摘要
锂因其独特的理化特性而成为重要战略性资源，其需求也伴随新能源汽车等新兴行业的快速发展日益增长。溶存锂资源主要包括盐湖卤水、（浓）海水等，因卤水资源中大多镁锂比高、分离难度大，目前尚未实现充分开发利用。实现高镁锂比的溶存锂资源高效提取具有重要意义。选择性电渗析（Selective Electrodialysis，S-ED）因其独特的单价离子选择性可实现高镁锂比水体中镁锂间的预分离与锂的初步纯化，在保证较高锂回收率的条件下可将其浓缩液降低至低镁锂比范畴，展现出较高的研究价值与前景。老卤作为盐湖卤水提钠、钾后的高浓度卤水，含有较高浓度的Li+，将其中Li+进行提取对于锂资源的回收以及卤水资源综合利用有重要的经济价值和实际意义。而老卤中多存在硼酸及硼酸根，必然会对提锂过程造成一定影响。基于此，本文开展了盐湖老卤的选择性电渗析提锂和碳酸锂沉淀完整工艺研究，并探究了硼酸对提锂过程影响，以达到盐湖卤水的综合利用并为提锂技术提供进一步的理论支撑。本文进行了以下探究： （1）针对老卤中盐浓度过高的特点，开展稀释倍数（2倍、3倍、4倍）对选择性S-ED提锂过程及碳酸锂沉淀过程影响研究，结果表明，老卤在稀释4倍时锂离子回收率较高，有利于Li+提取，且稀释倍数相对较大时获得的富锂液，在除镁过程损失较小，碳酸锂产率较高，因此选择4倍稀释老卤为后续实验的原料液。 （2）考察了硼酸（H3BO3）对间歇S-ED提锂过程以及连续S-ED提锂过程的影响。结果表明，间歇电渗析过程中，在单元阳离子Li+//Cl-体系下，硼的引入使Li+回收率降低；在二元阳离子Li+，Mg2+//Cl-以及模拟老卤体系下，硼的加入虽对于镁锂分离系数影响不大，但会使Li+的回收率下降同时增大了能耗。在连续电渗析提锂过程，长时间操作下，硼的引入明显阻碍了离子向浓缩室迁移。以上结果与硼的空间位阻效应以及较低的离子淌度有关。 （3）开展经过选择性S-ED过程所得富锂液的进一步除镁和碳酸锂沉淀研究，探究了不同硼浓度下所得富锂液制备的产品的形貌性质。结果表明，硼杂质的存在使Li2CO3晶体形态发生变化，使其变长变粗，使Li2CO3产品整体硬度变大。同时通过Li2CO3重结晶实验进行进一步探究，结果与上述一致。可以推测，通过调控某些离子含量或许可以在一定程度上调控Li2CO3的形态。粗沉淀经饱和Li2CO3溶液洗涤五次之后获得纯度达99.5%的Li2CO3。
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