在镁锂分离方面,纳滤膜有着积极的应用前景

  锂盐是现代工业的重要组成部分,被称为21世纪的新能源金属。伴随着新能源领域的迅速发展和锂市场的不断扩大,锂资源的开采问题日益突出。锂源主要分布在自然界中,即人们经常提到的卤水,特别是盐湖卤水,占锂资源总量的80%,为全球85%以上的锂产品提供支持。当前,我国大多数盐湖卤水中镁锂比均超过40:1,甚至可以达到1837:1,远远高于工业开采标准(镁锂比≤6:1)。我们的盐湖拥有丰富的锂资源,已探明的锂资源超过六百万吨。锂与镁具有相似的化学性质,这无疑加大了镁锂分离的难度,巨大的生产成本使镁锂分离成为业界对锂资源开发应用的巨大考验。

  生产锂过程中常用的方法有:溶剂萃取、沉淀、离子交换、碳化、吸附等。此法普遍存在工艺复杂、试剂用量大、对设备腐蚀严重、生产成本高等诸多问题,难以实现大规模工业化生产。吸收方法虽然工艺相对简单、选择性好、锂的回收率相对较高,但大部分吸收剂造粒困难,流动性和渗透性差,通过粘合剂造粒后,吸附剂的亲水性、孔隙率、交换速率、选择性和吸附能力降低。另外,无机离子筛吸附剂大部分是以水热法制备,受设备限制,产量少、成本高,还没有实现工业化生产。

 

  萃取锂资源前处理工艺的难度、产品质量、是否具有经济效益等问题与卤水中锂的浓度、镁锂比有密切关系。基于纳滤膜的结构特性,纳滤膜可以有效地实现一价与多价离子的分离。纳滤分离过程中存在着筛分效应,即通过小于膜孔径的物质对膜孔直径的影响较大。纳滤薄膜一般是带电的,电解质在穿过纳滤膜时产生Donnan效应,并会截留包括镁离子在内的二价电解质。纳滤薄膜具有纳米尺度的膜孔径,且电解质溶液在纳滤膜上存在介点排斥效应。在筛选效应中,介点排斥效应仅与物质价态相关,而在筛分效应中,纳滤膜能有效地截留二价镁离子,从而通过一价锂离子而被筛分。在盐湖卤水中,采用纳滤膜分离镁锂具有良好的应用前景。纳滤膜法分离镁。锂的优点是:

  1、过程生产能耗低,回收率高。增加溶液锂离子浓度,增加产物产率。

  2、生产总费用低。改进后的工艺具有连续可控的优点,可靠性高。

  3、对工艺进行改进,以降低投资成本,并大幅度缩小工艺生产设备的占用空间。

  德兰梅尔因地制宜,采用多层纳滤膜浓缩分离锂镁膜工艺,根据卤水水质,合理配置纳滤系统级数及膜组件,有效地去除镁离子,解决了卤水中锂镁分离难题,并将分离后的锂镁浓缩。对镁离子含量较高的浓缩液可进行沉淀提镁,而由锂离子的浓缩液经沉淀,洗涤干燥,制得纯碳酸锂。


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