離子篩型氧化物是20世紀70年代初由原蘇聯人合成并發現的，它是預先在無機化合物中導入目的離子，在不改變化合物晶體結構的前提下再將目的離子從中抽出，從而獲得具有孔隙構造的無機物質。這種孔隙在有多種離子存在的情況下，具有對原導入目的離子記憶和篩選的能力，故稱“離子篩分效應”，簡稱離子篩[1-3]。
無機氧化物離子篩主要有銻鹽離子篩、銻酸鹽離子篩、二氧化鈦離子篩及二氧化錳離子篩[4-7]。二氧化錳離子篩對提取微量鋰，尤其是在高鎂鋰比的鹵水中提鋰具有選擇性高、提取率高及易連續操作等特點，因此受到國內外研究者的重視[8-14]。
本文利用大洋多金屬結核制備了尖晶石型鋰離子篩前驅體，對前驅體中鋰的脫出動力學進行研究，建立了鋰脫出的數學模型。
1 實驗原料與方法
1.1 試驗原料
前驅體的制備：將Li/Mn摩爾比分別為0.5、0.6、0.7、0.8的大洋多金屬結核與氫氧化鋰充分混合后，在480 ℃預焙燒4 h后在800 ℃焙燒6 h，隨爐冷卻即制得離子篩前驅體。前驅體的XRD譜圖中出現了尖晶石的前十強線，晶型十分完整。SEM圖顯示前驅體以團聚態的顆粒存在，粒徑分布在50～150 μm之間。
圖1 前驅體XRD譜圖
Fig.1 XRD pattern of precursore
圖2前驅體掃描電鏡圖 2000X (Li/Mn 0.7)
Fig.2 SEM pattern of precursore 2000X (Li/Mn 0.7)
1.2 實驗方法
將前驅體在恒溫水浴鍋中用低濃度的鹽酸進行脫鋰動力學試驗。試驗液固比為100:1(2000mL:20g)，溶液中H+含量是鋰含量的十倍以上，可以認為鹽酸濃度在鋰脫出過程中不變。試驗攪拌速率550 r/min以消除外擴散對浸出過程的影響。
2 結果與討論
2.1前驅體鋰錳摩爾比與鋰脫出的動力學方程
不同鋰錳比對鋰脫出影響數據列入圖3中。為便于作圖計算，令、 ，將圖3中數據按f1-t、f2-t作點圖并過原點對進行線形擬合，擬合直線斜率即為表觀速率常數()，結果如圖4所示。f1-t圖中線性擬合的相關系數R1～R4數值分別為0.9992、0.9994、0.99
聲明：
“鋰離子篩前驅體中鋰脫出的動力學研究” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
1894
編輯：中冶有色網
來源：北京礦冶研究總院
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2025年08月05日 ~ 07日 
