[发明专利]一种基于离子浓差极化效应的盐湖提锂的装置

说明书

一种于离子浓差极化效应的盐湖提锂的装置，包括有主通道、锂钠溶液腔和缓冲液腔，主通道的中间设置有离子选择性块，在离子选择性块内部沿管道方向开有一个或多个并行的微米通道，离子选择性块由阴离子选择性渗透膜材料制成，该阴离子选择性渗透膜材料具有导电性且只允许阴离子通过，但不能通过阳离子和水。本发明利用不同阳离子的电泳淌度的差异，将锂离子富集在最靠近离子选择性圆柱块附近，其次是钠离子和镁离子，而钾离子在通道中不富集。因此通过在靠近离子选择性圆柱块前通道壁上打微米孔，将富集的锂离子引流到锂钠溶液腔,并从锂钠溶液出口导出到成品锂钠溶液池。本发明充分利用钠离子的浓度显著大于镁离子和锂离子、而且钠离子的富集区域介于镁锂之间的特征，实现镁离子和锂离子的充分分离。

技术领域

本发明属于盐湖提锂设备领域，具体是指一种基于离子浓差极化效应的盐湖提锂的装置。

背景技术

锂及其化合物的应用已经从玻璃、陶瓷、有色冶金、空调、医药、润滑剂、焊接材料等传统行业发展到锂离子电池、国防等高新技术领域。在上个世纪科研工作者发现锂离子电池以来，锂离子电池的广泛应用革新了消费电子产品的面貌。

目前，地球上超过3/4锂储量存在盐湖中，并且从盐湖中提锂的成本比从矿石中要低一半左右，所以原液提锂已经成为锂盐产品生产的主要方式。

国内外原液盐湖提锂的技术方法很多，主要有盐析法、沉淀法、萃取法、离子交换吸附法、电渗析法等，这些方法都涉及大量的时间、场地、能源以及化学试剂的消耗，因此锂提纯成本一直居高不下，难以满足快速激增的需求。在我国西藏和青海的盐湖地区，锂资源丰富，但卤水中镁锂比值高，传统的锂离子的提取方法效率都很低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种基于离子浓差极化效应的盐湖提锂的并行装置，该并行装置基于微流控技术实现对盐湖卤水中锂离子的高效提取，克服现有技术依赖昂贵检测设备、提取效率低、成本高等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是包括有主通道(2)、锂钠溶液腔(17)和缓冲液腔(16)，主通道(2)的中间设置有离子选择性块(5)，在离子选择性块(5)内部沿管道方向开有一个或多个并行的微米通道(8)，离子选择性块(5)由阴离子选择性渗透膜材料制成，该阴离子选择性渗透膜材料具有导电性且只允许阴离子通过，但不能通过阳离子和水；所述的主通道(2)对应离子选择性块(5)区域的外侧套设有缓冲液腔套管(7)，该缓冲液腔套管(7)与离子选择性块(5)的外壁之间的区域构成缓冲液腔(16)，缓冲液腔(16)中装纳着缓冲溶液(11),该缓冲液腔套管(7)的两侧分别设置有缓冲液入口(6)及缓冲液出口(12)，所述主通道(2)对应离子选择性圆柱块(5)邻接前端的外壁设置有微米壁孔(3)，并在该处套上锂钠溶液腔套管，锂钠溶液腔套管与主通道微米壁孔(3)之间的区域构成所述的锂钠溶液腔(17)，该锂钠溶液腔套管上设置有锂钠溶液出口(13)；

主通道入口(1)连接盐湖卤水原液池，缓冲液入口(6)和缓冲液出口(12)分别连接两个缓冲液池，锂钠溶液出口(13)连接成品锂钠溶液池；

在主通道(2)的主通道入口(1)处插入第一电极(V₁)，其电势为Φ₁，在主通道(2)的主通道出口(10)处插入第二电极(V₂)，其电势为Φ₂，Φ₂＞Φ₁，第一电极(V₁)和第二电极(V₂)的电势差用于产生覆盖于主通道2方向的第一场强(E₁)；