[发明专利]一种盐桥辅助的基于锂超离子导体的低压电渗析分离镁锂方法及装置

权利要求书

1.一种盐桥辅助的基于锂超离子导体的低压电渗析分离镁锂方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)由锂超离子导体分隔电渗析槽为阳极室和阴极室，工作时，阳极室注入原料液，阴极室注入提取液；

2)一支盐桥的一端与原料液接触，另一支盐桥的一端与提取液接触，两支盐桥的另一端共同浸入装有无锂溶液的辅助室中；

3)对电渗析槽施加低于溶液分解电压的电压，经电渗析后将阴极室的提取液由泵、管转移输出。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将多个电渗析槽串联使用，上一级电渗析槽输出的提取液输送至下一级电渗析槽的阳极室中继续进行电渗析，下一级电渗析槽的电渗析后液返回至上一级电渗析槽的阴极室继续使用。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中的原料液为循环的盐湖卤水、海水或上一级电渗析槽输送的提取液，提取液为无锂溶液或下一级电渗析槽返回的电渗析后液。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所用无锂溶液为纯水、NaCl、KCl、NH₄Cl、Na₂SO₄、K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄、NaNO₃、KNO₃和NH₄NO₃水溶液中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，应用的锂超离子导体为氧化物导体、聚合物导体及氧化物-聚合物复合导体中的一种或多种，锂超离子导体的厚度为1μm～10mm。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，氧化物导体为Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃、Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃、石榴石型Li₇La₃Zr₂O₁₂、钙钛矿型Li_3yLa_2/3–yTiO₃及以上物质经其他元素掺杂后所得电解质中的一种或多种，其中，0＜x＜1，0.04＜y＜0.17。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，聚合物导体由聚合物和导电锂盐组成，聚合物为聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种，导电锂盐为六氟磷酸锂、高氯酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或多种，聚合物与导电锂盐的摩尔比为(5～20):1。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中盐桥由琼脂类凝胶、无机盐及其外壳组成，其中，无机盐为NaCl、KCl、NH₄Cl、Na₂SO₄、K₂SO₄、(NH₄)₂SO₄、NaNO₃、KNO₃和NH₄NO₃中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中对电渗析槽施加的电压低于2.0V。

10.一种盐桥辅助的基于锂超离子导体的低压电渗析分离镁锂装置，其特征在于，所述装置用于权利要求1-9任一项所述的方法，所述装置包括电源、电泵、导管、至少1个电渗析槽以及对应的辅助室；所述电泵和导管用于导入导出原料液和提取液；所述电渗析槽由外壳、内衬、电极、锂超离子导体及两支盐桥组成；电渗析槽被锂超离子导体隔开为阳极室和阴极室，阳极室内为原料液，电极与电源正极相接；阴极室内为提取液，电极与电源负极相接；辅助室内为无锂溶液，阳极室和阴极室分别通过盐桥和辅助室连接。