[发明专利]一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法

说明书

本发明提供一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法，包括：使含有锂离子的溶液在双极膜电渗析装置的淡室中循环流动，使含有碳酸根离子和/或二氧化碳的溶液在双极膜电渗析装置的碱室中循环流动，从而在双极膜电渗析装置的碱室中产生碳酸锂。通过使含有碳酸根离子和/或二氧化碳的溶液在双极膜电渗析装置的碱室中循环流动，使得锂直接以碳酸锂沉淀的形式析出，同时能够提高锂的析出效率。

技术领域

本发明涉及碳酸锂的制备领域，具体涉及一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法。

背景技术

锂是一种重要的金属资源，是制备锂离子电池正极材料、电解质添加剂、铝冶炼添加剂、制备玻璃陶瓷的助熔剂以及精密光学器件的重要原料。我国的锂资源比较丰富，基础储量约为1500万吨，已探明储量540万吨，约占世界总量的13％，其中盐湖卤水锂资源的储量约占我国总量的85％。我国盐湖卤水的特点为锂含量高、镁锂比高，因此高效的锂镁分离是我国盐湖卤水提锂的关键。而锂和镁在元素周期表中位于对角位置，属于相似元素，不仅共生，而且离子半径及离子势相近，很难分离。而当需要以碳酸锂形式沉淀锂离子时，镁离子也会同时沉淀。

目前针对高镁锂比卤水分离的主要方法包括溶剂萃取法、吸附法、煅烧法及沉淀法。溶剂萃取法、吸附法和沉淀法的工艺流程中通常会使用大量的化学药剂，并产生化学污泥或再生废液；而煅烧法是一种能耗较高的分离工艺，且设备投资巨大。在上述几种方法中，沉淀法相对运行成本较低，并已有一定的工程应用案例。但在实际应用中，沉淀法仍存在氢氧化镁形成含水率极高的凝胶体，难以实现高效的固液分离，同时凝胶体对锂离子吸附严重，而导致锂的损失等问题。

目前利用双极膜电渗析装置对高镁锂比卤水进行处理的技术方案较少，且基本上都是将锂离子迁移至碱室中形成氢氧化锂溶液，再通过后续的沉淀反应析出固体锂盐。但是，这种析出方式需要双极膜装置和发生沉淀反应的装置这两个系统，效率较低，不利于大规模工业化投产，无法一步法获得固态锂化合物。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法，通过使含有碳酸根离子和/或二氧化碳的溶液在双极膜电渗析装置的碱室中循环流动，使得锂直接以碳酸锂沉淀的形式析出，同时能够提高锂的析出效率。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案如下：

一种基于双极膜电渗析装置的锂分离方法，包括：

使含有锂离子的溶液在双极膜电渗析装置的淡室中循环流动，使含有碳酸根离子和/或二氧化碳的溶液在双极膜电渗析装置的碱室中循环流动，从而在双极膜电渗析装置的碱室中产生碳酸锂。

在本领域中，一般认为，在双极膜电渗析装置的运行过程中产生固体是不利的，例如可能导致系统堵塞和膜表面固体累积，使得离子迁移过膜的阻力增加，进而降低双极膜电渗析装置的运行效率和稳定性。但是，本申请的发明人在研究过程中意外地发现，将含有碳酸根离子和/或二氧化碳的溶液通入到双极膜电渗析装置的碱室中，使从淡室中析出的锂离子在碱室中与碳酸根结合生成碳酸锂沉淀，不仅没有降低锂离子的析出效率，反而使得锂离子的析出效率得以提高。