[发明专利]改进的电化学电解池装置以及分离杂质的方法

说明书

一种从水溶液中分离杂质的电化学方法，包括以下步骤：使含有杂质离子的进料水溶液循环至含有阴极的电化学电解池的阴极室中；使酸性电解质溶液循环至包含阳极的阳极室中；阳极室与阴极室用中心室分开，形成含三个腔室的电解池，在阴极室和中心室之间有阴离子交换膜，形成一个边界，而在阳极室和中心室之间则有一个阳离子交换膜,形成另一个边界；在中心室内添加氯化物溶液或使其循环至中心室中；在阳极和阴极之间施加电流，促进阳极产生的氢离子通过阳离子交换膜迁移到中心室，促进阴极室产生的氯离子通过阴离子交换膜迁移到中心室，从而形成盐酸；其中，杂质离子以氢氧化物的形式沉淀在阴极室中，使产生的溶液中消耗掉了杂质。

技术领域

本发明涉及从水溶液中分离镁的过程。更具体一点，本发明涉及从盐水、海水和冶金溶液中分离镁的过程。

背景技术

下面讨论背景技术的目的仅是为了促进对本发明的理解。讨论的内容并不代表认可或承认提及的任何材料相对于本申请的优先权日属于或曾经属于公知常识。

水溶液中，尤其是盐水或海水溶液，存在的杂质(例如镁或铝)可抑制从溶液中分离和回收珍贵的盐分、金属或其它化合物。

当前从盐水或海水中回收金属镁的工艺使用纯碱或苛性沉淀的替代物。例如韩国专利KR101663515(B1)公布了一种通过控制pH获得Mg(OH)2或MgCO3沉淀的方法。

使用膜分离镁受到限制的原因是一旦镁沉淀后会存在膜污染的问题。PCT/NO99/00343公布了一种使用电渗析技术(离子交换膜形式)从海水中得到氢氧化镁沉淀的方法。然而和许多其它文献资料所记载的一样，从盐水中得到镁(和钙)的沉淀过程必须在离子交换膜加工之前在一个单独的步骤中进行。

此外，这些工艺还需要添加和/或重新生成苛性碱制剂才能促进镁的沉淀。将苛性碱制剂与海水混合是一个不利的因素，因为这样会导致无法精细控制沉淀的过程，而若是两者不混合，就可以通过增量调节达到对沉淀过程的精细控制。反过来，这会导致沉淀仅在局部发生且不受控制(即从溶液中完全地非选择性沉淀所有盐分、金属或其它化合物)。

目前尚没有一种满意的经济的工艺能够分离或直接沉淀出具有足够纯度的氢氧化镁。

本发明希望克服，或至少改善，上述现有技术中存在的一个或多个不足，或给消费者提供一种有用的或商业化的选择。

本文中引用的每个文件、参考文献、专利申请或专利通过引用将全文明确地纳入本文，即意味着读者在阅读并考量时应将其当作本文的一部分。本文中引用的文件、参考文献、专利申请或专利并未在本文中有所重复，仅是为了行文简洁。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则对术语“盐水”的理解应包括盐、海水和含有盐的冶金溶液。

在整个说明书中，引用冶金溶液时将被认为适用于希望从金属原料中，包括但不限于矿石、硬岩或浆料，回收的任何金属。

在整个说明书中，引用“浸出溶液”时包括但不限于任何含金属的溶液、冶金溶液，盐卤或盐水浓缩液。

引用金属时将被认为包括任何金属，包括但不限于锂。

在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则对用词“包括”或“包含”的理解应暗示为包括陈述的组成元素或组成元素的组，但不排除任何其它组成元素或组成元素的组。

发明内容

根据本发明，提供了一种用于从水溶液中分离杂质的电化学方法，其中包括以下步骤：

使含杂质离子的进料水溶液循环至包含阴极的的电化学电解池的阴极室；

使酸性电解质溶液循环至包含阳极的阳极室；

阳极室与阴极室用中心室分开，形成含有三个腔室的电解池，有一个阴离子交换膜，形成阴极室和中心室之间的一个边界，有一个阳离子交换膜，形成阳极室和中心室之间的一个边界；