一种从海水中回收锂的方法与流程

1.本发明涉及提锂技术领域，特别是涉及一种从海水中回收锂的方法。


背景技术：

2.稀有金属锂广泛用于电池、医药、核工业、航空航天、新能源汽车等新兴领域,是现代高科技产业不可或缺的原料。被称为“21世纪新能源金属”和“促进世界进步的金属”，具有极高的经济和战略价值。作为一种重要的能源金属，锂能已被国际上公认为未来新能源的发展方向，各国争夺和开发锂资源的力度持续加强。按照通常的分类，锂矿床主要划分为伟晶岩型、卤水型和黏土型三大类。据美国地质调查局2016年最新的统计，世界范围内已查明锂资源量大于4099
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104t，储量约14
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106t,其中伟晶岩型约占29％，卤水型约为64％，黏土型为7％。20世纪90年代以前，世界范围内开采和利用最多的是伟晶岩型锂资源，矿石矿物主要是花岗岩/花岗伟晶岩中的锂辉石和锂云母。由于伟晶岩型锂矿床在规模和潜在储量上都较盐湖型锂矿床低，且提锂耗能大、生产成本高。20世纪80年代后盐湖卤水型锂资源逐渐取代伟晶岩型锂资源，成为锂工业生产的主要原料。“锂三角”(玻利维亚、阿根廷、智利)地区的盐湖卤水型锂提供了全球60％锂资源供应。中国锂资源量为54
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105t约占世界总资源量的13.8％，排名第5，以卤水型为主，约占70％，伟晶岩型占30％。尽管我国锂矿资源较丰富，但大部分锂矿分布在青藏高原，开发条件差。且多数卤水型锂矿镁锂比高，提锂技术尚未完全成熟，资源开发利用受环境和技术双重约束。因此，我国的锂资源保障严重不足，对外依存度高达76％。目前全球主要锂产能集中在sqm，fmc和rockwood三家集团约占全球产能的73％，造就了锂行业的全球寡头垄断格局。锂资源的这种“资源集中、产能集中”的供给格局，给各国锂资源的供给带来巨大的风险。因此，寻找新的锂资源，特别是新类型锂资源已成为各主要工业国的当务之急。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种从海水中回收锂的方法，能够从海水中提锂，解决目前锂资源稀缺、产品价格高的问题，降低提锂成本，促进汽车电动化、锂产业的发展。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种从海水中回收锂的方法，
5.a)将含锂海水过滤去除悬浮物，得过滤后液；
6.b)将所述过滤后液加入到电渗析实验装置一中，进行电渗析去除二价离子并浓缩得含锂浓缩液；
7.c)在电渗析实验装置二中的电渗析膜中注入离子液体；
8.d)所述电渗析实验装置二的阴极通入盐酸，所述电渗析实验装置二的阳极通入所述浓缩液，进行电渗析得到含锂溶液；
9.e)在所述含锂溶液在加入碳酸盐沉锂并通过固液分离得到碳酸锂固体。
10.优选的，所述固液分离采用的设备为压滤机、沉降离心机、沉降浓密机、浮球澄清器、袋式过滤器或分离柱等中的一种或多种。
11.优选的，步骤b)中，所述电渗析实验装置一采用selemion cso作为二价离子的分离膜。
12.优选的，步骤b)中，所述电渗析的透析电压为3v，透析时间约为5小时。
13.优选的，步骤c)中，所述离子液体为n-甲基-n-丙哌啶二(三氟甲磺酰基)亚胺(pp13-tfsi)。
14.优选的，步骤c)中，所述电渗析实验装置二的电渗析膜为selemion cmv膜。
15.优选的，步骤d)中，所述盐酸的浓度为0.1mol/l，所述电渗析的透析电压为2v，透析时间约为120分钟。
16.优选的，步骤d)中，所述含锂溶液锂的回收率为24.5-40.6％。
17.优选的，步骤e)中，所述碳酸盐为碳酸钠。
[0018][0019]
本发明的有益效果为：
[0020]
(1)能够从海水中提锂，解决目前锂资源稀缺，产品价格高的问题；
[0021]
(2)与矿石提锂和卤水提锂相比能够大幅度的降低提锂成本；
[0022]
(3)促进汽车电动化的发展、促进锂产业的发展。
[0023]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0024]
图1是本发明一种从海水中回收锂的方法实施例的工艺流程图。
具体实施方式
[0025]
下面结合附图和实施例，对本发明进一步描述，实施例中所用各种化学品和试剂如无特别说明均为市售购买。
[0026]
实施例1
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将大量含锂海水泵入袋式过滤器中过滤去除悬浮颗粒物备用。取15l过滤后液加入到电渗析实验装置一中，其中，海水中na:10500ppm，mg:1350ppm，ca:400ppm，k:380ppm，li:170ppb，电渗析实验装置一采用selemion cso作为二价离子分离膜。将电压调至3v，电渗析5h后，在阴极收集到3.8l含锂浓缩溶液，其na:26140ppm，mg:68ppm，ca:44ppm，k:1013ppm，li:340ppb。再将3.8l含锂浓缩溶液加入至电渗析实验装置二的阳极中，电渗析实验装置二以selemion cmv膜为电渗析膜，selemion cmv膜中注入离子液体n-甲基-n-丙哌啶二(三氟甲磺酰基)亚胺(pp13-tfsi)，电渗析实验装置的阴极加入0.1mol/l的盐酸，电压调至2v，电渗析120min，锂及其他阳离子均可向阴极渗析，但锂渗析比较快。最终li、k、ca、mg、na的回收率分别为24.5％、4.1％、3.2％、1.0％、0.5％。然后加入过量的碳酸钠即可得到沉淀碳酸锂固体。
[0028]
实施例2
[0029]
将大量含锂海水泵入袋式过滤器中过滤去除悬浮颗粒物备用。取15l海水过滤后液加入到电渗析实验装置一中，其中，海水中na:10500ppm，mg:1350ppm，ca:400ppm，k:380ppm，li:170ppb，电渗析实验装置一采用selemion cso作为二价离子分离膜。将电压调至3v，电渗析5h后，在阴极收集到3.8l含锂浓缩溶液，其na:26140ppm，mg:68ppm，ca:44ppm，
k:1013ppm，li:340ppb。再将3.8l含锂浓缩溶液加入至电渗析实验装置二的阳极中，电渗析实验装置二以selemion cmv膜为电渗析膜，selemion cmv膜中注入离子液体n-甲基-n-丙哌啶二(三氟甲磺酰基)亚胺(pp13-tfsi)，，电渗析实验装置的阴极加入0.1mol/l的盐酸，电压调至2v，电渗析180min，锂及其他阳离子均可向阴极渗析，但锂渗析比较快。最终li、k、ca、mg、na的回收率分别为31.7％、5.3％、4.1％、1.3％、0.8％。然后加入过量的碳酸钠即可得到沉淀碳酸锂固体。
[0030]
实施例3
[0031]
将大量含锂海水泵入袋式过滤器中过滤去除悬浮颗粒物备用。取15l过滤后液加入到电渗析实验装置一中，其中，海水中na:10500ppm，mg:1350ppm，ca:400ppm，k:380ppm，li:170ppb，电渗析实验装置一采用selemion cso作为二价离子分离膜。电压调至3v，电渗析5h后，在阴极收集到3.8l含锂浓缩溶液，其na:26140ppm，,mg:68ppm，ca:44ppm，k:1013ppm，li:340ppb。再将3.8l含锂浓缩溶液加入至电渗析实验装置二的阳极中，电渗析实验装置二以selemion cmv膜为电渗析膜，selemion cmv膜中注入离子液体n-甲基-n-丙哌啶二(三氟甲磺酰基)亚胺(pp13-tfsi)，电渗析实验装置的阴极加入0.1mol/l的盐酸，电压调至2v,电渗析240min，锂及其他阳离子可向阴极渗析，但锂渗析比较快。最终li、k、ca、mg、na的回收率分别为40.6％、6.7％、5.8％、1.8％、1.1％。然后加入过量的碳酸钠即可得到沉淀碳酸锂固体。
[0032]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。