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使用选择性离子交换吸附剂从水力压裂回流和采出水中回收锂
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2021-06-10 , DOI: 10.1016/j.cej.2021.130713 Adam Seip , Salman Safari , David M. Pickup , Alan V. Chadwick , Silvia Ramos , Carmen A. Velasco , José M. Cerrato , Daniel S. Alessi
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更新日期:2021-06-10
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2021-06-10 , DOI: 10.1016/j.cej.2021.130713 Adam Seip , Salman Safari , David M. Pickup , Alan V. Chadwick , Silvia Ramos , Carmen A. Velasco , José M. Cerrato , Daniel S. Alessi
近年来,对用于锂离子电池的锂产品的需求增加,促使人们寻找新的锂资源,以满足预计的未来消费。一种潜在的锂资源是低含锂盐水,从水力压裂的油气井中作为回流和采出水 (FPW) 排放。通过这种方式,水力压裂提供了将通常被认为是废水的物质转化为锂资源的机会。在这项研究中,使用共沉淀法制备了两种锰基锂选择性吸附剂,并用于从 FPW 中回收锂。在优化条件下,锂摄取量达到 18 mg g -1, 30 分钟内锂回收率 > 80%。将回收的锂分离并浓缩至酸性最终产物中的 15 mM。与从合成含锂盐水中回收相比,FPW 中使用的吸附剂在锂酸解吸过程中的吸附剂损失程度明显更高(4.5% 对 0.8%)。因此,我们提出存在于 FPW 中的有机分子在锂吸附过程中减少吸附剂结构中的锰,导致通过还原溶解增加吸附剂损失。包括湿化学锰价测量在内的系统表征以及 EXAFS、XPS 和 TEM-EELS 表明,暴露于 FPW 会导致本体吸附剂结构中的四价锰在锂吸附过程中减少,随后在酸解吸过程中溶解。通过纳滤部分去除这些有机分子导致吸附剂在酸中的溶解减少。通过这种方式,我们表明溶解的有机分子代表了锰基锂离子交换吸附剂还原溶解的关键控制。这项研究为在 FPW 中使用锰基锂吸附剂提供了一些有希望的结果。
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