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科学研究
洗滤法分离盐湖卤水中锂离子的应用基础研究
 最后更新:2020-05-28  作者:佚名  浏览:85次

  锂具有电化学活性好、氧化还原电位高、比热容高等优点,被广泛应用于电池、陶瓷、润滑剂、航空航天、制冷剂、核能和医药等领域。盐湖卤水中锂的储量超过80%,然而从镁/锂比高于40%的盐湖卤水中分离锂存在着能耗高、选择性差、资源利用率低等问题,亟待开发一种绿色、高效盐湖锂分离技术。
  离子液体研究团队采用洗滤法,系统地研究了三种工业纳滤膜(NF-270、Desal-5DL和Desal-5DK)对盐湖卤水中Li+和Mg2+的分离能力(图1)。实验结果表明,洗滤法可以有效降低盐湖卤水中Mg2+和Li+的比值。NF270膜对Li+有较高的渗透性,在流量为21.33 L·m-2·h-1时,Li+的渗透率约为90%。DK膜对Mg2+的实际截留率为96%左右,由于空间位阻效应,DK膜对Mg2+的实际截留率高于NF270膜。此外,在洗滤过程中,卤水中Mg2+/Li+比值也降低到1.7。在实验的基础上,采用溶液扩散模型计算了Li+和Mg2+的实际截留率,在空间位阻和Donnan排斥机理的基础上,其预测结果与实验结果吻合较好。
  基于以上实验数据,进一步开发了洗滤法高效分离盐湖卤水中锂的新工艺,四步法实现锂的利用率大约95%以上,且得到的含锂溶液可以直接通过沉淀法生产高纯碳酸锂产品,为绿色、高效盐湖锂分离技术的开发提供了新的方法和思路。

 


图1.  (a) 渗透压与水通量的关系
(b) 在21.33 L·m-2·h-1下截留率与温度的关系
(c) 在21.33 L·m-2·h-1下跨膜压力与温度的关系
(d) 在79.64 L·m-2·h-1下25 ºC下膜的不可逆污染因子
(图片来源:Sep. Purif. Technol., 2020, 247: 116965)

 

 

 

原文链接:
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.116965

原文作者:
Muhammad AwaisAshraf, Xingchun Li, Junfeng Wang*, Shiwei Guo and Baohua Xu