[發明專利]利用可溶性鋰鹽溶液制備氫氧化鋰溶液的電滲析裝置

有效

• 申請號: 201610782830.3
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107299361B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 郭發云;龔政
• 申請（專利權）人: 江蘇力泰鋰能科技有限公司
• 主分類號: C25B9/10
• 分類號: C25B9/10;C25B1/16;B01D61/44
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 陳海濤;穆德駿

1.一種利用可溶性鋰鹽溶液制備氫氧化鋰溶液的電滲析裝置，其特征在于：

所述電滲析裝置由雙極膜電滲析器、平衡緩沖槽、循環泵和配套管線閥門共同組成；

所述雙極膜電滲析器為五室形式，分別為陽極室、堿室、酸室、脫鹽室和陰極室，并設置有耐腐蝕的陽離子交換膜、雙極膜、陽離子交換膜和陰離子交換膜；

所述雙極膜電滲析器的兩端為陽極室與陰極室，在所述陽極室內設置陽極板，在所述陰極室內設置陰極板，所述陽極板通過電纜與直流電源的正極連接，所述陰極板通過電纜與直流電源的負極連接；

在所述雙極膜電滲析器中設置三種板形室來形成堿室、酸室、脫鹽室，板形室之間設置膜以形成室間的隔斷，陽極室與堿室被耐腐蝕的陽離子交換膜隔斷，堿室與酸室被雙極膜隔斷，酸室與脫鹽室被陰離子交換膜隔斷，脫鹽室與陰極室被陽離子交換膜隔斷，

當所述雙極膜電滲析器包含兩組以上的堿室、酸室和脫鹽室時，堿室與脫鹽室被陽離子交換膜隔斷；

所述雙極膜電滲析器的兩端設置有極室框與電極板，分別形成陰極室和陽極室，在極室框上設置有料液、酸液、堿液與極室液的進出管道接口，并在極室框中多組開孔，溶液進出管道與極室框開孔分組聯通，形成極室框與膜組配套對接的料液、酸液、堿液分配流道；

在膜組中設置三種板形室來形成脫鹽室、酸室、堿室，板形室為絕緣柔性橡膠材質的薄板框，框內鑲嵌塑料紗網，在板形室的上下邊框中開孔以形成三組流道，板形室的上下框中的開孔處與框內的塑料紗網按板形室類型選擇性連通，形成板形室框內的塑料沙網中的液體與板形室框中流道的上下聯通；

在膜組中設置耐腐蝕的陽離子交換膜、雙極膜、陰離子交換膜和陽離子交換膜，均在膜片的上下邊沿處三組開孔以形成流道；膜與板形室按順序連續多層疊加組成膜組，在膜組中形成料液、酸液與堿液的三組流道；

在陰極室框和陽極室框之間夾裝膜組，并通過機械方式壓緊，壓緊后，極室框的料液、酸液與堿液流道與膜組的料液、酸液與堿液流道一一對應連接，形成雙極膜電滲析器；

在電滲析裝置的連續運行過程中，分別有四種溶液在電滲析裝置中循環運行，所述四種溶液分別是：料液、酸液，堿液與極室液，

通過料液平衡緩沖槽實現料液在所述雙極膜電滲析器的脫鹽室中的穩定循環運行，同時實現料液量的連續補充與稀釋液的平衡排放；

通過酸液平衡緩沖槽實現酸液在所述雙極膜電滲析器的酸室中的穩定循環運行，同時實現酸液量的連續補充與濃酸液的平衡排放；

通過堿液平衡緩沖槽實現堿液在所述雙極膜電滲析器的堿室中的穩定循環運行，同時實現堿液量的連續補充與濃堿液的平衡排放；

直接利用堿液平衡緩沖槽中的堿液緩沖槽中的濃堿液作為極室液，實現極室液在雙極膜電滲析器的極室中的穩定循環運行；

所述電滲析裝置利用可溶性鋰鹽溶液為原料，鋰鹽溶液以LiX表示，其中X表示可溶性鋰鹽溶液的陰離子，將所述鋰鹽溶液送入所述電滲析裝置的脫鹽室，在電場力作用下，所述鋰鹽溶液中的Li⁺穿過陽離子交換膜達到堿室，在堿室中與雙極膜水電解所生成的OH^-配對形成LiOH溶液；所述鋰鹽溶液中的X^-穿過陰離子交換膜達到酸室，在酸室中與雙極膜水電解所生成的H⁺配對形成HX溶液。

2.根據權利要求1所述的電滲析裝置，其中所述雙極膜電滲析器在陽極室和陰極室之間為耐腐蝕的陽離子交換膜、堿室、雙極膜、酸室、陰離子交換膜、脫鹽室和陽離子交換膜組合的三室形式膜組。

3.根據權利要求1所述的電滲析裝置，其中不同的鋰鹽溶液在通過電滲析裝置后形成氫氧化鋰溶液與不同的酸液。

4.根據權利要求3所述的電滲析裝置，其中使用硫酸鋰溶液為原料生成氫氧化鋰溶液和硫酸溶液，或者使用氯化鋰溶液為原料生成氫氧化鋰溶液和鹽酸溶液。

5.根據權利要求1所述的電滲析裝置，其中所述陽極板為鈦涂氧化銥材質，所述陰極板為工業純鈦或者不銹鋼材質，

所述陽極板通過電纜連接到直流電源的正極，所述陰極板通過電纜連接到直流電源的負極，

在通電狀態下，由所述陽極板和所述陰極板對應形成離子遷移與膜水解所需要的電場。