吸附-膜耦合法从盐湖卤水中提锂

吸附法可较好地降低卤水镁锂比，但单一的提锂方法很难解决锂资源的高效、绿色提取问题。经过吸附处理后的脱附液符合膜处理的要求，纳滤膜法可以进一步降低卤水镁锂比。吸附-膜耦合法符合目前将“提锂环节前移”和“低品位锂资源直接提锂”的理念。

一、吸附和洗脱实验

铝系成型吸附剂的 XRD谱见图1。

吸附剂对离子的选择性主要由离子半径和其标准水合自由能决定，其中Li⁺离子半径(0.06nm)小于 K⁺离子半径(0.133nm)、Na⁺离子半径(0.095nm)、Ca²⁺离子半径(0.099nm)，因此 K⁺、Na⁺、Ca²⁺由于半径过大无法克服空间位阻效应而不能进入吸附剂结构中。Mg²⁺的离子半径为0.065nm与Li⁺接近,但Mg²⁺的标准水合自由能为 -1840kJ∕mol，与Li+的标准水合自由能-483kJ∕mol相差较大,因此Mg²⁺进入吸附剂^{的空穴中需要更大的能量。表1说明吸附剂在卤水中能对Li+进行选择性吸附}。

卤水与脱附液成分如表2所示。由表2可知，经过吸附和洗脱试验，Li⁺浓度达到0.35g∕L，镁锂比从105.2下降至1.49，其他杂质离子浓度也显著下降。

二、纳滤膜分离试验

   纳滤作为一种膜分离技术，具有驱动压力低、渗透性好、能耗低、孔径小（<2 nm）等特点。在孔径筛选和Donnan斥力的综合影响下，NF膜仅在压力驱动下可实现混合溶液中多价/单价盐离子的分离。纳滤分离模拟盐湖卤水中Li⁺/Mg²⁺见图1。

图1 纳滤分离模拟盐湖卤水中Li⁺/Mg²⁺

测试操作压力分别为0.25、0.5、0.75、1、1.25MPa时，Li⁺、Mg²⁺截留率和分离因子的试验结果如图2所示。可以看出，压力增大，Li⁺截留率显著上升，Mg²⁺截留率有一定的上升趋势,分离因子提高，镁锂分离性能增强。

图2操作压力对力对Li⁺、Mg²⁺截留率和分离因子的影响

经过吸附—膜耦合处理，卤水锂浓度从 0.20g∕L提高到0.345g∕L，镁锂比从105.2降低至0.05，浓缩后可进行粗制碳酸锂的制备。

表3 卤水、吸附处理后液与膜处理后液成分

文献摘自论文：

1.韩文赋,王海北,郭纵,等.吸附—膜耦合法从高镁锂比盐湖卤水中提锂[J].有色金属(冶炼部分),2024,(08):54-61+71.

2.邓子祺, 程荣, 石磊, 等. 膜法盐湖提锂技术研发进展[J]. 科技导报, 2024, 42(18): 5-19.