纳滤膜分离镁锂是“膜”法也是“魔”法

　　锂作为21世纪的新能源金属，在现代工业中发挥着重要作用。奥巴马曾将锂定位为可与石油媲美的国家战略材料。随着新能源领域的快速发展和锂市场的不断扩大，锂资源的开发显得尤为重要。锂资源主要存在于自然界，即人们早就提到卤水，特别是盐湖卤水，占锂资源总储量的80%，为全球85%以上的锂产品提供支持，几乎国外垄断。我国大多数盐湖卤水中的镁锂比超过40:1，甚至高达1837:1，远远高于工业开采标准(镁锂比)≤ 6:1。中国盐湖锂资源非常丰富，目前探明储量已超过600万吨。镁和锂的化学性质相似，因此镁和锂的分离更加困难。巨大的生产成本使镁锂分离成为中国乃至世界锂资源开发利用的重大考验。

　　传统提锂工艺主要包括以下几种方法：溶剂萃取、沉淀、离子交换、碳化等。上述从卤水中提取锂资源的方法大多存在一个共同的问题，即工艺复杂，试剂消耗大，设备腐蚀严重，生产成本高，难以实现大规模工业化生产。吸附法使用一种吸附剂，该吸附剂选择性吸附锂离子以吸附锂，然后洗脱锂离子以将锂离子与其他离子分离。对于高镁/锂比盐湖卤水，吸附法与其他方法相比具有很大的优势。该方法具有工艺简单、选择性好、锂回收率高等优点。

　　从经济和环境的角度来看，离子筛吸附法具有工艺简单、选择性高、环境友好等优点。更适合从镁锂比高的卤水中提取锂，具有广阔的发展前景。但从应用角度来看，大多数吸附剂难以造粒，流动性和渗透性较差。粘结剂造粒会降低吸附剂的亲水性、孔隙率、交换率、选择性和吸附容量。此外，目前吸附性能良好的无机离子筛吸附剂大多采用水热法合成。受设备限制，产量小，成本高，尚未实现工业化生产。

　　提取锂资源的预处理工艺难度、产品质量和经济效益与卤水中锂的浓度和镁锂比密切相关。纳滤膜技术可以有效分离一价离子和多价离子，主要是基于它们的结构特征。纳滤膜的分离存在筛选效应，即通过小于膜孔径材料的材料可以被大于膜孔径的材料截留。通常，纳滤膜是带电的。当电解液通过纳滤膜时，有一个Donnan效应，因此二价和多价电解液，包括镁离子，将被拦截。由于纳滤膜的纳米孔径，电解质溶液通过纳滤膜时会产生介电排斥效应。介观排斥效应的大小只与材料的价态有关。价态越高，排斥效应越大。在屏蔽效应、Donnan效应和介观排斥效应的共同作用下，纳滤膜能有效地截留二价镁离子并通过一价锂离子。因此，纳滤膜在盐湖卤水镁锂分离中的应用具有良好的应用前景。

　　根据当地情况选用RS-M系列纳滤膜。该系列膜具有高通量、运行稳定、化学清洗周期长的特点。采用多级纳滤膜浓缩分离锂和镁的膜工艺。根据盐水水质合理配置纳滤系统的级和膜组件，可有效去除镁离子，解决盐水中锂镁分离问题，浓缩分离出的滤液。处理后，将镁离子含量高的浓缩液沉淀提取镁，将锂离子浓缩液沉淀、洗涤、干燥，得到纯碳酸锂。

　　该工艺能耗低，回收率高，可提高溶液中锂离子浓度，提高产品产量。与传统工艺相比，整体生产成本较低，改进后的工艺具有连续控制、可靠性高的优点。由于工艺改进和集成，不仅减少了投资，而且工艺生产设备的总面积也大大减少。纳滤膜分离镁锂是“膜”法也是“魔”法。