[发明专利]连续化的阳离子交换膜/溶剂萃取/FCDI协同耦合的提锂方法

说明书

本发明公开了一种连续化的阳离子交换膜/溶剂萃取/流动电容去离子技术(FCDI)协同耦合的提锂方法，利用FCDI技术在盐浓缩领域高效、高浓缩倍率优势以及阳离子交换膜、溶剂萃取技术在盐湖锂资源提取领域高选择性特点，在电场驱动作用下通过阳离子交换膜/溶剂萃取/FCDI工艺单元的系统集成来实现盐湖卤水中锂离子的选择性分离和富集。采用的有机试剂用量少、可循环利用。可以完成碳颗粒流动电极浆料循环使用的吸附‑脱附连续操作，并且较好的降低含锂卤水中镁的含量，达到分离镁锂、提取锂的目的。具有选择性高、能源利用效率高、环境友好、同时实现锂离子的高效分离和高倍浓缩等优点，在高Mg/Li卤水中回收锂的应用中具有显著的技术优势和应用前景。

技术领域

本发明属于盐湖提锂技术领域，具体涉及一种连续化的阳离子交换膜/溶剂萃取/FCDI协同耦合的提锂方法，适于从盐湖等高镁锂比的盐水中提取锂盐。

背景技术

近年来，随着锂电池行业的快速发展，作为锂离子电池原料的锂及其化合物的产量显著增加，而大部分锂是从矿物和盐水中提取的。与矿物相比，我国盐湖锂储量丰富，是更为理想的锂资源。但是，由于我国盐湖锂资源品位低、镁锂比、钠锂比高等实际问题，盐湖锂资源提取难度大、技术门槛高，严重限制了盐湖锂资源的开发利用。因此，研究开发先进盐湖锂资源提取技术具有重要意义。

目前，从含锂卤水中提锂的方法主要有沉淀法、煅烧浸取法、离子交换吸附法或溶剂萃取法等。沉淀法只适用于低镁锂比盐湖卤水提锂，且工艺能耗高、试剂耗量大、成本高；煅烧浸取法工艺过程产生的氯化氢对设备腐蚀也比较严重；吸附法中的离子筛金属氧化物吸附法提锂存在溶损率大、寿命短、成型造粒困难等问题；溶剂萃取法提锂的应用存在萃取剂的溶损及环境污染的问题，需进一步优化。

发明内容

针对目前溶液萃取技术在盐湖提锂领域所面临的环境不友好，大量使用有机溶剂以及萃取剂流失等弊端，

本发明的主要目的在于，提供一种新的连续化的阳离子交换膜/溶剂萃取/FCDI协同耦合的提锂方法，该方法对盐湖卤水中的锂离子具有高选择性提取效果，可多次循环使用，污染低，具有良好的应用前景和技术优势。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种连续化的阳离子交换膜/溶剂萃取/FCDI协同耦合的提锂方法，其特征在于，该方法使用的设备包括外加直流电源、与所述外加直流电源相连的电极、与所述电极直接接触的吸附室、与所述吸附室相连接的流动电极循环浆料罐、与所述吸附室相连接的含锂卤水通道、与所述电极直接接触并循环于吸附室的导电吸附浆料、与阳极侧所述导电吸附浆料直接接触的阴离子交换膜、与阴极侧所述导电吸附浆料直接接触的阳离子交换膜、使用两层阳离子交换膜封装并与阴极侧所述导电吸附浆料接触的锂离子选择性液膜分离层以及用于阴阳离子脱附的解吸FCDI装置。

含锂卤水通道内含锂溶液中的锂离子在外加电场的作用下，经所述锂离子选择性液膜层中的有机相以及两层阳离子交换膜迁移至阴极侧并吸附在阴极侧导电吸附浆料中，阴离子通过阴离子交换膜迁移并吸附在阳极导电吸附浆料中；

待阴极侧碳浆料罐中的吸附浆料吸附饱和后，将阴阳极两侧碳浆料罐中的导电浆料分别泵入解吸FCDI装置，并在电场作用下，通过解吸FCDI装置对吸附在碳浆料中阴阳离子进行脱附操作，此时，阴极侧和阳极侧导电吸附浆料颗粒表面的锂离子和阴离子分别穿过阳离子交换膜和阴离子交换膜进入合格液室，形成富锂合格液。

具体操作过程是：

(1)提锂过程：