[发明专利]一种从含锂溶液中富集锂的方法

说明书

本发明公开了一种从含锂溶液中富集锂的方法，包括以下步骤：(1)以Pb作为阳极，具有可吸附锂的电极材料为阴极，以含锂的溶液为电解液，进行电化学反应提取锂；(2)调转步骤(1)中的阴阳极后，加入电解液进行电化学反应释放锂，得富集锂溶液。本发明采用无膜提锂体系可以有效避免阴离子膜的使用，降低成本，同时也可避免待处理的溶液中的杂质离子通过膜扩散到需要获取的目标溶液中，可极大地降低后续处理工艺的难度，有利于节约生产成本。

技术领域

本发明涉及锂的回收利用技术领域，具体涉及一种从含锂溶液中富集锂的方法。

背景技术

近年来，新能源汽车、化学储能的快速发展使得锂的需求量激增。盐湖卤水、锂矿石以及废旧锂离子电池是生产锂产品的主要原料。其中，盐湖卤水蕴藏的锂储量约占全球锂资源储量的70％，是目前锂开发的主要原料。此外，全球的锂盐产品有70％以上被应用于锂离子电池中，废旧锂离子电池也将成为未来不久成为保障锂供应的主要原料来源。

针对盐湖锂资源的开发，现已开发的提锂技术包括盐田摊晒法、吸附法、溶剂萃取法、电渗析法、膜分离法和电化学离子泵法等。其中，电化学离子泵法具有绿色环保、生产成本低、对锂的选择性好、对卤水适应性好的特点，是未来盐湖提锂发展的方向。

现有技术中公开了一种电化学法从溶液中提锂的操作方式，其具体步骤在于：(1)利用阴离子膜将电解池分为阳极室和阴极室，阳极室以LiFePO₄为阳极，阴极室以LiFePO₄脱锂后的FePO₄为阴极；(2)阳极室注入一定浓度的支持电解质；阴极室注入待提锂的溶液；(3)电解迫使阳极LiFePO₄发生氧化反应而失去电子，随后释放Li⁺离子进入汲取锂室(LiFePO₄-e＝Li⁺+FePO₄)，阴极FePO₄发生还原反应，得到电子而迫使阴极液中的Li⁺离子进入到FePO₄中(Li⁺+FePO₄+e＝LiFePO₄)，为维持溶液的电中性，阴极室的阴离子则通过阴离子膜进入阳极室；(4)电解结束后，对调电极极性和极室中的溶液类型，重新进行下一周期电解从而实现阴极待提锂液中的锂不断富集到阳极室中的目的。

该方法对含锂溶液的适应性强，对锂的选择性高，所述待提锂溶液可为盐湖卤水、地热卤水、海水等其他含锂溶。然而，该方法需采用大量的阴离子膜来分割阴阳极，采用有膜体系存在以下问题：(1)虽然阴离子膜在理论上只透过阴离子且可以完全截留住钠、镁等阳离子，然而在实际使用过程中，渗透作用会导致阴极室中的部分钠离子、镁离子以及其他如硫酸根和和硼离子等杂质阴离子扩散到阳极室中，从而增加阳极室中杂质离子的含量。因此，后续需增加相应的除杂工序以去除相应的杂质离子，这无疑增加了生产成本。(2)膜的使用会增加大量的投资成本。(3)隔膜本身很脆弱，安装过程需要小心控制，避免因膜破损导致阴极液和阳极液的混合。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种从含锂溶液中富集锂的方法，该方法采用无膜体系进行锂的提取和富集，可以有效降低溶液中的杂质，简单高效地富集锂。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种从含锂溶液中富集锂的方法，包括以下步骤：

(1)以Pb作为阳极，具有可吸附锂的电极材料为阴极，以含锂的溶液为电解液，进行电化学反应提取锂；

(2)调转步骤(1)中的阴阳极后，加入电解液进行电化学反应释放锂，得富集锂溶液。