성온도, 소성 시간, 생산물 지름 및 분포 등에서 모두 우수하다.
4. 졸-겔법 (Sol-Gel method): Pechini 합성법이라고도 하며 액상합성법에 속하며, 일부 약산은 특정 양이온과 킬레이트를 형성하고, 킬레이트는 폴리올 중합체와 고체 고분자 수지를 형성하는 원리를 기반으로 한다. 금속 이온은 유기산과 반응하여 중합체 수지에 골고루 분산되어 원자 혼합을 실현할 수 있기 때문에 낮은 온도에서 초극세 산화물 분말을 준비할 수 있다. 전통적인 졸-겔법은 금속 알코올 염수를 녹인 다음 건조시켜 젤을 얻는 것이다.
비용이 많이 들고 공예가 복잡하기 때문에 재료 작업자들은 이를 일련의 개선했고, 구연산 배위법, 글리신 배위법, 중합체 배위법, 폴리수산산 배위법 등 새로운 방법을 만들어 냈다. 리튬 이온 체의 제조는 주로 전구체의 스피넬 구조를 손상시키지 않고 적절한 박리제로 전구체의 스피넬에서 리튬 이온을 제거하여 리튬 이온 체에서 리튬 이온의 기억을 보장하는 것이다. 현재 사용되는 주요 박탈제는 염산 질산 황산과 같은 산성 화합물이다. 침출 효과를 평가하는 지표는 주로 리튬의 침출률과 플루토늄의 용해 손실률이다. 우수한 반추출제를 사용하여 리튬의 반추출률을 극대화하고, 텅스텐의 용해 손실률을 최소화하기를 희망합니다. 염산에 비해 질산과 황산은 산화성이 강해 플루토늄의 용해 손실을 어느 정도 증가시킬 수 있기 때문에 적절한 농도의 염산을 반추출제로 사용하는 경우가 많다. 그러나, 같은 용리제, 농도가 다르고, 용리시간이 다르고, 용리효과가 다르다. 따라서 이온 체를 준비할 때 최적의 산세 전환 조건을 선택해야 한다.
동사 (verb 의 약어) 리튬 이온 체 검출
준비된 이온 체의 표면 형태, 즉 전구체 산이 리튬을 씻은 후의 산물에 대한 SEM 검사를 실시하여 스캔 결과 이미지를 얻을 필요가 있다. 전구체 구조의 스캔 이미지를 비교하면 리튬의 산 용출 과정에서 전구체 구조가 파괴되었는지 여부를 감지할 수 있으며, 문헌의 그림을 비교하여 생성물이 스피넬 결정 구조인지, 결정형이 완전한지 여부를 감지할 수 있다. 그런 다음 생성물 (전구체) 에 대한 XRD 테스트를 수행하여 스캔 결과도를 얻습니다. 스캔 결과도에 따르면 제품이 스피넬 LiMn2O4 인지, 불순물이 있는지 판단한다. 문헌의 스펙트럼과 비교하여 제품에 결함이 있는지, 스피넬 LiMn2O4, 불순물이 있는지 여부를 감지할 수 있다.
자동사 결론
현재 이온 체에 대한 연구는 아직 실험 단계에 있다. 산업화를 실현하려면 우선 알갱이 제조와 용화 문제를 해결해야 한다. 동시에, 합성 방법을 개선하고 실험 조건을 최적화함으로써 이온 체의 실제 흡착 능력을 높여야 한다. 산화망간 리튬 이온 체는 신형, 고효율, 녹색 흡착제로 좋은 응용 전망을 가지고 있다. 이에 따라 산화망간 리튬 이온 체흡착법은 이미 국제적으로 염호 간수와 바닷물에서 리튬을 추출하는 중요한 연구 방향이 되었다.