[發(fā)明專利]一種從含鋰溶液中富集鋰的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211170359.4
• 申請(qǐng)日: 2022-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN115418499A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷越
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川華琛新能科技有限公司
• 主分類號(hào): C22B26/12
• 分類號(hào): C22B26/12;C22B7/00;C25B1/01;C25B1/50;H01M10/54
• 代理公司: 成都正德明志知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51360
• 代理人: 雷正

本發(fā)明公開了一種從含鋰溶液中富集鋰的方法，包括以下步驟：(1)以Pb作為陽極，具有可吸附鋰的電極材料為陰極，以含鋰的溶液為電解液，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)提取鋰；(2)調(diào)轉(zhuǎn)步驟(1)中的陰陽極后，加入電解液進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)釋放鋰，得富集鋰溶液。本發(fā)明采用無膜提鋰體系可以有效避免陰離子膜的使用，降低成本，同時(shí)也可避免待處理的溶液中的雜質(zhì)離子通過膜擴(kuò)散到需要獲取的目標(biāo)溶液中，可極大地降低后續(xù)處理工藝的難度，有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰的回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從含鋰溶液中富集鋰的方法。

背景技術(shù)

近年來，新能源汽車、化學(xué)儲(chǔ)能的快速發(fā)展使得鋰的需求量激增。鹽湖鹵水、鋰礦石以及廢舊鋰離子電池是生產(chǎn)鋰產(chǎn)品的主要原料。其中，鹽湖鹵水蘊(yùn)藏的鋰儲(chǔ)量約占全球鋰資源儲(chǔ)量的70％，是目前鋰開發(fā)的主要原料。此外，全球的鋰鹽產(chǎn)品有70％以上被應(yīng)用于鋰離子電池中，廢舊鋰離子電池也將成為未來不久成為保障鋰供應(yīng)的主要原料來源。

針對(duì)鹽湖鋰資源的開發(fā)，現(xiàn)已開發(fā)的提鋰技術(shù)包括鹽田攤曬法、吸附法、溶劑萃取法、電滲析法、膜分離法和電化學(xué)離子泵法等。其中，電化學(xué)離子泵法具有綠色環(huán)保、生產(chǎn)成本低、對(duì)鋰的選擇性好、對(duì)鹵水適應(yīng)性好的特點(diǎn)，是未來鹽湖提鋰發(fā)展的方向。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種電化學(xué)法從溶液中提鋰的操作方式，其具體步驟在于：(1)利用陰離子膜將電解池分為陽極室和陰極室，陽極室以LiFePO₄為陽極，陰極室以LiFePO₄脫鋰后的FePO₄為陰極；(2)陽極室注入一定濃度的支持電解質(zhì)；陰極室注入待提鋰的溶液；(3)電解迫使陽極LiFePO₄發(fā)生氧化反應(yīng)而失去電子，隨后釋放Li⁺離子進(jìn)入汲取鋰室(LiFePO₄-e＝Li⁺+FePO₄)，陰極FePO₄發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子而迫使陰極液中的Li⁺離子進(jìn)入到FePO₄中(Li⁺+FePO₄+e＝LiFePO₄)，為維持溶液的電中性，陰極室的陰離子則通過陰離子膜進(jìn)入陽極室；(4)電解結(jié)束后，對(duì)調(diào)電極極性和極室中的溶液類型，重新進(jìn)行下一周期電解從而實(shí)現(xiàn)陰極待提鋰液中的鋰不斷富集到陽極室中的目的。

該方法對(duì)含鋰溶液的適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)鋰的選擇性高，所述待提鋰溶液可為鹽湖鹵水、地?zé)猁u水、海水等其他含鋰溶。然而，該方法需采用大量的陰離子膜來分割陰陽極，采用有膜體系存在以下問題：(1)雖然陰離子膜在理論上只透過陰離子且可以完全截留住鈉、鎂等陽離子，然而在實(shí)際使用過程中，滲透作用會(huì)導(dǎo)致陰極室中的部分鈉離子、鎂離子以及其他如硫酸根和和硼離子等雜質(zhì)陰離子擴(kuò)散到陽極室中，從而增加陽極室中雜質(zhì)離子的含量。因此，后續(xù)需增加相應(yīng)的除雜工序以去除相應(yīng)的雜質(zhì)離子，這無疑增加了生產(chǎn)成本。(2)膜的使用會(huì)增加大量的投資成本。(3)隔膜本身很脆弱，安裝過程需要小心控制，避免因膜破損導(dǎo)致陰極液和陽極液的混合。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種從含鋰溶液中富集鋰的方法，該方法采用無膜體系進(jìn)行鋰的提取和富集，可以有效降低溶液中的雜質(zhì)，簡(jiǎn)單高效地富集鋰。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：提供一種從含鋰溶液中富集鋰的方法，包括以下步驟：

(1)以Pb作為陽極，具有可吸附鋰的電極材料為陰極，以含鋰的溶液為電解液，進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)提取鋰；

(2)調(diào)轉(zhuǎn)步驟(1)中的陰陽極后，加入電解液進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)釋放鋰，得富集鋰溶液。