2、吸附耦合膜法：应用广泛的设备法盐湖提锂工艺PART 03吸附耦合膜法是当前国内盐湖提锂领域应用最主流、产业化程度最完善的工艺之一，在 青海地区广泛应用。该工艺分为吸附段和膜段，吸附段利用吸附剂的锂离子选择性吸附 提取卤水中的锂离子，再洗脱实现锂离子的浓缩，以及与其他离子（主要是镁离子）的 分离；膜段通过一系列有机膜梯度耦合进一步浓缩、纯化卤水：超滤膜（UF）主要用 于过滤合格液中的悬浮物颗粒降低对后续纳滤膜的污染和损耗、纳滤膜（NF）主要用 于实现一二价离子的分离、反渗透膜（RO）主要用于工艺后端对锂溶液的浓缩。

1）吸附+膜法主要优势：在于对低锂离子浓度+高镁锂比盐湖的锂提取。相比全球其他地区 盐湖，低锂离子浓度+高镁锂比是中国盐湖的最显著特征。由于锂、镁具有相似的性质 及水合半径，因此卤水中的镁锂比越高，提锂难度越大，成本越高；该工艺的诞生则有 效解决了高镁锂比盐湖提锂的难题。

（1）吸附工段：:吸附段是将原卤/老卤作为提锂原料，首先利用对锂有选择性的吸附剂将卤水中的锂离 子吸附，再用淡水/酸将吸附剂中的锂离子洗脱，实现锂离子与其他杂质离子的分离， 核心在于镁锂元素的分离；吸附段所使用的吸附剂主要分为无机吸附剂和有机吸附剂。

（2）有机吸附剂一般为离子交换树脂型，其选择性较差，且难洗脱；无机吸附剂主要有铝系 吸附剂、锰系和钛系尖晶石型氧化物吸附剂等，其对锂具有高选择性、吸附量大、洗脱 率也高，是盐湖卤水提锂应用较多的吸附材料。

a.铝系吸附剂是目前较为成熟、且唯一得到产业化应用的吸附剂。铝系吸附剂属于层状双 氢氧化物（LDHs），由带正电荷的层板（带正电荷的铝氧八面体和空穴中的 Li+）和层 间阴离子有序组装叠层形成，吸附剂整体结构为电中性。淡水淋洗后，Li+被脱除而在 对应位置形成空穴；这些空穴只能容纳与 Li+大致相当的阳离子。

b.对于镁锂比高的卤水， 虽然 Mg2+的半径（0.065nm）与 Li+（0.060nm）接近，但是 Mg2+的标准水合自由能远 大于 Li+，进入空穴需要更大的能量，因此铝系吸附剂对盐湖中的其他阳离子具有很好 的分离性，有效解决高镁锂比卤水提锂困难的问题。

c.基于铝系吸附剂对锂离子的选择性 较高，制备工艺简单，通过水洗即可实现无溶损脱锂的优点，产品现已在青海盐湖实现 工业化应用。但铝系吸附剂主要问题在于吸附容量小，且更适用于氯化物型和硫酸镁亚 型的中性盐湖，碱性或酸性环境会破坏铝系吸附剂的结构。

d.针对铝系吸附剂的缺陷，国内外又进行了新型吸附剂的研究；其中更具产业化应用前景 优势的是离子筛型钛系、锰系吸附剂。钛系、锰系离子筛是将锂源与二氧化钛、锰氧化 物等钛源、锰源混合，反应生成离子筛前驱体，采用酸将其中的 Li+洗脱出去可获得离 子筛，将离子筛放置于含锂卤水中吸附可再次形成锂钛、锂锰复合氧化物。钛系离子筛 对 Li+的理论吸附容量可达 39.8mg/g，造粒后容量为 3~5mg/g，与铝系相当，具有溶损 率较低、锂洗脱率高、性能稳定的优点，且弥补了锰系溶损率高的问题。

e.锰系离子筛在 脱锂剂的作用下可将结构中的锂离子几乎全部脱除，因此具有更高的吸附容量，对 Li+ 的最大理论吸附容量最高可达 82.3mg/g。此外，铝系吸附剂通常更适用于中性卤水（不耐酸不耐碱），锰系吸附剂适用于中性偏 酸性卤水（最高 7.5-8，耐酸不耐碱），钛系吸附剂适用于碳酸盐型盐湖卤水及强碱性液 态矿产（耐酸碱）。

（3）尽管钛系、锰系吸附剂在实验过程中展现出更优异的吸附性能，但在产业化过程中仍有 诸多难以克服的问题：

a. 实际吸附容量与理论吸附容量之间存在巨大差距，主要系吸附剂前体洗脱过程中 Li+脱附不完全以及循环过程中吸附通道被堵塞，导致有效空位数减少。

b. 在洗脱过程中，粉末吸附剂的核心骨架在溶液中溶损、破裂、塌陷；尤其是锰系吸 附剂，循环过程中 3、4 价锰离子容易发生歧化反应溶损，导致离子筛部分框架溶解， 严重影响离子筛的循环性能，对其工业化应用造成较大限制。

c. 工业生产中造粒、成膜、发泡、成纤维、磁化等工序，易导致吸附剂吸附位点被 堵塞和覆盖，降低工业吸附剂的吸附容量。

d. 钛系、锰系离子筛均需采用酸性洗脱剂来洗脱 Li+，产业化应用易造成环保问题。