CN108483591A

CN108483591A - 一种提取锂离子的方法

Info

Publication number: CN108483591A
Application number: CN201810375403.2A
Authority: CN
Inventors: 施文慧; 刘晓悦; 沈江南; 潘杰峰
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2018-04-24
Filing date: 2018-04-24
Publication date: 2018-09-04
Anticipated expiration: 2038-04-24
Also published as: CN108483591B

Abstract

本发明涉及电容去离子技术领域，具体涉及一种提取锂离子的方法，所述方法为基于单价选择性阳离子交换膜结合电容去离子过程，本发明技术方案利用单价选择性阳离子交换膜取代MCDI中无选择性阳离子交换膜，利用阳膜选择性透过单价阳离子的特点，实现负极选择性吸附镁锂混合溶液中的单价锂离子，达到从淡卤水中提取锂的目的。

Description

一种提取锂离子的方法

技术领域

本发明涉及电容去离子技术领域，具体涉及一种提取锂离子的方法。

背景技术

锂是最轻的金属元素，因具有高电荷密度和稳定的氦型双电子层，易极化其它分子和离子，自身却不易被极化，而被广泛应用于锂离子电池、陶瓷和玻璃、润滑油脂、空气处理、连铸模具溶剂和聚合物生产中。近年来，随着高能电池、航空航天、核能发电等高新技术产业的飞速发展，市场对锂资源的需求量正以每年10%的速度快速增长。因此锂资源的生产直接影响着一个国家高新技术产业的发展。

自然界的锂元素富集于矿石、盐湖卤水、地热水和海水等矿床中，其中盐湖卤水资源丰富，且锂含量相对较高，成为目前锂资源开发利用的主要研究方向。我国卤水资源主要位于青海和西藏，其中青海盐湖锂储量达到2447.38万吨（以氯化锂计），占我国锂矿总储量的83%，占世界锂矿总储量的1/3。而西藏受地理环境的限制生产锂比较困难，因此青海盐湖将成为我国锂资源的重要供应基地。

现阶段锂盐的主要提取方法有煅烧法、萃取法、吸附法、电渗析法。

煅烧法生产工艺主要应用于高镁锂比的卤水。该工艺中所用卤水为富锂的水氯镁石饱和溶液。卤水经过煅烧后，水氯镁石在550℃以上分解为氯化氢、氯化镁气体，而氯化锂不分解存在于烧结物中。烧结物浸取后的溶液除去硫酸根、硼、镁等杂质，蒸发、加碱沉淀烘干后得到碳酸锂产品。但是由于该工艺煅烧过程中会产生大量氯化氢气体，环保压力大并且严重腐蚀设备，成本高产量低，不符合循环发展的理念，正被逐步淘汰。

萃取法生产工艺是利用萃取剂从低品位卤水中提锂的一种方法。通常用磷酸三丁酯等有机萃取剂，盐酸作反萃取剂，氯化铁作络合剂，经过萃取、反萃取、酸洗等工序后的有机相经浓缩、除杂、加碱沉淀可以制得碳酸锂。该方法分离效果好、锂回收率高，但萃取剂所用协萃剂成本较高，且萃取过程中会产生大量废水，因此该工艺的工业化应用受到限制。

吸附法生产工艺主要用于锂含量较低的卤水。利用选择性吸附剂吸附卤水中的锂离子，再进行洗脱以达到分离锂离子的目的。洗脱后的富锂溶液经过精制、浓缩、加碱沉淀、洗涤干燥后得到碳酸锂产品。此方法工艺简单，安全环保，但对吸附剂要求较高，必须选用选择性高、吸附容量大、稳定性高的吸附材料。此外由于吸附剂在低于10℃时会丧失吸附能力，需要对卤水加热，由此带来较高的蒸汽能耗，因此生产成本较高。

电渗析法利用单价阳离子交换膜对单多价阳离子的选择透过性，在直流电场作用下使阴阳离子在电解质溶液中发生定向迁移，使电解质液得到分离、浓缩，制取富含锂离子的浓缩回收液。单价离子选择性电渗析技术可以用于高镁锂比盐湖卤水，绿色环保且工艺简单，随着单价阳离子膜的发展完善，电渗析法表现出较好的应用前景。但由于操作过程中需持续施加直流电压，也存在高能耗等问题，且长期运行条件下离子交换膜的寿命短以及运行成本高仍待解决。

电容去离子（CDI）是一种基于电化学双电层电容理论的电吸附脱盐技术。CDI具有能耗低、成本低、无二次污染、易小型化、易操作和环境友好等优点，在家庭用水和工业废水净化、海水脱盐等方面有潜在应用。其基本原理是：利用多孔材料（如炭气凝胶等）制成两个导电多孔电极，料液在两电极之间作定向流动，此时在电极两端施加恒定低电压，料液中的阴阳离子在电场作用下分别向正负两极迁移，吸附于多孔电极结构的微孔内形成双电层，达到脱盐的目的。一旦将电极短路或施加反向电压，吸引的离子被释放重新回到溶液中，得到浓缩溶液，实现电极循环再生。但由于CDI技术脱盐率不高，限制了其广泛应用，为了进一步提高电吸附量，Lee等2006年首次提出膜电容法去离子（MCDI），指在CDI的基础上，在正负电极表面分别加入一层阴离子交换膜和阳离子交换膜。离子交换膜对离子具有选择透过能力，其骨架上固定的荷电基团，能部分排斥同电荷离子，允许反电荷离子通过。因此在吸附过程中能有效避免水流扰动带走已被吸附的离子，提高其脱盐率。同时在解吸过程中由于能阻止了离子反向吸附，使电极结构中的大孔隙成为离子的额外存储空间，因此MCDI相比CDI具有更高的解吸效率。而MCDI中常用的阳离子交换膜为异相离子交换膜，在镁锂混合溶液中，无法实现对Li⁺的选择性吸附。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中MCDI中常用的阳离子交换膜为异相离子交换膜，在镁锂混合溶液中，无法实现对Li⁺的选择性吸附的问题，提供一种提取锂离子的方法，利用单价选择性阳离子交换膜取代MCDI中无选择性阳离子交换膜，利用阳膜选择性透过单价阳离子的特点，实现负极选择性吸附镁锂混合溶液中的单价锂离子，达到从淡卤水中提取锂的目的。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种提取锂离子的方法,所述方法为基于单价选择性阳离子交换膜结合电容去离子过程。MCDI中常用的阳离子交换膜为异相离子交换膜，在镁锂混合溶液中，无法实现对Li⁺的选择性吸附。而单价选择性阳离子膜通过各离子组分与膜亲和力的差异和各组分的迁移速度在膜相中的差异性，可以实现各离子组分的选择性分离，因此可以应用于Mg²⁺和Li⁺的选择性分离，本发明技术方案所采用的方法操作简单、节能高效、绿色环保，能够有效地将溶液中的镁离子和锂离子分离，达到从淡卤水中提取锂离子的目的；此外利用单价选择性阳离子交换膜结合电容去离子技术，可在低工作电压条件下实现镁锂混合溶液中锂离子的选择性吸附，反向电压脱附后得到含高浓度锂离子的浓缩溶液，可用于生产锂盐产品，具有良好的应用前景。

作为优选，所述方法在正极表面覆盖阴离子交换膜，负极表面覆盖具有单价选择性的阳离子交换膜。所述单价选择性阳离子交换膜选自一价阳离子选择透过膜CIMS或CSO（Selemion TM，Japan）。所选用的单价选择性阳离子交换膜使用寿命长达两年，有利于降低成本，具有可观的经济效益。

作为优选，所述方法以活性炭为活性电极材料。

作为优选，所述方法为以下步骤：

（1）MCDI电极的制备

以活性炭为电极活性材料，以导电炭黑为导电剂，以聚偏氟乙烯为粘结剂，逐滴加入N-甲基吡咯烷酮溶液反复研磨为浆状物，将所述浆状物涂覆于石墨片上；按石墨片面积为5×5 cm²计，活性炭电极质量加载60mg；电极制作所需原料主要包括活性炭、导电炭黑、聚偏氟乙烯（PVDF）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、石墨片；

（2）MCDI测试

普通阴离子膜紧贴正电极表面，单价选择性阳离子膜紧贴负电极表面，配置含锂离子的混合溶液放置于循环池内，待循环池内溶液电导率不再变化后取0.5-2mL作为原始液待测；接通电源，开始选择性吸附，同时用万用表记录瞬时电流，电导率仪实时监测出水电导率，吸附操作后，再次从循环池内取0.5-2mL样品液待测；在电极两段施加反向电压，模块开始放电，当循环池内溶液电导率与原始电导率一致时表明电极放电完成，即一个测试回合结束。

作为优选，步骤（2）中，所述混合溶液组分包括MgCl₂和LiCl，其中镁锂摩尔比为1-60：1，混合溶液pH为4-10，浓度为250-2000mg/L。

作为优选，步骤（2）中，吸附操作电压为0.6-1.4V，吸附操作时间为2-30min。

作为优选，步骤（2）中，循环池内料液流速为10-40mL/min。

因此，本发明具有如下有益效果：

（1）设备简单，操作方便，适用于镁锂比为1：1-60：1的低浓度卤水；

（2）本发明中电极制作所需原料来源广泛，电极制备过程简易，并且具有良好的循环稳定性，有利于降低成本，具有可观的经济效益；

（3）利用单价选择性阳离子交换膜结合电容去离子技术，可用于生产锂盐产品，具有良好的应用前景。

附图说明

图1 为本发明实验装置和MCDI单元示意图。

图2 为本发明负极表面覆盖不同阳离子膜时单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图3 为本发明CSO、CIMS膜在不同操作电压下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图4 为本发明不同料液组分下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图5 为本发明不同料液pH下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图6 为本发明不同料液浓度下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图7 为本发明不同Li⁺/Mg²⁺比例下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图8 为本发明不同料液流速下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图9 为本发明不同操作电压下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图10 为本发明不同操作时间下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg^2+-为模拟体系进行研究）。

图11 大电极中不同Li⁺/Mg²⁺比例下下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图12 大电极中不同料液浓度下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

图13 大电极中不同操作电压下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明的技术方案做进一步详细阐述，以使本发明的内容特点易于被本领域中的研究人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为详实的界定，然而本发明不由以下实施例限定。本发明所用试剂均由常规实验或市购所得。

实施例1：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

（1）MCDI电极的制备

以活性炭为电极活性材料，以导电炭黑为导电剂，以聚偏氟乙烯（PVDF）为粘结剂，三者按质量比8：1：1混合后，逐滴加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶液反复研磨为均匀浆状物。将其均匀涂覆于5×5 cm²石墨片上，将电极在60℃下真空干燥12h以除去溶剂，所得活性炭电极质量加载大约60mg；

（2）MCDI测试

将仪器如图1组装，活性炭制成的电极如图装配，普通阴离子膜紧贴正电极表面，单价选择性阳离子膜（CIMS）紧贴负电极表面，另配制50ml MgCl₂和LiCl混合溶液，摩尔比1：1，TDS（料液浓度）=500mg/L ，pH=7。将溶液转移入循环池内，控制料液流速为30mL/min，待溶液电导率不再变化后取1mL原始液待测。接通电源，控制操作电压为1.0V恒压，开始选择性吸附，同时用万用表记录瞬时电流，电导率仪实时监测出水电导率。吸附10min后，再次从循环池内取1mL样品液待测。在电极两段施加反向电压，这时模块开始放电，当循环池内溶液电导率与原始电导率一致时表明电极放电完成，即一个测试回合结束。

利用液相离子色谱测定操作前后料液中Li⁺和Mg²⁺的浓度，并计算Li⁺的去除率（r）、Li⁺相对Mg²⁺的选择性系数（R）

其中C₁为原液中Li⁺（或Mg²⁺）的摩尔浓度，C₂为吸附完成后循环池内溶液中Li⁺（或Mg²⁺）的摩尔浓度。

实施例2：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，CDI负极覆盖CIMS、CSO、聚乙烯异相离子交换膜1型（普通阳离子交换膜），分别进行实验。CIMS厚度为150µm，面电阻为1.8Ωcm²，使用pH 0-10；CSO厚度为100µm，面电阻为2.3Ωcm²，迁移数大于97%，由于此类膜本体带有电荷，对一价离子的截留率较低，对二价离子的截留率较高，可以实现一、二价离子的分离。聚乙烯异相离子交换膜1型厚度为0.42mm，面电阻为11Ωcm²，具有强酸性基团R^-SO^3-构成负电场，带正电荷的离子易吸收通过。

实施例3：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变料液组分为LiCl，MgCl₂，LiCl/MgCl₂，其中LiCl、MgCl₂在各个溶液中的浓度均为250mg/L，分别对CIMS、CSO两种单价选择性阳离子交换膜进行测试。

实施例4：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变操作电压为0.8V，1.0V，1.2V，1.4V，其他条件不变，分别对CIMS、CSO两种单价选择性阳离子交换膜进行测试。

实施例5：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变料液pH=4，7，10，为酸性、中性和碱性，其他条件不变，分别进行实验。

实施例6：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变料液浓度为250mg/L，500mg/L，1000mg/L，2000mg/L，分别进行实验。

实施例7：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，固定锂离子摩尔浓度不变，改变镁锂摩尔比例为1：1，5：1，10：1，20：1，其他条件不变，分别进行实验。

实施例8：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变料液流速为10mL/min，20mL/min，30mL/min，40mL/min，其他条件不变，分别进行实验。

实施例9：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变操作电压为0.6V，0.8V，1.0V，1.2V，1.4V，其他条件不变，分别进行实验。

实施例10：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例1中的操作步骤不变，改变操作时间为2min，5min，10min，20min，30min，其他条件不变，分别进行实验。

实施例1-10的测试结果的比较与分析如下：图2是负极表面覆盖不同阳离子膜时单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，当电极表面无膜或覆盖无选择性膜时，镁锂选择性系数小于1，更利于脱除镁离子，无分离效果；CIMS和CSO由于其空间位阻、道南效应和介电排斥效应对二价和多价离子有较好的截留性能，而对单价离子截留性能相对较低，镁锂选择性系数大于1，体现出较高的镁锂分离效果。

图3是CSO、CIMS膜在不同操作电压下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，操作电压升高时，CSO选择性系数变化不大，在1.3左右，虽然具有镁锂分离效果，但选择性系数均小于2；CIMS膜选择性系数明显降低，在1.9-3.0之间，均高于CSO，因此在单价阳离子选择性膜结合CDI实现镁锂分离的应用中，CIMS膜相对于CSO膜具有更好分离效果，成为本发明中后续测试所用的单价选择性阳离子膜。

图4是在不同料液组分下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，同等操作条件下Li⁺移除率均明显高于Mg²⁺移除率，这是由于CIMS和CSO均为单价选择性阳离子交换膜，对二价镁离子的透过有一定阻隔效应，体现出一定镁锂分离效果。当料液中只有一种阳离子存在时，Li⁺和Mg²⁺的移除率均低于混合溶液，这是由于活性炭电极上的离子吸附位点是有限的，混合溶液中阳离子之间存在竞争作用，导致Li⁺和Mg²⁺在混合溶液中的移除率降低。当其他条件不变，改变单价阳离子交换膜时，CIMS中Mg²⁺移除率均低于CSO，Li⁺移除率均高于这表明CSO，这表明CIMS对Li⁺的选择透过性更高，对Mg²⁺的透过性更低，因此CIMS的相对镁锂选择性吸附效果更好。

图5是在不同料液pH下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，pH=4时单价阳膜相对选择性系数较高，这是由于单价阳膜表面带正电，因此当料液偏酸性时，由于电荷效应排斥阳离子，此时Li⁺相对Mg²⁺有更好的透过性，因此料液偏酸性有利于镁锂分离。但由于淡卤水溶液为中性，且发明在料液为酸性和中性条件下的镁锂分离效果相近，因此不必调节料液酸碱性便可达到较好的镁锂分离效果。

图6 是在不同料液浓度下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，在250mg/L，500mg/L，1000mg/L，2000mg/L四种不同进料浓度条件下Li⁺相对Mg²⁺选择性透过系数均大于1，达到了单价阳离子选择性吸附的目的，且随着进料浓度的增加相对选择性系数有明显上升，这是由于当料液浓度成倍升高时，Li⁺和Mg²⁺的移除率均有明显下降，但Mg²⁺移除率近似以同等倍数降低，高于Li⁺移除率减小速度，当料液浓度为2000mg/L时，Li⁺移除率有5%，Mg²⁺移除率仅有0.8%，选择性系数高达5.5。

图7是在不同Li⁺/Mg²⁺比例下单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，随着镁锂比例的提高，溶液中的二价离子浓度增大，削弱了单价阳膜表面上的固定基团同电荷离子之间的电荷效应，导致Li⁺移除率下降，Mg²⁺移除率上升，同时镁离子浓度的增大提高了镁离子的推动力，不利于镁锂分离。但镁锂比为20：1时，选择性系数大于2，仍有较好的分离效果，表明本发明在淡卤水镁锂分离方面有较好的应用前景。

图8 是在不同料液流速下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，增大流速有利于提高相对选择性系数，但流速继续升高时，选择性系数略有下降，在流速为30mL/min和40mL/min时，选择性系数在2.7以上，Li⁺移除率均在10%以上且相差不大，因此在本发明的实验设备中流速为30mL/min更有利于镁锂分离。

图9 是在不同操作电压下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，降低电压有利于提高相对选择性系数，这是由于在操作电压相对较高的条件下由于电荷效应Mg²⁺相对流动性增加。当电压继续下降时相对选择性系数上升趋势不大，且Li⁺的移除率由10%降低到6%左右。因此当操作电压为1.0V时最有利于镁锂分离。

图10 是在不同操作时间下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg^2+-为模拟体系进行研究）。实验结果表明，在操作初始阶段无法达到较高的选择性和吸附量，10min时相对选择性系数达到最高，这是由于运行10min后Li⁺的移除率虽然仍在升高，但上升速率开始变缓，因此10min以内单价选择性阳离子交换膜有效地阻碍了二价阳离子的通过。因此当操作时间为10min时最有利于镁锂分离。

实施例11：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

（1）MCDI大电极的制备

以活性炭为电极活性材料，以导电炭黑为导电剂，以聚偏氟乙烯（PVDF）为粘结剂，三者按质量比8：1：1混合后，逐滴加入N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶液反复研磨为均匀浆状物。将其均匀涂覆于10×10 cm²石墨片上，将电极在60℃下真空干燥12h以除去溶剂，所得活性炭电极质量加载大约500 mg;

（2）MCDI测试

测试步骤同实施例1中步骤（2），固定锂离子摩尔浓度不变，改变镁锂摩尔比例为1：1、5：1、10：1、20：1、40：1、60：1，其他条件不变，分别进行实验。

实施例12：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例11中的操作步骤不变，改变料液浓度为250mg/L，500mg/L，1000mg/L，2000mg/L，分别进行上述实验。

实施例13：

一种提取锂离子的方法，包括如下步骤：

上述实施例11中的操作步骤不变，改变操作电压为0.6V，0.8V，1.0V，1.2V，1.4V，其他条件不变，分别进行实验。

实施例11-13测试结果的比较与分析如下：图11 是大电极中，在不同Li⁺/Mg²⁺比例下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，Li⁺的移除率在镁锂摩尔比为1：1时高达38%相对于小模块提高4倍左右，镁锂分离系数为2.0略低于小模块，并且在镁锂摩尔比为1：1到60：1之间时，Li⁺的移除率在35-43%之间，镁锂分离系数在1.5-2.0之间。随着镁锂摩尔比的升高，其镁锂分离系数有所降低，但均在1.5以上，可以很好的实现镁锂分离。因此本发明适用于镁锂比为20:1-60:1的低浓度卤水，可用于淡卤水的工业处理应用。

图12 是大电极中，在不同料液浓度下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，250mg/L，500mg/L，1000mg/L，2000mg/L四种不同进料浓度条件下Li⁺相对Mg²⁺选择性透过系数升高趋势与小模块相同，但上升速率较大，Li⁺的移除率在25-39%之间，镁锂分离系数在1.4-10.45之间。当溶液浓度为2000mg/L时，Li⁺移除率25%左右，Mg²⁺移除率仅有2.5%，选择性系数高达10.45。因此本发明可应用于淡卤水Li⁺的提取中。

图13 是大电极中，在不同操作电压下阳离子去除率和单价阳离子相对多价阳离子选择性透过系数图（以Li⁺，Mg²⁺为模拟体系进行研究）。实验结果表明，在大模块中，降低电极两端施加电压有利于提高相对选择性系数。当电极两端施加电压由0.6v增大至1.2v，相对选择性系数由3.5降低到1.8，Li⁺移除率在43-53%之间。在施加电压为0.6v时，大模块相较小模块Li+移除率提高了7倍，且表现出较好的镁锂分离效果。

Claims

1.一种提取锂离子的方法, 其特征在于，所述方法为基于单价选择性阳离子交换膜结合电容去离子过程。

2.根据权利要求1所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，所述方法在正极表面覆盖阴离子交换膜，负极表面覆盖具有单价选择性的阳离子交换膜。

3.根据权利要求1所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，所述方法以活性炭为活性电极材料。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，所述方法为以下步骤：

（1）MCDI电极的制备：以活性炭为电极活性材料，以导电炭黑为导电剂，以聚偏氟乙烯为粘结剂，逐滴加入N-甲基吡咯烷酮溶液反复研磨为浆状物，将所述浆状物涂覆于石墨片上；按石墨片面积为5×5 cm²计，活性炭电极质量加载60mg；

（2）MCDI测试：普通阴离子膜紧贴正电极表面，单价选择性阳离子膜紧贴负电极表面，配置含锂离子的混合溶液放置于循环池内，待循环池内溶液电导率不再变化后取0.5-2mL作为原始液待测；接通电源，开始选择性吸附，同时用万用表记录瞬时电流，电导率仪实时监测出水电导率，吸附操作后，再次从循环池内取0.5-2mL样品液待测；在电极两段施加反向电压，模块开始放电，当循环池内溶液电导率与原始电导率一致时表明电极放电完成，即一个测试回合结束。

5.根据权利要求4所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，步骤（2）中，所述混合溶液组分包括MgCl₂和LiCl，其中镁锂摩尔比为1-60：1，混合溶液pH为4-10，浓度为250-2000mg/L。

6.根据权利要求4所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，步骤（2）中，吸附操作电压为0.6-1.4V，吸附操作时间为2-30min。

7.根据权利要求4所述的一种提取锂离子的方法, 其特征在于，步骤（2）中，循环池内料液流速为10-40mL/min。