[发明专利]一种粉末状锂吸附剂耦合中空纤维膜的提锂工艺

说明书

本发明提出了一种粉末状锂吸附剂耦合中空纤维膜的提锂工艺，步骤为：(1)用碱性溶液对含锂卤水进行pH值调节，得到碱性含锂卤水；(2)将碱性含锂卤水用粉末状锂吸附剂进行循环动态吸附，获得吸附固液混合物，进行第一固液膜分离，得到含锂吸附剂Ⅰ和脱锂卤水；(3)对含锂吸附剂Ⅰ用纯水进行循环动态冲洗，获得包括含锂吸附剂在内的冲洗固液混合物，进行第二固液膜分离，获得含锂吸附剂Ⅱ和冲洗废水；(4)对含锂吸附剂Ⅱ用脱附液进行循环动态脱附，获得脱附固液混合物，进行第三固液膜分离，获得再生粉末状锂吸附剂和富锂液。本申请具有新型、高效、低成本的特点，大大提高了卤水提锂效率和锂离子收率，具有显著的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于锂资源提取技术领域，具体涉及一种粉末状锂吸附剂耦合中空纤维膜的提锂工艺。

背景技术

锂被称为工业味精、推动世界进步的重要元素、21世纪能源元素，广泛应用于新能源、陶瓷玻璃制造、化工、冶金、医疗等行业。

全球锂资源中，矿石锂和卤水锂分别占总量的38.2％和61.8％，卤水中锂储量巨大，随着锂资源需求的持续增加，卤水提锂成为主要提锂途径。我国是锂资源储量大国，其中盐湖卤水锂资源探明储量约占总量的80％，占世界盐湖卤水锂资源的1/3，主要分布在青海、西藏等高海拔地区，以青海盐湖卤水锂资源储量最大，占到我国锂资源储量的一半以上。但同时，我国大多数的盐湖卤水呈现低锂含量、高镁锂比特征，给盐湖卤水提锂带来难度。

目前，卤水提锂方法主要有吸附法、沉淀法、萃取法、膜法、煅烧浸取法等，其中，吸附法卤水提锂是当前研究热点之一，尤其是针对高镁锂比卤水提锂领域，该法是利用锂吸附剂对卤水中的Li⁺进行吸附，再利用脱附液对Li⁺进行脱附，得到的富锂液进一步提纯、制备所需锂产品。

在现有提锂技术中，专利CN201410555213.0采用吸附法提锂，在吸附槽中进行静态Li⁺吸附后，利用陶瓷膜和板框压滤器将吸附剂分离，再将其加至解吸槽静态解吸，得到的解吸液经纳滤、离子交换、RO、电渗析、沉淀除杂等工序，制得电池级Li₂CO₃。专利CN201810981694.X通过干湿法纺丝将离子筛吸附剂与聚丙烯腈混合铸成中空纤维膜，并搭建膜组件，进行卤水循环吸附提锂。专利CN201910212673.6通过超声将含聚合物单体引入锰系锂离子筛中，经聚合反应制得插层聚合物@锰系锂离子筛复合材料，并将该复合材料与PVDF 溶于DMF中最终制成插层聚合物锂离子筛/PVDF膜，所制得的膜对锂离子吸附量及选择性都较高。这些专利技术存在着锂吸附剂实际吸附容量下降大、制膜工艺复杂、静态吸附脱附耗时长、纯水和脱附液消耗量大等问题，亟需开发一种高效、高选择提锂工艺和装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种粉末状锂吸附剂耦合中空纤维膜的提锂工艺，其包括如下步骤：

(1)在吸附罐内，用碱性溶液对含锂卤水进行pH值调节，得到碱性含锂卤水；碱性含锂卤水的pH值具体为7.5～9.5；

(2)将碱性含锂卤水用粉末状锂吸附剂进行循环动态吸附，获得吸附固液混合物，对该吸附固液混合物进行第一固液膜分离，得到含锂吸附剂Ⅰ和脱锂卤水；

(3)对含锂吸附剂Ⅰ用纯水进行循环动态冲洗，完成动态冲洗后，获得包括含锂吸附剂在内的冲洗固液混合物，对该冲洗固液混合物进行第二固液膜分离，获得含锂吸附剂Ⅱ和冲洗废水；

(4)对含锂吸附剂Ⅱ用脱附液进行循环动态脱附，获得脱附固液混合物，对该脱附固液混合物进行第三固液膜分离，获得再生粉末状锂吸附剂和富锂液。

其中的粉末状锂吸附剂是指离子筛型吸附剂、铝盐吸附剂、改性矿物吸附剂、大环化合物型吸附剂、氢氧化物型吸附剂中的一种或几种的混合物。