CN114014416A - 一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法，装置包括火力发电厂、海水淡化装置、多级浓缩电解膜法提锂装置、储氢罐、储氯罐和磷酸锂沉淀罐；火力发电厂的电能输出侧连接海水淡化装置的电能输入侧；海水淡化装置的淡水出口连接至火力发电厂的用水管路，海水淡化装置浓海水出口连接多级浓缩电解膜法提锂装置的入水口；多级浓缩电解膜法提锂装置的富锂液出口连接磷酸锂沉淀罐的入口；多级浓缩电解膜法提锂装置的氢气出口和氯气出口分别连接储氢罐和储氯罐。利用火电厂电能或热能海水淡化产生的浓海水为原料水，减少浓海水直排对海洋环境的影响，利用电解海水提取锂离子，从而降低整个提锂工艺的耗能成本。
Description
技术领域
本发明属于浓盐水提锂技术领域，具体涉及一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法。
背景技术
锂是现代社会最重要的矿物资源之一，被广泛应用于陶瓷化工、医药、核工业以及广为人知的锂离子电池工业中。
锂电池是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂，并且是可以充电的。
随着电动汽车及便携式电子设备的普及，锂离子电池市场的规模大幅上升，预计未来30年将消耗目前全球可开采锂储量的1/3，这将导致未来锂资源供给不足的问题。目前全球可开采锂储量均来自于矿石和卤水，共计约1400万吨。从矿石和卤水中提炼锂盐，会消耗大量的能源并带来严重的污染问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种海水多级浓缩电解提锂装置及方法，以解决现有技术中，从矿石和卤水中提炼锂盐，会消耗大量的能源并带来严重的污染问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面，提供了一种海水多级浓缩电解提锂装置，包括火力发电厂、海水淡化装置、多级浓缩电解膜法提锂装置、储氢罐、储氯罐和磷酸锂沉淀罐；
所述火力发电厂的电能输出侧连接所述海水淡化装置的电能输入侧，利用火力发电厂的富余的电力或热量实现海水淡化；所述海水淡化装置的淡水出口连接至所述火力发电厂的用水管路，所述海水淡化装置浓海水出口连接所述多级浓缩电解膜法提锂装置的入水口，浓海水经过进一步浓缩和净化后进入所述多级浓缩电解膜法提锂装置，利用火电厂发电或电网电力通过多级浓缩电解膜法，实现富锂液中锂离子的富集；
所述多级浓缩电解膜法提锂装置的富锂液出口连接所述磷酸锂沉淀罐的入口，所述磷酸锂沉淀罐内加入强碱实现磷酸锂的沉淀，收集沉淀产物后得到所述磷酸锂产品；
所述多级浓缩电解膜法提锂装置的氢气出口和氯气出口分别连接所述储氢罐和储氯罐。
可选的，所述海水淡化装置为采用多级闪蒸工艺、电厂余热蒸发工艺、电驱动多级膜法工艺中任意一种海水淡化技术工艺的装置。
可选的，所述多级浓缩电解膜法提锂装置包括：电解槽、阳极和阴极；
所述电解槽包括海水室，以及设置在海水室两侧的阳极室和阴极室，所述阳极室与海水室用阴离子透过膜隔开，所述海水室与阴极室用对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜隔开；
所述海水室入口连接所述海水淡化装置浓海水出口，所述阳极设置在阳极室内，所述阴极设置在阴极室内。
可选的，所述海水室、阳极室和阴极室均分别设置有循环管路。
可选的，多个所述电解槽组成多级串联浓缩电解装置，第一级电解槽排出的富集锂离子的溶液作为第二级电解槽的进料液，从而通过多级串联方式实现锂离子液体的富集和浓缩。
可选的，所述对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜为TiO6物质组成的具有八面体晶格结构的玻璃态的无机膜。
可选的，所述阳极采用铜镀铂-钌阳极。
可选的，所述阴极采用空心金属纤维网状的铜阴极。
可选的，所述阳极室内添加有饱和氯化钠溶液，所述阴极室内添加有磷酸溶液。
本发明的第二方面，提供了一种海水多级浓缩电解提锂方法，基于所述的海水多级浓缩电解提锂装置，包括如下步骤：
分别向海水室注入浓海水，向阳极室注入饱和氯化钠溶液，向阴极室注入磷酸；
向阳极和阴极施加3.25V电压，进行电解；
在3.25V电压下，在阴极产生氢气，产生的氢气送入储氢罐储藏，浓海水中的正锂离子穿过锂离子过滤膜进入包含磷酸缓冲液和阴极的阴极室，锂离子在阴极室内积聚，形成富含锂离子的磷酸锂溶液；将磷酸锂溶液送入磷酸锂沉淀罐，向磷酸锂溶液中加入强碱调节ph至7.3～8.5弱碱性范围，得到磷酸锂沉淀产品；
负离子通过阴离子透过膜进入含有氯化钠饱和溶液和铜镀铂-钌阳极的阳极室，在阳极产生氯气和氢氧化钠，产生的氯气送入储氯罐存储，氢氧化钠溶液经过浓缩提纯后，作为磷酸锂沉淀罐内加入强碱的原料。
本发明的有益效果如下：
(1)本发明海水多级浓缩电解提锂装置，利用火电厂电能或热能海水淡化产生的浓海水为原料水，减少浓海水直排对海洋环境的影响，利用火电厂的调峰调频富余电力作为电源，利用电解海水提取锂离子，从而降低整个提锂工艺的耗能成本。
(2)本发明海水多级浓缩电解提锂装置，电解槽排出的溶液中提取的烧碱(NaOH)可以作为最后沉淀罐中加入的强碱原料，形成磷酸锂沉淀，提高锂产品的生产率。
(3)本发明海水多级浓缩电解提锂装置，电解槽沉淀出磷酸锂后的溶液，还可继续提取烧碱等其他有用物质。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明实施例海水多级浓缩电解提锂装置系统结构图。
图2是本发明实施例中多级浓缩电解提锂装置的结构示意图。
其中，1火力发电厂；2海水淡化装置；3多级浓缩电解膜法提锂装置；4磷酸锂沉淀罐；5储氢罐；6储氯罐；7阳极；8阴极；9阴离子透过膜；10锂离子过滤膜；11浓海水循环管路；12饱和氯化钠溶液循环管路；13阴极室；14阳极室；15海水室。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
如图1所示，本发明的第一方面，提供了一种海水多级浓缩电解提锂装置，包括火力发电厂1、海水淡化装置2、多级浓缩电解膜法提锂装置3、储氢罐5、储氯罐6和磷酸锂沉淀罐4；火力发电厂1的电能输出侧连接海水淡化装置2的电能输入侧，利用火力发电厂1的富余的电力或热量实现海水淡化；海水淡化装置2的淡水出口连接至火力发电厂1的用水管路，海水淡化装置2浓海水出口连接多级浓缩电解膜法提锂装置3的入水口，浓海水经过进一步浓缩和净化后进入多级浓缩电解膜法提锂装置3，利用火电厂发电或电网电力通过多级浓缩电解膜法，实现富锂液中锂离子的富集；多级浓缩电解膜法提锂装置3的富锂液出口连接磷酸锂沉淀罐4的入口。磷酸锂沉淀罐4内加入强碱将溶液pH值调整至弱碱性范围，实现磷酸锂的沉淀，收集沉淀产物后得到磷酸锂产品；多级浓缩电解膜法提锂装置3的氢气出口和氯气出口分别连接储氢罐5和储氯罐6。通过此种设置，本发明利用火电厂电能或热能海水淡化产生的浓海水为原料水，能够减少浓海水直排对海洋环境的影响。
作为本发明的一种示例，海水淡化装置2为采用多级闪蒸工艺、电厂余热蒸发工艺、电驱动多级膜法工艺中任意一种海水淡化技术工艺的装置。
如图2所示，多级浓缩电解膜法提锂装置3包括：电解槽、阳极7和阴极8；电解槽为三层间隔结构，电解槽包括海水室15，以及设置在海水室15两侧的阳极室14和阴极室13，在一些实施例中，电解槽利用火力发电厂所产生的富余调峰调频电力或厂用电或电网供电中的任意一种作为电源供电。阳极室14内添加有饱和氯化钠溶液，阴极室13内添加有磷酸溶液，阳极室14与海水室15用阴离子透过膜9隔开，海水室15与阴极室13用对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜10隔开；海水室15入口连接海水淡化装置2浓海水出口，阳极7设置在阳极室14内，阴极8设置在阴极室13内。
作为本发明的一种示例，对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜10为TiO6物质组成的具有八面体晶格结构的玻璃态的无机膜。
作为本发明的一个优选实施例，海水室15、阳极室14和阴极室13均分别设置有循环管路，循环管路使电解槽内的介质循环，增加反映效率。海水室15设有浓海水循环管路，浓海水循环管路连接海水室15的底部出液口和顶部进口；阳极室14设有饱和氯化钠溶液循环管路，饱和氯化钠溶液循环管路连接阳极室14的底部出液口和顶部进口；阴极室13设有磷酸溶液循环管路，磷酸溶液循环管路连接阴极室13的底部出液口和顶部进口。
作为本发明的一个优选实施例，多个电解槽组成多级串联浓缩电解装置，第一级电解槽排出的富集锂离子的溶液作为第二级电解槽的进料液，从而通过多级串联方式实现锂离子液体的富集和浓缩。
作为本发明的一种示例，阳极7采用铜镀铂-钌阳极，阴极8采用空心金属纤维网状的铜阴极。
本发明的第二方面，提供了一种海水多级浓缩电解提锂方法，基于的海水多级浓缩电解提锂装置，包括如下步骤：
分别向海水室15注入浓海水，向阳极室14注入饱和氯化钠溶液，向阴极室13注入磷酸；
向阳极7和阴极8施加3.25V电压，进行电解；
在3.25V电压下，在阴极8产生氢气，产生的氢气送入储氢罐5储藏，浓海水中的正锂离子穿过锂离子过滤膜10进入包含磷酸缓冲液和阴极8的阴极室13，锂离子在阴极室13内积聚，形成富含锂离子的磷酸锂溶液；将磷酸锂溶液送入磷酸锂沉淀罐4，向磷酸锂溶液中加入强碱调节ph至7.3～8.5弱碱性范围，得到磷酸锂沉淀产品；
负离子通过阴离子透过膜9进入含有氯化钠饱和溶液和铜镀铂-钌阳极7的阳极室14，在阳极7产生氯气和氢氧化钠，产生的氯气送入储氯罐6存储，氢氧化钠溶液经过浓缩提纯后，作为磷酸锂沉淀罐4内加入强碱的原料，从而实现工艺过程的循环经济使用。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，包括火力发电厂(1)、海水淡化装置(2)、多级浓缩电解膜法提锂装置(3)、储氢罐(5)、储氯罐(6)和磷酸锂沉淀罐(4)；
所述火力发电厂(1)的电能输出侧连接所述海水淡化装置(2)的电能输入侧，所述海水淡化装置(2)的淡水出口连接至所述火力发电厂(1)的用水管路，所述海水淡化装置(2)浓海水出口连接所述多级浓缩电解膜法提锂装置(3)的入水口；
所述多级浓缩电解膜法提锂装置(3)的富锂液出口连接所述磷酸锂沉淀罐(4)的入口；
所述多级浓缩电解膜法提锂装置(3)的氢气出口和氯气出口分别连接所述储氢罐(5)和储氯罐(6)。
2.根据权利要求1所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述海水淡化装置(2)为采用多级闪蒸工艺、电厂余热蒸发工艺、电驱动多级膜法工艺中任意一种海水淡化工艺的装置。
3.根据权利要求1所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述多级浓缩电解膜法提锂装置(3)包括：电解槽、阳极(7)和阴极(8)；
所述电解槽包括海水室(15)，以及设置在海水室(15)两侧的阳极室(14)和阴极室(13)，所述阳极室(14)与海水室(15)用阴离子透过膜(9)隔开，所述海水室(15)与阴极室(13)用对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜(10)隔开；
所述海水室(15)入口连接所述海水淡化装置(2)浓海水出口，所述阳极(7)设置在阳极室(14)内，所述阴极(8)设置在阴极室(13)内。
4.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述海水室(15)、阳极室(14)和阴极室(13)均分别设置有循环管路。
5.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，多个所述电解槽组成多级串联浓缩电解装置，第一级电解槽排出的富集锂离子的溶液作为第二级电解槽的进料液，从而通过多级串联方式实现锂离子液体的富集和浓缩。
6.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述对锂离子具有选择性透过率的锂离子过滤膜(10)为TiO6物质组成的具有八面体晶格结构的玻璃态的无机膜。
7.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述阳极(7)采用铜镀铂-钌阳极。
8.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述阴极(8)采用空心金属纤维网状的铜阴极。
9.根据权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，所述阳极室(14)内添加有饱和氯化钠溶液，所述阴极室(13)内添加有磷酸溶液。
10.一种海水多级浓缩电解提锂方法，基于权利要求3所述的海水多级浓缩电解提锂装置，其特征在于，包括如下步骤：
分别向海水室(15)注入浓海水，向阳极室(14)注入饱和氯化钠溶液，向阴极室(13)注入磷酸；
向阳极(7)和阴极(8)施加3.25V电压，进行电解；
在3.25V电压下，在阴极(8)产生氢气，产生的氢气送入储氢罐(5)储藏，浓海水中的正锂离子穿过锂离子过滤膜(10)进入包含磷酸缓冲液和阴极(8)的阴极室(13)，锂离子在阴极室(13)内积聚，形成富含锂离子的磷酸锂溶液；将磷酸锂溶液送入磷酸锂沉淀罐(4)，向磷酸锂溶液中加入强碱调节ph至7.3～8.5弱碱性范围，得到磷酸锂沉淀产品；
负离子通过阴离子透过膜(9)进入含有氯化钠饱和溶液和铜镀铂-钌阳极(7)的阳极室(14)，在阳极(7)产生氯气和氢氧化钠，产生的氯气送入储氯罐(6)存储，氢氧化钠溶液经过浓缩提纯后，作为磷酸锂沉淀罐(4)内加入强碱的原料。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2023125030A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 火电厂海水淡化提锂系统和方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040074774A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-04-22 | Industrial Technology Research Institute | Process for producing lithium concentrate from brine or seawater |
| US20100282689A1 (en) * | 2007-09-21 | 2010-11-11 | Ganzi Gary C | Low energy system and method of desalinating seawater |
| CN102373341A (zh) * | 2010-08-12 | 2012-03-14 | 独立行政法人日本原子力研究开发机构 | 锂的回收方法及锂的回收装置 |
| WO2012065361A1 (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 中南大学 | 一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的方法和装置 |
| CN113502485A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-15 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 火电厂电解海水制氢系统和方法 |
-
2021
- 2021-11-23 CN CN202111397816.9A patent/CN114014416A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040074774A1 (en) * | 2002-10-22 | 2004-04-22 | Industrial Technology Research Institute | Process for producing lithium concentrate from brine or seawater |
| US20100282689A1 (en) * | 2007-09-21 | 2010-11-11 | Ganzi Gary C | Low energy system and method of desalinating seawater |
| CN102373341A (zh) * | 2010-08-12 | 2012-03-14 | 独立行政法人日本原子力研究开发机构 | 锂的回收方法及锂的回收装置 |
| WO2012065361A1 (zh) * | 2010-11-19 | 2012-05-24 | 中南大学 | 一种盐湖卤水镁锂分离及富集锂的方法和装置 |
| CN113502485A (zh) * | 2021-07-12 | 2021-10-15 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 火电厂电解海水制氢系统和方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈若葵: "磷酸盐沉淀法从低浓度含锂溶液中回收锂的研究" * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023125030A1 (zh) * | 2021-12-28 | 2023-07-06 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 火电厂海水淡化提锂系统和方法 |
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