鋰在現代工業中具有舉足輕重的地位,被譽為21世紀的新能源金屬。隨著新能源領域的快速發展和鋰市場的不斷擴大,鋰資源的開采顯得尤為重要。鋰資源主要存在于自然界中,就是人們常提到的鹵水,尤其是鹽湖鹵水,占全部鋰資源儲量的80%,為85%以上的鋰產品提供支撐。目前,我國大部分的鹽湖鹵水中鎂鋰比都超過40:1,甚至可達1837:1,遠高于工業開采標準(鎂鋰比≤6:1)。我國鹽湖鋰資源十分豐富,已探明儲量超過600萬噸。鎂和鋰具有相似的化學性質,這無疑加深了鎂鋰分離的難度,巨大的生產成本使得鎂鋰分離成為了行業內對于鋰資源開發運用的巨大考驗。
傳統的鋰提取工藝生產方法主要有溶劑萃取法、沉淀法、離子交換法、碳化法和吸附法等。這種方法普遍存在工藝復雜、試劑消耗大、對設備腐蝕嚴重、生產成本高等諸多問題,難以實現大規模工業化生產。吸附法雖相對工藝簡單、選擇性好、鋰回收率相對較高,但大多數吸附劑造粒困難,流動性和滲透性差,通過粘結劑造粒會使吸附劑的親水性、孔隙率、交換速率、選擇性和吸附能力下降。此外,目前吸附性較好的無機離子篩吸附劑大多由水熱法合成,受設備限制,產量小、成本高,尚未實現工業化生產。
提取鋰資源預處理工藝的難度、產品質量、是否具有經濟效益等問題與鹵水中鋰的濃度及鎂鋰比密切相關。納濾膜技術基于納濾膜的結構特性,可將一價離子和多價離子進行有效分離。納濾膜分離過程存在篩分效應,即透過小于膜孔徑的物質能夠相對大于膜孔徑的物質截留。納濾膜通常帶電,電解質通過納濾膜時存在Donnan效應,會截留二價及多價的電解質,包括鎂離子(Mg+)。納濾膜具有納米級的膜孔徑,電解質溶液透過納濾膜時存在介點排斥效應。介點排斥效應的大小只與物質的價態有關,價態越高受到的排斥效應越大,在篩分效應、Donnan效應、介點排斥效應的共同作用下,納濾膜能夠有效的截留二價鎂離子,從而透過一價鋰離子。納濾膜應用于鹽湖鹵水的鎂鋰分離顯示出了良好的應用前景。納濾膜法分離鎂、鋰具有如下優勢:
1、工藝生產能耗低,回收率高。提高溶液中的鋰離子濃度,提高產品產量。
2、整體生產成本低。改良后的工藝具有連續可控、可靠性高等優勢。
3、工藝的改良整合減少了投資成本,大大縮減了工藝生產設備占地面積。
德蘭梅爾因地制宜,利用多級納濾膜濃縮分離鋰鎂的膜工藝,根據鹵水水質,對納濾系統的級數和膜組件進行合理配置,有效去除鎂離子,解決鹵水中鋰鎂分離難題,并將分離后的濾液進行濃縮。處理后鎂離子含量較高的濃縮液可進行沉淀提鎂、而透過的鋰離子的濃縮液通過沉淀、洗滌干燥得到純凈的。