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纳滤膜技术应用 有效解决卤水锂镁分离难题

2022-02-231022

  在锂的应用价值方面,一句“21世纪的新能源金属”足可以诠释其在现代工业中举足轻重的地位,美国曾将锂和石油定位为同样重要的国家战略物资。随着新能源产业的快速发展,锂的市场需求急剧扩大,锂资源的开发更加重要。

  在自然界中,锂资源主要存在于卤水尤其是盐湖卤水中,其储量占总锂资源储量的80%以上。目前,世界上85%以上的锂产品来自盐湖盐水。盐湖卤水提锂的后处理步骤一般为除杂浓缩、沉淀等。提锂的预处理工艺、产品质量和经济效益,与卤水中锂的浓度和镁锂比密切相关。低锂浓度和高镁锂比会严重限制卤水提锂的工艺组合,影响其可行性和经济效益。

  纳滤膜存在孔隙,平均孔径为0.3~1nm。纳滤法能有效分离一价离子和多价离子,主要是基于其结构特性。纳滤膜分离时有筛分效应,透过小于膜孔径的物质而对大于膜孔径的物质截留。通常纳滤膜是带电的,电解质通过纳滤膜时有Donnan效应,所以会截留二价和多价的电解质。由于纳滤膜的纳米级膜孔径,电解质溶液透过纳滤膜时也会存在介电排斥效应。介电排斥效应的大小只与物质的价态有关,价态越高,排斥效应越大。在筛分效应、Donnan效应和介电排斥效应的共同作用下,纳滤膜能有效截留二价镁离子,透过一价锂离子。因此,纳滤膜应用于盐湖卤水的镁锂分离显示出较好的应用前景。

  根据卤水水质,对纳滤系统进行合理配置。多级纳滤膜浓缩分离锂镁的膜工艺可有效去除镁离子,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,镁离子含量高的浓缩液可以沉淀提镁、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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