本發(fā)明涉及一種包含鋰化三羥鋁石的產(chǎn)品和一種制備包含鋰化三羥鋁石的產(chǎn)品的方法。
背景技術:
0、現(xiàn)有技術
1、鋰的使用,特別是在電池中的使用,持續(xù)增加。
2、鹵水是鋰源,為此需要提取所述鋰。
3、這種提取或捕獲可以使用填充有活性材料的柱來進行,當鹵水與其接觸時,所述柱選擇性地且可逆地捕獲鋰。
4、然后通過使水溶液通過這些柱來回收鋰。這產(chǎn)生濃縮的鋰溶液,其將在沉淀步驟之前純化,通常為碳酸鋰的形式。
5、鋰吸附劑,特別是鋰化三羥鋁石,是有利地用作活性材料以在提取柱內(nèi)獲得濃縮鋰溶液的材料。
6、fr3053264描述了制備式(licl)x.2al(oh)3,nh2o的結晶固體材料的方法,其中x為0.4至1且n為0.01至10。
7、美國專利號4,348,295描述了制備lix.2al(oh)3,nh2o的方法,其中x是陰離子,其與h進行分子結合形成酸或與金屬離子進行結合形成鹽。所述方法包括在高于85℃的溫度下使水合氧化鋁與lix的濃溶液反應的步驟。然而,通過該方法獲得的材料具有有限的鋰吸附容量。
8、需要一種制備包含鋰化三羥鋁石的產(chǎn)品的方法,該方法使得可以獲得具有高鋰吸附容量的產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是滿足這種需要。
技術實現(xiàn)思路
0、發(fā)明概述
1、根據(jù)本發(fā)明,該目的通過一種產(chǎn)品實現(xiàn),該產(chǎn)品包含以下,并且優(yōu)選基本上由以下組成:
2、-水,和
3、-微晶,所述微晶的至少一部分,優(yōu)選基本上全部所述微晶由鋰化三羥鋁石組成,
4、鋰化三羥鋁石微晶的平均尺寸為10nm或更高且25nm或更低,和
5、所述產(chǎn)品的氫氧化鋁和勃姆石的組合含量為10%或更低,
6、所述產(chǎn)品至少包含元素li、cl、al、o和h,
7、元素li、cl和al以重量百分比計,通過電感耦合等離子體光譜法測定,以以下含量存在于所述干燥產(chǎn)品中:
8、-2%<li<5%,
9、-10%<cl<26%,
10、-15%<al<30%。
11、在大氣壓下,在25℃下暴露于空氣中170小時后,測量所述產(chǎn)品的鋰化三羥鋁石微晶的平均尺寸以及氫氧化鋁和勃姆石的累積含量。
12、所述干燥產(chǎn)品是在大氣壓下在200℃空氣中干燥16小時后獲得的。
13、根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實施方案,如果合適,其可彼此組合:
14、-產(chǎn)品呈現(xiàn)以下化學分析,通過電感耦合等離子體光譜法對干燥產(chǎn)品測定,以重量百分比計:
15、-li,含量大于2%且小于5%,和
16、-cl,含量大于10%且小于26%,和
17、-al,含量大于15%且小于30%,和
18、-除li、cl、al、o和h以外的元素,含量小于3%,和
19、-o和h,含量相當于余量的100%;
20、-鋰化三羥鋁石微晶的平均尺寸小于23nm;
21、-水含量大于1%,優(yōu)選大于5%,優(yōu)選大于10%和/或優(yōu)選小于95%,優(yōu)選小于80%,優(yōu)選小于70%;
22、-氫氧化鋁和勃姆石的累積含量小于或等于8%,優(yōu)選小于或等于5%;
23、-產(chǎn)品的結晶相包括選自鋰化三羥鋁石、勃姆石、和/或選自三水鋁石、三羥鋁石、三斜三水鋁石、諾三水鋁石及其混合物中的氫氧化鋁,優(yōu)選地,產(chǎn)品的結晶相包括鋰化三羥鋁石和選自三水鋁石、三羥鋁石、三斜三水鋁石、諾三水鋁石及其混合物中的氫氧化鋁;
24、-存在于產(chǎn)品中的唯一結晶相是鋰化三羥鋁石;
25、-至少80質(zhì)量%的產(chǎn)品由以下組成:水和鋰化三羥鋁石微晶、氫氧化鋁和/或勃姆石以及l(fā)icl和粘合劑,優(yōu)選至少80質(zhì)量%的產(chǎn)品,水和鋰化三羥鋁石微晶與氫氧化鋁以及l(fā)icl和粘合劑,優(yōu)選產(chǎn)品由至少80重量%的水和鋰化三羥鋁石微晶以及l(fā)icl和粘合劑組成,所述粘合劑優(yōu)選多糖,優(yōu)選藻酸鹽。
26、本發(fā)明還涉及一種制造根據(jù)本發(fā)明且如上所述的產(chǎn)品的方法,包括以下步驟:
27、a)鋁源的水性懸浮液、優(yōu)選單一鋁源的水性懸浮液,所述鋁源選自勃姆石或氫氧化鋁及其混合物,優(yōu)選氫氧化鋁,如果所述鋁源的中值尺寸大于3μ?m,則將所述水性懸浮液研磨至3μm或更小的中值尺寸,所述懸浮液在步驟a)中保持在低于50℃的溫度,
28、b)通過加入堿提高ph,使得由所述堿提供的oh與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.20,在加入所述堿之后,在低于50℃的溫度下,保持攪拌所述混合物;
29、c)加入氯鹽,使得由所述氯鹽提供的cl與存在于混合物中的al的摩爾比大于0.25,在引入所述氯鹽之后,在低于50℃的溫度下保持攪拌所述混合物;選擇步驟b)中的堿、步驟c)中的氯鹽和它們各自的量,從而在混合物中提供一定量的鋰,使得li/al摩爾比大于或等于1;
30、d)將所述混合物的溫度升高至高于或等于50℃且低于或等于60℃的溫度,時間t1為所述混合物處于高于或等于50℃的溫度的時間;
31、e)將所述混合物在大于或等于50℃且小于或等于60℃的溫度下維持時間t2;
32、f)任選地,在攪拌下向混合物中加入酸,以便將混合物的ph降低至8或更低,選擇步驟c)中的氯鹽、所述酸和它們各自的量,使得混合物中的cl/al摩爾比大于或等于1,將混合物保持在小于或等于60℃的溫度,時間t3是混合物處于大于或等于50℃的溫度的時間,如果方法不包括所述步驟f),則步驟c)中由氯鹽提供的cl與混合物中存在的al之間的摩爾比大于或等于0.5;
33、g)任選地且優(yōu)選地,過濾混合物以獲得糊劑,將所述混合物保持在小于或等于60℃的溫度,時間t4是混合物處于大于或等于50℃的溫度的時間;
34、累計時間t1+t2+t3+t4=t5大于或等于45分鐘且小于15小時。
35、根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選但非限制性的實施方案,如果合適,其可彼此組合:
36、-步驟a)包括研磨選自勃姆石或氫氧化鋁及其混合物的鋁源的水性懸浮液,以獲得≤1μ?m的中值尺寸;
37、-時間t5使得時間t1、t2、t3和t4滿足以下關系:[t1/(-1.2t1+75)]+[t2/(-1.2t20+75)]+[t3/(-1.2%0+75)]+[t4/(-1.2t40+75)]≤1,優(yōu)選[t1/(-0.8t1+50)]+[t2/(-0.8t20+50)]+[t3/(-0.8%0+50)]+[t4/(-0.8t40+50)]≤1,優(yōu)選[t1/(-0.55t1+34.5)]+[t2/(-0.55t20+34.5)]+[t3/(-0.55%0+34.5)]+[t4/(-0.55t40+34.5)]≤1,且[t1/(-0.225t1+14.25)]+[t2/(-0.225t20+14.25)]+[t3/(-0.225t30+14.25)]+[t4/(-0.225t40+14.25)]≥1,優(yōu)選[t1/(-0.2t1+13)]+[t2/(-0.2t20+13)]+[t3/(-0.2t30+13)]+[t4/(-0.2t40+13)]≥1,其中t1是混合物在步驟d)中達到的溫度,t20是步驟e)中的平均溫度,t30是步驟f)中的平均溫度,并且t40是混合物在時間t4期間的平均溫度;
38、-氫氧化鋁、勃姆石及其混合物是所有方法步驟中使用的唯一鋁源,優(yōu)選氫氧化鋁是所有方法步驟中使用的唯一鋁源;
39、-在步驟b)中,由堿提供的oh與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.25且小于10;
40、-在步驟b)中,在加入堿之后,混合物的ph大于9且小于13;
41、-在步驟c)中,由氯鹽提供的cl與存在于混合物中的al之間的摩爾比小于10;
42、-選擇步驟b)中的堿,步驟c)中的氯鹽,以及它們各自的量使得在混合物中提供一定量的鋰,使得li/al摩爾比大于1.1且小于4;
43、-在步驟d)中,時間t1大于5分鐘;
44、-在步驟e)中,混合物的溫度基本上恒定;
45、-在步驟e)中,時間t2大于40分鐘;
46、-在任選的步驟f)中,由酸提供獲得大于或等于1的c1/al摩爾比所必需的cl的量的至少一部分;
47、-在任選的步驟f)中,將混合物的ph降低至低于7.5且高于6.5的值;
48、-在任選的步驟f)中,將混合物中的cl/al摩爾比設定為小于3的值;
49、-在任選的步驟f)中,混合物的溫度基本上恒定;
50、-在任選的步驟f)中,時間t3大于5分鐘;
51、-在步驟g)中,時間t4小于15分鐘;
52、-步驟a)和b)同時進行;
53、-步驟a)、b)和c)同時進行;
54、-方法在步驟g)之后包括將包含在步驟g)結束時獲得的糊劑的起始裝料成形為物體或涂層的形式,優(yōu)選地為物體形式的步驟h),以及任選的步驟i)降低物體或涂層的水含量;
55、-在步驟h)中,起始裝料包含粘合劑,優(yōu)選為包含能夠與膠凝劑形成離子鍵以形成膠凝多糖的基團的多糖,優(yōu)選為選自藻酸鹽的多糖;
56、-步驟h)和i)至少部分地同時進行。
57、最后,本發(fā)明涉及一種用于收集鋰的裝置,特別是提取塔,其包括根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品或通過如上所述的根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的產(chǎn)品。
58、定義
59、-如icdd?pdf00-031-0700中所示,式licl.2al(oh)3.xh2o的化合物被稱為“鋰化三羥鋁石”,而且擴展而言,鋰和鋁的摩爾比li/al不為0.5的化合物被稱為相同名稱。在一些模式中,其可小于0.5。根據(jù)其它模式,其可大于0.5。
60、-式al(oh)3的化合物稱為“氫氧化鋁”。三水鋁石、三羥鋁石、三斜三水鋁石、和諾三水鋁石是氫氧化鋁。
61、-式γ-alo(oh)的化合物稱為“勃姆石”。
62、-根據(jù)下式(1)計算產(chǎn)品中“氫氧化鋁和勃姆石的累積含量”(以%計):
63、t=100*(aha+abo)/(aha+abo+abl)??(1)
64、其中
65、-aha是在消除kα2線之后,在沒有去卷積處理的情況下,在所述產(chǎn)品的x射線衍射圖上測量的氫氧化鋁相面積的和,所述產(chǎn)品例如獲自panalytical的x'pert衍射儀型裝置,其具有銅dx管。氫氧化鋁相的面積是其衍射峰位于基本等于18.3°的角度范圍2θ內(nèi)的面積;
66、-abo是在消除kα2線之后,在沒有去卷積處理的情況下,在相同的圖上測量的位于基本等于14°的角度范圍2θ內(nèi)的勃姆石衍射峰的面積;
67、-abl是在消除kα2線之后,在沒有去卷積處理的情況下,在相同的圖上測量的鋰化三羥鋁石位于基本上等于11.3°的角度范圍2θ內(nèi)的平面(003)的衍射峰的面積。
68、-“多糖”,根據(jù)經(jīng)典定義是由糖苷鍵連接的糖單元鏈組成的聚合物。
69、術語在膠凝劑作用下“可凝膠化的多糖”是在所述膠凝劑作用下能夠形成凝膠的多糖。
70、-膠凝多糖由多糖的鏈在膠凝劑的作用下締合而產(chǎn)生。例如,藻酸鹽具有式(c6h7o6-)n。藻酸鹽是包含羧基coo-的多糖鏈。ca2+鈣離子(膠凝劑)與藻酸鹽的兩條鏈反應,即與羧基coo-反應,導致藻酸鹽鏈聚合和分子彼此結合。反應允許產(chǎn)生膠凝。
71、-術語“干燥產(chǎn)品”是指在空氣中在200℃干燥16小時(在大氣壓下)后獲得的產(chǎn)品,該干燥例如常規(guī)地在烘箱中進行。
72、-顆粒粉末或顆粒懸浮液的“中值尺寸”是將該粉末的顆粒分成重量相等的第一和第二群體的尺寸,其中這些第一和第二群體僅包含尺寸分別大于或小于中值尺寸的顆粒。中值尺寸可例如使用激光粒度分析儀來評價。
73、除非另有說明,本說明書中的所有百分比均為重量百分比。
74、動詞“含有”、“包括”和“具有”應廣義地解釋而非限制,除非另有說明。
75、詳細描述
76、根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品具有一個或多個以下任選特征:
77、-大于1%,優(yōu)選大于5%,優(yōu)選大于10%和/或優(yōu)選小于95%,優(yōu)選小于90%,優(yōu)選小于80%,優(yōu)選小于70%,或甚至小于60%的水含量。水含量是在大氣壓下在空氣中在200℃干燥16小時后的質(zhì)量損失,以百分比表示;
78、-小于23nm,優(yōu)選小于20nm的鋰化三羥鋁石微晶的平均尺寸;
79、-氫氧化鋁和勃姆石的累積含量為8%或更低,優(yōu)選5%或更低,優(yōu)選基本為零;
80、-結晶相包含鋰化三羥鋁石、勃姆石和/或選自三水鋁石、三羥鋁石、三斜三水鋁石、諾三水鋁石及其混合物,優(yōu)選三水鋁石的氫氧化鋁,優(yōu)選由其組成。優(yōu)選地,結晶相包含鋰化三羥鋁石和選自三水鋁石、三羥鋁石、三斜三水鋁石、諾三水鋁石及其混合物,優(yōu)選三水鋁石的氫氧化鋁,優(yōu)選由其組成。優(yōu)選地,唯一的結晶相是鋰化三羥鋁石。在大氣壓下,25℃下,將產(chǎn)品暴露于空氣中170小時后,對所述產(chǎn)品測定結晶相、測定氫氧化鋁和勃姆石的累積含量以及鋰化三羥鋁石微晶尺寸;
81、-在空氣中在200℃下在大氣壓下干燥16小時后,所述產(chǎn)品中存在的li、cl和al元素的含量為以下重量百分比:
82、-li:優(yōu)選大于2.5%,優(yōu)選大于3%,和/或優(yōu)選小于4.5%,優(yōu)選小于4%,和
83、-cl:優(yōu)選大于11%,優(yōu)選大于13%和/或優(yōu)選小于24%,優(yōu)選小于22%,和
84、-al:優(yōu)選大于17%,優(yōu)選大于19%和/或優(yōu)選小于28%,優(yōu)選小于26%;
85、-在大氣壓下,在空氣中在200℃干燥16小時后,通過電感耦合等離子體光譜法測定以下化學分析,以重量百分比計:
86、-li,含量大于2%,優(yōu)選大于2.5%,優(yōu)選大于3%且小于5%,優(yōu)選小于4.5%,優(yōu)選小于4%,和
87、-cl,含量大于10%,優(yōu)選大于11%,優(yōu)選大于13%且小于26%,優(yōu)選小于24%,優(yōu)選小于22%,和
88、-al,含量大于15%,優(yōu)選大于17%,優(yōu)選大于19%且小于30%,優(yōu)選小于28%,優(yōu)選小于26%,和
89、-除li、cl、al、o和h以外的元素,含量小于3%,優(yōu)選小于2%,優(yōu)選小于1%,和
90、-o和h,含量相當于余量的100%;
91、-在大氣壓下,在200℃空氣中干燥16小時后,產(chǎn)品具有大于0.1,優(yōu)選大于0.15和/或優(yōu)選小于0.3,優(yōu)選小于0.25的li/al質(zhì)量比;
92、-在大氣壓下,在200℃空氣中干燥16小時后,產(chǎn)品的li/cl質(zhì)量比大于0.08,優(yōu)選大于0.1,優(yōu)選大于0.13,優(yōu)選大于0.15和/或優(yōu)選小于0.4,優(yōu)選小于0.3,優(yōu)選小于0.25;
93、-產(chǎn)品由至少80重量%,優(yōu)選大于85重量%,優(yōu)選大于90重量%,優(yōu)選大于95重量%,優(yōu)選大于99重量%的水和鋰化三羥鋁石微晶,以及鋁和/或勃姆石氫氧化物和licl,以及粘合劑(優(yōu)選多糖,優(yōu)選膠凝多糖,優(yōu)選藻酸鹽,優(yōu)選膠凝藻酸鹽)組成。優(yōu)選至少80重量%,優(yōu)選大于85重量%,優(yōu)選大于90重量%,優(yōu)選大于95重量%,優(yōu)選大于99重量%的水和所述微晶以及氫氧化鋁和licl和粘合劑,所述粘合劑優(yōu)選多糖,優(yōu)選膠凝多糖,優(yōu)選藻酸鹽,優(yōu)選膠凝藻酸鹽。優(yōu)選地,至少80重量%,優(yōu)選地大于85重量%,優(yōu)選地大于90重量%,優(yōu)選地大于95重量%,優(yōu)選地大于99重量%的水,以及所述微晶和licl和粘合劑(優(yōu)選多糖,優(yōu)選藻酸鹽);
94、-產(chǎn)品是圓柱體、多葉、環(huán)或球體形式的物體形式。優(yōu)選地,所述物體具有小于100mm,優(yōu)選小于80mm,優(yōu)選小于50mm,優(yōu)選小于30mm,或甚至小于10mm的較大尺寸,和/或在垂直于最大尺寸方向的平面中測量的大于1μ?m或甚至大于10μ?m(微米)的較小尺寸;
95、-產(chǎn)品為沉積在載體上的涂層形式。優(yōu)選地,所述涂層的厚度大于10μ?m,優(yōu)選大于50μ?m,優(yōu)選大于100μ?m,優(yōu)選大于200μ?m,并且優(yōu)選小于1mm,優(yōu)選小于500μ?m。優(yōu)選地,載體由選自陶瓷、金屬、有機產(chǎn)品,特別是聚合物及其混合物的材料制成;
96、-當產(chǎn)品含有多糖,優(yōu)選膠凝多糖,優(yōu)選藻酸鹽或果膠,優(yōu)選膠凝藻酸鹽或膠凝果膠,優(yōu)選藻酸鹽,優(yōu)選膠凝藻酸鹽時,所述多糖,優(yōu)選膠凝多糖以重量計的量大于或等于0.1%,優(yōu)選大于或等于0.2%,優(yōu)選大于或等于0.3%且小于或等于5%,優(yōu)選小于或等于4%,優(yōu)選小于或等于3%,優(yōu)選小于或等于2%,優(yōu)選小于或等于1%。含有在粘合劑中的多糖、藻酸鹽可以通過例如空間排阻色譜法來證明。
97、根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品可以根據(jù)依照本發(fā)明的方法制造,該方法包括上述步驟a)至g),特別且優(yōu)選步驟a)至i)。
98、在步驟a)中,將選自勃姆石或氫氧化鋁及其混合物的鋁源,優(yōu)選氫氧化鋁,置于水性懸浮液中,和
99、如果所述鋁源的中值尺寸大于3μ?m,則研磨所述水性懸浮液以獲得以下中值尺寸:小于或等于3μ?m,優(yōu)選小于或等于2μ?m,優(yōu)選小于或等于1μ?m,優(yōu)選小于或等于0.7μ?m,優(yōu)選小于或等于0.5μ?m,
100、在該步驟a)中,所述懸浮液保持在低于50℃的溫度下
101、鋁源的水性懸浮液和所述水性懸浮液的研磨可同時進行。
102、優(yōu)選地,如果鋁源的中值尺寸大于2μm、大于1μ?m,則進行水性懸浮液的研磨。
103、在一個優(yōu)選的實施方案中,將選自勃姆石或氫氧化鋁及其混合物,優(yōu)選氫氧化鋁的鋁源的水性懸浮液研磨至≤1μm的中值尺寸,在該步驟中將所述懸浮液保持在低于50℃的溫度。
104、優(yōu)選氫氧化鋁是三水鋁石。
105、優(yōu)選地,氫氧化鋁、勃姆石及其混合物是在根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟中使用的唯一鋁源。優(yōu)選地,氫氧化鋁是在根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟中使用的唯一鋁源。
106、優(yōu)選地,研磨后獲得的中值尺寸小于或等于0.7μm,優(yōu)選小于或等于0.5μm。
107、優(yōu)選地,在步驟a)期間,將懸浮液保持在大于15℃,優(yōu)選大于或等于20℃的溫度下。
108、研磨可根據(jù)本領域技術人員已知的任何技術進行,例如通過濕磨法。
109、在步驟b)中,通過加入堿來提高在步驟a)結束時獲得的混合物的ph,使得由所述堿提供的oh與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.20。在加入所述堿后,在低于50℃的溫度下,保持攪拌所述混合物
110、優(yōu)選地,由所述堿提供的oh與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.25,優(yōu)選大于0.4,優(yōu)選大于或等于0.5,和/或優(yōu)選小于10,優(yōu)選小于9,優(yōu)選小于8,優(yōu)選小于7,優(yōu)選小于6,優(yōu)選小于5,優(yōu)選小于4,優(yōu)選小于3,優(yōu)選小于2,優(yōu)選小于1.5。
111、優(yōu)選地,特別是當步驟a)中使用的鋁源是氫氧化鋁時,在加入堿之后混合物的ph大于9,優(yōu)選大于10,和優(yōu)選小于13,優(yōu)選小于12。
112、優(yōu)選地,所述堿不含有鋁元素。
113、還優(yōu)選地,所用的堿選自naoh、lioh、nh4oh、koh、ca(oh)2、rboh、csoh、sr(oh)2、ba(oh)2、mg(oh)2及其混合物。優(yōu)選地,堿選自naoh、lioh、nh4oh及其混合物。優(yōu)選地,堿是lioh。
114、優(yōu)選地,攪拌時間大于5分鐘,優(yōu)選大于10分鐘,優(yōu)選大于15分鐘,并且優(yōu)選小于5小時。
115、優(yōu)選地,在大于15℃,優(yōu)選大于或等于20℃,優(yōu)選大于或等于25℃的溫度下保持攪拌混合物。
116、在一個實施方案中,步驟a)和b)同時進行。
117、在步驟c)中,將氯鹽加入到混合物中,使得由所述氯鹽提供的cl與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.25,在引入所述氯鹽之后,在小于50℃的溫度下保持攪拌所述混合物,如果方法不包括步驟f),則由所述氯鹽提供的cl與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于或等于0.5,優(yōu)選大于或等于1,優(yōu)選大于1。
118、在一個實施方案中,方法包括步驟f)。
119、優(yōu)選地,由所述氯鹽提供的cl與存在于混合物中的al之間的摩爾比大于0.25,優(yōu)選大于0.4,優(yōu)選大于0.5,并且優(yōu)選小于10,優(yōu)選小于9,優(yōu)選小于8,優(yōu)選小于7,優(yōu)選小于6,優(yōu)選小于5,優(yōu)選小于4,優(yōu)選小于3,優(yōu)選小于2,優(yōu)選小于1.5。
120、優(yōu)選氯鹽不含鋁元素。
121、還優(yōu)選地,氯鹽選自licl、nacl、kcl、cacl2、nh4cl、mgcl2和它們的混合物,優(yōu)選選自licl、nacl、kcl、cacl2和它們的混合物。優(yōu)選地,氯鹽是licl。
122、優(yōu)選地,攪拌時間大于5分鐘,優(yōu)選大于10分鐘,優(yōu)選大于15分鐘,并且優(yōu)選小于48小時。
123、優(yōu)選地,在大于15℃,優(yōu)選大于或等于20℃,優(yōu)選大于或等于25℃的溫度下保持攪拌混合物。
124、選擇步驟b)中的堿、步驟c)中的氯鹽和它們各自的量,從而在混合物中提供一定量的鋰,使得li/al摩爾比大于或等于l。優(yōu)選地,所述摩爾比大于1.1,優(yōu)選地大于1.2,并且優(yōu)選地小于4,優(yōu)選地小于2。
125、在一個實施方案中,步驟a)、b)和c)同時進行。
126、在步驟d)中,將混合物的溫度升高到大于或等于50℃且小于或等于60℃的溫度t1,時間t1是所述混合物處于大于或等于50℃的溫度的時間。
127、優(yōu)選地,在步驟d)期間保持攪拌混合物。
128、優(yōu)選地,時間t1大于5分鐘,優(yōu)選大于10分鐘,并且優(yōu)選小于15小時,優(yōu)選小于10小時。
129、在步驟e)中,將混合物在大于或等于50℃且小于或等于60℃的溫度下保持時間t2。
130、優(yōu)選地,在步驟e)期間保持攪拌混合物。
131、令t20為步驟e)期間的平均溫度。
132、優(yōu)選地,在步驟e)期間,混合物的溫度基本恒定并等于t21。
133、優(yōu)選地,時間t2大于40分鐘,優(yōu)選大于45分鐘,優(yōu)選大于60分鐘,并且優(yōu)選小于10小時,優(yōu)選小于7小時。
134、在步驟f)中,任選地,在攪拌下將酸加入到混合物中,以便將所述混合物的ph降低到小于或等于8,優(yōu)選小于或等于7.5,和優(yōu)選大于或等于6,優(yōu)選大于或等于6.5的值,選擇步驟c)中的氯鹽,所述酸,和它們各自的量使得在混合物中的c1/al摩爾比大于或等于1,優(yōu)選大于1,混合物保持在小于或等于60℃的溫度下,時間t3是其中混合物處于大于或等于50℃的溫度下的時間
135、在一個優(yōu)選的實施方案中,獲得大于或等于1,優(yōu)選大于1的c1/al摩爾比所必需的至少一部分cl的量由所述酸提供。
136、在一個實施方案中,將幾種酸加入到混合物中。在該實施方案中,一種酸可包括cl,優(yōu)選包括cl。
137、優(yōu)選地,酸選自hcl、h2so4、hno3、hi、hbr、hclo4、hclo3、hmno4、h2mno4和它們的混合物,優(yōu)選選自hcl、hno3、hbr、hclo4、hclo3和它們的混合物。優(yōu)選地,酸是hcl。
138、優(yōu)選地,將混合物中c1/al摩爾比調(diào)節(jié)至小于3,優(yōu)選小于2的值。
139、令t30為步驟f)期間的平均溫度。
140、優(yōu)選地,在步驟f)期間,混合物的溫度基本恒定并等于t31。
141、優(yōu)選地,時間t3大于5分鐘,優(yōu)選大于10分鐘,并且優(yōu)選小于60分鐘,優(yōu)選小于40分鐘。
142、步驟f)的實施特別取決于鋰提取所設想用于的鋰源的性質(zhì),特別是其ph。例如,如果所述鋰源的ph小于7,則根據(jù)本發(fā)明的方法優(yōu)選包括步驟f)。
143、在步驟b)、c)、d)、e)和任選的f)中進行的混合可以根據(jù)任何已知的技術進行,例如借助于混合器或研磨機,優(yōu)選在基于濕料,具有對混合物溫度的控制和調(diào)節(jié)。
144、在步驟g)中,任選且優(yōu)選地,過濾混合物以獲得糊劑,所述混合物保持在小于或等于60℃的溫度,時間t4是混合物處于大于或等于50℃的溫度的時間
145、t40是時間t4期間混合物的平均溫度。
146、優(yōu)選地,在步驟g)期間,在時間t4期間混合物的溫度基本上恒定并等于t41。
147、在一個實施方案中,在開始過濾之前將混合物的溫度降低至低于50℃。
148、在優(yōu)選的實施方案中,時間t4小于15分鐘,優(yōu)選小于10分鐘,優(yōu)選小于5分鐘。
149、在該步驟中可以使用任何已知的過濾技術,特別是壓濾機、離心機、帶式過濾機、轉鼓過濾機。
150、在任選步驟g)結束時,累積時間t1+t2+t3+t4或t5,即混合物已暴露于大于或等于50℃且小于或等于60℃的溫度的時間,大于或等于45分鐘且小于15小時。
151、優(yōu)選地,時間t5大于50分鐘,優(yōu)選大于55分鐘,優(yōu)選大于1小時。
152、時間t5是溫度和鋁源的中值尺寸的函數(shù)。本領域技術人員知道如何調(diào)節(jié)時間t5隨著溫度和鋁源中值尺寸的變化而變。例如,如果鋁源中值尺寸小于1μ?m,并且在步驟g)中,t4為0,并且步驟d)、e)和f)中的溫度為50℃(換句話說,t1=t21=t31=50℃),時間t5大于3小時且小于15小時,優(yōu)選小于10小時,優(yōu)選小于7小時。例如,如果鋁源中值尺寸小于1μ?m,并且步驟d)、e)和f)中的溫度為60℃(換句話說t1=t21==t31=60℃),并且如果時間t4優(yōu)選小于15分鐘,優(yōu)選小于10分鐘,優(yōu)選小于5分鐘,則時間t5大于或等于45分鐘,優(yōu)選大于1小時且小于3小時,優(yōu)選小于2小時,優(yōu)選小于1.5小時。
153、時間t5優(yōu)選地使得時間t1、t2,、t3和t4滿足以下關系:
154、[t1/(-1.2t1+75)]+[t2/(-1.2t20+75)]+[t3/(-1.2t30+75)]+[t4/(-1.2t40+75)]≤1且[t1/(-0.225t1+14.25)]+[t2/(-0.225t20+14.25)]+[t3/(-0.225t30+14.25)]+[t4/(-0.225t40+14.25)]≥1。
155、優(yōu)選地,時間t5使得時間t1、t2,、t3和t4滿足以下關系:
156、[t1/(-0.8t1+50)]+[t2/(-0.8t20+50)]+[t3/(-0.8t30+50)]+[t4/(-0.8t40+50)]≤1,優(yōu)選[t1/(-0.55t1+34.5)]+[t2/(-0.55t20+34.5)]+[t3/(-0.55t30+34.5)]+[t4/(-0.55t40+34.5)]≤1和/或[t1/(-0.2t1+13)]+[t2/(-0.2t20+13)]+[t3/(-0.2t30+13)]+[t4/(-0.2t40+13)]≥1。
157、在一個實施方案中,步驟d)、e)和任選的f)中的溫度基本上恒定,并且分別等于t1、t21和t31,并且時間t5使得時間t1、t2,、t3和t4滿足以下關系:
158、[t1/(-1.2t1+75)]+[t2/(-1.2t21+75)]+[t3/(-1.2t31+75)]+[t4/(-1.2t40+75)]≤1且[t1/(-0.225t1+14.25)]+[t2/(-0.225t21+14.25)]+[t3/(-0.225t31+14.25)]+[t4/(-0.225t40+14.25)]≥1。
159、優(yōu)選地,在所述實施方案中,時間t5使得時間t1、t2、t3和t4滿足以下關系:
160、[t1/(-0.8t1+50)]+[t2/(-0.8t21+50)]+[t3/(-0.8t31+50)]+[t4/(-0.8t40+50)]≤1,優(yōu)選[t1/(-0.55t1+34.5)]+[t2/(-0.55t21+34.5)]+[t3/(-0.55t31+34.5)]+[t4/(-0.55t40+34.5)]≤1和/或[t1/(-0.2t1+13)]+[t2/(-0.2t21+13)]+[t3/(-0.2t31+13)]+[t4/(-0.2t40+13)]≥1。
161、這些關系有利地使得可以改進根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品的鋰吸附容量。
162、在一個實施方案中,步驟d)、e)和f)中的溫度等于60℃(換句話說,t1=t21=t31=60℃),時間t4優(yōu)選小于15分鐘,優(yōu)選小于10分鐘,優(yōu)選小于5分鐘,并且累積時間t1+t2+t3+t4,換句話說t5,混合物已經(jīng)暴露于大于或等于50℃且小于或等于60℃的溫度的時間大于或等于45分鐘,優(yōu)選大于1小時且小于3小時,優(yōu)選小于2小時,優(yōu)選小于1.5小時。
163、在一個實施方案中,步驟d)、e)和f)中的溫度等于50℃(換句話說,t1=t21==t31=50℃),時間t4等于0,并且累積時間t1+t2+t3,換句話說t5,混合物已經(jīng)暴露于等于50℃的溫度的時間大于3小時且小于15小時,優(yōu)選小于10小時,優(yōu)選小于7小時。
164、在優(yōu)選的實施方案中,根據(jù)本發(fā)明的方法在步驟g)之后包括將包含在步驟g)結束時獲得的糊劑的起始裝料成形為物體或涂層形式的步驟h),以及任選的用于降低所述物體的水含量的步驟i)。
165、在步驟h)中,將包含在步驟g)結束時獲得的糊劑的起始填料成形為物體或沉積在載體上的涂層的形式。
166、可以根據(jù)本領域技術人員已知的任何技術進行成形,例如擠出、造粒、壓制、鑄造、霧化、絲網(wǎng)印刷、流延或滴膠,尤其是當獲得物體時,或通過沖壓、層合、涂布、造粒,尤其是當獲得沉積在載體上的涂層時。
167、在一個實施方案中,起始填料不包含粘合劑。
168、在一個實施方案中,原料還包括粘合劑,優(yōu)選多糖,其包含能夠與膠凝劑形成離子鍵以形成膠凝多糖的部分,特別地,其量使得所述多糖的量與所述多糖和在步驟g)結束時獲得的以干料考慮的糊劑的總量的重量比大于或等于0.1%且小于或等于5%。優(yōu)選地,所述質(zhì)量比大于或等于0.2%,優(yōu)選大于或等于0.3%,并且優(yōu)選小于或等于4%,優(yōu)選小于或等于3%,優(yōu)選小于或等于2%,優(yōu)選小于或等于1%。
169、優(yōu)選地,能夠與膠凝劑形成離子鍵的多糖基團是羧酸根coo-基團。
170、優(yōu)選地,多糖包含能夠與膠凝劑形成離子鍵的基團,所述膠凝劑選自二價陽離子、三價陽離子(例如fe或al陽離子)以及它們的混合物,優(yōu)選選自堿土金屬陽離子,優(yōu)選選自ca、sr、ba、mg陽離子以及它們的混合物。優(yōu)選地,多糖包含能夠與ca陽離子形成離子鍵的基團。
171、優(yōu)選地,包含能夠與膠凝劑形成離子鍵的基團的多糖選自藻酸鹽和果膠。
172、優(yōu)選地,包含能夠與膠凝劑形成離子鍵的基團的多糖選自藻酸鹽,優(yōu)選選自藻酸鈉、藻酸鉀、藻酸銨、藻酸鈣、以及它們的混合物,優(yōu)選選自藻酸鈉、藻酸鉀、藻酸銨、以及它們的混合物。優(yōu)選地,藻酸鹽是藻酸銨。
173、在根據(jù)本發(fā)明的方法中,可以以溶液的形式提供多糖,所述多糖包含能夠與膠凝劑(優(yōu)選藻酸鹽)形成離子鍵的基團。
174、如本領域技術人員所公知的,除了在步驟g)結束時獲得的糊劑和包含能夠與膠凝劑(優(yōu)選藻酸鹽)形成離子鍵的基團的多糖之外,起始填料可包含:溶劑和/或增塑劑和/或潤滑劑,其性質(zhì)和量適合于步驟h)的成形方法。
175、優(yōu)選地,溶劑是水。溶劑的量適應于步驟h)中進行的成形方法以及適應于多糖的存在,所述多糖包含能夠與起始裝料中的膠凝劑形成離子鍵的基團。
176、在一個實施方案中,特別是當起始裝料含有一定量的溶劑,優(yōu)選水時,與步驟h)中所設想的成形方法相比,所述溶劑的量太大,可在步驟h)之前進行除去部分溶劑的步驟。
177、在一個實施方案中,步驟f)使得可以獲得具有適于步驟h)中所設想的成形方法的溶劑含量、優(yōu)選水含量的糊劑。
178、起始填料任選地含有增塑劑。
179、優(yōu)選地,增塑劑含量為0.1重量%至10重量%,優(yōu)選0.5重量%至5重量%,優(yōu)選0.5重量%至2重量%,基于在起始裝料的步驟g)結束時獲得的糊劑的重量。
180、可以使用所有常規(guī)用于制造多孔陶瓷產(chǎn)品的增塑劑,例如聚乙二醇、聚烯烴氧化物、氫化油、醇,特別是甘油和二醇(乙二醇)、酯及其混合物。
181、在優(yōu)選的實施方案中,起始填料不含增塑劑。
182、起始裝料任選地含有潤滑劑。優(yōu)選地,潤滑劑含量為0.1重量%至10重量%,優(yōu)選0.5重量%至5重量%,優(yōu)選0.5重量%至2重量%,基于在起始裝料的步驟g)結束時獲得的糊劑的重量。
183、可以使用所有常規(guī)用于制造多孔陶瓷產(chǎn)品的潤滑劑,例如礦脂和/或甘油和/或蠟。
184、潤滑劑和/或增塑劑的存在和性質(zhì)特別取決于步驟h)中使用的成形技術。
185、在優(yōu)選的實施方案中,原料不含潤滑劑。
186、在優(yōu)選的實施方案中,原料不含有除步驟g)結束時獲得的糊劑、粘合劑(優(yōu)選多糖)和溶劑之外的任何其它組分。
187、起始原料的各種組分的混合可以根據(jù)本領域技術人員已知的任何技術進行,例如在混合器中,優(yōu)選在高強度混合器或在z-臂混合器中,在湍流器(turbulat)中,在具有球,優(yōu)選氧化鋁珠的罐磨機中。混合優(yōu)選在高強度混合器或z-臂混合器中進行
188、總混合時間優(yōu)選大于5分鐘,并且優(yōu)選小于30分鐘,優(yōu)選小于20分鐘。
189、在步驟h)之前可進行除去至少部分溶劑的步驟,以使溶劑(優(yōu)選水)的量適應步驟h)中所設想的成形技術??梢允褂盟幸阎挠糜谥辽俨糠殖ト軇?,優(yōu)選水的技術,優(yōu)選干燥,優(yōu)選在空氣中,在大氣壓下。優(yōu)選地,在所述干燥期間達到的最高溫度大于20℃,并且優(yōu)選小于100℃。
190、成形后獲得的物體可以是圓柱體、多葉、環(huán)或球體的形式。優(yōu)選地,所述物體具有小于100mm,優(yōu)選小于80mm,優(yōu)選小于50mm,優(yōu)選小于30mm,或甚至小于10mm,且優(yōu)選大于1mm的較大尺寸,和/或在垂直于最大尺寸方向的平面中測量的大于1μm或甚至大于10μ?m(微米)的較小尺寸。
191、成形后獲得的涂層的厚度可大于10μm,優(yōu)選大于50μm,優(yōu)選大于100μm,優(yōu)選大于200μm,并且優(yōu)選小于1mm,優(yōu)選小于500μ?m。優(yōu)選地,載體由選自陶瓷、金屬、有機產(chǎn)品,特別是聚合物及其混合物的材料制成。
192、現(xiàn)在將描述優(yōu)選實施方案。
193、-在所述優(yōu)選的實施方案中,在步驟h)中,起始填料含有多糖,優(yōu)選藻酸鹽,并成形以獲得預成形件,所述成形根據(jù)本領域技術人員已知的任何技術進行,例如擠出、造粒、壓制、鑄造、霧化、絲網(wǎng)印刷、流延或滴膠。優(yōu)選地,在所述實施方案中,成形是通過絲網(wǎng)印刷來進行的。
194、-然后,仍然根據(jù)該優(yōu)選實施方案,使預成形件與包含能夠使多糖膠凝的膠凝劑的溶液接觸,所述多糖優(yōu)選藻酸鹽。
195、包含能夠使多糖(優(yōu)選藻酸鹽)膠凝的膠凝劑的溶液是本領域技術人員公知的。
196、膠凝劑優(yōu)選選自二價陽離子、三價陽離子及其混合物,優(yōu)選選自堿土金屬陽離子,優(yōu)選選自ca、sr、ba、mg陽離子及其混合物。優(yōu)選地,膠凝劑是ca陽離子。
197、含有膠凝劑的溶液優(yōu)選選自包含二價陽離子鹽的溶液、包含三價陽離子鹽的溶液或由其提取鋰的鋰源,優(yōu)選鹵水,特別是當其含有這樣的陽離子時。
198、優(yōu)選地,包含二價陽離子鹽或三價陽離子鹽的溶液選自所述陽離子的碘化物溶液和/或所述陽離子的氯化物溶液。
199、優(yōu)選地,膠凝溶液是包含堿土金屬陽離子碘化物和/或堿土金屬陽離子氯化物的溶液。還優(yōu)選地,膠凝溶液是包含堿土金屬陽離子氯化物的溶液,優(yōu)選包含氯化鈣的溶液。
200、在優(yōu)選的實施方案中,膠凝溶液是從其中提取鋰的鋰源,優(yōu)選從其中收集鋰的鹵水,尤其當后者包含二價和/或三價陽離子時。
201、在另一個可能的實施方案中,膠凝溶液是氯化鈣溶液,其氯化鈣濃度優(yōu)選大于溶液的1mol/l,優(yōu)選大于溶液的2mol/1。
202、-例如通過將預成形件浸入膠凝溶液浴中或通過用所述膠凝溶液噴涂預成形件,可以使所述預成形件與所述膠凝溶液接觸。
203、在一個實施方案中,使預成形件的成形和與膠凝溶液接觸是同時發(fā)生的,特別是當預成形件通過逐滴膠凝實現(xiàn)時。
204、在步驟i)中,任選和優(yōu)選地,降低在步驟h)結束時獲得的物體或涂層的水含量。
205、這種水含量的降低可以通過干燥來進行。
206、優(yōu)選地,在所述干燥期間達到的最高溫度大于20℃,并且優(yōu)選小于100℃,優(yōu)選小于80℃,優(yōu)選小于60℃。
207、還優(yōu)選地,干燥循環(huán)在達到的所述最高溫度下具有平臺。在平臺的保持時間優(yōu)選大于5秒,并且優(yōu)選小于20小時。干燥優(yōu)選在大氣壓下在空氣中進行。
208、優(yōu)選地,在步驟i)結束時產(chǎn)品的水含量大于1%,優(yōu)選大于5%,優(yōu)選大于10%,并且優(yōu)選小于60%,基于產(chǎn)品的質(zhì)量。
209、在一個實施方案中,步驟h)和i)可以至少部分地同時進行。
210、本發(fā)明還涉及通過根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品。
211、實施例
212、為了說明本發(fā)明,給出了以下非限制性實施例。
213、實施例的物體的結晶相的性質(zhì)通過以下常規(guī)方法測定:
214、將實施例的產(chǎn)品預先在25℃和大氣壓下暴露于空氣中170小時。
215、通過來自panalytical的配備有銅陽極的x'pert型設備,在5°至80°的角度范圍2θ上,以0.017°的步長和300s/步長的計數(shù)時間進行采集。前透鏡具有0.25°的固定發(fā)散狹縫、0.02rad的索勒狹縫、10mm的掩模和0.5°的固定抗散射狹縫。樣品自轉。后光學器件的特征在于固定的0.25°抗散射狹縫、0.02rad索勒狹縫和鎳濾光器。
216、然后使用eva軟件和icdd2016數(shù)據(jù)庫定性地分析衍射圖。
217、icdd2016?pdf數(shù)據(jù)表00-031-0700鑒定了相(licl)·2al(oh)3,xh2o。
218、所證明的鋰化三羥鋁石的結晶相可顯示出相對于所述數(shù)據(jù)表的峰的輕微角位移,特別地這是嵌入鋰化三羥鋁石結構中的li量的結果。
219、實施例產(chǎn)品的鋰化三羥鋁石微晶d的平均尺寸通常通過x-射線衍射在所述產(chǎn)品粉末(該粉末預先在25℃下大氣壓下暴露于空氣中170小時)上測定,使用panalytical的x'pert型裝置、使用以下debye-scherrer方程:
220、
221、-k等于0.89,
222、-λ是x-射線的波長,這里等于銅的波長,或1.54埃,
223、-b是鋰化三羥鋁石(iccd數(shù)據(jù)庫pdf數(shù)據(jù)表00-031-0700)的平面(003)的峰的半高寬,以度計,
224、-b是所用單晶硅標準物的峰的半高寬,這里測量等于0.05°,和
225、-2θ是對應于鋰化三羥鋁石的平面(003)的峰值強度最大值的角度,以度計。
226、在5°至80°的角度范圍2θ上,以0.017°的步長,獲得單晶硅標準物和實施例的衍射圖,并且對于實施例,計數(shù)時間為300秒/步長,并且對于單晶硅標準物,計數(shù)時間為100秒/步長。前透鏡具有0.25°的固定發(fā)散狹縫、0.02rad的索勒狹縫、10mm的掩模和0.5°的固定抗散射狹縫。樣品自轉。后光學器件的特征在于固定的0.25°抗散射狹縫、0.02rad索勒狹縫和鎳濾光器。
227、在除去kα2線后,使用eva軟件測定峰的半高寬,并使用fwhm函數(shù)測定鋰化三羥鋁石微晶的平均尺寸。
228、氫氧化鋁和勃姆石的累積含量的測定是根據(jù)與檢測存在的結晶相相同的x-射線衍射圖進行的。在除去kα2線并使用eva軟件后,可以測量在基本等于18.3°的角度范圍2θ中存在的氫氧化鋁衍射峰的面積aha,在基本等于14°的角度范圍2θ中的勃姆石衍射峰的面積abo,和在基本等于11.3°的角度范圍2θ中的鋰化三羥鋁石衍射峰的面積abl。然后根據(jù)上面給出的公式(1)計算氫氧化鋁和勃姆石的累積含量:
229、t=100*(aha+abo)/(aha+abo+abl)????(1)
230、因此,當產(chǎn)品不含氫氧化鋁或勃姆石時,氫氧化鋁和勃姆石的累積含量為0。
231、除了元素o和h之外,實施例的產(chǎn)品中存在的各種元素的含量是通過電感耦合等離子體光譜法(或“icp”)對在空氣中在200℃下在大氣壓下干燥16小時的產(chǎn)品測定的。
232、水含量以在空氣中在200℃下在大氣壓下干燥16小時后的質(zhì)量損失來測定,以百分比表示。在這種干燥之后,產(chǎn)品被稱為“干燥的”。
233、使用agilent?5800icp-oes儀器,通過電感耦合等離子體光譜法測定干燥產(chǎn)品中除h和o以外的元素(部分li、cl和al)的含量
234、使用horiba銷售的la950v2型激光粒度儀測量粉末或懸浮液的中值尺寸。
235、制造方案
236、以下原料用于實施例。
237、-三水鋁石al(oh)3粉末,其中值尺寸等于1.6μm,純度大于99.5質(zhì)量%,并且比表面積等于5m2/g,對于實施例1-5,
238、-單水氫氧化鋰(lioh,h2o),純度大于99.5質(zhì)量%,對于實施例2-5,
239、-氯化鋰licl,純度大于99.5質(zhì)量%,對于實施例1-5,
240、-鹽酸hcl,純度大于99質(zhì)量%,在16m水溶液中,對于實施例2-5,
241、-藻酸銨,純度大于99質(zhì)量%,對于實施例2-5。
242、在本發(fā)明之外并且根據(jù)美國專利號4,348,295的教導的實施例1的產(chǎn)品是美國專利號4,348,295的實施例1的產(chǎn)品,并且以如下方式獲得:
243、將50g三水鋁石加入200ml的20重量%licl溶液中,并且然后將所得混合物在115℃下攪拌2小時。
244、將得到的混合物在環(huán)境溫度(低于50℃)下用滲透率等于2μm的濾紙在布氏漏斗上過濾,以得到漿狀物。
245、實施例2至5的產(chǎn)品按以下方式獲得:
246、在步驟a)中,對于每個實施例,在由netzsch銷售的labstar磨機中,在等于25℃的溫度下,將500g氫氧化鋁加入到2,000g水中,并研磨75分鐘。在步驟a)結束時,懸浮在水中的氫氧化鋁具有0.55μm的中值尺寸。
247、在步驟b)中,對于每個實施例,(lioh,h2o)加入到在步驟a)結束時獲得的混合物中,使得由(lioh,h2o)提供的oh和最初存在于混合物中的al之間的摩爾比如表1所述。對于每個實施例,此步驟發(fā)生的溫度、混合時間和在此步驟結束時測量的混合物的ph值也在表1中描述。
248、在步驟c)中,對于每個實施例,將licl加入到步驟b)結束時獲得的混合物中,使得由licl提供的cl與最初存在于混合物中的al之間的摩爾比如表1所述。對于每個實施例,此步驟發(fā)生的溫度和混合時間在表1中描述。
249、在步驟c)結束時,混合物中鋰的量以li/al摩爾比表示,如表1所述。
250、在步驟d)中,通過加熱板將混合物加熱至溫度t1,時間t1是所述混合物處于大于或等于50℃的溫度的時間。表1描述了對于每個實施例的溫度t1和時間t1。
251、在步驟e)中,對于每個實施例,將混合物在恒定溫度t21下保持時間t2。表1描述了每個實施例的溫度t21和時間t2。
252、在步驟f)中,對于每個實施例,將hcl加入到步驟e)結束時獲得的混合物中,使得混合物的ph降低到表1中所示的值,在加入hcl之后混合物中的c1/al摩爾比值如表1中所述,在步驟f)期間在等于t31的溫度下引入的酸保持恒定,時間t3是混合物在大于或等于50℃的溫度下的時間。t31和t3如表1中所述。
253、在步驟g)中,對于每個實施例,在環(huán)境溫度(小于50℃)下,用滲透率為2μm的濾紙將混合物過濾通過布氏漏斗,以獲得糊劑。表1中描述了混合物處于大于或等于50℃的溫度期間的時間t4。
254、對于每個實施例,等于時間t1+t2+t3+t4之和的時間t5也在表1中描述。
255、下表1總結了實施例2-5的制造步驟中所用的參數(shù)。
256、[表1]
257、
258、
259、(*):本發(fā)明以外
260、所獲得的各種糊劑具有下表2所示的特性。
261、[表2]
262、
263、(*):本發(fā)明以外
264、實施例2和3的產(chǎn)品由大于99質(zhì)量%的水、鋰化三羥鋁石和licl組成。
265、實施例4和5的產(chǎn)品由大于99質(zhì)量%的水、鋰化三羥鋁石、三水鋁石和licl組成。
266、對于每個實施例,然后以如下方式使獲得的糊劑成形。
267、對于實施例1,將過濾后獲得的糊劑鋪展在金屬網(wǎng)格上,所述金屬網(wǎng)格厚度為1mm,并以直徑為1.5mm的圓孔穿孔,然后在網(wǎng)格的每一側用刮刀刮,使得所述糊劑填充所述網(wǎng)格的孔。然后將該網(wǎng)格稱為“裝載的”。一旦網(wǎng)格被裝載,它就被放置在60℃的熱空氣循環(huán)下,這使得可以“釋放”所述網(wǎng)格,形成的物體落入放置在網(wǎng)格下的容器中。所獲得的物體是平均長度等于0.8mm且平均直徑等于1.4mm的圓柱體形式。
268、對于實施例2-5,在步驟h)中,制備由步驟g)結束時獲得的糊劑和藻酸銨組成的起始裝料,所述藻酸鹽的含量等于1重量%,基于在大氣壓下在200℃干燥16小時后起始裝料的重量。
269、在由溫度設定為等于100℃的熱汽提器產(chǎn)生的熱空氣下,在行星式混合器中混合所述糊劑和藻酸銨120分鐘,以便獲得均勻的起始裝料并具有與成形技術相容的水含量。
270、然后將起始裝料鋪展在厚度為1mm的金屬網(wǎng)格上,并用直徑為1.5mm的圓孔穿孔,然后在網(wǎng)格的每一側用刮刀刮,使得所述起始裝料填充所述網(wǎng)格的孔。然后將該網(wǎng)格稱為“裝載的”。一旦網(wǎng)格被裝載,它就被放置在60℃的熱空氣循環(huán)下,這使得可以“釋放”所述網(wǎng)格,形成的物體落入放置在網(wǎng)格下的容器中。所獲得的物體是平均長度等于0.8mm且平均直徑等于1.4mm的圓柱體形式。
271、根據(jù)本發(fā)明,實施例2和3具有高的鋰吸附容量。
272、根據(jù)本發(fā)明,實施例2和3的成形物體具有比根據(jù)現(xiàn)有技術的實施例1的成形物體更大的鋰吸附容量。該比較還突出了在產(chǎn)品的制備方法中將溫度限制到60℃的重要性。
273、本發(fā)明以外的實施例4與根據(jù)本發(fā)明的實施例3的比較表明,在實施例4中,步驟e)中的溫度為60℃的等于35分鐘的時間t5(在該時間期間混合物處于大于或等于50℃的溫度),導致產(chǎn)品的氫氧化鋁和勃姆石的累積含量為30%,這限制了其吸附鋰的能力。
274、當然,本發(fā)明并不限于所描述的實施方案,所提供的實施方案僅用于說明性目的。