鋰是21世紀的新能源金屬,在現代工業中占有重要地位。將鋰定位為國家戰略材料,可配的國家戰略材料。隨著新能源領域的快速發展和鋰市場規模的擴大,鋰資源的開發顯得尤為重要。鋰礦主要分布在自然界中,人們很早就提出了鹵水,尤其是鹽湖鹵水,占鋰資源總量的80%,為85%以上的鋰產品提供了支撐,幾乎在國外壟斷。在大部分鹽湖鹵水中,鎂鋰比超過40:1,甚至達到了1837:1,遠高于工業開采(鎂鋰比)≤6:1。中國鹽湖中的鋰資源十分豐富,目前,探明的儲量超過六百萬噸。鋰和鎂的化學性質相似,因此很難分離鎂和鋰。巨大的生產成本使鎂鋰分離成為我國乃至世界鋰資源開發利用的重大考驗。
常規的鋰提取方法主要有溶劑提取、沉淀、離子交換、碳化等。上面提到的從鹵水中提取鋰資源的方法都存在著工藝復雜、試劑消耗大、設備腐蝕嚴重、生產成本高、難以實現大規模工業化生產等問題。本發明采用一種吸附劑,其選擇性地吸附鋰離子來吸附鋰,然后洗脫鋰離子,使鋰離子與其它離子分離。在高鎂/鋰比鹽湖鹵水中,吸附法具有其它方法所的性。該法工藝簡單,選擇性好,鋰回收率高。
離子篩吸附法具有工藝簡單、選擇性高、對環境友好等優點。較適用于高鎂鋰比的鹵水萃取鋰,具有廣闊的開發前景。但是在應用上,大部分的吸附劑難于制粒,流動性和滲透性差。結合劑造粒將降低其親水性、氣孔、交換速率、選擇性和吸附容量。另外,目前大多數無機離子篩吸附劑具有較好的吸附性,主要是通過水熱法合成。受制于設備的限制,產量少,成本高,還沒有工業化生產。
萃取鋰資源前處理技術難度大,產品質量、經濟效益與鹵水中鋰濃度及鎂鋰比密切相關。納濾膜法可有效地分離一價離子和多價離子,其結構特點決定了其應用。膜分離具有過濾效應,即小于膜孔徑的材料會被比膜孔徑大的材料截留。納濾膜一般是帶電的。電解溶液經過納濾膜后會產生Donnan效應,所以包括鎂離子在內的二價和多價電解液都會被截獲。納濾膜具有納米孔徑,使電解質溶液通過納濾膜時產生介電排斥效應。介觀排斥效應的大小僅取決于材料的價態。隨著價態的增加,排斥量逐漸增加。納濾膜在屏蔽效應、Donnan效應和介觀排斥效應的共同作用下,能夠有效地攔截二價鎂離子通過一價鋰離子。所以,將納濾膜用于鹽湖鹵水鎂鋰的分離具有很好的應用前景。
根據現場需要選擇RS-M系列納濾膜。其特點是:通量大、工作穩定、化學清洗周期長。提出了多段納濾膜濃縮分離鋰、鎂的膜法。依據鹽水水質,合理配置納濾系統和膜組合體,有效地去除鎂離子,解決了鹽水中鋰、鎂分離、濃縮分離的問題。經過處理,將鎂離子含量高的濃縮液沉淀提取鎂,將鋰離子濃縮液沉淀、清洗、干燥,得到純。
該法能耗低,回收率高,能提高溶液鋰離子濃度,提高產品產量。該工藝相對于傳統工藝,整體生產成本低廉,且可連續控制,可靠性高。經過工藝的改進和集成,不僅降低了投資,而且工藝設備面積也大大減少。納濾膜分離鎂鋰屬于“膜”法,也是“魔法”。