[實用新型]一種適用于以碳酸鋰為原料制備氫氧化鋰的雙極膜裝置

有效

• 申請號: 201821214151.7
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN208667866U
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 易家祥;劉愛兵;陳昌明
• 申請（專利權）人: 宜賓麗博生物科技有限公司
• 主分類號: C25B1/46
• 分類號: C25B1/46;C25B9/08;C25B13/08;C25B15/08
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙麗

本實用新型公開了一種以碳酸鋰為原料采用雙極膜法制備氫氧化鋰的雙極膜裝置。包括：陽極液進口，陰極接線柱、陽極液出口、陰極液出口；其特征在于，在靠近夾緊板內側放置有極液流道板，在極液流道板的內側放置有鉑鉭銥電極，在鉑鉭銥電極開始向內依次放置有對鋰截留率大于98%的雙極膜，阻堿陽膜、阻酸陰膜為一組的膜組；在極液流道板上分別開設有陽極液進口和陽極液出口，以及陰極液進口和陰極液出口；料液進口和氫氧化鋰出口、以及濃酸進口和濃酸出口分別開設于兩塊夾緊板，與外界連通。由于采用新開發的耐強酸對鋰截留率大于98%的雙極膜，使裝置的整體壽命大幅提高到3年以上、氫氧化鋰的收率從原來的95?98%提高到98%以上、每生產一噸單水氫氧鋰轉化能耗下降到2000度電以下。

技術領域

本實用新型屬于膜分離技術領域，具體涉及一種適用于以碳酸鋰為原料制備氫氧化鋰的雙極膜裝置。

背景技術

生產碳酸鋰的主要原料是鹽湖鹵水（礦石法由于成本高在全球產能很小），因此規模化生產碳酸鋰的企業必須擁有鋰資源儲量較為豐富的鹽湖資源開采權，這使得該行業具備較高的資源壁壘；另一方面，由于全球鹽湖絕大多數資源都是高鎂低鋰型，而從高鎂低鋰老鹵中提純分離碳酸鋰的工藝技術難度很大，之前這些技術僅掌握在少數國外公司手中，這使得碳酸鋰行業又具備了技術壁壘。因此，造就了碳酸鋰行業的全球寡頭壟斷格局。

目前全球碳酸鋰市場集中度非常高。在我國的幾個大型項目投產前，全球主要產能集中在SQM、FMC、和Chemetall三家手中；資料顯示，碳酸鋰產品雖然存在一定的資源和技術壁壘，但我國具備可開采價值的鹽湖還是不少，技術除中信國安、西藏礦業外鹽湖集團也面臨突破，行業的壁壘正逐漸削弱。

雙極膜是一種具有特殊功能的離子交換膜，它在電場作用下其中間層發生水解離，產生H+和OH-離子。而雙極膜電滲析技術就是將這種特殊功能復合到普通電滲析中，從而可以實現即時酸/堿的生產/再生，或者酸化和/或堿化。該技術可以廣泛應用于食品加工、化工合成和環境保護等領域，由于其技術先進性、經濟競爭性和環境友好性，雙極膜電滲析技術被譽為一種可持續發展技術。將雙極膜電滲析技術應用于傳統有機酸或有機堿的生產/再生過程中，不僅可以實現有機酸鹽或有機堿鹽的轉化，而且產生的NaOH或HCl可以回用于生成過程中。

目前國外的雙極膜技術在幾年前就進行了工業化應用，并針對不同應用領域開發了一系列的雙極膜產品。以德國與日本為代表的國外制膜技術屬于第三代技術，而制膜設備及支撐布的生產是以德國、日本、瑞士為最先進。以德國為代表的歐洲國家，雙極膜技術的產業化程度較高。而日本主要是均相膜電滲析膜、氯堿膜的產業化程度較高。

目前雙極膜的應用主要是歐洲國家，主要應用為煙道氣脫硫、天然氣脫硫、甲醇鈉制備、HF與HNO₃的回收、甲磺酸制備、二甲基異丙胺再生、氨基酸制備、醫藥中間體制備等高端領域的應用。而對于葡萄糖酸、乳酸、酒石酸等普通有機酸的制備應用較少，這些產品他們主要是從中國等發展中國家進口，其成本比較他們自己用雙極膜生產更便宜。

近幾年來，以均相膜為代表的電膜技術在國內外開始活躍，應用領域日益擴大，特別在節能減排、資源回收領域發揮反滲透與蒸發法無可取代的地位。目前以中國科技大學的徐銅文教授為代表的研究隊伍，發展了多項國際領先的均相膜、雙極膜、擴散滲析膜的制膜理論與方法。水處理中心在八十年代起就開始研究雙極膜技術，只是在九十年代后幾乎處于停頓狀態。另外，目前有多個大學與科研院所都對均相膜、雙極膜進行了研究。