從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法
2023-06-08 19:07:11
專利名稱：從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法
技術領域：
本發明涉及一種從溶液中分離鎂和回收鋰的方法，尤其是一種從含鋰鹽湖滷水和鹽田濃縮含鋰老滷中分離鎂和濃縮鋰的方法。
背景技術：
鋰離子與大量鹼金屬、鹼土金屬共存，要經濟地從天然的多元水鹽體系高鎂鋰比鹽湖滷水中回收鋰，不僅取決於含鋰濃度而且取決於含鎂、鈣離子濃度。由於鎂與鋰的化學性質很相似，鎂鋰分離很困難。現在國外已生產的滷水提鋰都僅限於含鎂濃度較低的滷水，鎂鋰比值小於6∶1，而青海鹽湖滷水鎂鋰比可高達300∶1，不能直接使用低鎂鋰比值滷水日曬除鹽沉澱碳酸鋰的簡單方法，否則會造成精製滷水時用鹼量過大和鋰鹽損失嚴重。高鎂鋰比鹽湖滷水提取鋰鹽首要問題是解決鎂鋰分離問題。
世界上對高鎂鋰比值滷水提鋰已有不少方法，如鹽析法、有機溶劑萃取法、吸附劑吸附法、焙燒法、沉澱法等。這幾種方法針對高鎂鋰比鹽湖滷水中鎂鋰分離技術各有特點。其中磷酸三丁脂萃取法採用濃縮富鋰高鎂滷水作為生產原料，回收率比較高，但流程長、設備腐蝕嚴重，生產成本高，無法進一步實現產業化。吸附法是利用樹脂選擇性吸附鋰離子，但樹脂價格高，樹脂容易被滷水汙染難以再生，樹脂吸附容量較低，實際生產受到生產規模和經濟效益的雙重限制。焙燒法要副產大量鹽酸和重質MgO，其中重質MgO面臨銷售市場狹窄問題，鹽酸對設備腐蝕非常嚴重問題，整個工藝能耗高，僅進行過室內研究工作。沉澱法工藝可行，但流程長、回收率低，物料周轉量大，多次煅燒過濾，操作繁雜，水熱分解或焙燒浸取液含鋰濃度較低，濃縮時需蒸發水量較大。
針對我國青海鹽湖滷水中的高鎂鋰比的現狀，在中國專利申請01128815.9中公開了一種高鎂鋰比鹽湖滷水中製取碳酸鋰的方法，該方法是用鹽田析出鉀鎂混鹽後的滷水經鹽田脫鎂→在滷水中加入沉澱劑，硼鎂共沉澱→在硼鎂共沉澱分離後的母液中加入飽和NaOH溶液進行深度除鎂→沉澱法製取碳酸鋰；該方法由於需添加大量沉澱劑，生產成本會很高。
在中國專利申請01128816.7中公開了一種用碳化法從高鎂鋰比鹽湖滷水中分離鎂鋰製取碳酸鋰的方法，該方法是在硫酸鎂亞型鹽湖滷水經鹽田蒸發析出鉀鎂混鹽、再脫硼後的老滷液中，加入鹼使鎂鋰分別以氫氧化物、碳酸鹽、磷酸鹽、或草酸鹽的形式沉澱出來，將該沉澱進行煅燒分解，通過碳化或碳酸化作用，使鋰溶入溶液，鎂仍然保持在沉澱中，從而達到鎂鋰分離，再將該富鋰溶液進行深度除雜，隨後蒸發濃縮或用純鹼沉澱製備碳酸鋰，成本也會很高。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，該方法是利用離子交換膜電滲析法濃縮鋰，該方法提供了從高鎂鋰比鹽湖滷水中高效分離鎂和高選擇性地提取鋰的技術，其工藝流程簡單、操作合理，且該方法製得的最終產品的質量好、鋰的回收率≥80％，Mg2+的脫除率≥95％，B3+的脫除率≥99％，SO42-的脫除率≥99％。
本發明的目的可通過如下措施來實現一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，包括下述步驟對所述的鹽湖滷水進行一級或多級離子交換膜電滲析，即將鹽湖滷水送入電滲析器的淡化室，經過一價離子選擇性電滲析，在電滲析器的濃縮室中得到濃縮的富鋰滷水濃縮液，鎂、硼酸根、硫酸根則滯留在淡化室中，實現鎂、硼酸根、硫酸根與鋰的分離。
所述的鹽湖滷水選自高鎂鋰比鹽湖滷水、高鎂鋰比鹽湖滷水蒸發得到的濃縮滷水、高鎂鋰比鹽湖滷水提鉀後的老滷蒸發得到的老滷中的至少一種；所述的鹽湖滷水中的Mg2+與Li+的重量比為300∶1～1∶1，滷水含Li+濃度0.02～20g/L。
所述的電滲析法中所用的一價選擇性離子交換膜包括一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜。
所述的離子交換法中進入一級或串聯多級電滲析器的各液流為連續式、連續部分循環式或分批循環式；(1)所述連續式是一級或多級電滲析器連續運行，即脫鹽液和濃縮液連續進入一級或串聯多級電滲析器中脫鹽室和濃縮室即排出；(2)所述連續部分循環式是一級或多級連續部分循環運行，即由第一級循環泵把第一級循環槽的脫鹽液送進第一級電滲析器，經過脫鹽後又回到第一級循環槽，脫鹽液的小部分進入第二級循環槽，其餘部分與新補充的原液混合，再次進入第一級電滲析器循環。按此循序在以下各級電滲析器內脫鹽，最後的脫鹽液貯存於脫鹽液槽中；與脫鹽系統運行的同時，濃縮液系統的原液，由濃縮泵將濃縮液槽循環液送入各臺電滲析器中脫鹽循環；(3)所述分批循環式是濃縮液和脫鹽液分別通過體外循環槽進行循環，即電滲析器中的脫鹽液和濃縮液是各自進行閉路循環，達到脫鹽要求後排走。
所述的一價陽離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的改性強酸型(Na型)膜K100和K192、日本Tokuyama Soda公司生產的CMS和CM-1改性強酸型(Na型)膜、日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜CMV和CMR、美國Membranes International Inc.公司生產的CMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-磺酸鹽共聚物和二乙烯基苯的共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亞胺。
所述的一價陰離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜A111和A192、日本Tokuyama Soda公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜ACM、日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜TM ASV、美國Membranes International Inc.公司生產的AMI-7000中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯與二乙烯苯共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--N(CH2)3Cl)活性基、聚烯丙基溴鹽。
所述的電滲析器的濃縮室中的初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；所述的電滲析器的淡化室中的初始淡化液的密度為1.1～1.6g/ml。
所述的電滲析器中的濃縮室中的濃縮液按下述方式使用A、循環作為其本級電滲析濃縮室的初始濃縮液的配料母液；或B、作為下一級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液。
所述的下一級電滲析器的淡化室分離鋰後的脫鹽液返回其上一級電滲析器的淡化室作其初始脫鹽液的配料母液。
所述的進入電滲析器淡化室的鹽湖滷水的溫度為5～50℃，pH值為0～12。
在電滲析器的電極室兩端施加的電流密度範圍為50A/m2～650A/m2。
該方法還包括從鹽湖滷水中經一價選擇性離子交換膜電滲析工藝從脫鹽液中可同時回收硼和脫除硫酸根；所得含硼脫鹽液經鹽酸或硫酸酸化進行提硼。
一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，包括下述步驟(1)將Mg2+與Li+的重量比為300∶1～1∶1，含Li+濃度0.02～20g/L，其密度為1.1～1.6g/ml的鹽湖滷水送入第一級電滲析器的淡化室；(2)利用第一級電滲析器的一價選擇性離子交換膜對上述(1)步淡化室內的鹽湖滷水進行鋰離子濃縮，得到第一級濃縮液；(3)第一級濃縮液A、收集，或B、返回第一級電滲析器的濃縮室進行第一級初始濃縮液的配料，配料後的第一級初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；或C、作為第二級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液；其密度為1.0～1.6g/ml；(4)利用第二級電滲析器的一價選擇性離子交換膜對上述(3)步的脫鹽液進行鋰離子濃縮，得到第二級濃縮液；(5)第二級濃縮液A、收集；或B、返回第二級電滲析器的濃縮室進行第二級初始濃縮液的配料，配料後的第二級初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；(6)第二級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液分離後的脫鹽液返回上述(1)步的第一級電滲析器的淡化室作初始脫鹽液的配料母液。
所述的電滲析法中所用的一價選擇性離子交換膜包括一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜；其中所述的一價陽離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的改性強酸型(Na型)膜K100和K192，日本Tokuyama Soda公司生產的改性強酸型(Na型)膜CMS和CM-1，日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜CMV和CMR，美國Membranes International Inc.公司生產的CMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、苯乙烯-磺酸鹽聚合物和二乙烯基苯聚合物中的至少一種；其改性劑選自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亞胺；所述的一價陰離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜A111和A192或日本Tokuyama Soda公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜ACM，日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜TM ASV，美國Membranes International Inc.公司生產的AMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯與二乙烯苯共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--N(CH2)3·Cl)活性基、聚烯丙基溴鹽。
本發明和現有技術相比具有如下優點1、本發明提供了從高鎂鋰比鹽湖滷水中高效分離鎂、硼酸根、硫酸根和高選擇性提取鋰的新技術。
2、本發明經不同滷水、不同規模試驗生產，證明是從青海高鎂鋰比滷水提鋰的一個經濟實用的工藝和技術。其工藝流程簡單合理，操作方便。
3、本發明提供的富鋰滷水製取碳酸鋰或氯化鋰，其產品成本具有競爭力；操作過程簡單易行、適合當地條件；產品質量好、符合國際市場要求。
4、本發明產生的母液可循環利用，提高了鋰的利用率，其中鋰的單次提取率80％以上，Mg2+的脫除率≥95％，B3+的脫除率≥99％，SO42-的脫除率≥99％。
5、本發明的原料資源儲量豐富。
6、運用本發明實現了鹽湖鋰、硼、鉀等資源的綜合利用。
具體的實施方式本發明還將結合實施例作進一步詳述實施例將含有鋰、鎂等一、二價陽離子和氯根、硫酸根和硼酸根等陰離子組成的或由上述離子組成的鹽田濃縮含鋰老滷送入電滲析器的淡化室，該電滲析器由淡化室、濃縮室和極室組成。
濃縮室和淡化室的端面裝有一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜，電滲析器每個膜堆的膜對數1～500，陰極室和陽極室分別裝有陰極和陽極。當送入電滲析器的淡化室的鹽田日曬蒸發得滷水含Li+濃度0.02～20g/L，滷水呈湍流狀態，確定並穩定控制電極工作電流值在50～650A/m2範圍內，使其誤差穩定在±10A/m2範圍內時，穩定控制工作電流值，鋰離子以較快的速度由淡化室向濃縮室遷移，而鎂和、硼酸根、硫酸根離子的遷移速度相對要慢得多，鋰離子在濃縮液中不斷富集，而大部分鎂、硼酸根和硫酸根離子則滯留在淡化液中。當初始淡化液中(Mg2+/Li+)重量比為300∶1～1∶1時，經過一價離子選擇性電滲析過程，分離濃縮得到的富鋰滷水濃縮液中鎂鋰重量比可降低到10～0.1，濃縮液中的鋰離子可富集到200克/升，在此過程中滷水Li+的回收率≥80％，Mg2+的脫除率≥95％，B3+的脫除率≥99％，SO42-的脫除率≥99％。
本發明的具體實施例如下實施例一由矩形有機玻璃構成的電滲析器，10個脫鹽室，9個濃縮室。一價離子選擇性膜型號為CMI-7000和AMI-7000。陽極材質為鉑板，陰極為不鏽鋼板。進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為520g/L，其中含6g/L Li+，120g/L Mg2+；進濃縮室初始液為0.5M HCl；進電極室初始液為0.5M NaCl。湍流狀態，電流密度100A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表I。
表I
從表I的結果看出，(Mg2+/Li+)Constr為2.1，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。其中(Mg2+/Li+)Constr為濃縮液中的Mg2+與Li+的濃度比。
實施例二緊固型小型電滲析裝置由50個脫鹽室和51個濃縮室構成，一價離子選擇性膜型號為CMS和ACM。陽極材質為鈦塗釕板，陰極為鈦塗釕板或不鏽鋼鍍鋅板。進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為510g/L，其中含6g/L Li+，108g/L Mg2+；進濃縮室初始液為自配液；進電極室初始液0.5M Na2SO4。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度100A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表II。
表II
從表II的結果看出，計算的(Mg/Li)Constr為2.0，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Na/Li)Constr為0.49，(B/Li)Constr為0.075，(SO4/Li)Constr為0.018。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
實施例三同實施例二，進脫鹽室原料滷水含6g/L Li+，108g/L Mg2+；進濃縮室初始液為自配液；進電極室初始液0.5M Na2SO4。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度200A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表III。
表III
從表III的結果看出，(Mg/Li)Constr為1.7，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。與表II的結果相比，(Mg/Li)Constr降低。計算的(Na/Li)Constr為0.44，(B/Li)Constr為0.066，(SO4/Li)Constr為0.007。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
實施例四採用兩級電滲析器，第一級電滲析分離同實施例三，進行的第二級電滲析分離如下進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為40g/L，其中含3g/L Li+，5.1g/L Mg2+；進濃縮室初始液為自配液；進電極室初始液0.5M Na2SO4。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度200A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表IV。
表IV
從表IV的結果看出，(Mg/Li)Constr為0.49，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Na/Li)Constr為0.57，(B/Li)Constr為0.01，(SO4/Li)Constr為2×10-5。與表II的結果相比，濃縮液中Mg、Na、B、SO4離子濃度降低，(Mg/Li)Constr降低。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
實施例五
採用兩級電滲析器，第一級電滲析分離同實施例三，進行的第二級電滲析分離如下進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為90g/L，其中含6.9g/L Li+，11.7g/LMg2+；進濃縮室初始液為自配液；進電極室初始液0.5M Na2SO4。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度400A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表V。
表V
從表V的結果看出，(Mg/Li)Constr為0.49，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Na/Li)Constr為0.52，(B/Li)Constr為7.7×10-3，(SO4/Li)Constr為1.9×10-5。與表IV的結果相比，(Na/Li)Constr、(B/Li)Constr、(SO4/Li)Constr降低，即濃縮液中Mg、Na、B離子濃度降低。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
實施例六採用兩級電滲析串聯運行，一級的濃縮液作二級的脫鹽液，而二級的脫鹽液作一級脫鹽液配料。一級進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為510g/L，其中含6g/LLi+，108g/L Mg2+；進濃縮室初始液為自配液。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度200A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表VI。
表VI
從表VI的結果看出，(Mg/Li)Constr為1.7，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Na/Li)Constr為0.45，(B/Li)Constr為0.067，(SO4/Li)Constr為7.1×10-3。
進行的第二級電滲析分離如下進脫鹽室原料滷水總鹽濃度為150g/L，其中含11.2g/L Li+，19.6g/L Mg2+；進濃縮室初始液為自配液；進電極室初始液0.5M NaNO3。脫鹽液室內線速度8cm/sec.，電流密度400A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg/Li)Constr，結果見表VII。
表VII
從表VII的結果看出，(Mg/Li)Constr為0.46，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Na/Li)Constr為0.52，(B/Li)Constr為7.8×10-3，(SO4/Li)Constr為1.9×10-5。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
實施例七同實施例一，對低含鋰量、高鎂鋰比滷水用三級電滲析器分離鎂和提取濃縮鋰。進第一級脫鹽室原料滷水含0.5g/L Li+，100g/L Mg2+，進濃縮室初始液為自配液，進電極室初始液0.5M NaCl。湍流狀態，電流密度250A/m2。脫鹽液、濃縮液、電極液各自循環。分析脫鹽液和濃縮液的Li+、Mg2+濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr。
表VIII
從表VIII結果看出，(Mg/Li)Constr為12，不能直接用鹼沉澱製取碳酸鋰，否則會造成精製滷水時用鹼量過大和鋰鹽損失嚴重。通過三級電滲析器分離鎂和提取濃縮鋰，計算的(Mg/Li)Constr為0.44，(Na/Li)Constr為0.10，(B/Li)Constr為4.9×10-3，(SO4/Li)Constr為4.7×10-4。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
第一級效率低、(Mg/Li)constr較高，但可以作為鋰的回收利用方法。
實施例八採用多級電滲析組各液流為連續、半連續或間歇操作方式，前一級的濃縮液作下一級的脫鹽液，而下一級的脫鹽液作其上一級脫鹽液配料。各級電滲析組運行條件同實施例六。分析第一級脫鹽終了液和最末一級濃縮液中Li+、Mg2+等離子濃度，並計算(Mg2+/Li+)Constr，結果見表IX。
表IX
從表IX的結果看出，(Mg/Li)Constr為0.475，可以直接用鹼沉澱製取碳酸鋰。計算的(Mg/Li)Constr為0.44，(Na/Li)Constr為0.55，(B/Li)Constr為4.7×10-3，(SO4/Li)constr為2.8×10-5。其中(Na/Li)Constr為濃縮液中的Na與Li的濃度比，(B/Li)Constr為濃縮液中的B與Li的濃度比，(SO4/Li)Constr為濃縮液中的SO4與Li的濃度比。
權利要求
1.一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，包括下述步驟對所述的鹽湖滷水進行一級或多級離子交換膜電滲析，即將鹽湖滷水送入電滲析器的淡化室，經過一價離子選擇性電滲析，在電滲析器的濃縮室中得到濃縮的富鋰滷水濃縮液，鎂、硼酸根、硫酸根則滯留在淡化室中，實現鎂、硼酸根、硫酸根與鋰的分離。
2.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的鹽湖滷水選自高鎂鋰比鹽湖滷水、高鎂鋰比鹽湖滷水蒸發得到的濃縮滷水、高鎂鋰比鹽湖滷水提鉀後的老滷蒸發得到的老滷中的至少一種；所述的鹽湖滷水中的Mg2+與Li+的重量比為300∶1～1∶1，滷水含Li+濃度0.02～20g/L。
3.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的電滲析法中所用的一價選擇性離子交換膜包括一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜。
4.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的離子交換法中進入一級或串聯多級電滲析器的各液流為連續式、連續部分循環式或分批循環式；(1)所述連續式是一級或多級電滲析器連續運行，即脫鹽液和濃縮液連續進入一級或串聯多級電滲析器中脫鹽室和濃縮室即排出；(2)所述連續部分循環式是一級或多級連續部分循環運行，即由第一級循環泵把第一級循環槽的脫鹽液送進第一級電滲析器，經過脫鹽後又回到第一級循環槽，脫鹽液的小部分進入第二級循環槽，其餘部分與新補充的原液混合，再次進入第一級電滲析器循環。按此循序在以下各級電滲析器內脫鹽，最後的脫鹽液貯存於脫鹽液槽中；與脫鹽系統運行的同時，濃縮液系統的原液，由濃縮泵將濃縮液槽循環液送入各臺電滲析器中脫鹽循環；(3)所述分批循環式是濃縮液和脫鹽液分別通過體外循環槽進行循環，即電滲析器中的脫鹽液和濃縮液是各自進行閉路循環，達到脫鹽要求後排走。
5.如權利要求1、2或3所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的一價陽離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的改性強酸型(Na型)膜K100和K192、日本Tokuyama Soda公司生產的CMS和CM-1改性強酸型(Na型)膜、日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜CMV和CMR、美國Membranes International Inc.公司生產的CMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-磺酸鹽共聚物和二乙烯基苯的共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亞胺。
6.如權利要求1、2或3所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的一價陰離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜A111和A192、日本Tokuyama Soda公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜ACM、日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜TM ASV、美國Membranes International Inc.公司生產的AMI-7000中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯與二乙烯苯共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--N(CH2)3Cl·)活性基、聚烯丙基溴鹽。
7.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的電滲析器的濃縮室中的初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；所述的電滲析器的淡化室中的初始淡化液的密度為1.1～1.6g/ml。
8.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的電滲析器中的濃縮室中的濃縮液按下述方式使用A、循環作為其本級電滲析濃縮室的初始濃縮液的配料母液；或B、作為下一級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液。
9.如權利要求8所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的下一級電滲析器的淡化室分離鋰後的脫鹽液返回其上一級電滲析器的淡化室作其初始脫鹽液的配料母液。
10.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於進入電滲析器淡化室的鹽湖滷水的溫度為5～50℃，pH值為0～12。
11.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於在電滲析器的電極室兩端施加的電流密度範圍為50A/m2～650A/m2。
12.如權利要求1所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於該方法還包括從鹽湖滷水中經一價選擇性離子交換膜電滲析工藝從脫鹽液中可同時回收硼和脫除硫酸根；所得含硼脫鹽液經鹽酸或硫酸酸化進行提硼。
13.一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，包括下述步驟(1)將Mg2+與Li+的重量比為300∶1～1∶1，含Li+濃度0.02～20g/L，其密度為1.1～1.6g/ml的鹽湖滷水送入第一級電滲析器的淡化室；(2)利用第一級電滲析器的一價選擇性離子交換膜對上述(1)步淡化室內的鹽湖滷水進行鋰離子濃縮，得到第一級濃縮液；(3)第一級濃縮液A、收集，或B、返回第一級電滲析器的濃縮室進行第一級初始濃縮液的配料，配料後的第一級初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；或C、作為第二級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液；其密度為1.0～1.6g/ml；(4)利用第二級電滲析器的一價選擇性離子交換膜對上述(3)步的脫鹽液進行鋰離子濃縮，得到第二級濃縮液；(5)第二級濃縮液A、收集；或B、返回第二級電滲析器的濃縮室進行第二級初始濃縮液的配料，配料後的第二級初始濃縮液的密度為1.0～1.4g/ml；(6)第二級電滲析器的淡化室的初始脫鹽液分離後的脫鹽液返回上述(1)步的第一級電滲析器的淡化室作初始脫鹽液的配料母液。
14.如權利要求13所述的從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，其特徵在於所述的電滲析法中所用的一價選擇性離子交換膜包括一價陽離子選擇性離子交換膜和一價陰離子選擇性離子交換膜；其中所述的一價陽離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的改性強酸型(Na型)膜K100和K192，日本Tokuyama Soda公司生產的改性強酸型(Na型)膜CMS和CM-1，日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜CMV和CMR，美國Membranes International Inc.公司生產的CMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、苯乙烯-磺酸鹽聚合物和二乙烯基苯聚合物中的至少一種；其改性劑選自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亞胺；所述的一價陰離子選擇性離子交換膜選自日本Asahi Chemical公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜A111和A192或日本Tokuyama Soda公司生產的季胺(Cl型)改性強鹼膜ACM，日本Asahi Glass公司生產的Selemion改性強酸型膜TM ASV，美國Membranes International Inc.公司生產的AMI-7000的膜中的一種；該膜的基質選自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯與二乙烯苯共聚物中的至少一種；其改性劑選自(R--N(CH2)3·Cl)活性基、聚烯丙基溴鹽。
全文摘要
本發明涉及一種從鹽湖滷水中分離鎂和濃縮鋰的方法，適用於含鎂鋰鹽湖滷水和鹽田濃縮含鎂鋰老滷中鎂、硼酸根、硫酸根與鋰的分離；該方法是將含有一、二價陽離子如Mg
文檔編號B01D61/42GK1626443SQ200310122238
公開日2005年6月15日 申請日期2003年12月20日 優先權日2003年12月20日
發明者馬培華, 鄧小川, 溫現民 申請人:中國科學院青海鹽湖研究所