上海三及新材料科技有限公司2025-05-28
電滲析技術在鹽湖提鋰中主要用于分離和富集鋰離子,,其應用原理,、流程及優(yōu)勢如下:
一、電滲析技術原理
電滲析是一種基于離子交換膜和電場作用的膜分離技術,,**原理是:
離子交換膜:使用選擇性透過膜(陽離子交換膜允許陽離子通過,,陰離子交換膜允許陰離子通過)。
電場驅動:在直流電場作用下,,鹽湖鹵水中的陽離子(如 Li?,、Na?、K?)向陰極遷移,陰離子(如 Cl?,、SO?2?)向陽極遷移,。
選擇性分離:通過離子交換膜的選擇透過性,實現鋰離子與其他離子(尤其是鈉離子)的分離和富集,。
二,、鹽湖提鋰中的應用流程
鹽湖鹵水成分復雜(含 Li?、Na?,、K?,、Mg2?、Ca2?,、Cl?等),,電滲析技術通常與其他工藝結合,形成提鋰流程,,典型步驟如下:
1. 預處理
去除大顆粒雜質:通過沉降,、過濾等方式去除鹵水中的懸浮物、泥沙等,。
調節(jié) pH 和濃度:部分鹽湖鹵水需調節(jié) pH 以減少沉淀(如 Mg (OH)?),,或濃縮至適宜濃度(提高電滲析效率)。
2. 電滲析分離與富集
膜堆結構設計:采用多組陰,、陽離子交換膜交替排列,,形成多個隔室(如濃室和淡室)。
淡室:鹵水進入后,,鋰離子和其他陽離子通過陽離子膜向濃室遷移,,陰離子通過陰離子膜向另一濃室遷移,從而降低淡室中鋰濃度,。
濃室:富集鋰離子和其他離子,,通過循環(huán)或更換溶液進一步提高鋰濃度。
關鍵目標:通過電場作用,,實現鋰離子與高濃度鈉離子(鹽湖中 Na?通常遠高于 Li?)的分離,,提升鋰的富集倍數(如從 mg/L 級濃縮至 g/L 級)。
3. 后續(xù)提鋰工藝
電滲析產出的富鋰鹵水需進一步處理,,常見工藝包括:
沉淀法:加入純堿(Na?CO?)或石灰乳,,生成碳酸鋰(Li?CO?)沉淀,過濾后提純,。
吸附法:利用鋰選擇性吸附劑(如鋁鹽,、鈦酸鹽)進一步分離鋰,適用于低鎂鋰比鹽湖,。
膜分離耦合:與納濾,、反滲透等膜技術結合,進一步去除雜質離子(如 Mg2?)。
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三,、電滲析技術的優(yōu)勢 高效分離鈉鋰 對鈉鋰分離具有較高選擇性(尤其是低鎂鋰比鹽湖),,可降低后續(xù)沉淀工藝的純堿消耗。 案例:青海某鹽湖采用電滲析 + 沉淀法,,鋰回收率達 85% 以上,,鈉鋰比從初始 100:1 降至 5:1 以下。 節(jié)能與環(huán)保 相比傳統(tǒng)煅燒法(需高溫),,電滲析能耗較低(約 10-20 kWh/kg Li?CO?),。 不引入大量化學試劑,減少廢水排放,,符合綠色化學理念,。 流程簡單易集成 可與預處理、吸附,、沉淀等工藝靈活組合,,適用于不同類型鹽湖(如硫酸鹽型、碳酸鹽型),。 模塊化設計便于規(guī)?;糯螅m合自動化控制,。 四,、挑戰(zhàn)與改進方向 膜污染與壽命 鹵水中的鈣,、鎂離子易形成沉淀(如 CaCO?,、Mg (OH)?),堵塞膜孔,,需定期酸洗或反沖洗,。 改進:開發(fā)抗污染膜材料(如表面改性離子交換膜),或優(yōu)化預處理工藝去除高價離子,。 高鎂鋰比鹽湖的適應性 在鎂鋰比 > 10 的鹽湖(如西藏某鹽湖)中,,Mg2?與 Li?競爭遷移,分離效率下降,。 解決方案:結合吸附法先去除鎂,,或采用特種膜(如二價陽離子排斥膜)提高鋰選擇性。 能耗優(yōu)化 高濃度鹵水的高電阻會增加能耗,可通過優(yōu)化膜堆結構(如薄室設計),、降低操作電壓或采用脈沖電場技術降低能耗,。 五、典型應用案例 青海鹽湖:某企業(yè)采用 “電滲析 + 吸附 + 沉淀” 工藝,,從含 Li?約 30 mg/L 的鹵水中提鋰,,年產碳酸鋰千噸級,鋰回收率超 80%,。 阿根廷 “鋰三角” 鹽湖:部分項目結合電滲析與膜蒸餾技術,,處理高鈉鎂鹵水,實現鋰的高效富集與分離,。 六,、未來發(fā)展趨勢 膜材料創(chuàng)新:開發(fā)高選擇性、耐污染的離子交換膜(如納米復合膜),,提升分離效率,。 多技術耦合:電滲析與光伏電解、熱膜過程(如膜蒸餾)結合,,構建低能耗,、全流程集成的提鋰系統(tǒng)。 智能化控制:通過在線監(jiān)測(如鋰濃度傳感器)和自動化調控,,優(yōu)化電滲析運行參數,,提升穩(wěn)定性。 電滲析技術憑借其高效分離,、低能耗的特點,,已成為鹽湖提鋰的重要技術之一,尤其在低鎂鋰比鹽湖中優(yōu)勢***,。隨著膜技術的進步和工藝優(yōu)化,,其在高鎂鋰比鹽湖中的應用潛力將進一步釋放,推動全球鋰資源開發(fā)向綠色化,、智能化發(fā)展,。
五、典型應用案例 青海鹽湖:某企業(yè)采用 “電滲析 + 吸附 + 沉淀” 工藝,,從含 Li?約 30 mg/L 的鹵水中提鋰,,年產碳酸鋰千噸級,鋰回收率超 80%,。 阿根廷 “鋰三角” 鹽湖:部分項目結合電滲析與膜蒸餾技術,,處理高鈉鎂鹵水,實現鋰的高效富集與分離,。 六,、未來發(fā)展趨勢 膜材料創(chuàng)新:開發(fā)高選擇性,、耐污染的離子交換膜(如納米復合膜),提升分離效率,。 多技術耦合:電滲析與光伏電解,、熱膜過程(如膜蒸餾)結合,構建低能耗,、全流程集成的提鋰系統(tǒng),。 智能化控制:通過在線監(jiān)測(如鋰濃度傳感器)和自動化調控,優(yōu)化電滲析運行參數,,提升穩(wěn)定性,。 電滲析技術憑借其高效分離、低能耗的特點,,已成為鹽湖提鋰的重要技術之一,,尤其在低鎂鋰比鹽湖中優(yōu)勢***。隨著膜技術的進步和工藝優(yōu)化,,其在高鎂鋰比鹽湖中的應用潛力將進一步釋放,,推動全球鋰資源開發(fā)向綠色化、智能化發(fā)展,。
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