鋰作為一種重要的能源金屬,在社會經濟發展中發揮著重要作用。全球鋰資源需求穩步增長,其中電池行業占35%。近年來,由于我國新能源電動汽車等行業的快速發展,對鋰的需求大幅增加。但鋰產量遠遠不能滿足國內需求,對外依賴性大。
鹽湖鹵水鎂鋰分離應用納濾膜分離技術
作為全球鋰資源消費大國,我國已廣泛應用于潤滑脂、電池、制冷劑、藥品等領域。我國鹽湖鹵水中蘊藏著豐富的鋰資源。一般來說,鹽湖鹵水中鎂、鋰元素共生,加之鎂、鋰的物化性質相似,給鹽湖鹵水提鋰造成較大的困難。通常,鎂和鋰的質量濃度比(以下簡稱鎂鋰比)作為參數來對鹽湖鹵水進行劃分。有人建議,將鎂鋰比不超過8的鹵水稱為低鎂鋰比鹵水,鎂鋰比大于8的鹵水稱為高鎂鋰比鹵水。
納濾膜在鹽湖鹵水鎂鋰分離中具有良好的應用前景。納濾膜的平均孔徑為0.3~1nm。根據納濾膜的結構特點,在分離過程中存在篩分效應,小于膜孔徑的物質被大于膜孔徑的物質截留。納濾膜通常是帶電的,當電解液通過納濾膜時存在Donnan效應,會保留二價和多價電解質。由于納濾膜的納米孔徑,當電解質溶液通過納濾膜時,會產生介電排斥效應。介電排斥效應的大小僅與材料的價態有關。價態越高,排斥效應越大。在屏蔽效應、Donnan效應和介電排斥效應的共同作用下,有效截留二價鎂離子并通過單價鋰離子。
耐酸納濾膜元件可實現20%以下硫酸和30%以下磷酸的耐受,可用于酸的分離、凈化和濃縮。膜元件可在強酸環境中保持高通量并穩定運行12個月以上。