發(fā)布時(shí)間：2020-10-02 10:25

　　 近年來,隨著新能源汽車的快速發(fā)展,我國對(duì)鋰鹽產(chǎn)品的需求大幅度增長(zhǎng)。因此,為減少鋰礦供需缺口和對(duì)外依存度,大力開發(fā)鹽湖鋰資源,是鋰鹽行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于我國鹽湖鹵水鎂鋰比高、提鋰工藝復(fù)雜、鋰收率低,實(shí)現(xiàn)鎂鋰高效分離,仍然是目前鹽湖鹵水提鋰的核心和關(guān)鍵。納濾膜可實(shí)現(xiàn)一價(jià)和二價(jià)離子的相對(duì)分離,因此,在鹽湖鹵水鎂鋰分離技術(shù)中,納濾膜呈現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。本研究的目的是利用納濾膜實(shí)現(xiàn)鹽湖鹵水中鎂鋰及多價(jià)離子的高效分離,為開發(fā)高效、環(huán)保、低成本提鋰集成技術(shù),奠定良好的基礎(chǔ)�；谝陨夏繕�(biāo),本文從膜的類型及操作條件對(duì)分離性能的影響、鹵水中不同離子對(duì)納濾膜鎂鋰分離性能的影響、鹽湖鹵水納濾膜分離與模擬等三個(gè)方面開展研究,主要內(nèi)容如下:(1)鎂鋰分離納濾膜的篩選。以高鎂鋰比模擬鹵水為原料,研究了NT102、NT103、NT201、NF90、NF270和XN-45六種型號(hào)納濾膜的鎂鋰分離性能,考察了不同操作條件下六種膜對(duì)鋰離子、鎂離子的截留率及分離因子。結(jié)果顯示:NT103、NT201納濾膜在不同操作條件下鎂鋰分離因子均維持在0.178以下,具有較好的鎂鋰分離性能。(2)不同離子對(duì)納濾膜鎂鋰分離性能的影響。在高鎂鋰比溶液中加入鈉離子、鉀離子、硼酸、硫酸根離子,探究不同離子對(duì)納濾膜鎂鋰分離性能的影響。研究結(jié)果表明,隨著鈉離子、鉀離子、硼酸加入量的增加,鎂鋰分離因子減小,納濾膜分離鎂鋰的性能增強(qiáng);而加入硫酸根離子會(huì)顯著提高鋰離子截留率,而鎂離子截留率基本穩(wěn)定,分離因子增大,鎂鋰分離效果減弱。(3)鹽湖鹵水納濾膜分離性能與模擬。通過單鹽和雙鹽透過實(shí)驗(yàn),得到單鹽透過方程、競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)和調(diào)節(jié)因子,進(jìn)而通過半經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ陀?jì)算鹵水中各離子的透過率,并與模擬鹵水透過率實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較。結(jié)果表明,離子透過率的模擬值與實(shí)際值具有較高的一致性,能夠有效預(yù)測(cè)納濾膜分離鹽湖鹵水的性能。
【學(xué)位單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ028.8;TS396.1
【部分圖文】：

圖 1.1 世界鹽湖資源分布Fig. 1.1 World salt lake resources distribution1.1.2 鹽湖鹵水提鋰現(xiàn)狀目前，我國已初步形成了幾種工業(yè)化鹽湖鹵水提取技術(shù)，如吸附法、膜法和煅燒浸取法、沉淀法[9]。與國外鹽湖鹵水相比，中國鹽湖鹵水鎂鋰比高（35.2～1825）[10]，因此，我國鹽湖鹵水的鋰提取存在生產(chǎn)周期長(zhǎng)、工藝復(fù)雜、鋰產(chǎn)量低、成本高等問題。實(shí)現(xiàn)鎂鋰有效分離，仍是鹽湖鹵水提鋰的核心和關(guān)鍵[11]。目前，通過鹽湖鹵水生產(chǎn)鋰產(chǎn)品的公司主要包括美國 FMC 公司、智利 SQM公司及德國 Chemetall 公司。三巨頭的產(chǎn)銷量占全球市場(chǎng)的 70%[12]。目前，F(xiàn)MC年產(chǎn)碳酸鋰 2 萬至 3 萬噸，SQM 年產(chǎn)量約 3 萬噸，Chemetall 年產(chǎn)量 2 萬至 3萬噸。SQM 和 Chemetall 都開發(fā)了阿塔卡瑪鹽湖。但兩個(gè)公司的生產(chǎn)工藝不盡相同。

圖 2.2 壓力對(duì)純水透過通量的影響Figu. 2.2 Effect of pressure on pure water transmission flux過納濾膜純水透過實(shí)驗(yàn)測(cè)得純水透過通量，進(jìn)而由測(cè)得通量對(duì)操擬合，其斜率即為純水透過系數(shù) LP。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2.2 所示，圖性擬合得到。可見，擬合直線與實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有很好的一致性，六水通量與壓力顯示出很好的線性關(guān)系。擬合直線方程如下：102: = 0.03317 0.000759207 (2 4)103: = 0.05912 0.0056 (2 5)201: = 0.05411 0.0061 (2 6)90: = 0.04406 + 0.001704 (2 7)

圖 2.3 稀釋倍數(shù)對(duì)納濾膜分離性能的影響Effect of dilution ratio on the separation performance of nanofiltration m制的高鎂鋰比模擬鹵水稀釋，稀釋倍數(shù)分別為 25、30、35作壓力為表壓 1.7MPa，原料液溫度為 18±0.5℃條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 2.3 所示。從圖 2.3(a)鋰離子截留率實(shí)驗(yàn)結(jié)果可膜對(duì)鋰離子截留性能差異較大，NT102 和 NF90 納濾膜對(duì)鋰且在 50%~80%之間，對(duì)鋰離子無富集作用，NT102 納濾膜整體高于 NF90 納濾膜。而 NT103、NT201、NF270、XN-45子濃度要高于原料液鋰離子濃度，因此，鋰離子的截留率為納濾膜能夠有效對(duì)鋰離子進(jìn)行富集。 2.3(b)鎂離子截留率實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，六種納濾膜對(duì)鎂離值且都在 55%以上，說明六種納濾膜都能夠?qū)︽V離子實(shí)現(xiàn)有液中鎂離子濃度。

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10 張?jiān)妐

本文編號(hào)：2832290