尖晶石锰酸锂卤水提锂热力学

摘要：

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

分类号：TQ021.2(一般性问题)

资助基金：长沙市科技计划产学研金合作资金专项K1205034-11

在线出版日期：2014-01-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：3410-3422