鋰在現(xiàn)代工業(yè)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(lǐng)域的快速發(fā)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%,為全球85%以上的鋰產(chǎn)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(yè)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(zhì),這無疑加深了鎂鋰分離的難度,巨大的生產(chǎn)成本使得鎂鋰分離成為了行業(yè)內(nèi)對于鋰資源開發(fā)運用的巨大考驗。
傳統(tǒng)的鋰提取工藝生產(chǎn)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(fù)雜、試劑消耗大、對設(shè)備腐蝕嚴重、生產(chǎn)成本高等諸多問題,難以實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。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(shù)吸附劑造粒困難,流動性和滲透性差,通過粘結(jié)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(shè)備限制,產(chǎn)量小、成本高,尚未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

提取鋰資源預(yù)處理工藝的難度、產(chǎn)品質(zhì)量、是否具有經(jīng)濟效益等問題與鹵水中鋰的濃度及鎂鋰比密切相關(guān)。納濾膜技術(shù)基于納濾膜的結(jié)構(gòu)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(yīng),即透過小于膜孔徑的物質(zhì)能夠相對大于膜孔徑的物質(zhì)截留。納濾膜通常帶電,電解質(zhì)通過納濾膜時存在Donnan效應(yīng),會截留二價及多價的電解質(zhì),包括鎂離子(Mg+)。納濾膜具有納米級的膜孔徑,電解質(zhì)溶液透過納濾膜時存在介點排斥效應(yīng)。介點排斥效應(yīng)的大小只與物質(zhì)的價態(tài)有關(guān),價態(tài)越高受到的排斥效應(yīng)越大,在篩分效應(yīng)、Donnan效應(yīng)、介點排斥效應(yīng)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(yīng)用于鹽湖鹵水的鎂鋰分離顯示出了良好的應(yīng)用前景。納濾膜法分離鎂、鋰具有如下優(yōu)勢:
1、工藝生產(chǎn)能耗低,回收率高。提高溶液中的鋰離子濃度,提高產(chǎn)品產(chǎn)量。
2、整體生產(chǎn)成本低。改良后的工藝具有連續(xù)可控、可靠性高等優(yōu)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(chǎn)設(shè)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(jù)鹵水水質(zhì),對納濾系統(tǒng)的級數(shù)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碳酸鋰。
