作为一种重要的新能源材料,锂在汽车、风电等领域中得到了广泛的应用。目前国际市场对锂产品的需求量以平均每年10%以上的速度持续增长,导致锂产品市场价格成倍暴涨。盐湖中蕴藏有全球70%以上的锂资源,从盐湖卤水中提锂已经成为国内外生产锂盐的主要途径。
我国盐湖卤水资源丰富,其中液态矿锂资源占我国锂资源的80%左右。但是我国的大部分盐湖卤水存在高镁低锂的特点,镁锂比大于30(质量比),少量锂离子与大量镁离子共存,且镁离子和锂离子的性质相似,这使从高镁锂比盐湖卤水中提锂成为公认的技术难题,严重制约了我国锂资源的开发利用。
目前,盐湖提锂工艺主要有沉淀法、溶剂萃取法、吸附法、煅烧浸取法、碳化法和膜法等。其中:
1、沉淀法提锂技术成熟,但不适合处理含大量镁离子的卤水及低锂卤水。
2、溶剂萃取法选择性好,但萃取剂挥发性大、易于发生乳化、泡沫现象,工程实施效果较差。
3、吸附法也存在吸附剂损率高、稳定性差、吸附时间长等问题。
4、煅烧浸取法可较好分离镁锂,但能耗高,经济效益不理想。
膜分离过程作为一种新型的分离技术,在盐湖提锂中得到了广泛的应用。纳滤膜存在孔隙,其平均孔径为0.3~1nm。基于其结构特性,纳滤膜分离时存在筛分效应,透过小于膜孔径的物质而对大于膜孔径的物质截留。通常纳滤膜是带电的,电解质通过纳滤膜时存在Donnan效应,因此会截留二价及多价的电解质。由于纳滤膜纳米级的膜孔径,电解质溶液透过纳滤膜时还会存在介电排斥效应,介电排斥效应的大小只与物质的价态有关,价态越高受到的排斥效应越大。在筛分效应、Donnan效应、介电排斥效应的共同作用下,纳滤膜能有效截留二价镁离子,透过一价锂离子。因而,纳滤膜法用于盐湖卤水的镁锂分离显示出较好的应用前景。