[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

说明书

本发明提供了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。该方法如下：用锂超离子导体将电渗析槽分割为阳极室和阴极室，工作时，阳极室注入原料液，阴极室注入提取液；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；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。该方法利用盐桥解决了基于锂超离子导体的电渗析分离镁锂过程中的阴阳极溶液电荷不平衡问题，而非通过高电压下电解溶液实现电荷平衡，有效降低了镁锂分离的能耗，同时兼具高镁锂分离效率，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于材料科学及化学工程技术领域，具体涉及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。

背景技术

应用锂超离子导体进行镁锂分离具有锂通量大、分离效果显著的优点，相比传统的镁锂分离方法如沉淀法、萃取法、吸附法等，具有明显的技术优势。但低电压下应用锂超离子导体进行镁锂分离无法实现阴阳极溶液的电荷平衡，必须在高电压(＞2.0V)条件下将卤水电解析出氯气、氢气等以保证电荷平衡，不仅需要额外处理有毒有害气体，且电耗成本较高，影响相关技术推广。若能保证分离过程中的电荷平衡，就能实现低于2.0V下应用锂超离子导体分离盐湖卤水、海水中的镁离子与锂离子，简化装置并降低能耗，更能发挥锂超离子导体在镁锂分离领域中的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供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，旨在利用盐桥平衡溶液中阴阳离子电荷，更好发挥锂超离子导体的镁锂分离效果，实现低电压下应用锂超离子导体分离盐湖卤水、海水中的镁离子与锂离子，降低镁锂分离成本。

为实现上述目的，本发明提出了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，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。