镁锂纳滤膜分离是膜法更是“魔法”

　　锂是21世纪的新能源金属，在现代工业中占有重要地位。奥巴马将锂定位为国家战略材料，可配的国家战略材料。随着新能源领域的快速发展和锂市场规模的扩大，锂资源的开发显得尤为重要。锂矿主要分布在自然界中，人们很早就提出了卤水，尤其是盐湖卤水，占锂资源总量的80%，为全世界85%以上的锂产品提供了支撑，几乎在国外垄断。在大部分盐湖卤水中，镁锂比超过40:1，甚至达到了1837:1，远高于工业开采(镁锂比)≤6:1。中国盐湖中的锂资源十分丰富，目前，探明的储量超过六百万吨。锂和镁的化学性质相似，因此很难分离镁和锂。巨大的生产成本使镁锂分离成为我国乃至世界锂资源开发利用的重大考验。

　　常规的锂提取方法主要有溶剂提取、沉淀、离子交换、碳化等。上面提到的从卤水中提取锂资源的方法都存在着工艺复杂、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等问题。本发明采用一种吸附剂，其选择性地吸附锂离子来吸附锂，然后洗脱锂离子，使锂离子与其它离子分离。在高镁/锂比盐湖卤水中，吸附法具有其它方法所无法比拟的优越性。该法工艺简单，选择性好，锂回收率高。

　　离子筛吸附法具有工艺简单、选择性高、对环境友好等优点。较适用于高镁锂比的卤水萃取锂，具有广阔的开发前景。但是在应用上，大部分的吸附剂难于制粒，流动性和渗透性差。结合剂造粒将降低其亲水性、气孔、交换速率、选择性和吸附容量。另外，目前大多数无机离子筛吸附剂具有较好的吸附性，主要是通过水热法合成。受制于设备的限制，产量少，成本高，还没有工业化生产。

　　萃取锂资源前处理技术难度大，产品质量、经济效益与卤水中锂浓度及镁锂比密切相关。纳滤膜法可有效地分离一价离子和多价离子，其结构特点决定了其应用。膜分离具有过滤效应，即小于膜孔径的材料会被比膜孔径大的材料截留。纳滤膜一般是带电的。电解溶液经过纳滤膜后会产生Donnan效应，所以包括镁离子在内的二价和多价电解液都会被截获。纳滤膜具有纳米孔径，使电解质溶液通过纳滤膜时产生介电排斥效应。介观排斥效应的大小仅取决于材料的价态。随着价态的增加，排斥量逐渐增加。纳滤膜在屏蔽效应、Donnan效应和介观排斥效应的共同作用下，能够有效地拦截二价镁离子通过一价锂离子。所以，将纳滤膜用于盐湖卤水镁锂的分离具有很好的应用前景。

　　根据现场需要选择RS-M系列纳滤膜。其特点是：通量大、工作稳定、化学清洗周期长。提出了多段纳滤膜浓缩分离锂、镁的膜法。依据盐水水质，合理配置纳滤系统和膜组合体，有效地去除镁离子，解决了盐水中锂、镁分离、浓缩分离的问题。经过处理，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、清洗、干燥，得到纯碳酸锂。

　　该法能耗低，回收率高，能提高溶液锂离子浓度，提高产品产量。该工艺相对于传统工艺，整体生产成本低廉，且可连续控制，可靠性高。经过工艺的改进和集成，不仅降低了投资，而且工艺设备面积也大大减少。纳滤膜分离镁锂属于“膜”法，也是“魔法”。