[发明专利]分离和回收精制碱金属盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从湖水、地下水、工业废水等中分离和回收精制锂盐或精制钾盐等精制碱金属盐的方法，并且涉及通过使用对特定化合物表现出高选择透过能力的分离膜来除去精制阻碍物质，从而有效回收精制碱金属盐的方法。

背景技术

近年来，随着全球工业和经济的发展，对矿物资源的需求显著扩大。在各种工业（包括半导体工业）所不可缺少的矿物资源中，有的资源尽管在地壳中的储藏量大，但在技术上难以作为单质取得，并且由于采掘和精炼的成本高，因此在经济上不合算，而且在很多情况下资源是局限在特定地区的。另一方面，环境问题也是突出的，因此需要构建再循环型社会。特别是在减少二氧化碳排放方面引起了关注，因此加速了电动汽车以及在其中使用的马达和电池的开发。尤其是在电池方面，锂离子二次电池由于其能量密度和重量轻而被期待用作电动汽车的主要电池。

作为锂化合物的用途，例如，碳酸锂被用作锂离子电池的电极材料和耐热玻璃的添加剂，并且还被用于弹性表面波滤波器。特别是高纯度的碳酸锂已经被用作手机、汽车导航系统等的滤波器和发射器。溴化锂的用途是建筑物、工厂等的大型空调使用的吸收式冷冻机的冷却剂吸收材料，而氢氧化锂的用途是汽车等的润滑油和锂电池（一次和二次）的原料。金属锂的用途是一次电池的阳极材料和合成橡胶催化剂用丁基锂的原料。

锂盐包含在盐湖盐水和矿石中，考虑到生产成本，从盐湖盐水中进行资源回收是有利的。盐湖盐水主要存在于智利、玻利维亚和阿根廷，其储藏量也大。盐水根据组成主要分为氯化物盐水、硫酸盐盐水、碳酸盐盐水和钙盐水。其中资源量最丰富的硫酸盐盐水在精制过程中经常从硫酸盐形成难溶盐，或包含大量碱土金属。因此，难以作为碳酸锂等精制盐来有效回收这些盐。

作为解决问题的方案，已经提出了使用吸附剂的各种方法（专利文献1至3）等，但是问题在于成本高，并且没有建立在低成本下稳定回收精制锂盐的技术。作为常规的低成本方法，可以提到通过晒干盐水进行浓缩来去除杂质的方法，但是所述方法的问题在于：在锂浓度低的情况下或碱土金属浓度高的情况下难以应用该方法。此外，电渗析法和膜过滤法正在研究中（非专利文献1），但是没有投入实际应用。

另一方面，同样是碱金属的钾已经广泛用于肥料以及食品、饲料、工业化学品、药品等中，但是生产国限于加拿大、俄罗斯、白俄罗斯等。目前，虽然钾没有严重的资源问题，但是伴随粮食生产所不可缺少的肥料成分的稳定供应、以及发展中国家的爆炸性人口增加和经济增长而来的资源紧迫令人担忧。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2009-161794

专利文献2：JP-A-2002-167626

专利文献3：JP-A-4-293541

非专利文献

非专利文献1：“Heisei20Nendo Genba Niizutou ni taisuru Gijutsu Shien Jigyo(对2008年实际现场需要的技术支持方案):Kansui karano Richiumu Kaisyu Sisutemu Kaihatsu ni kansuru Kyoudo Sutadei Houkokusho(关于来自盐水的锂回收系统发展的合作研究报告)（公开版）”，独立行政法人石油天然气/金属矿物资源机构，三菱商事株式会社，2010年3月

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的是提供以低成本从湖水、地下水、工业废水等中稳定回收锂和钾等碱金属的方法。

解决课题的手段

为了解决上述问题，本发明涉及下列构成。

(1)一种从碱金属盐水溶液中分离和回收精制碱金属盐的方法，所述方法包括使用分离膜从碱金属盐水溶液中除去精制阻碍物质的处理步骤，其中，在温度为25°C且pH为6.5的1000ppm葡萄糖水溶液以及温度为25°C且pH为6.5的1000ppm异丙醇水溶液在0.75MPa的操作压力下分别透过所述分离膜时，该分离膜的葡萄糖除去率和异丙醇除去率同时满足下式(I)和(II)：

葡萄糖除去率≥90%  (I)；

葡萄糖除去率-异丙醇除去率≥30%  (II)。

(2)根据第(1)项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法，其中，所述碱金属盐水溶液中的锂离子浓度在0.5ppm以上至10000ppm以下的范围内。

(3)根据第(1)项或第(2)项所述的分离和回收精制碱金属盐的方法，其中所述碱金属盐水溶液中的镁离子浓度是锂离子浓度的1000倍以下。