膜分离技术:是一种利用半透膜的选择透过性能来实现物质分离的技术。膜分离技术由于具有特殊性质的膜存在,分离效果较好,并且分离技术日益成熟,已在环保、医药、生物、化工等领域得到了广泛的应用。在盐湖提锂中,膜分离方法包括膜吸附法、液膜萃取法、纳滤、反渗透和电渗析等等,其中以纳滤法和电渗析为主。纳滤法是由于纳滤膜特殊的纳米孔径和膜表面的荷电性,在压力的驱动下,使其对高价离子有较高的截留率,分离一价(锂、钠等)和二价离子(镁钙等),故通过纳滤膜可实现了镁、锂离子的分离,分离后得到低镁锂比的富锂卤水。
吸附耦合膜法:是国内盐湖提锂领域中主流且产业化程度高的工艺之一,广泛应用于青海地区。该工艺分为吸附段和膜段。吸附段通过吸附剂选择性吸附卤水中的锂离子,并通过洗脱实现锂离子的浓缩和与其他离子(主要是镁离子)的分离。膜段则通过一系列有机膜梯度耦合进一步浓缩和纯化卤水。超滤膜(UF)主要用于过滤合格液中的悬浮物颗粒,以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。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。
电渗析法:一种利用电解质在电流作用下发生迁移的现象来实现物质分离的技术。电渗析是一种电位驱动的膜分离过程,通过外加直流电场作用下,使用交替放置的阳离子、阴离子选择性交换膜将卤水分离。在电场作用下,Li+、Na+、K+等一价阳离子通过阳离子交换膜迁移到浓缩室,而Mg2+、SO42-、H2BO3-等其他溶质被阻挡在脱盐室。这种交替循环过程可以实现锂的浓缩,再加入纯碱即可沉淀碳酸锂,同时产生的母液可以循环利用。目前国内电渗析法卤水提锂技术已经实现了产业化,其核心膜元件是一二价选择性离子交换膜材料。
电化学脱嵌法:是一种电化学提锂技术,利用正极材料在充放电过程中锂离子在固相电极和液相电解液之间的转移原理。当卤水通入电流后,经过处理的阴极板材料嵌入锂离子。在下一个循环中,阴极板变为阳极板,电流使得锂离子从极板中脱出并进入初始富锂液,形成富锂液。通过多次重复的脱锂和嵌锂过程,富锂液中锂离子的浓度可达到4g/L。配合后续的除杂、浓缩等工序,可以获得浓缩富锂液,其锂离子浓度可达15-25g/L。这种方法可以实现对卤水中锂的高效提取和浓缩。
|