【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及盐湖卤水中除镁提锂，具体来说是涉及一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法和分离镁锂系统。
技术介绍
1、锂作为21世纪新能源材料的重要组成部分，广泛应用于电池、陶瓷和医药等多个领域，被誉为“推动世界前进的重要元素”。
2、随着新能源汽车的发展，锂的需求持续攀升，而全球锂盐的生产来源于卤水和硬岩矿石中(分别占63％和37％)，相比于矿石提锂工艺，盐湖卤水提锂的优势在于环境友好和低成本。然而，盐湖中高镁锂比且镁锂离子性质相似等特征一直阻碍从盐湖卤水中提取锂资源技术的发展。因此，亟需一种绿色、高效、低成本除镁提锂工艺应对这一挑战。
3、目前，盐湖卤水提锂技术主要包括沉淀法、吸附法和膜分离法等。其中，沉淀法是目前最成熟和简单的工艺，因其最早在低镁锂比的盐湖中得到了应用。虽然沉淀法操作比较简单，但是工艺周期长，其操作受气候条件限制，且会产生大量副产品，因此在高镁锂比的盐湖卤水中提锂不具备优势。吸附法具有选择性好、能耗低、吸锂能力高等优势，但交换速度慢、溶损度大，导致经济性差是其工业无法推广的原因。膜分离法在盐湖卤水提锂中虽然具有环保优势，但膜的寿命短、水耗量和能源消耗量大是其劣势。因此，亟需一种低成本、绿色、无污染的除镁提锂方法和系统。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法和分离镁锂系统，旨在解决技术背景中提出的问题，实现高镁、低锂盐湖卤水中锂镁的高效分离及锂的提取，另外操作工艺简单，生产成本低，全流程无
2、为解决上述技术问题，本专利技术给出的第一种实现方案：是提供一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，包括如下步骤：
3、含有锂离子和镁离子的盐湖卤水经送入单腔室电解室内，并在单腔室电解室内发生电解反应；
4、电解后含有氢离子、锂离子和镁离子的阳极电解液由单腔室电解室内送出并进行收集，收集后的阳极电解液再次送入单腔室电解室内参与电解反应；
5、电解后含有氢氧根离子、锂离子和镁离子的阴极液由单腔室电解室内送出并进行过滤，用于使电解后阴极液中的氢氧根离子与盐湖卤水中的镁离子反应后生成氢氧化镁沉淀，过滤后得到的富锂离子盐湖卤水进行蒸发浓缩得到富锂卤水浓缩液；
6、向富锂卤水浓缩液中加入碳酸钠进行沉锂反应得到碳酸锂沉淀物，所述碳酸锂沉淀物经离心、洗涤和烘干后得到碳酸锂。
7、优选地，所述含有锂离子和镁离子的盐湖卤水经第一蠕动泵送入单腔室电解室内第一蠕动泵的速率为50ml/min～200ml/min，电解后的含有氢氧根离子、锂离子和镁离子的阴极液通过第二蠕动泵由单腔室电解室内送出，第二蠕动泵的速率为10ml/min～30ml/min，电解反应的电流密度为20ma/cm2～40ma/cm2。
8、优选地，所述盐湖卤水中镁离子含量为250mg/l～1000mg/l、锂离子含量为50mg/l～100mg/l。
9、优选地，所述富锂卤水浓缩液中锂离子与碳酸钠中碳酸根的摩尔比为1:15～20。
10、优选地，向富锂卤水浓缩液中加入碳酸钠进行沉锂反应得到碳酸锂沉淀物，所述碳酸锂沉淀物经离心、洗涤和烘干后得到碳酸锂。
11、优选地，所述盐湖卤水经第一蠕动泵送入电解室之前需要室温下搅拌5min～15min。
12、本专利技术给出的第二种实现方案：提供一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法的分离镁锂系统，包括：
13、原水罐，用于存放需要电解的盐湖卤水；
14、电解装置，用于电解盐湖卤水，包括：
15、单腔室电解室，通过管线和第一蠕动泵与原水罐连接，用于将盐湖卤水送入单腔室电解室内，且单腔室电解室上开设有阳极液溢流口和阴极液排出口；
16、阳极，设在单腔室电解室内，且阳极与电源的正极通过导线连接，以使盐湖卤水在阳极处生成富氢离子的盐湖卤水，且富氢离子的盐湖卤水由阳极液溢流口排出，所述阳极液溢流口通过管线与阳极液存储装置连接；
17、阴极，设在单腔室电解室内，阴极与电源的负极通过导线连接，以使盐湖卤水在阴极处生成富氢氧根离子的盐湖卤水；
18、过滤部件，过管线和第二蠕动泵与阴极液排出口连接；
19、阴极液存储罐，通过管线和第三蠕动泵与过滤部件连接，用于存储去除氢氧化镁的阴极液。
20、优选地，所述阳极液存储装置通过第三蠕动泵和管线与原水罐连接。
21、优选地，所述单腔室电解室的横截面积为圆形，所述阴极和阳极由圆形单腔室电解室的圆心依次排布。
22、优选地，所述阴极为导电不锈钢滤芯，所述阳极为圆筒状石墨。
23、优选地，所述过滤部件包括微滤罐和微滤滤芯，所述阴极液排出口通过第二蠕动泵和管线与微滤罐连通，所述微滤滤芯设在微滤罐内，用于过滤生成的氢氧化镁，所述微滤滤芯通过管线和第三蠕动泵与过滤部件连接。
24、本专利技术与现有技术对比，本专利技术具有以下革新效果：
25、1、本专利技术通过第一蠕动泵将盐湖卤水送入单腔室电解室内与单腔室电解室内的阳极和阴极进行电解反应，盐湖卤水经阳极电解后生成的含氢离子的阳极液与经阴极电解后生成的含氢氧根的电解液分别送出单腔室电解室，该方法能够实现阴极液和阳极液有效的分离，不需要使用膜，因此避免了膜分离法在盐湖卤水提锂中膜寿命短、水耗量和能源消耗量大的问题，同时本专利技术电解后的阴极液被第二蠕动泵吸出，吸出后的阴极液由于具有高含量的氢氧根离子，因此能够与盐湖卤水中的镁离子反应生成氢氧化镁沉淀，该沉淀工艺周期短，且不会产生副产物，所以在高镁锂比的盐湖卤水中提锂具备优势，另外本专利技术不存在交换速度，也不具有溶损度，因此成本低，经济性高，工业上能够大力推广。
26、2、本专利技术所给出的电化学盐湖卤水除镁提锂方法及系统进行除镁，除镁效率≥99.9％，得到的阴极电解液中锂离子仍以离子形式存在于溶液中，富锂卤水浓缩液中锂离子浓度是原盐湖卤水中锂离子的20倍～30倍后，向浓缩液中加入碳酸钠进行沉锂反应，将沉淀物进行离心洗涤，烘干，最终得到碳酸锂。该方法实现了沉镁富锂及除镁提锂的效果，本专利技术中阳极电解液循环送入原水罐内再次参与电解反应，从而无阳极酸液的产生，且提锂过程中产生的阴极液(氯化锂溶液、硫酸锂)对环境无污染。
27、3、本方法可用于处理不同高浓度镁锂比的卤水，也可以处理不同类型的卤水。本方法可以达到镁离子99.98％的资源化利用，产生的氢氧化镁作为产品回收利用，另外本专利技术给出的电化学盐湖卤水除镁提锂系统实现无膜、无药添加，去除镁离子，达到高效镁锂分离效果。
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1.一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述含有锂离子和镁离子的盐湖卤水经第一蠕动泵送入单腔室电解室内第一蠕动泵的速率为50mL/min～200mL/min，电解后的含有氢氧根离子、锂离子和镁离子的阴极液通过第二蠕动泵由单腔室电解室内送出，第二蠕动泵的速率为10mL/min～30mL/min，电解反应的电流密度为20mA/cm2～40mA/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述盐湖卤水中镁离子含量为250mg/L～1000mg/L、锂离子含量为50mg/L～100mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述富锂卤水浓缩液中锂离子与碳酸钠中碳酸根的摩尔比为1:15～20。
5.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述盐湖卤水经第一蠕动泵送入电解室之前需要室温下搅拌5min～15min。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的
7.根据权利要求6所述的分离镁锂系统，其特征在于，所述阳极液存储装置(5)通过第三蠕动泵和管线与原水罐(1)连接。
8.根据权利要求6所述的分离镁锂系统，其特征在于，所述单腔室电解室(2-1)的横截面积为圆形，所述阴极(2-3)和阳极(2-2)由圆形单腔室电解室(2-1)的圆心依次排布。
9.根据权利要求6所述的分离镁锂系统，其特征在于，所述阴极(2-3)为导电不锈钢滤芯，所述阳极(2-2)为圆筒状石墨。
10.根据权利要求6所述的分离镁锂系统，其特征在于，所述过滤部件(3)包括微滤罐和微滤滤芯，所述阴极液排出口通过第二蠕动泵和管线与微滤罐连通，所述微滤滤芯设在微滤罐内，用于过滤生成的氢氧化镁，所述微滤滤芯通过管线和第三蠕动泵与过滤部件(3)连接。
...【技术特征摘要】
1.一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述含有锂离子和镁离子的盐湖卤水经第一蠕动泵送入单腔室电解室内第一蠕动泵的速率为50ml/min～200ml/min，电解后的含有氢氧根离子、锂离子和镁离子的阴极液通过第二蠕动泵由单腔室电解室内送出，第二蠕动泵的速率为10ml/min～30ml/min，电解反应的电流密度为20ma/cm2～40ma/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述盐湖卤水中镁离子含量为250mg/l～1000mg/l、锂离子含量为50mg/l～100mg/l。
4.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述富锂卤水浓缩液中锂离子与碳酸钠中碳酸根的摩尔比为1:15～20。
5.根据权利要求1所述的一种电化学盐湖卤水除镁提锂方法，其特征在于，所述盐湖卤水...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖慧吉，张植通，罗旭彪，朱晨曦，王振州，张伟，张凯，王映虹，郭正威，刘海辰，
申请(专利权)人：井冈山大学，
类型：发明
国别省市：
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