专利名称：从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法
技术领域：
本发明涉及一种从溶液中分离镁和回收锂的方法，尤其是一种从含锂盐湖卤水和盐田浓缩含锂老卤中分离镁和浓缩锂的方法。
背景技术：
锂离子与大量碱金属、碱土金属共存，要经济地从天然的多元水盐体系高镁锂比盐湖卤水中回收锂，不仅取决于含锂浓度而且取决于含镁、钙离子浓度。由于镁与锂的化学性质很相似，镁锂分离很困难。现在国外已生产的卤水提锂都仅限于含镁浓度较低的卤水，镁锂比值小于6∶1，而青海盐湖卤水镁锂比可高达300∶1，不能直接使用低镁锂比值卤水日晒除盐沉淀碳酸锂的简单方法，否则会造成精制卤水时用碱量过大和锂盐损失严重。高镁锂比盐湖卤水提取锂盐首要问题是解决镁锂分离问题。
世界上对高镁锂比值卤水提锂已有不少方法，如盐析法、有机溶剂萃取法、吸附剂吸附法、焙烧法、沉淀法等。这几种方法针对高镁锂比盐湖卤水中镁锂分离技术各有特点。其中磷酸三丁脂萃取法采用浓缩富锂高镁卤水作为生产原料，回收率比较高，但流程长、设备腐蚀严重，生产成本高，无法进一步实现产业化。吸附法是利用树脂选择性吸附锂离子，但树脂价格高，树脂容易被卤水污染难以再生，树脂吸附容量较低，实际生产受到生产规模和经济效益的双重限制。焙烧法要副产大量盐酸和重质MgO，其中重质MgO面临销售市场狭窄问题，盐酸对设备腐蚀非常严重问题，整个工艺能耗高，仅进行过室内研究工作。沉淀法工艺可行，但流程长、回收率低，物料周转量大，多次煅烧过滤，操作繁杂，水热分解或焙烧浸取液含锂浓度较低，浓缩时需蒸发水量较大。
针对我国青海盐湖卤水中的高镁锂比的现状，在中国专利申请01128815.9中公开了一种高镁锂比盐湖卤水中制取碳酸锂的方法，该方法是用盐田析出钾镁混盐后的卤水经盐田脱镁→在卤水中加入沉淀剂，硼镁共沉淀→在硼镁共沉淀分离后的母液中加入饱和NaOH溶液进行深度除镁→沉淀法制取碳酸锂；该方法由于需添加大量沉淀剂，生产成本会很高。
在中国专利申请01128816.7中公开了一种用碳化法从高镁锂比盐湖卤水中分离镁锂制取碳酸锂的方法，该方法是在硫酸镁亚型盐湖卤水经盐田蒸发析出钾镁混盐、再脱硼后的老卤液中，加入碱使镁锂分别以氢氧化物、碳酸盐、磷酸盐、或草酸盐的形式沉淀出来，将该沉淀进行煅烧分解，通过碳化或碳酸化作用，使锂溶入溶液，镁仍然保持在沉淀中，从而达到镁锂分离，再将该富锂溶液进行深度除杂，随后蒸发浓缩或用纯碱沉淀制备碳酸锂，成本也会很高。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，该方法是利用离子交换膜电渗析法浓缩锂，该方法提供了从高镁锂比盐湖卤水中高效分离镁和高选择性地提取锂的技术，其工艺流程简单、操作合理，且该方法制得的最终产品的质量好、锂的回收率≥80％，Mg2+的脱除率≥95％，B3+的脱除率≥99％，SO42-的脱除率≥99％。
本发明的目的可通过如下措施来实现一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，包括下述步骤对所述的盐湖卤水进行一级或多级离子交换膜电渗析，即将盐湖卤水送入电渗析器的淡化室，经过一价离子选择性电渗析，在电渗析器的浓缩室中得到浓缩的富锂卤水浓缩液，镁、硼酸根、硫酸根则滞留在淡化室中，实现镁、硼酸根、硫酸根与锂的分离。
所述的盐湖卤水选自高镁锂比盐湖卤水、高镁锂比盐湖卤水蒸发得到的浓缩卤水、高镁锂比盐湖卤水提钾后的老卤蒸发得到的老卤中的至少一种；所述的盐湖卤水中的Mg2+与Li+的重量比为300∶1～1∶1，卤水含Li+浓度0.02～20g/L。
所述的电渗析法中所用的一价选择性离子交换膜包括一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜。
所述的离子交换法中进入一级或串联多级电渗析器的各液流为连续式、连续部分循环式或分批循环式；(1)所述连续式是一级或多级电渗析器连续运行，即脱盐液和浓缩液连续进入一级或串联多级电渗析器中脱盐室和浓缩室即排出；(2)所述连续部分循环式是一级或多级连续部分循环运行，即由第一级循环泵把第一级循环槽的脱盐液送进第一级电渗析器，经过脱盐后又回到第一级循环槽，脱盐液的小部分进入第二级循环槽，其余部分与新补充的原液混合，再次进入第一级电渗析器循环。按此循序在以下各级电渗析器内脱盐，最后的脱盐液贮存于脱盐液槽中；与脱盐系统运行的同时，浓缩液系统的原液，由浓缩泵将浓缩液槽循环液送入各台电渗析器中脱盐循环；(3)所述分批循环式是浓缩液和脱盐液分别通过体外循环槽进行循环，即电渗析器中的脱盐液和浓缩液是各自进行闭路循环，达到脱盐要求后排走。
所述的一价阳离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的改性强酸型(Na型)膜K100和K192、日本Tokuyama Soda公司生产的CMS和CM-1改性强酸型(Na型)膜、日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜CMV和CMR、美国Membranes International Inc.公司生产的CMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-磺酸盐共聚物和二乙烯基苯的共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亚胺。
所述的一价阴离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜A111和A192、日本Tokuyama Soda公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜ACM、日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜TM ASV、美国Membranes International Inc.公司生产的AMI-7000中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯与二乙烯苯共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--N(CH2)3Cl)活性基、聚烯丙基溴盐。
所述的电渗析器的浓缩室中的初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；所述的电渗析器的淡化室中的初始淡化液的密度为1.1～1.6g/ml。
所述的电渗析器中的浓缩室中的浓缩液按下述方式使用A、循环作为其本级电渗析浓缩室的初始浓缩液的配料母液；或B、作为下一级电渗析器的淡化室的初始脱盐液。
所述的下一级电渗析器的淡化室分离锂后的脱盐液返回其上一级电渗析器的淡化室作其初始脱盐液的配料母液。
所述的进入电渗析器淡化室的盐湖卤水的温度为5～50℃，pH值为0～12。
在电渗析器的电极室两端施加的电流密度范围为50A/m2～650A/m2。
该方法还包括从盐湖卤水中经一价选择性离子交换膜电渗析工艺从脱盐液中可同时回收硼和脱除硫酸根；所得含硼脱盐液经盐酸或硫酸酸化进行提硼。
一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，包括下述步骤(1)将Mg2+与Li+的重量比为300∶1～1∶1，含Li+浓度0.02～20g/L，其密度为1.1～1.6g/ml的盐湖卤水送入第一级电渗析器的淡化室；(2)利用第一级电渗析器的一价选择性离子交换膜对上述(1)步淡化室内的盐湖卤水进行锂离子浓缩，得到第一级浓缩液；(3)第一级浓缩液A、收集，或B、返回第一级电渗析器的浓缩室进行第一级初始浓缩液的配料，配料后的第一级初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；或C、作为第二级电渗析器的淡化室的初始脱盐液；其密度为1.0～1.6g/ml；(4)利用第二级电渗析器的一价选择性离子交换膜对上述(3)步的脱盐液进行锂离子浓缩，得到第二级浓缩液；(5)第二级浓缩液A、收集；或B、返回第二级电渗析器的浓缩室进行第二级初始浓缩液的配料，配料后的第二级初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；(6)第二级电渗析器的淡化室的初始脱盐液分离后的脱盐液返回上述(1)步的第一级电渗析器的淡化室作初始脱盐液的配料母液。
所述的电渗析法中所用的一价选择性离子交换膜包括一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜；其中所述的一价阳离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的改性强酸型(Na型)膜K100和K192，日本Tokuyama Soda公司生产的改性强酸型(Na型)膜CMS和CM-1，日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜CMV和CMR，美国Membranes International Inc.公司生产的CMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、苯乙烯-磺酸盐聚合物和二乙烯基苯聚合物中的至少一种；其改性剂选自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亚胺；所述的一价阴离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜A111和A192或日本Tokuyama Soda公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜ACM，日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜TM ASV，美国Membranes International Inc.公司生产的AMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯与二乙烯苯共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--N(CH2)3·Cl)活性基、聚烯丙基溴盐。
本发明和现有技术相比具有如下优点1、本发明提供了从高镁锂比盐湖卤水中高效分离镁、硼酸根、硫酸根和高选择性提取锂的新技术。
2、本发明经不同卤水、不同规模试验生产，证明是从青海高镁锂比卤水提锂的一个经济实用的工艺和技术。其工艺流程简单合理，操作方便。
3、本发明提供的富锂卤水制取碳酸锂或氯化锂，其产品成本具有竞争力；操作过程简单易行、适合当地条件；产品质量好、符合国际市场要求。
4、本发明产生的母液可循环利用，提高了锂的利用率，其中锂的单次提取率80％以上，Mg2+的脱除率≥95％，B3+的脱除率≥99％，SO42-的脱除率≥99％。
5、本发明的原料资源储量丰富。
6、运用本发明实现了盐湖锂、硼、钾等资源的综合利用。
具体的实施方式本发明还将结合实施例作进一步详述实施例将含有锂、镁等一、二价阳离子和氯根、硫酸根和硼酸根等阴离子组成的或由上述离子组成的盐田浓缩含锂老卤送入电渗析器的淡化室，该电渗析器由淡化室、浓缩室和极室组成。
浓缩室和淡化室的端面装有一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜，电渗析器每个膜堆的膜对数1～500，阴极室和阳极室分别装有阴极和阳极。当送入电渗析器的淡化室的盐田日晒蒸发得卤水含Li+浓度0.02～20g/L，卤水呈湍流状态，确定并稳定控制电极工作电流值在50～650A/m2范围内，使其误差稳定在±10A/m2范围内时，稳定控制工作电流值，锂离子以较快的速度由淡化室向浓缩室迁移，而镁和、硼酸根、硫酸根离子的迁移速度相对要慢得多，锂离子在浓缩液中不断富集，而大部分镁、硼酸根和硫酸根离子则滞留在淡化液中。当初始淡化液中(Mg2+/Li+)重量比为300∶1～1∶1时，经过一价离子选择性电渗析过程，分离浓缩得到的富锂卤水浓缩液中镁锂重量比可降低到10～0.1，浓缩液中的锂离子可富集到200克/升，在此过程中卤水Li+的回收率≥80％，Mg2+的脱除率≥95％，B3+的脱除率≥99％，SO42-的脱除率≥99％。
本发明的具体实施例如下实施例一由矩形有机玻璃构成的电渗析器，10个脱盐室，9个浓缩室。一价离子选择性膜型号为CMI-7000和AMI-7000。阳极材质为铂板，阴极为不锈钢板。进脱盐室原料卤水总盐浓度为520g/L，其中含6g/L Li+，120g/L Mg2+；进浓缩室初始液为0.5M HCl；进电极室初始液为0.5M NaCl。湍流状态，电流密度100A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表I。
表I
从表I的结果看出，(Mg2+/Li+)Constr为2.1，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。其中(Mg2+/Li+)Constr为浓缩液中的Mg2+与Li+的浓度比。
实施例二紧固型小型电渗析装置由50个脱盐室和51个浓缩室构成，一价离子选择性膜型号为CMS和ACM。阳极材质为钛涂钌板，阴极为钛涂钌板或不锈钢镀锌板。进脱盐室原料卤水总盐浓度为510g/L，其中含6g/L Li+，108g/L Mg2+；进浓缩室初始液为自配液；进电极室初始液0.5M Na2SO4。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度100A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表II。
表II
从表II的结果看出，计算的(Mg/Li)Constr为2.0，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Na/Li)Constr为0.49，(B/Li)Constr为0.075，(SO4/Li)Constr为0.018。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
实施例三同实施例二，进脱盐室原料卤水含6g/L Li+，108g/L Mg2+；进浓缩室初始液为自配液；进电极室初始液0.5M Na2SO4。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度200A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表III。
表III
从表III的结果看出，(Mg/Li)Constr为1.7，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。与表II的结果相比，(Mg/Li)Constr降低。计算的(Na/Li)Constr为0.44，(B/Li)Constr为0.066，(SO4/Li)Constr为0.007。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
实施例四采用两级电渗析器，第一级电渗析分离同实施例三，进行的第二级电渗析分离如下进脱盐室原料卤水总盐浓度为40g/L，其中含3g/L Li+，5.1g/L Mg2+；进浓缩室初始液为自配液；进电极室初始液0.5M Na2SO4。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度200A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表IV。
表IV
从表IV的结果看出，(Mg/Li)Constr为0.49，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Na/Li)Constr为0.57，(B/Li)Constr为0.01，(SO4/Li)Constr为2×10-5。与表II的结果相比，浓缩液中Mg、Na、B、SO4离子浓度降低，(Mg/Li)Constr降低。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
实施例五
采用两级电渗析器，第一级电渗析分离同实施例三，进行的第二级电渗析分离如下进脱盐室原料卤水总盐浓度为90g/L，其中含6.9g/L Li+，11.7g/LMg2+；进浓缩室初始液为自配液；进电极室初始液0.5M Na2SO4。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度400A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表V。
表V
从表V的结果看出，(Mg/Li)Constr为0.49，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Na/Li)Constr为0.52，(B/Li)Constr为7.7×10-3，(SO4/Li)Constr为1.9×10-5。与表IV的结果相比，(Na/Li)Constr、(B/Li)Constr、(SO4/Li)Constr降低，即浓缩液中Mg、Na、B离子浓度降低。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
实施例六采用两级电渗析串联运行，一级的浓缩液作二级的脱盐液，而二级的脱盐液作一级脱盐液配料。一级进脱盐室原料卤水总盐浓度为510g/L，其中含6g/LLi+，108g/L Mg2+；进浓缩室初始液为自配液。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度200A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表VI。
表VI
从表VI的结果看出，(Mg/Li)Constr为1.7，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Na/Li)Constr为0.45，(B/Li)Constr为0.067，(SO4/Li)Constr为7.1×10-3。
进行的第二级电渗析分离如下进脱盐室原料卤水总盐浓度为150g/L，其中含11.2g/L Li+，19.6g/L Mg2+；进浓缩室初始液为自配液；进电极室初始液0.5M NaNO3。脱盐液室内线速度8cm/sec.，电流密度400A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg/Li)Constr，结果见表VII。
表VII
从表VII的结果看出，(Mg/Li)Constr为0.46，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Na/Li)Constr为0.52，(B/Li)Constr为7.8×10-3，(SO4/Li)Constr为1.9×10-5。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
实施例七同实施例一，对低含锂量、高镁锂比卤水用三级电渗析器分离镁和提取浓缩锂。进第一级脱盐室原料卤水含0.5g/L Li+，100g/L Mg2+，进浓缩室初始液为自配液，进电极室初始液0.5M NaCl。湍流状态，电流密度250A/m2。脱盐液、浓缩液、电极液各自循环。分析脱盐液和浓缩液的Li+、Mg2+浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr。
表VIII
从表VIII结果看出，(Mg/Li)Constr为12，不能直接用碱沉淀制取碳酸锂，否则会造成精制卤水时用碱量过大和锂盐损失严重。通过三级电渗析器分离镁和提取浓缩锂，计算的(Mg/Li)Constr为0.44，(Na/Li)Constr为0.10，(B/Li)Constr为4.9×10-3，(SO4/Li)Constr为4.7×10-4。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
第一级效率低、(Mg/Li)constr较高，但可以作为锂的回收利用方法。
实施例八采用多级电渗析组各液流为连续、半连续或间歇操作方式，前一级的浓缩液作下一级的脱盐液，而下一级的脱盐液作其上一级脱盐液配料。各级电渗析组运行条件同实施例六。分析第一级脱盐终了液和最末一级浓缩液中Li+、Mg2+等离子浓度，并计算(Mg2+/Li+)Constr，结果见表IX。
表IX
从表IX的结果看出，(Mg/Li)Constr为0.475，可以直接用碱沉淀制取碳酸锂。计算的(Mg/Li)Constr为0.44，(Na/Li)Constr为0.55，(B/Li)Constr为4.7×10-3，(SO4/Li)constr为2.8×10-5。其中(Na/Li)Constr为浓缩液中的Na与Li的浓度比，(B/Li)Constr为浓缩液中的B与Li的浓度比，(SO4/Li)Constr为浓缩液中的SO4与Li的浓度比。
权利要求
1.一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，包括下述步骤对所述的盐湖卤水进行一级或多级离子交换膜电渗析，即将盐湖卤水送入电渗析器的淡化室，经过一价离子选择性电渗析，在电渗析器的浓缩室中得到浓缩的富锂卤水浓缩液，镁、硼酸根、硫酸根则滞留在淡化室中，实现镁、硼酸根、硫酸根与锂的分离。
2.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的盐湖卤水选自高镁锂比盐湖卤水、高镁锂比盐湖卤水蒸发得到的浓缩卤水、高镁锂比盐湖卤水提钾后的老卤蒸发得到的老卤中的至少一种；所述的盐湖卤水中的Mg2+与Li+的重量比为300∶1～1∶1，卤水含Li+浓度0.02～20g/L。
3.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的电渗析法中所用的一价选择性离子交换膜包括一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜。
4.如权利要求1所述的从盐湖卤水中浓缩锂的方法，其特征在于所述的离子交换法中进入一级或串联多级电渗析器的各液流为连续式、连续部分循环式或分批循环式；(1)所述连续式是一级或多级电渗析器连续运行，即脱盐液和浓缩液连续进入一级或串联多级电渗析器中脱盐室和浓缩室即排出；(2)所述连续部分循环式是一级或多级连续部分循环运行，即由第一级循环泵把第一级循环槽的脱盐液送进第一级电渗析器，经过脱盐后又回到第一级循环槽，脱盐液的小部分进入第二级循环槽，其余部分与新补充的原液混合，再次进入第一级电渗析器循环。按此循序在以下各级电渗析器内脱盐，最后的脱盐液贮存于脱盐液槽中；与脱盐系统运行的同时，浓缩液系统的原液，由浓缩泵将浓缩液槽循环液送入各台电渗析器中脱盐循环；(3)所述分批循环式是浓缩液和脱盐液分别通过体外循环槽进行循环，即电渗析器中的脱盐液和浓缩液是各自进行闭路循环，达到脱盐要求后排走。
5.如权利要求1、2或3所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的一价阳离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的改性强酸型(Na型)膜K100和K192、日本Tokuyama Soda公司生产的CMS和CM-1改性强酸型(Na型)膜、日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜CMV和CMR、美国Membranes International Inc.公司生产的CMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、苯乙烯-磺酸盐共聚物和二乙烯基苯的共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亚胺。
6.如权利要求1、2或3所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的一价阴离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜A111和A192、日本Tokuyama Soda公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜ACM、日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜TM ASV、美国Membranes International Inc.公司生产的AMI-7000中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯与二乙烯苯共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--N(CH2)3Cl·)活性基、聚烯丙基溴盐。
7.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的电渗析器的浓缩室中的初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；所述的电渗析器的淡化室中的初始淡化液的密度为1.1～1.6g/ml。
8.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的电渗析器中的浓缩室中的浓缩液按下述方式使用A、循环作为其本级电渗析浓缩室的初始浓缩液的配料母液；或B、作为下一级电渗析器的淡化室的初始脱盐液。
9.如权利要求8所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的下一级电渗析器的淡化室分离锂后的脱盐液返回其上一级电渗析器的淡化室作其初始脱盐液的配料母液。
10.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于进入电渗析器淡化室的盐湖卤水的温度为5～50℃，pH值为0～12。
11.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于在电渗析器的电极室两端施加的电流密度范围为50A/m2～650A/m2。
12.如权利要求1所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于该方法还包括从盐湖卤水中经一价选择性离子交换膜电渗析工艺从脱盐液中可同时回收硼和脱除硫酸根；所得含硼脱盐液经盐酸或硫酸酸化进行提硼。
13.一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，包括下述步骤(1)将Mg2+与Li+的重量比为300∶1～1∶1，含Li+浓度0.02～20g/L，其密度为1.1～1.6g/ml的盐湖卤水送入第一级电渗析器的淡化室；(2)利用第一级电渗析器的一价选择性离子交换膜对上述(1)步淡化室内的盐湖卤水进行锂离子浓缩，得到第一级浓缩液；(3)第一级浓缩液A、收集，或B、返回第一级电渗析器的浓缩室进行第一级初始浓缩液的配料，配料后的第一级初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；或C、作为第二级电渗析器的淡化室的初始脱盐液；其密度为1.0～1.6g/ml；(4)利用第二级电渗析器的一价选择性离子交换膜对上述(3)步的脱盐液进行锂离子浓缩，得到第二级浓缩液；(5)第二级浓缩液A、收集；或B、返回第二级电渗析器的浓缩室进行第二级初始浓缩液的配料，配料后的第二级初始浓缩液的密度为1.0～1.4g/ml；(6)第二级电渗析器的淡化室的初始脱盐液分离后的脱盐液返回上述(1)步的第一级电渗析器的淡化室作初始脱盐液的配料母液。
14.如权利要求13所述的从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，其特征在于所述的电渗析法中所用的一价选择性离子交换膜包括一价阳离子选择性离子交换膜和一价阴离子选择性离子交换膜；其中所述的一价阳离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的改性强酸型(Na型)膜K100和K192，日本Tokuyama Soda公司生产的改性强酸型(Na型)膜CMS和CM-1，日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜CMV和CMR，美国Membranes International Inc.公司生产的CMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚合物、苯乙烯-磺酸盐聚合物和二乙烯基苯聚合物中的至少一种；其改性剂选自(R--SO3H)活性基、聚乙烯亚胺；所述的一价阴离子选择性离子交换膜选自日本Asahi Chemical公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜A111和A192或日本Tokuyama Soda公司生产的季胺(Cl型)改性强碱膜ACM，日本Asahi Glass公司生产的Selemion改性强酸型膜TM ASV，美国Membranes International Inc.公司生产的AMI-7000的膜中的一种；该膜的基质选自苯乙烯-二乙烯基苯共聚物、4-乙烯吡啶和二乙烯苯共聚物、氯甲基苯乙烯与二乙烯苯共聚物中的至少一种；其改性剂选自(R--N(CH2)3·Cl)活性基、聚烯丙基溴盐。
全文摘要
本发明涉及一种从盐湖卤水中分离镁和浓缩锂的方法，适用于含镁锂盐湖卤水和盐田浓缩含镁锂老卤中镁、硼酸根、硫酸根与锂的分离；该方法是将含有一、二价阳离子如Mg
文档编号B01D61/42GK1626443SQ200310122238
公开日2005年6月15日 申请日期2003年12月20日 优先权日2003年12月20日
发明者马培华, 邓小川, 温现民 申请人:中国科学院青海盐湖研究所