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纳滤膜应用于镁锂分离 前景广阔

发布时间: 2021-12-03

  锂在现代工业中具有举足轻重的地位,被誉为21世纪的新能源金属。随着新能源领域的快速发展和锂市场的不断扩大,锂资源的开采显得尤为重要。锂资源主要存在于自然界中,就是人们常提到的卤水,尤其是盐湖卤水,占全部锂资源储量的80%,为全球85%以上的锂产品提供支撑。目前,我国大部分的盐湖卤水中镁锂比都超过40:1,甚至可达1837:1,远高于工业开采标准(镁锂比≤6:1)。我国盐湖锂资源十分丰富,已探明储量超过600万吨。镁和锂具有相似的化学性质,这无疑加深了镁锂分离的难度,巨大的生产成本使得镁锂分离成为了行业内对于锂资源开发运用的巨大考验。

  传统的锂提取工艺生产方法主要有溶剂萃取法、沉淀法、离子交换法、碳化法和吸附法等。这种方法普遍存在工艺复杂、试剂消耗大、对设备腐蚀严重、生产成本高等诸多问题,难以实现大规模工业化生产。吸附法虽相对工艺简单、选择性好、锂回收率相对较高,但大多数吸附剂造粒困难,流动性和渗透性差,通过粘结剂造粒会使吸附剂的亲水性、孔隙率、交换速率、选择性和吸附能力下降。此外,目前吸附性较好的无机离子筛吸附剂大多由水热法合成,受设备限制,产量小、成本高,尚未实现工业化生产。

  提取锂资源预处理工艺的难度、产品质量、是否具有经济效益等问题与卤水中锂的浓度及镁锂比密切相关。纳滤膜技术基于纳滤膜的结构特性,可将一价离子和多价离子进行有效分离。纳滤膜分离过程存在筛分效应,即透过小于膜孔径的物质能够相对大于膜孔径的物质截留。纳滤膜通常带电,电解质通过纳滤膜时存在Donnan效应,会截留二价及多价的电解质,包括镁离子(Mg+)。纳滤膜具有纳米级的膜孔径,电解质溶液透过纳滤膜时存在介点排斥效应。介点排斥效应的大小只与物质的价态有关,价态越高受到的排斥效应越大,在筛分效应、Donnan效应、介点排斥效应的共同作用下,纳滤膜能够有效的截留二价镁离子,从而透过一价锂离子。纳滤膜应用于盐湖卤水的镁锂分离显示出了良好的应用前景。纳滤膜法分离镁、锂具有如下优势:

  1、工艺生产能耗低,回收率高。提高溶液中的锂离子浓度,提高产品产量。

  2、整体生产成本低。改良后的工艺具有连续可控、可靠性高等优势。

  3、工艺的改良整合减少了投资成本,大大缩减了工艺生产设备占地面积。

  德兰梅尔因地制宜,利用多级纳滤膜浓缩分离锂镁的膜工艺,根据卤水水质,对纳滤系统的级数和膜组件进行合理配置,有效去除镁离子,解决卤水中锂镁分离难题,并将分离后的滤液进行浓缩。处理后镁离子含量较高的浓缩液可进行沉淀提镁、而透过的锂离子的浓缩液通过沉淀、洗涤干燥得到纯净的碳酸锂。

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