JP2012055881A - Method for recovering lithium, and lithium recovering apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for recovering lithium, which can be easily industrialized and by which lithium can be selectively and efficiently recovered from a solution containing lithium at a low concentration, such as seawater.SOLUTION: The method for recovering lithium comprises selectively separating and recovering lithium ions from a solution containing lithium ions. By partitioning with a lithium ion selective permeable membrane 5 that is located between an anode electrode 3 and a cathode electrode 4 and is impregnated with an ionic liquid having lithium ion selectivity, a lithium solution cell 8 is formed on the anode electrode 3 side and a lithium ion separation and recovery cell 9 is formed on the cathode electrode 4 side. The solution is supplied to the lithium solution cell 8. Lithium ions permeate the lithium ion selective permeable membrane 5, are dialyzed by the lithium ion separation and recovery cell 9 by electrodialysis method, and thus are recovered.

Description

本発明は、リチウムの回収方法およびリチウムの回収装置に関する。   The present invention relates to a lithium recovery method and a lithium recovery apparatus.

温暖化緩和に向けた低炭素化社会には、電気自動車、家庭用蓄電池等の大型リチウムイオン電池が必須であり、その電池製造には、ノートパソコン等の小型リチウムイオン電池の1000倍のリチウム原料が必要である。また、核融合エネルギーの燃料の製造には、リチウムの同位体である6リチウム(Li)が大量に必要である。我が国にはレアメタルであるリチウムの鉱物資源がなく輸入に頼っているのが現状であり、資源の確保が望まれている。6リチウム(Li)はより希少であり海外からの輸入も困難であるため、資源の確保の要望はより強い。 Large-sized lithium-ion batteries such as electric vehicles and household storage batteries are indispensable for a low-carbon society to mitigate global warming. is required. In addition, the production of nuclear fusion energy fuel requires a large amount of 6 lithium ( 6 Li), which is an isotope of lithium. In Japan, there is no rare mineral of lithium, which is a rare metal, and we are relying on imports. 6 Lithium ( 6 Li) is more scarce and difficult to import from abroad, so the demand for securing resources is stronger.

一方、海水中には微量なリチウムが含まれており、リチウムを含む海水などの低濃度の溶液からリチウムを効率よく回収する技術の確立が求められている。特許文献1では、β−ジケトン、中性有機リン化合物および環状構造を有するビニルモノマーを原料として製造した吸着剤を用いてリチウムを回収する方法が提案されている。   On the other hand, seawater contains a small amount of lithium, and establishment of a technique for efficiently recovering lithium from a low-concentration solution such as seawater containing lithium is required. Patent Document 1 proposes a method of recovering lithium using an adsorbent produced using a β-diketone, a neutral organic phosphorus compound, and a vinyl monomer having a cyclic structure as raw materials.

特開2009−161794号公報JP 2009-161794 A

特許文献1に記載の吸着剤は、吸着速度および吸着容量が大きい。しかしながら、吸着剤を用いたリチウムの回収方法には、吸着剤の寿命の限界、リチウム吸脱着プロセスが複雑、リチウム以外の元素も吸着する等、工業化のために改善すべき課題が依然として残されている。   The adsorbent described in Patent Document 1 has a large adsorption rate and adsorption capacity. However, lithium recovery methods using adsorbents still have problems to be improved for industrialization, such as the limit of the life of adsorbents, complicated lithium adsorption / desorption processes, and adsorption of elements other than lithium. Yes.

本発明は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従来技術よりも工業化が容易であって、リチウムを含む海水などの低濃度の溶液からリチウムを選択的に効率よく回収できるリチウムの回収方法およびリチウムの回収装置を提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and is easier to industrialize than the prior art, and can selectively recover lithium from a low-concentration solution such as seawater containing lithium. It is an object of the present invention to provide a recovery method and a lithium recovery device.

上記の課題を解決するために、本発明のリチウムの回収方法は、リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収方法であって、アノード電極とカソード電極との間にリチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有するリチウムイオン選択的透過膜を配置することで電気透析槽を分画して前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成し、前記リチウム溶液セルに前記溶液を供給し、電気透析法によって前記リチウムイオン選択的透過膜を透過して前記リチウムイオン分離回収セルに透析されるリチウムイオンを回収することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the lithium recovery method of the present invention is a lithium recovery method for selectively separating and recovering lithium ions from a solution containing lithium ions, between the anode electrode and the cathode electrode. A lithium ion selective permeable membrane containing an ionic liquid having lithium ion selectivity is arranged on the electrodialysis tank to separate the lithium solution cell on the anode electrode side and the lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side Forming the solution, supplying the solution to the lithium solution cell, and collecting lithium ions permeated through the lithium ion selective permeable membrane by electrodialysis to be dialyzed into the lithium ion separation and recovery cell. .

また、本発明の別のリチウムの回収方法は、リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収方法であって、アノード電極とカソード電極との間にリチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有する複数のリチウムイオン選択的透過膜を配置することで電気透析槽を分画するとともに、隣り合う前記リチウムイオン選択的透過膜相互の間を陰イオン透過膜の配置で分画して、前記リチウムイオン選択的透過膜を挟んで前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成し、前記リチウム溶液セルに前記溶液を供給し、電気透析法によって前記リチウムイオン選択的透過膜を透過して前記リチウムイオン分離回収セルに透析されるリチウムイオンを回収することを特徴とする。   Another lithium recovery method of the present invention is a lithium recovery method for selectively separating and recovering lithium ions from a solution containing lithium ions, wherein the lithium ion selectivity is provided between an anode electrode and a cathode electrode. The electrodialysis tank is fractionated by arranging a plurality of lithium ion selective permeable membranes containing an ionic liquid having ionic liquid, and the anion permeable membrane is divided between adjacent lithium ion selective permeable membranes. Forming a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation / recovery cell on the cathode electrode side by sandwiching the lithium ion selective permeable membrane, supplying the solution to the lithium solution cell, and performing electrodialysis Lithium ions permeated through the lithium ion selective permeable membrane by the method and dialyzed into the lithium ion separation and recovery cell are recovered. And wherein the Rukoto.

また、このリチウムの回収方法においては、前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたものであることや、そのアノード電極側およびカソード電極側の一方または各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であること、さらには、前記イオン液体を含浸させた膜と陽イオン透過膜との間にはイオン液体セルが介在されていることがその形態として好ましく考慮される。   Further, in this lithium recovery method, the lithium ion selective permeable membrane is obtained by impregnating a membrane with an ionic liquid, or a cation permeable membrane on one or each of the anode electrode side and the cathode electrode side. As a form, the lithium ion selective permeation membrane with a protective film is arranged, and further, an ionic liquid cell is interposed between the membrane impregnated with the ionic liquid and the cation permeation membrane. Considered preferably.

また、前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体セルのアノード電極側およびカソード電極側の各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることもその形態として考慮される。イオン液体が脱離することを低減もしくは防止するため、前記のように、陽イオン透過膜を配置することが好ましい。イオン液体が脱離することを低減もしくは防止するためには、イオン液体をゲル化する手法も効果的である。   In addition, the lithium ion selective permeable membrane may be a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a cation permeable membrane is disposed on each of the anode electrode side and the cathode electrode side of the ionic liquid cell. The In order to reduce or prevent the ionic liquid from desorbing, it is preferable to dispose a cation permeable membrane as described above. In order to reduce or prevent the ionic liquid from desorbing, a method of gelling the ionic liquid is also effective.

そして、本発明のリチウムの回収方法においては、前記イオン液体が、(CFSOまたは(FSOを有するイオン液体であることが好ましい。 In the lithium recovery method of the present invention, the ionic liquid is preferably an ionic liquid having (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N .

海水等の低濃度のリチウムイオンを含む前記リチウムイオンを含む溶液から、本発明のリチウムの回収方法にてリチウムイオンを含む回収液を得た場合、回収液のリチウム濃度は低い。そこで、回収液のリチウム濃度を高くするために、逆浸透膜を用いた逆浸透法、または電気透析法により濃度調整を行うことが好ましい。   When a recovery liquid containing lithium ions is obtained from a solution containing lithium ions containing low concentration lithium ions such as seawater by the lithium recovery method of the present invention, the lithium concentration of the recovery liquid is low. Therefore, in order to increase the lithium concentration of the recovered liquid, it is preferable to adjust the concentration by a reverse osmosis method using a reverse osmosis membrane or an electrodialysis method.

更に、本発明のリチウムの回収方法において、前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオンを含む回収液中には塩化物イオン等のマイナスイオンを含む場合があるため、電解透析してマイナスイオンを除去し、前記回収液からリチウムを回収した後、乾燥処理により水酸化リチウム(LiOH)や炭酸リチウム(LiCO)等のリチウム原料が得られる。 Furthermore, in the lithium recovery method of the present invention, the recovery solution containing lithium ions recovered from the lithium ion separation and recovery cell may contain negative ions such as chloride ions. After removing and recovering lithium from the recovery solution, a lithium raw material such as lithium hydroxide (LiOH) or lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) is obtained by a drying treatment.

また、本発明のリチウムの回収方法は、前記リチウムイオンを含む溶液が、リチウムを含む海水などの低濃度の溶液からリチウムを回収できることが大きな特徴である。   The lithium recovery method of the present invention is characterized in that the lithium ion-containing solution can recover lithium from a low-concentration solution such as seawater containing lithium.

さらにまた、このリチウムの回収方法において、低電圧にて電気透析を行った場合は前記リチウムイオンを含む溶液に含まれるリチウムイオンが6リチウム(Li)同位体を多く含み、前記溶液中から前記6リチウム同位体を濃縮することも可能である。 Furthermore, in this lithium recovery method, when electrodialysis is performed at a low voltage, the lithium ions contained in the lithium ion-containing solution contain a large amount of 6 lithium ( 6 Li) isotopes, and It is also possible to concentrate 6 lithium isotopes.

本発明のリチウムの回収装置は、以上の方法を実現可能とするものである。   The lithium recovery apparatus of the present invention makes it possible to implement the above method.

すなわち、リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収装置であって、アノード電極とカソード電極とを有する電気透析槽と、この電気透析槽内に設けられ、前記アノード電極と前記カソード電極との間を分画して前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成する、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有するリチウムイオン選択的透過膜と、前記リチウム溶液セルにリチウムイオンを含む溶液を供給するリチウム供給手段と、前記リチウムイオン分離回収セルからリチウムイオンを含む溶液を回収するリチウム回収手段と、を備えていることを特徴とする。   That is, a lithium recovery device that selectively separates and recovers lithium ions from a solution containing lithium ions, an electrodialysis tank having an anode electrode and a cathode electrode, and provided in the electrodialysis tank, the anode Lithium ion selection containing an ionic liquid having lithium ion selectivity, forming a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side by dividing between the electrode and the cathode electrode A lithium permeation membrane, a lithium supply means for supplying a solution containing lithium ions to the lithium solution cell, and a lithium recovery means for recovering a solution containing lithium ions from the lithium ion separation and recovery cell. And

また、本発明の別のリチウムの回収装置は、リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収装置であって、アノード電極とカソード電極とを有する電気透析槽と、この電気透析槽内に設けられ、前記アノード電極と前記カソード電極との間を分画する、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有する複数のリチウムイオン選択的透過膜と、隣り合う前記リチウムイオン選択的透過膜相互の間に設けられ、前記リチウムイオン選択的透過膜を挟んで前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成する陰イオン透過膜と、前記リチウム溶液セルにリチウムイオンを含む溶液を供給するリチウム供給手段と、前記リチウムイオン分離回収セルからリチウムイオンを含む溶液を回収するリチウム回収手段と、を備えていることを特徴とする。   Another lithium recovery apparatus of the present invention is a lithium recovery apparatus that selectively separates and recovers lithium ions from a solution containing lithium ions, an electrodialysis tank having an anode electrode and a cathode electrode, A plurality of lithium ion selective permeable membranes, which are provided in this electrodialysis tank and which contain an ionic liquid having lithium ion selectivity, which separates between the anode electrode and the cathode electrode, and the adjacent lithium ions An anion permeable membrane provided between the selectively permeable membranes and forming a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side with the lithium ion selective permeable membrane interposed therebetween; Lithium supply means for supplying a solution containing lithium ions to the lithium solution cell, and the lithium ion separation and recovery cell Characterized in that it comprises a lithium recovery means for recovering the solution containing lithium ion, a.

このリチウムの回収装置においては、前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたものであることや、そのアノード電極側およびカソード電極側の一方または各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であること、さらには、前記イオン液体を含浸させた膜と陽イオン透過膜との間にはイオン液体セルが介在されていることがその形態として好ましく考慮される。   In this lithium recovery apparatus, the lithium ion selective permeable membrane is obtained by impregnating a membrane with an ionic liquid, or a cation permeable membrane is disposed on one or each of the anode electrode side and the cathode electrode side. Preferably, it is a lithium ion selective permeation membrane with a protective film, and that an ionic liquid cell is interposed between the membrane impregnated with the ionic liquid and the cation permeation membrane. Is done.

また、前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体セルのアノード電極側およびカソード電極側の各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることもその形態として考慮される。イオン液体が脱離することを低減もしくは防止するため、前記のように、陽イオン透過膜が配置されていることが好ましい。イオン液体が脱離することを低減もしくは防止するためには、イオン液体がゲル化されていることも効果的である。   In addition, the lithium ion selective permeable membrane may be a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a cation permeable membrane is disposed on each of the anode electrode side and the cathode electrode side of the ionic liquid cell. The In order to reduce or prevent the ionic liquid from desorbing, it is preferable that the cation permeable membrane is disposed as described above. In order to reduce or prevent the ionic liquid from desorbing, it is also effective that the ionic liquid is gelled.

また、このリチウムの回収装置において、前記イオン液体が、(CFSOまたは(FSOを有するイオン液体であることが好ましい。 In this lithium recovery apparatus, the ionic liquid is preferably an ionic liquid having (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N .

さらには、前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオンを含む回収液を、逆浸透膜を使用した逆浸透膜法または電気透析法により濃度調整する濃度調整手段を備えていることや、前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオン回収液を電気透析してリチウム原料を回収する回収手段を備えていることも考慮される。   Further, the lithium ion separation and recovery cell is provided with a concentration adjusting means for adjusting the concentration of the recovered liquid containing lithium ions by a reverse osmosis membrane method using a reverse osmosis membrane or an electrodialysis method, It is also considered that a recovery means for recovering the lithium raw material by electrodialyzing the lithium ion recovery liquid recovered from the ion separation recovery cell is considered.

本発明によれば、工業化が容易な電気透析法を採用して、リチウムを含む海水などの低濃度の溶液からリチウムを選択的に効率よく回収することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrodialysis method with easy industrialization is employ | adopted, and lithium can be selectively collect | recovered efficiently from low concentration solutions, such as seawater containing lithium.

リチウムの回収装置の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of the collection | recovery apparatus of lithium. リチウムイオン選択的透過膜の両側に陽イオン透過膜の配置した模式図である。It is the schematic diagram which has arrange | positioned the cation permeable membrane on both sides of the lithium ion selective permeable membrane. リチウムの回収装置の別の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another one Embodiment of the collection | recovery apparatus of lithium. リチウムの回収装置のさらに別の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows another one Embodiment of the collection | recovery apparatus of lithium. 逆浸透膜を利用したLi回収液の濃度調整装置の模式図である。It is a schematic diagram of the density | concentration adjustment apparatus of Li collection | recovery liquid using a reverse osmosis membrane. 電解透析法を利用したLi回収液の電解透析Li原料精製装置の模式図である。It is a schematic diagram of the electrodialysis Li raw material refinement | purification apparatus of Li recovery liquid using the electrodialysis method. 実施例2の電気透析の結果である。It is the result of the electrodialysis of Example 2. 実施例3の電気透析の結果である。It is the result of the electrodialysis of Example 3.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、リチウムの回収装置の一実施形態を示す模式図である。   FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a lithium recovery apparatus.

図1(a)のリチウムの回収装置1は、電気透析槽2と、リチウムイオン選択的透過膜5と、リチウム供給手段6と、リチウム回収手段7と、を備えている。   The lithium recovery apparatus 1 in FIG. 1A includes an electrodialysis tank 2, a lithium ion selective permeable membrane 5, a lithium supply means 6, and a lithium recovery means 7.

電気透析槽2内の両側には、アノード電極3とカソード電極4とが配置されている。リチウムイオン選択的透過膜5は、アノード電極3とカソード電極4との間に配置され、電気透析槽2を分画しており、このリチウムイオン選択的透過膜5を挟んでアノード電極3側にリチウム溶液セル8が形成され、カソード電極4側にリチウムイオン分離回収セル9が形成されている。リチウム溶液セル8には、海水などリチウムイオンを含む溶液(以下、原液ともいう)が収納されており、リチウム供給手段6を構成する、原液を供給する供給路6aおよび原液からリチウムイオンが減損したリチウムイオン減損液を排出する排出路6bが接続されている。リチウムイオン分離回収セル9には、リチウム溶液セル8から移動したリチウムイオンが収納されており、リチウム回収手段7を構成する、塩酸等を供給する供給路7aおよびリチウム溶液セル8から移動したリチウムイオンを含む溶液(Li回収液)を排出する排出路7bが接続されている。   An anode electrode 3 and a cathode electrode 4 are arranged on both sides in the electrodialysis tank 2. The lithium ion selective permeable membrane 5 is disposed between the anode electrode 3 and the cathode electrode 4 and separates the electrodialysis tank 2. The lithium ion selective permeable membrane 5 is disposed on the anode electrode 3 side with the lithium ion selective permeable membrane 5 interposed therebetween. A lithium solution cell 8 is formed, and a lithium ion separation and recovery cell 9 is formed on the cathode electrode 4 side. The lithium solution cell 8 contains a solution containing lithium ions such as seawater (hereinafter also referred to as a stock solution), and lithium ions are depleted from the stock solution supply path 6a constituting the lithium supply means 6 and the stock solution. A discharge path 6b for discharging the lithium ion depleting solution is connected. Lithium ions moved from the lithium solution cell 8 are accommodated in the lithium ion separation and recovery cell 9. The supply path 7 a for supplying hydrochloric acid and the like constituting the lithium recovery means 7 and the lithium ions moved from the lithium solution cell 8 are accommodated. A discharge path 7b for discharging a solution containing Li (Li recovery liquid) is connected.

なお、図1(a)の実施形態では、海水が供給路6aからリチウム溶液セル8に供給され、希塩酸が供給路7aからリチウムイオン分離回収セル9に供給されている。   In the embodiment of FIG. 1A, seawater is supplied from the supply path 6a to the lithium solution cell 8, and dilute hydrochloric acid is supplied from the supply path 7a to the lithium ion separation and recovery cell 9.

リチウムイオン選択的透過膜5は、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を膜に含浸保持させて構成される。   The lithium ion selective permeable membrane 5 is configured by impregnating and holding an ionic liquid having lithium ion selectivity.

リチウムイオン選択性を有するイオン液体の具体例としては、PP13-TFSI(正式化学名:N-Methyl-N-propylpiperidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide)、TMPA-TFSI(正式化学名:N,N,N-Trimethyl-N-propylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide)、P13-TFSI(正式化学名:N-Methyl-N-propylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide)やP14-TFSI(正式化学名:N-Methyl-N-butylpyrrolidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide)等が挙げらるが、これに限定されず、他のイオン液体であってもよい。他のイオン液体として、例えば、1-Alkyl-3methylimidazoliumをカチオンとしてTFSIアニオン((CF3SO2)2N-)またはFSIアニオン((FSO)と組み合わせたイオン液体が挙げられる。このようなイオン液体として、1-Ethyl-3methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imideや、1-Ethyl -2,3methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide等のイミダゾリウム系イオン液体、1-Ethylpyridinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imideや1-Butylpyridinium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide等のピリジニウム系イオン液体、Trimethylphosphonium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide、Polyethyleneoxide(PEO) bis(trifluoromethanesulfonyl)imide等のイオン液体等が挙げられる。他にもスルフォン酸型Zwitterion、カルボン酸型Zwitterion、イミド酸型Zwitterion、ボレート型ZwitterionにそれぞれTFSIアニオンまたはFSIアニオンを組み合わせたイオン液体等も挙げられる。上記したイオン液体のなかでもTFSIアニオンまたはFSIアニオンを含むイオン液体が好適であり、良好なリチウムイオン伝導性を有する。 Specific examples of ionic liquids having lithium ion selectivity include PP13-TFSI (official chemical name: N-Methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), TMPA-TFSI (official chemical name: N, N, N- Trimethyl-N-propylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), P13-TFSI (official chemical name: N-Methyl-N-propylpyrrolidinium bis) and P14-TFSI (official chemical name: N-Methyl-N-butylpyrrolidinium bis) (trifluoromethanesulfonyl) imide) and the like, but is not limited thereto, and other ionic liquids may be used. Examples of other ionic liquids include ionic liquids in which 1-Alkyl-3methylimidazolium is used as a cation and combined with a TFSI anion ((CF 3 SO 2 ) 2 N ) or an FSI anion ((FSO 2 ) 2 N ). Such ionic liquids include imidazolium-based ionic liquids such as 1-Ethyl-3methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and 1-Ethyl-2,3methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-Ethylpyridinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and 1-Ethylpyridinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide. Examples thereof include pyridinium ionic liquids such as Butylpyridinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, and ionic liquids such as Trimethylphosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide and Polyethyleneoxide (PEO) bis (trifluoromethanesulfonyl) imide. Other examples include sulfonic acid type Zwitterion, carboxylic acid type Zwitterion, imido acid type Zwitterion, borate type Zwitterion, and ionic liquids in which TFSI anion or FSI anion is combined. Among the ionic liquids described above, TFSI anions or ionic liquids containing FSI anions are suitable and have good lithium ion conductivity.

イオン液体を含浸させる膜は、イオン液体を含浸させることができればどのような材質でもよく、特に制限されるものではない。疎水性の材料を採用することもできる。具体例として、有機質の隔膜構造が緻密になっている密構造緻密有機隔膜(商品名、登録商標:ゴアテックス)や、有機質の多孔質隔膜から構成される多孔質有機隔膜(商品名、登録商標:ポアフロン)等が挙げられる。   The membrane impregnated with the ionic liquid may be any material as long as it can be impregnated with the ionic liquid, and is not particularly limited. Hydrophobic materials can also be employed. As a specific example, a dense organic membrane with a dense organic membrane structure (trade name, registered trademark: Gore-Tex) and a porous organic membrane (trade name, registered trademark) composed of an organic porous membrane. : Pore-Flon) and the like.

リチウムイオン選択的透過膜5の両側に、すなわち、アノード電極3側およびカソード電極4側に図2(a)のように陽イオン透過膜10が保護膜として各々配置されていてもよい。陽イオン透過膜10は、陽イオンの透過性能を有する膜であれば特に制限されるものではなく、例えば、陽イオン交換膜、ナフィオン(登録商標)、膜・電極接合体(MEA)等が挙げられる。   The cation permeable membrane 10 may be disposed on both sides of the lithium ion selective permeable membrane 5, that is, on the anode electrode 3 side and the cathode electrode 4 side, respectively, as a protective membrane as shown in FIG. The cation permeable membrane 10 is not particularly limited as long as it has a cation permeability, and examples thereof include a cation exchange membrane, Nafion (registered trademark), and a membrane / electrode assembly (MEA). It is done.

この態様では、保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11が形成される。また、陽イオン透過膜10の配置の具体的な態様としては、図2(b)に示すように、イオン液体を収納するイオン液体セル12を、リチウムイオン選択的透過膜5に隣接して形成し、その外側に陽イオン透過膜10を配設することもできる。更に、本発明では、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を膜に含浸保持せず、図2(c)に示すように、イオン液体を収納するイオン液体セル12の外側に陽イオン透過膜10を配設し、保護膜付リチウムイオン選択的透過膜13が形成することもできる。図1(b)のリチウムの回収装置1は、電気透析槽2と、イオン液体を収納するイオン液体セル12と、その外側に陽イオン透過膜10と、リチウム供給手段6と、リチウム回収手段7と、を備えている。このように、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を膜に含浸保持しない手法もある。いずれの構成も陽イオン透過膜10の外側へイオン液体が脱離することを低減もしくは防止できるので、リチウムの回収装置1としてはリチウムイオンの透過性が良好であり、リチウムの回収率を向上させることができる。また、イオン液体をゲル化させ、リチウムイオン選択的透過膜5中に、あるいは図2(c)のイオン液体セル12中にイオン液体を保持させる手法もある。   In this embodiment, the lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective film is formed. Further, as a specific aspect of the arrangement of the cation permeable membrane 10, as shown in FIG. 2B, an ionic liquid cell 12 containing an ionic liquid is formed adjacent to the lithium ion selective permeable membrane 5. In addition, the cation permeable membrane 10 can be disposed on the outside thereof. Furthermore, in the present invention, the ionic liquid having lithium ion selectivity is not impregnated and held in the membrane, and the cation permeable membrane 10 is disposed outside the ionic liquid cell 12 containing the ionic liquid as shown in FIG. The lithium ion selective permeable membrane 13 with a protective film may be formed. The lithium recovery device 1 shown in FIG. 1B includes an electrodialysis tank 2, an ionic liquid cell 12 containing an ionic liquid, a cation permeable membrane 10, a lithium supply means 6, and a lithium recovery means 7 outside thereof. And. As described above, there is also a technique in which the membrane is not impregnated with the ionic liquid having lithium ion selectivity. Since any configuration can reduce or prevent the ionic liquid from desorbing to the outside of the cation permeable membrane 10, the lithium recovery device 1 has good lithium ion permeability and improves the lithium recovery rate. be able to. There is also a technique in which the ionic liquid is gelled and the ionic liquid is held in the lithium ion selective permeable membrane 5 or in the ionic liquid cell 12 of FIG.

本実施形態のリチウムの回収装置1では、電気透析槽2内の両側に設けられたアノード電極3およびカソード電極4に直流電流を印加すると、リチウム溶液セル8内の海水中の陽イオンおよび陰イオンが逆極性の電極側に移動する。   In the lithium recovery apparatus 1 of the present embodiment, when a direct current is applied to the anode electrode 3 and the cathode electrode 4 provided on both sides in the electrodialysis tank 2, cations and anions in seawater in the lithium solution cell 8. Moves to the opposite polarity electrode side.

リチウム溶液セル8内の海水中の陽イオンはカソード電極4側に移動するが、リチウムイオンだけがリチウムイオン選択的透過膜5を通過してリチウムイオン分離回収セル9へ移動し、海水中のナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオンなど、リチウムイオンを除く他の陽イオンはリチウムイオン選択的透過膜5を通過できずにリチウムイオン減損液として排出路6bから排出される。排出された、リチウムイオンが減損した海水(リチウムイオン減損液)は、再度、供給路6aを通じてリチウム溶液セル8に供給することができる。   The cations in the seawater in the lithium solution cell 8 move to the cathode electrode 4 side, but only the lithium ions pass through the lithium ion selective permeable membrane 5 and move to the lithium ion separation / recovery cell 9, and sodium in the seawater. Other cations other than lithium ions, such as ions, magnesium ions, calcium ions, and potassium ions, cannot pass through the lithium ion selective permeable membrane 5 and are discharged from the discharge path 6b as a lithium ion depleted solution. The discharged seawater (lithium ion-depleted solution) in which lithium ions are impaired can be supplied again to the lithium solution cell 8 through the supply path 6a.

リチウム溶液セル8内の海水中の陰イオン、例えば塩化物イオンはアノード電極3に引き寄せられ、塩素ガス(Cl)が生成する。 Anions, such as chloride ions, in the seawater in the lithium solution cell 8 are attracted to the anode electrode 3 to generate chlorine gas (Cl 2 ).

リチウムイオン分離回収セル9では、希塩酸が水素イオンと塩化物イオンに電離される。塩化物イオンはリチウム溶液セル8から移動してきたリチウムイオンと塩を形成しLi回収液として排出路7bから排出される。排出されたLi回収液は、再度、供給路7aを通じてリチウムイオン分離回収セル9に供給することができる。水素イオンはカソード電極4に引き寄せられ、水素ガス(H)が生成する。 In the lithium ion separation and recovery cell 9, dilute hydrochloric acid is ionized into hydrogen ions and chloride ions. Chloride ions form a salt with the lithium ions that have moved from the lithium solution cell 8, and are discharged from the discharge path 7b as Li recovery liquid. The discharged Li recovery liquid can be supplied again to the lithium ion separation and recovery cell 9 through the supply path 7a. Hydrogen ions are attracted to the cathode electrode 4 to generate hydrogen gas (H 2 ).

上記した図1のリチウムの回収装置1は、リチウムイオン選択的透過膜5が1枚使用され、リチウム溶液セル8およびリチウムイオン分離回収セル9が各々1つ有する単セル構造である。実使用では生産性等を考慮し、リチウム溶液セル8およびリチウムイオン分離回収セル9がそれぞれ複数形成されるように、リチウムイオン選択的透過膜5が複数枚使用され、単セルが並列的に並べられたスタック構造とすることもできる。   1 has a single cell structure in which one lithium ion selective permeable membrane 5 is used and one lithium solution cell 8 and one lithium ion separation / recovery cell 9 are provided. In actual use, in consideration of productivity and the like, a plurality of lithium ion selective permeable membranes 5 are used so that a plurality of lithium solution cells 8 and a plurality of lithium ion separation / recovery cells 9 are formed, and single cells are arranged in parallel. It is also possible to have a stacked structure.

図3は、このようなスタック構造のリチウムの回収装置の一実施形態を示す模式図である。図1、2に示したリチウムの回収装置と同じ部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。   FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of a lithium recovery apparatus having such a stack structure. The same parts as those in the lithium recovery apparatus shown in FIGS.

図3のリチウムの回収装置1は、電気透析槽2と、複数枚のリチウムイオン選択的透過膜5と、複数枚の陰イオン透過膜15と、リチウム供給手段6と、リチウム回収手段7と、を備えている。   3 includes an electrodialysis tank 2, a plurality of lithium ion selective permeable membranes 5, a plurality of anion permeable membranes 15, a lithium supply means 6, a lithium recovery means 7, It has.

本実施形態では、アノード電極3とカソード電極4との間にリチウムイオン選択的透過膜5が3枚配置されている。そして、隣り合うリチウムイオン選択的透過膜5同士の間に陰イオン透過膜15が配置され、電気透析槽2が分画されている。このリチウムイオン選択的透過膜5と陰イオン透過膜15とにより、リチウムイオン選択的透過膜5を挟んでアノード電極3側にはリチウム溶液セル8a,8b,8cが形成され、カソード電極4側にはリチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cが形成されている。図3に示すように、アノード電極3に最も近いリチウムイオン選択的透過膜5とアノード電極3との間に陰イオン透過膜15を配置し、カソード電極4に最も近いリチウムイオン選択的透過膜5とカソード電極4との間に陽イオン透過膜16を配置することもできる。また、図1の実施形態と同様、海水が供給路6aからリチウム溶液セル8a,8b,8cに供給され、希塩酸が供給路7aからリチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cに供給されている。   In this embodiment, three lithium ion selective permeable membranes 5 are arranged between the anode electrode 3 and the cathode electrode 4. And the anion permeable membrane 15 is arrange | positioned between the lithium ion selective permeable membranes 5 adjacent, and the electrodialysis tank 2 is fractionated. The lithium ion selective permeable membrane 5 and the anion permeable membrane 15 form lithium solution cells 8a, 8b, 8c on the anode electrode 3 side with the lithium ion selective permeable membrane 5 interposed therebetween, and on the cathode electrode 4 side. Are formed with lithium ion separation and recovery cells 9a, 9b, 9c. As shown in FIG. 3, an anion permeable membrane 15 is disposed between the lithium ion selective permeable membrane 5 closest to the anode electrode 3 and the anode electrode 3, and the lithium ion selective permeable membrane 5 closest to the cathode electrode 4. A cation permeable membrane 16 may be disposed between the cathode electrode 4 and the cathode electrode 4. As in the embodiment of FIG. 1, seawater is supplied from the supply path 6a to the lithium solution cells 8a, 8b, and 8c, and diluted hydrochloric acid is supplied from the supply path 7a to the lithium ion separation and recovery cells 9a, 9b, and 9c.

本実施形態では、リチウム供給手段6を構成する供給路6aおよび排出路6bが接続され、循環路14を形成し、各リチウム溶液セル8a,8b,8cには海水が循環して流れるようになっている。また、リチウム回収手段7を構成する供給路7aおよび排出路7bが接続され、循環路15を形成し、各リチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cには希塩酸(Li回収液を含む)が循環して流れるようになっている。   In this embodiment, the supply path 6a and the discharge path 6b which comprise the lithium supply means 6 are connected, the circulation path 14 is formed, and seawater circulates and flows through each lithium solution cell 8a, 8b, 8c. ing. A supply path 7a and a discharge path 7b constituting the lithium recovery means 7 are connected to form a circulation path 15, and dilute hydrochloric acid (including a Li recovery liquid) is circulated in each lithium ion separation / recovery cell 9a, 9b, 9c. And is flowing.

陰イオン透過膜15は、陰イオンの透過性能を有する膜であれば特に制限されるものではなく、例えば、陰イオン交換膜等が挙げられる。   The anion permeable membrane 15 is not particularly limited as long as it has an anion permeation performance, and examples thereof include an anion exchange membrane.

陽イオン透過膜16は、陽イオンの透過性能を有する膜であれば特に制限されるものではなく、例えば、陽イオン交換膜等が挙げられる。   The cation permeable membrane 16 is not particularly limited as long as it has a cation permeability, and examples thereof include a cation exchange membrane.

本実施形態のリチウムの回収装置1においても、電気透析槽2内の両側に設けられたアノード電極3およびカソード電極4に直流電流を印加すると、リチウム溶液セル8a,8b,8c内の海水中の陽イオンおよび陰イオンが逆極性の電極側に移動する。   Also in the lithium recovery apparatus 1 of the present embodiment, when a direct current is applied to the anode electrode 3 and the cathode electrode 4 provided on both sides of the electrodialysis tank 2, the lithium solution cells 8a, 8b, 8c Cations and anions move to the opposite polarity electrode side.

リチウム溶液セル8a,8b,8c内の海水中の陽イオンはカソード電極4側に移動するが、リチウムイオンだけがリチウムイオン選択的透過膜5を通過して隣接するリチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cへ移動し、海水中のナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオンなど、リチウムイオンを除く他の陽イオンはリチウムイオン選択的透過膜5を通過できずにリチウムイオン減損液として排出路6bから排出される。排出された、リチウムイオンが減損した海水(リチウムイオン減損液)は、循環路14を通じて各リチウム溶液セル8a,8b,8cに供給される。   The cations in the seawater in the lithium solution cells 8a, 8b and 8c move to the cathode electrode 4, but only lithium ions pass through the lithium ion selective permeable membrane 5 and are adjacent to the lithium ion separation and recovery cells 9a and 9b. , 9c, and other cations other than lithium ions such as sodium ion, magnesium ion, calcium ion and potassium ion in seawater cannot pass through the lithium ion selective permeable membrane 5 and are discharged as a lithium ion depletion solution. It is discharged from 6b. The discharged seawater (lithium ion-depleted solution) in which lithium ions are impaired is supplied to the lithium solution cells 8a, 8b, and 8c through the circulation path 14.

複数のリチウム溶液セル8a,8b,8cのうち、最もアノード電極3に近いリチウム溶液セル8a内の海水中の陰イオン、例えば塩化物イオンはアノード電極3に引き寄せられ、陰イオン透過膜15を通過して塩素ガス(Cl)が生成する。それ以外のリチウム溶液セル8b,8c内の海水中の陰イオンは、隣接する陰イオン透過膜15を通過してリチウムイオン分離回収セル9a,9bへ移動する。 Among the plurality of lithium solution cells 8a, 8b, 8c, anions in seawater in the lithium solution cell 8a closest to the anode electrode 3, for example, chloride ions, are attracted to the anode electrode 3 and pass through the anion permeable membrane 15. As a result, chlorine gas (Cl 2 ) is generated. The other anions in the seawater in the lithium solution cells 8b and 8c pass through the adjacent anion permeable membrane 15 and move to the lithium ion separation and recovery cells 9a and 9b.

リチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cでは、希塩酸が水素イオンと塩化物イオンに電離される。希塩酸から電離した塩化物イオンおよび隣接するリチウム溶液セル8b,8cから移動してきた塩化物イオンは、リチウムイオン選択的透過膜5を通過して移動してきたリチウムイオンと塩を形成しLi回収液として排出路7bから排出される。排出されたLi回収液は希塩酸とともに循環路15を通じて各リチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cに供給される。   In the lithium ion separation / recovery cells 9a, 9b, 9c, dilute hydrochloric acid is ionized into hydrogen ions and chloride ions. Chloride ions ionized from dilute hydrochloric acid and chloride ions that have migrated from the adjacent lithium solution cells 8b and 8c form salts with lithium ions that have migrated through the lithium ion selective permeable membrane 5 to form a Li recovery solution. It is discharged from the discharge path 7b. The discharged Li recovery liquid is supplied to each lithium ion separation / recovery cell 9a, 9b, 9c through the circulation path 15 together with dilute hydrochloric acid.

複数のリチウムイオン分離回収セル9a,9b,9cのうち、最もカソード電極4に近いリチウムイオン分離回収セル9c内の水素イオンはカソード電極に引き寄せられ、陽イオン透過膜16を通過して水素ガス(H)が生成する。 Among the plurality of lithium ion separation / recovery cells 9a, 9b, 9c, hydrogen ions in the lithium ion separation / recovery cell 9c closest to the cathode electrode 4 are attracted to the cathode electrode and pass through the cation permeable membrane 16 to hydrogen gas ( H 2 ) is produced.

図4のリチウムの回収装置1は、図3のリチウムの回収装置1の変形例である。この実施形態では、リチウムイオン選択的透過膜5として、例えば、図2(a)に示した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11や図2(c)に示した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜13を使用することができる。   A lithium recovery device 1 in FIG. 4 is a modification of the lithium recovery device 1 in FIG. 3. In this embodiment, as the lithium ion selective permeable membrane 5, for example, the lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective film shown in FIG. 2A or the lithium ion selective permeable membrane with a protective film shown in FIG. A permeable membrane 13 can be used.

上記した図1(a)(b),3,4のリチウムの回収装置1は、リチウムイオン以外の金属イオンが共存していても低濃度のリチウムイオンを含む溶液からリチウムイオンを選択的に効率よく回収できる。更に、低電圧にて電気透析を行った場合は、6リチウム(Li)同位体を多く含むLi回収液を得ることができ、6リチウム同位体を濃縮することも可能である。また、工業化がし易くスケールアップも容易である。さらに図3や図4のように、リチウム溶液セル8およびリチウムイオン分離回収セル9を複数形成できるので生産性を低コストで効果的に高めることができるという利点を有する。 1 (a), 1 (b), 3 and 4 described above, the lithium recovery device 1 selectively converts lithium ions from a solution containing low-concentration lithium ions even when metal ions other than lithium ions coexist. Can be recovered well. Furthermore, when electrodialysis is performed at a low voltage, a Li recovery solution containing a large amount of 6 lithium ( 6 Li) isotopes can be obtained, and the 6 lithium isotopes can be concentrated. It is also easy to industrialize and scale up. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, since a plurality of lithium solution cells 8 and lithium ion separation / recovery cells 9 can be formed, there is an advantage that productivity can be effectively increased at low cost.

上記のリチウムの回収装置1において、排出路6bを通じて回収したLi回収液は、一般的にはリチウムイオン濃度が低い。このため、逆浸透膜を用いた逆浸透法、または電気透析法によりリチウムイオン濃度の調整をして回収することができる。   In the lithium recovery apparatus 1 described above, the Li recovery liquid recovered through the discharge path 6b generally has a low lithium ion concentration. For this reason, the lithium ion concentration can be adjusted and recovered by a reverse osmosis method using a reverse osmosis membrane or an electrodialysis method.

図5は、逆浸透膜18を利用したLi回収液の濃度調整装置17の模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram of the concentration adjustment device 17 for the Li recovery liquid using the reverse osmosis membrane 18.

本装置において濃度調整されるLi回収液は、例えばリチウムイオンと塩化物イオンとが塩として溶解している水溶液である。このLi回収液に浸透圧以上の圧力を加えると水のみが逆浸透膜18を透過し、Li回収液のリチウムイオン濃度が高まる。このように逆浸透膜18を利用することでLi回収液のリチウムイオンの濃度調整を行うことができる。逆浸透膜18の材質は、特に制限されるものではなく、酢酸セルロース、芳香族ポリアミド等が挙げられ、逆浸透膜18としては市販品を使用することができる。   The Li recovery liquid whose concentration is adjusted in this apparatus is, for example, an aqueous solution in which lithium ions and chloride ions are dissolved as salts. When a pressure equal to or higher than the osmotic pressure is applied to this Li recovery liquid, only water permeates the reverse osmosis membrane 18 and the lithium ion concentration of the Li recovery liquid increases. Thus, by using the reverse osmosis membrane 18, the concentration of lithium ions in the Li recovery liquid can be adjusted. The material of the reverse osmosis membrane 18 is not particularly limited, and examples thereof include cellulose acetate and aromatic polyamide. A commercially available product can be used as the reverse osmosis membrane 18.

逆浸透膜18を利用した方法以外の方法としては、例えば、陽イオン透過膜等を用いてリチウムイオンを透過させるなど、電気透析法によってもLi回収液のリチウムイオンの濃度調整を行うことができる。   As a method other than the method using the reverse osmosis membrane 18, for example, the lithium ion concentration of the Li recovered liquid can be adjusted by electrodialysis, such as allowing lithium ions to permeate using a cation permeable membrane or the like. .

さらにLi回収液からリチウム原料として水酸化リチウム(LiOH)や炭酸リチウム(LiCO)を得る方法として、電解透析法を利用することができる。 Furthermore, as a method for obtaining lithium hydroxide (LiOH) or lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) as a lithium raw material from the Li recovery liquid, an electrodialysis method can be used.

図6は、電解透析法を利用したLi回収液の電解透析Li原料精製装置19の模式図である。   FIG. 6 is a schematic diagram of an electrodialysis Li raw material purifying apparatus 19 for Li recovery liquid using electrodialysis.

電解透析Li原料精製装置19では、電解透析槽20のカソード電極22側に陽イオン透過膜16が配置され、アノード電極21側に陰イオン透過膜15が配置される。電解透析Li原料精製装置19に供給されるLi回収液は、上記のリチウムの回収装置1において排出路7bを通じて回収されたLi回収液である。また、この排出路7bを通じて回収されたLi回収液を、一旦、逆浸透膜や電気透析等で濃度調整し、再度、この濃度調整した回収液を電解透析Li原料精製装置19に供給することもできる。   In the electrodialysis Li raw material purification device 19, the cation permeable membrane 16 is disposed on the cathode electrode 22 side of the electrodialysis tank 20, and the anion permeable membrane 15 is disposed on the anode electrode 21 side. The Li recovery liquid supplied to the electrodialysis Li raw material purification apparatus 19 is the Li recovery liquid recovered through the discharge path 7b in the lithium recovery apparatus 1 described above. Further, the concentration of the Li recovered solution recovered through the discharge passage 7b is once adjusted by a reverse osmosis membrane or electrodialysis, and the concentration adjusted recovered solution is supplied again to the electrodialysis Li raw material purifier 19. it can.

電解透析Li原料精製装置19のカソード反応及びアノード反応は、Li回収液がリチウムイオンと塩化物イオンとが塩として溶解している水溶液の場合には、次のようになる。
[カソード反応] 2Li+2HO+2e → 2LiOH+H
[アノード反応] 2Cl+HO+2e → 2HCl+1/2O
カソード反応で生成したLiOH溶液を乾燥することでLiOH・HO粉末を得、リチウム原料を回収することができる。
The cathode reaction and anode reaction of the electrodialysis Li raw material purifier 19 are as follows when the Li recovery solution is an aqueous solution in which lithium ions and chloride ions are dissolved as salts.
[Cathode reaction] 2Li + + 2H 2 O + 2e → 2LiOH + H 2
[Anode Reaction] 2Cl + H 2 O + 2e → 2HCl + 1 / 2O 2
LiOH.H 2 O powder can be obtained by drying the LiOH solution generated by the cathode reaction, and the lithium raw material can be recovered.

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention, this invention is not limited to this.

<実施例1>
図1(a)のリチウムの回収装置1を用い、リチウム溶液セル8には海水(大洗海岸の海水をろ過して固形分を除去したもの)、リチウムイオン分離回収セル9には純水HOを通液し、100mA、1時間の電気透析を行った。
<Example 1>
The lithium recovery device 1 of FIG. 1A is used. The lithium solution cell 8 has seawater (filtered off seawater from Oarai Beach to remove solids), and the lithium ion separation and recovery cell 9 has pure water H 2. O was passed through and electrodialysis was performed at 100 mA for 1 hour.

リチウムイオン選択的透過膜5は、イオン液体PP13-TFSIを密構造緻密有機隔膜(ジャパンゴアテックス(株)製、ゴアテックスハイパーシートSG10X)に含浸させた膜を使用した。   As the lithium ion selective permeable membrane 5, a membrane obtained by impregnating an ionic liquid PP13-TFSI into a dense structure dense organic diaphragm (Japan Gore-Tex Co., Ltd., Gore-Tex Hyper Sheet SG10X) was used.

また、上記のリチウムの回収装置1において、リチウムイオン選択的透過膜5を使用する代わりに、このリチウムイオン選択的透過膜5の両側に図2(a)のように陽イオン透過膜10(旭硝子(株)製、セレミオン(登録商標)CMV)を保護膜として配設した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11を使用し、同条件にて電気透析を行った。   Further, in the lithium recovery apparatus 1, instead of using the lithium ion selective permeable membrane 5, a cation permeable membrane 10 (Asahi Glass as shown in FIG. 2A) is formed on both sides of the lithium ion selective permeable membrane 5. Electrodialysis was performed under the same conditions using a lithium ion selective permeation membrane 11 with a protective film in which Selemion (registered trademark) CMV (manufactured by Co., Ltd.) was disposed as a protective film.

その結果を表1に示す。   The results are shown in Table 1.

電気透析の結果、海水の主成分であるナトリウム(Na)イオン、マグネシウム(Mg)イオン、およびカルシウム(Ca)イオンは、リチウムイオン選択的透過膜5および保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11を透過せず(分離率はほぼ100%)、リチウム(Li)イオンのみが透過し、海水からリチウムを選択的に回収できることが確認できた。また、保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11を用いた方がリチウムイオン選択的透過膜5を用いたよりもリチウムの回収率が高いことが確認できた。
<実施例2>
更に、他の陽イオン交換膜10においてもリチウムが透過可能であることを確認するため、上記実施例1のリチウムの回収装置1において、リチウムイオン選択的透過膜5の両側に膜・電極接合体(MEA)10(ケニス(株)製、MEA(型式:JP-STD))を保護膜として配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11を使用し、リチウム溶液セル8には海水(泊海岸の海水をろ過して固形分を除去したもの)、リチウムイオン分離回収セル9には0.1mol%塩酸HClを通液し、2V、24時間の電気透析を行った。
As a result of electrodialysis, sodium (Na) ions, magnesium (Mg) ions, and calcium (Ca) ions, which are main components of seawater, pass through the lithium ion selective permeable membrane 5 and the lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective membrane. It was confirmed that lithium did not permeate (separation rate was almost 100%), only lithium (Li) ions permeated, and lithium could be selectively recovered from seawater. Further, it was confirmed that the lithium recovery rate was higher when the lithium ion selective permeable membrane 11 with the protective film was used than when the lithium ion selective permeable membrane 5 was used.
<Example 2>
Further, in order to confirm that lithium can also permeate through other cation exchange membranes 10, in the lithium recovery device 1 of Example 1 above, membrane / electrode assemblies on both sides of the lithium ion selective permeable membrane 5. (MEA) 10 (manufactured by Kennis Co., Ltd., MEA (model: JP-STD)) is used as a protective membrane and a lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective membrane is used. The solids were removed by filtration of the seawater), and 0.1 mol% hydrochloric acid HCl was passed through the lithium ion separation and recovery cell 9 and electrodialysis was performed at 2 V for 24 hours.

その結果を表2に示す。   The results are shown in Table 2.

電気透析の結果、前記実施例1でのセレミオンCMVと同様に、膜・電極接合体(MEA)のような陽イオンを透過する性質を有する材料を保護膜として用いることで、海水からリチウムを回収できることが確認できた。
<実施例3>
一方、図2(c)のように、イオン液体12を例えば実施例1での密構造緻密有機隔膜(ジャパンゴアテックス(株)製、ゴアテックスハイパーシートSG10X)に含浸せず、イオン液体12の両端に陽イオン透過膜10膜を配置したリチウムイオン選択的透過膜13としても使用可能である。
As a result of electrodialysis, lithium is recovered from seawater by using a material having a property of transmitting a cation such as a membrane-electrode assembly (MEA) as a protective membrane, similar to the selemion CMV in Example 1. I was able to confirm that it was possible.
<Example 3>
On the other hand, as shown in FIG. 2C, the ionic liquid 12 is not impregnated into the dense structure dense organic diaphragm (for example, Gore-Tex Hypersheet SG10X, manufactured by Japan Gore-Tex Co., Ltd.) in Example 1, and both ends of the ionic liquid 12 are used. It can also be used as a lithium ion selective permeable membrane 13 in which a cation permeable membrane 10 is disposed.

図1(b)のリチウムの回収装置1を用い、イオン液体PP13-TFSIの両側にナフィオン等の陽イオン透過膜の両端に微量の白金触媒を添加したカーボンを接着した膜である膜・電極接合体(MEA)10(ケニス(株)製、MEA(型式:JP-STD))を配置したリチウムイオン選択的透過膜13を使用し、リチウム溶液セル8には0.1mol%塩化リチウムLiCl、リチウムイオン分離回収セル9には0.001mol%塩酸HClを通液し、5V、1時間の電気透析を行った。   Using the lithium recovery device 1 in FIG. 1 (b), a membrane / electrode junction that is a membrane in which carbon is added to both ends of a cation permeable membrane such as Nafion on both sides of the ionic liquid PP13-TFSI with a small amount of platinum catalyst added. The lithium ion selective permeable membrane 13 in which the body (MEA) 10 (manufactured by Kennis Co., Ltd., MEA (model: JP-STD)) is disposed is used, and the lithium solution cell 8 has 0.1 mol% lithium chloride LiCl, lithium 0.001 mol% HCl HCl was passed through the ion separation and recovery cell 9 and electrodialysis was performed at 5 V for 1 hour.

その結果を表3に示す。   The results are shown in Table 3.

電気透析の結果、リチウムの回収装置1同様に、リチウムの回収装置2の場合でもリチウムを回収できることが確認できた。
<実施例4>
図3のリチウムの回収装置1を用い、リチウム溶液セル8には海水(大洗海岸の海水をろ過して固形分を除去したもの)、リチウムイオン分離回収セル9には0.1mol%塩酸HClを通液し、2Vの電位にて2時間の電気透析を行った。
As a result of electrodialysis, it was confirmed that lithium could be recovered even in the case of the lithium recovery device 2 as in the case of the lithium recovery device 1.
<Example 4>
Using the lithium recovery device 1 of FIG. 3, the lithium solution cell 8 contains seawater (the seawater of Oarai Coast is filtered to remove solids), and the lithium ion separation and recovery cell 9 contains 0.1 mol% HCl HCl. The solution was passed through and electrodialyzed at a potential of 2 V for 2 hours.

リチウムイオン選択的透過膜5は、イオン液体PP13-TFSIを密構造緻密有機隔膜(ジャパンゴアテックス(株)製、ゴアテックスハイパーシートSG10X)に含浸させた膜を使用した。陰イオン透過膜15は、旭硝子(株)製セレミオンAMVを使用し、陽イオン透過膜16は、旭硝子(株)製セレミオンCMVを使用した。   As the lithium ion selective permeable membrane 5, a membrane obtained by impregnating an ionic liquid PP13-TFSI into a dense structure dense organic diaphragm (Japan Gore-Tex Co., Ltd., Gore-Tex Hyper Sheet SG10X) was used. As the anion permeable membrane 15, Selemion AMV manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used, and as the cation permeable membrane 16, Selemion CMV manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. was used.

その結果を表4に示す。   The results are shown in Table 4.

電気透析の結果、海水中に高濃度に含まれるナトリウム(Na)イオン、マグネシウム(Mg)イオン、カルシウム(Ca)イオンおよびカリウム(K)イオンは、リチウムイオン選択的透過膜5を透過せず(分離率はほぼ100%)、リチウム(Li)イオンのみが透過した。低電位にもかかわらず、海水からリチウムを選択的に高い回収率で回収できることが確認できた。
<実施例5>
ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、カリウムイオン、およびリチウムイオンの膜の透過性を評価した。図7はその結果を電気透析時間とイオン濃度との関係として示したものである。
As a result of electrodialysis, sodium (Na) ion, magnesium (Mg) ion, calcium (Ca) ion and potassium (K) ion contained in seawater at a high concentration do not permeate the lithium ion selective permeable membrane 5 ( The separation rate was almost 100%), and only lithium (Li) ions permeated. Despite the low potential, it was confirmed that lithium can be selectively recovered from seawater at a high recovery rate.
<Example 5>
The permeability of sodium ion, magnesium ion, calcium ion, potassium ion, and lithium ion membrane was evaluated. FIG. 7 shows the result as a relationship between electrodialysis time and ion concentration.

評価対象とした膜と図7中での表記の対応は以下のとおりである。   The correspondence between the film to be evaluated and the notation in FIG. 7 is as follows.

すなわち、前記上記リチウムイオン選択的透過膜5(図7ではイオン液体含浸膜と表記している)、実施例1で使用した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11(図7では保護膜付イオン液体含浸膜と表記している)、および陽イオン透過膜10(旭硝子(株)製、セレミオンCMV)である。   That is, the lithium ion selective permeable membrane 5 (shown as an ionic liquid impregnated membrane in FIG. 7), the lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective film used in Example 1 (in FIG. 7, ions with a protective film). A liquid impregnated membrane) and a cation permeable membrane 10 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., Selemion CMV).

これらの膜を用いて、図3及び図4のリチウムの回収装置1を用いて電気透析を行った。なお、リチウムイオン選択的透過膜5(イオン液体含浸膜)に対する各種イオンの透過性は図3のリチウムの回収装置1を用いて評価し、保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11(保護膜付イオン液体含浸膜)に対する各種イオンの透過性は図4のリチウムの回収装置1(図3のリチウムの回収装置1においてリチウムイオン選択的透過膜5の代わりに保護膜付リチウムイオン選択的透過膜11を用いた装置)を用いて評価した。陽イオン透過膜10(セレミオンCMV)に対する各種イオンの透過性は、図3のリチウムの回収装置1においてリチウムイオン選択的透過膜5の代わりに陽イオン透過膜10を用いた装置で評価した。   Using these membranes, electrodialysis was performed using the lithium recovery apparatus 1 shown in FIGS. Incidentally, the permeability of various ions to the lithium ion selective permeable membrane 5 (ionic liquid impregnated membrane) was evaluated using the lithium recovery device 1 of FIG. 3, and the lithium ion selective permeable membrane 11 with protective film (with protective film) was used. The permeability of various ions with respect to the ionic liquid impregnated membrane) is the lithium ion selective permeable membrane 11 with a protective film instead of the lithium ion selective permeable membrane 5 in the lithium collecting device 1 in FIG. The apparatus was used to evaluate. The permeability of various ions to the cation permeable membrane 10 (Selemion CMV) was evaluated by an apparatus using the cation permeable membrane 10 in place of the lithium ion selective permeable membrane 5 in the lithium recovery device 1 of FIG.

図7に示した結果より、イオン液体を含浸させた膜(リチウムイオン選択的透過膜、および保護膜付リチウムイオン選択的透過膜)を用いたときの、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、およびカリウムイオンの透過性は、陽イオンすべてを透過させる陽イオン透過膜と比べて明らかに低下しており、分離率が高いことが確認できた。また、保護膜付リチウムイオン選択的透過膜を用いた方がリチウムイオン選択的透過膜を用いたよりもリチウムイオンの透過性が良く、リチウム回収率の向上が観察された。
<実施例6>
リチウムには、7リチウム(Li)および6リチウム(Li)の二つの同位体が存在し、6リチウムは7.6%しか存在しない。核融合炉の燃料製造に必要なリチウムはこの6リチウム(Li)である。
From the results shown in FIG. 7, sodium ions, magnesium ions, calcium ions, and the like when using a membrane impregnated with an ionic liquid (a lithium ion selective permeable membrane and a lithium ion selective permeable membrane with a protective membrane) The permeability of potassium ions was clearly lower than that of a cation permeable membrane that allows all cations to pass through, and it was confirmed that the separation rate was high. Further, it was observed that the lithium ion selective permeation membrane with the protective film had better lithium ion permeability than the lithium ion selective permeation membrane, and an improvement in the lithium recovery rate was observed.
<Example 6>
Lithium has two isotopes, 7 lithium ( 7 Li) and 6 lithium ( 6 Li), and 6 lithium is only 7.6%. This lithium ( 6 Li) is necessary for the fuel production of the fusion reactor.

そこで6リチウム(Li)の分離試験を行った。分離試験は、実施例2で使用した図3のリチウムの回収装置1を用いた。その結果、図8に示すように、2V以下の低電圧で電気透析を行うことで、核融合炉の燃料製造に必要なリチウムの同位体である6リチウム(Li)を、同位体分離係数1.01で得ることができることが分かった。 Therefore, a separation test of 6 lithium ( 6 Li) was performed. In the separation test, the lithium recovery apparatus 1 of FIG. 3 used in Example 2 was used. As a result, as shown in FIG. 8, by performing electrodialysis at a low voltage of 2 V or less, 6 lithium ( 6 Li), which is an isotope of lithium necessary for fuel production in a nuclear fusion reactor, is obtained. It was found that it can be obtained with 1.01.

1 リチウムの回収装置
2 電気透析槽
3 アノード電極
4 カソード電極
5 リチウムイオン選択的透過膜
6 リチウム供給手段
7 リチウム回収手段
8 リチウム溶液セル
9 リチウムイオン分離回収セル
10 陽イオン透過膜
18 逆浸透膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lithium collection | recovery apparatus 2 Electrodialysis tank 3 Anode electrode 4 Cathode electrode 5 Lithium ion selective permeable membrane 6 Lithium supply means 7 Lithium collection means 8 Lithium solution cell 9 Lithium ion separation collection cell 10 Cation permeable membrane 18 Reverse osmosis membrane

Claims (22)

リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収方法であって、アノード電極とカソード電極との間にリチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有するリチウムイオン選択的透過膜を配置することで電気透析槽を分画して前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成し、前記リチウム溶液セルに前記溶液を供給し、電気透析法によって前記リチウムイオン選択的透過膜を透過して前記リチウムイオン分離回収セルに透析されるリチウムイオンを回収することを特徴とするリチウムの回収方法。   A lithium recovery method for selectively separating and recovering lithium ions from a solution containing lithium ions, comprising an ionic liquid having lithium ion selectivity between an anode electrode and a cathode electrode The electrodialysis tank is fractionated to form a lithium solution cell on the anode electrode side, a lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side, the solution is supplied to the lithium solution cell, and an electrodialysis method To recover lithium ions that permeate through the lithium ion selective permeable membrane and dialyzed into the lithium ion separation and recovery cell. リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収方法であって、アノード電極とカソード電極との間にリチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有する複数のリチウムイオン選択的透過膜を配置することで電気透析槽を分画するとともに、隣り合う前記リチウムイオン選択的透過膜相互の間を陰イオン透過膜の配置で分画して、前記リチウムイオン選択的透過膜を挟んで前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成し、前記リチウム溶液セルに前記溶液を供給し、電気透析法によって前記リチウムイオン選択的透過膜を透過して前記リチウムイオン分離回収セルに透析されるリチウムイオンを回収することを特徴とするリチウムの回収方法。   A method for recovering lithium that selectively separates and recovers lithium ions from a solution containing lithium ions, wherein a plurality of lithium ion-selective methods containing an ionic liquid having lithium ion selectivity between an anode electrode and a cathode electrode The electrodialysis tank is fractionated by arranging a permeable membrane, and the lithium ion selective permeable membrane is fractionated between adjacent lithium ion selective permeable membranes to sandwich the lithium ion selective permeable membrane. Forming a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side, supplying the solution to the lithium solution cell, and permeating the lithium ion selective permeable membrane by electrodialysis. A method for recovering lithium, comprising recovering lithium ions dialyzed into the lithium ion separation and recovery cell. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたものであることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムの回収方法。   The lithium recovery method according to claim 1 or 2, wherein the lithium ion selective permeable membrane is obtained by impregnating a membrane with an ionic liquid. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたもののアノード電極側およびカソード電極側の一方または各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムの回収方法。   The lithium ion selective permeable membrane is a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a membrane is impregnated with an ionic liquid and a cation permeable membrane is disposed on one or each of the anode electrode side and the cathode electrode side. The method for recovering lithium according to claim 1 or 2, characterized in that: 前記イオン液体を含浸させた膜と陽イオン透過膜との間にはイオン液体セルが介在されていることを特徴とする請求項4に記載のリチウムの回収方法。   The method for recovering lithium according to claim 4, wherein an ionic liquid cell is interposed between the membrane impregnated with the ionic liquid and the cation permeable membrane. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体セルのアノード電極側およびカソード電極側の各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムの回収方法。   The lithium ion selective permeable membrane is a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a cation permeable membrane is disposed on each of an anode electrode side and a cathode electrode side of an ionic liquid cell. 3. The method for recovering lithium according to 2. 前記イオン液体をゲル化することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載のリチウムの回収方法。   The method of recovering lithium according to claim 1, wherein the ionic liquid is gelled. 前記イオン液体が、(CFSOまたは(FSOを有するイオン液体であることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のリチウムの回収方法。 The ionic liquid, (CF 3 SO 2) 2 N - or (FSO 2) 2 N - recovery method lithium according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the ionic liquids having . 前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオンを含む回収液を、逆浸透膜を使用した逆浸透法、または電気透析法により濃度調整することを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載のリチウムの回収方法。   9. The concentration of the recovery liquid containing lithium ions recovered from the lithium ion separation and recovery cell is adjusted by a reverse osmosis method using a reverse osmosis membrane or an electrodialysis method. The method for recovering lithium as described in 1. 前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオンを含む回収液を、電解透析して前記回収液からリチウム原料を回収することを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載のリチウムの回収方法。   10. The lithium material according to claim 1, wherein a lithium raw material is recovered from the recovery liquid by electrodialysis of a recovery liquid containing lithium ions recovered from the lithium ion separation and recovery cell. Collection method. 前記リチウムイオンを含む溶液が、海水であることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のリチウムの回収方法。   11. The method for recovering lithium according to claim 1, wherein the solution containing lithium ions is seawater. 前記リチウムイオンを含む溶液に含まれるリチウムイオンが6リチウム(Li)同位体であり、前記溶液中から前記6リチウム同位体を回収することを特徴とする請求項1から11に記載のリチウムの回収方法。 12. The lithium ion according to claim 1, wherein the lithium ion contained in the solution containing lithium ions is a 6 lithium ( 6 Li) isotope, and the 6 lithium isotope is recovered from the solution. Collection method. リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収装置であって、アノード電極とカソード電極とを有する電気透析槽と、この電気透析槽内に設けられ、前記アノード電極と前記カソード電極との間を分画して前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成する、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を含浸させたリチウムイオン選択的透過膜と、前記リチウム溶液セルにリチウムイオンを含有するリチウム供給手段と、前記リチウムイオン分離回収セルからリチウムイオンを含む溶液を回収するリチウム回収手段と、を備えていることを特徴とするリチウムの回収装置。   A lithium recovery device that selectively separates and recovers lithium ions from a solution containing lithium ions, an electrodialysis tank having an anode electrode and a cathode electrode, and provided in the electrodialysis tank, the anode electrode Lithium ion selective impregnated with an ionic liquid having lithium ion selectivity, which forms a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation / recovery cell on the cathode electrode side by dividing between the cathode electrode and the cathode electrode A lithium membrane comprising: a permeable membrane; lithium supply means containing lithium ions in the lithium solution cell; and lithium recovery means for recovering a solution containing lithium ions from the lithium ion separation and recovery cell. Recovery device. リチウムイオンを含む溶液中からリチウムイオンを選択的に分離回収するリチウムの回収装置であって、アノード電極とカソード電極とを有する電気透析槽と、この電気透析槽内に設けられ、前記アノード電極と前記カソード電極との間を分画する、リチウムイオン選択性を有するイオン液体を含有する複数のリチウムイオン選択的透過膜と、隣り合う前記リチウムイオン選択的透過膜相互の間に設けられ、前記リチウムイオン選択的透過膜を挟んで前記アノード電極側にリチウム溶液セル、前記カソード電極側にリチウムイオン分離回収セルを形成する陰イオン透過膜と、前記リチウム溶液セルにリチウムイオンを含む溶液を供給するリチウム供給手段と、前記リチウムイオン分離回収セルからリチウムイオンを含む溶液を回収するリチウム回収手段と、を備えていることを特徴とするリチウムの回収装置。   A lithium recovery device that selectively separates and recovers lithium ions from a solution containing lithium ions, an electrodialysis tank having an anode electrode and a cathode electrode, and provided in the electrodialysis tank, the anode electrode A plurality of lithium ion selective permeable membranes containing an ionic liquid having lithium ion selectivity, which are divided between the cathode electrodes, and the adjacent lithium ion selective permeable membranes; An anion permeable membrane for forming a lithium solution cell on the anode electrode side and a lithium ion separation and recovery cell on the cathode electrode side with an ion selective permeable membrane interposed therebetween, and lithium for supplying a solution containing lithium ions to the lithium solution cell Lithium for recovering a solution containing lithium ions from the supply means and the lithium ion separation and recovery cell Recovery apparatus lithium, characterized in that it comprises a collecting means. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたものであることを特徴とする請求項13または14に記載のリチウムの回収装置。   15. The lithium recovery apparatus according to claim 13, wherein the lithium ion selective permeable membrane is obtained by impregnating a membrane with an ionic liquid. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体を膜に含浸させたもののアノード電極側およびカソード電極側の一方または各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることを特徴とする請求項13または14に記載のリチウムの回収装置。   The lithium ion selective permeable membrane is a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a membrane is impregnated with an ionic liquid and a cation permeable membrane is disposed on one or each of the anode electrode side and the cathode electrode side. The lithium recovery apparatus according to claim 13 or 14, characterized in that: 前記イオン液体を含浸含浸させた膜と陽イオン透過膜との間にはイオン液体セルが介在されていることを特徴とする請求項16に記載のリチウムの回収装置。   The lithium recovery apparatus according to claim 16, wherein an ionic liquid cell is interposed between the membrane impregnated and impregnated with the ionic liquid and the cation permeable membrane. 前記リチウムイオン選択的透過膜は、イオン液体セルのアノード電極側およびカソード電極側の各々に陽イオン透過膜を配置した保護膜付リチウムイオン選択的透過膜であることを特徴とする請求項13または14に記載のリチウムの回収装置。   The lithium ion selective permeable membrane is a lithium ion selective permeable membrane with a protective film in which a cation permeable membrane is disposed on each of an anode electrode side and a cathode electrode side of an ionic liquid cell. 14. The lithium recovery apparatus according to 14. 前記イオン液体が、ゲル化されていることを特徴とする請求項13から18のいずれか一項に記載のリチウムの回収装置。   The lithium recovery apparatus according to claim 13, wherein the ionic liquid is gelled. 前記イオン液体が、(CFSOまたは(FSOを有するイオン液体であることを特徴とする請求項13から19のいずれか一項に記載のリチウムの回収装置。 20. The lithium recovery apparatus according to claim 13, wherein the ionic liquid is an ionic liquid having (CF 3 SO 2 ) 2 N or (FSO 2 ) 2 N —. . 請求項13から20のいずれか一項に記載のリチウム回収装置において、前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオンを含む回収液を逆浸透膜を使用した逆浸透法または電気透析法により濃度調整する濃度調整手段を備えていることを特徴とするリチウムの回収装置。   21. The lithium recovery apparatus according to claim 13, wherein the concentration of the recovered liquid containing lithium ions recovered from the lithium ion separation and recovery cell is adjusted by a reverse osmosis method using a reverse osmosis membrane or an electrodialysis method. A lithium recovery apparatus, comprising: a concentration adjusting means for controlling the concentration. 請求項13から20のいずれか一項に記載のリチウム回収装置において、前記リチウムイオン分離回収セルから回収したリチウムイオン回収液を電気透析してリチウム原料を回収する回収手段を備えていることを特徴とするリチウムの回収装置。   21. The lithium recovery apparatus according to claim 13, further comprising a recovery means for recovering a lithium raw material by electrodialyzing a lithium ion recovery liquid recovered from the lithium ion separation and recovery cell. Lithium recovery equipment.
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