JP2023514803A - 望ましくない金属を分離するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年1月9日に出願された米国仮出願第62/959,078号の利益を主張し、これはその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
地熱ブラインなどの液体資源は、望ましい金属と望ましくない金属の組み合わせを含み、望ましい金属の回収は、望ましくない金属の分離および取り扱いによって容易にすることができる。
を含む。いくつかの実施形態において、上記回収する工程は、上記供給液体を、プロトンを放出しながら上記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましい金属はリチウムを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属は遷移金属を含む。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、上記塩基と共に酸化剤を上記液体資源に添加する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記塩基は、上記液体資源へのNaOHおよび/またはCa(OH)2を含む。いくつかの実施形態において、上記酸化剤は、上記液体資源への空気および/または過酸化水素を含む。いくつかの実施形態において、上記酸は、塩酸および/または硫酸を含む。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は電気化学セルを用いて生成される。いくつかの実施形態において、上記電気化学セルは電極および膜を含む。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は塩溶液から生成される。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、上記塩溶液を分けることによって生成される。いくつかの実施形態において、上記塩溶液は塩化ナトリウム溶液を含む。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、上記塩化ナトリウム溶液を塩酸溶液および/または水酸化ナトリウム溶液に処理することによって生成され、上記塩酸溶液は上記酸を含み、上記水酸化ナトリウム溶液は上記塩基を含む。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、上記液体資源から塩化ナトリウムを抽出して塩化ナトリウム溶液を形成することをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、フィルター、沈殿タンク、浄化器、ハイドロサイクロン、遠心分離機、またはこれらの組み合わせを使用することを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は遠心分離機を使用することを含む。いくつかの実施形態において、上記廃棄は、再溶解した望ましくない金属の溶液を地下に注入することを含む。いくつかの実施形態において、上記液体資源はリザーバから得られる。いくつかの実施形態において、上記液体資源はリザーバからポンプで汲み出される。いくつかの実施形態において、上記廃棄は、上記再溶解した望ましくない金属の溶液を上記リザーバに注入する工程を含む。いくつかの実施形態において、上記リザーバは地下に位置する。
本明細書で言及されたすべての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願の各々が、あたかも参照により組み込まれることが具体的かつ個別に示されているかのような場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
「リチウム」、「リチウムイオン」、および「Li+」という用語は、本明細書において交換可能に使用され、これらの用語は、特に断りのない限り同義である。「水素」、「水素イオン」、「プロトン」、および「H+」という用語は、本明細書において交換可能に使用され、これらの用語は、特に断らない限り同義である。「液体資源」および「ブライン」という用語は、本明細書において交換可能に使用され、これらの用語は、特に断りのない限り同義である。
本明細書で開示される液体資源は、天然ブライン、溶解塩フラット(dissolved salt flat)、海水、濃縮海水、地熱ブライン、脱塩流出物、濃縮ブライン、加工ブライン、油田ブライン、イオン交換プロセスからの液体、溶媒抽出プロセスからの液体、合成ブライン、鉱石または鉱石の組み合わせからの浸出液、鉱物または鉱物の組み合わせからの浸出液、粘土または粘土の組み合わせからの浸出液、リサイクル製品からの浸出液、リサイクル材料からの浸出液、またはこれらの組み合わせを指す。
直接抽出技術を使用して、1つ以上の望ましい金属を液体資源から回収することができる。一実施形態において、直接抽出技術には、イオン交換技術、吸収技術、溶媒抽出技術、膜技術、直接沈殿技術、およびこれらの組み合わせが含まれる。一実施形態において、望ましい金属には、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、および/またはその他の金属が含まれる。一実施形態において、液体資源は、1つ以上の望ましくない金属を含む。一実施形態において、望ましくない金属には、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、および/またはその他の金属が含まれる。一実施形態において、1つ以上の金属は、特定のプロセスには望ましくないが、別のプロセスには望ましい。
一実施形態において、リチウムは、イオン交換材料を使用して、ブラインなどの液体資源から回収される。イオン交換システムの一実施形態において、1つ以上のイオン交換カラムに、イオン交換材料の固定ベッドまたは流動ベッドが装填される。システムの一実施形態において、イオン交換カラムは、入口ポートおよび出口ポートを備えた円筒構造である。さらなる実施形態において、イオン交換カラムは、任意選択で、入口ポートおよび出口ポートを備えた非円筒構造である。さらなる実施形態において、イオン交換カラムはタンクである。さらなる実施形態において、イオン交換カラムは、ブラインポンピング用の入口ポートおよび出口ポート、ならびにイオン交換材料をカラムに出し入れするための追加のドアまたはハッチを任意選択で有する。さらなる実施形態において、イオン交換カラムは、イオン交換材料の紛失、こぼれ、または盗難のリスクを低減するために、1つ以上の安全装置を任意選択で装備する。この材料は、可逆的にブラインからリチウムを吸収し、酸中でリチウムを放出することができる。一実施形態において、イオン交換材料は、イオン交換材料の溶解または分解を制限するために、SiO2、ZrO2、またはTiO2などのコーティング材料を用いて任意選択で保護された粒子から構成される。一実施形態において、イオン交換材料は粉末の形態であってもよい。一実施形態において、材料はビーズの形態であってもよい。一実施形態において、ビーズは、イオン交換材料を結合する耐酸性ポリマーなどの構造成分を含む。一実施形態において、ビーズは、ブライン、酸、水溶液、および他の溶液のビーズへの浸透を容易にしてビーズへおよびビーズからリチウムおよび水素を送達するか、またはビーズを洗浄する細孔を含む。一実施形態において、ビーズ細孔は、細孔サイズの分布を有する細孔の接続されたネットワークを形成するように構造化され、ビーズ形成の間にフィラー材料を組み込み、後でそのフィラー材料を液体または気体中で除去することによって構造化される。
一実施形態において、沈殿した金属は、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの組み合わせを使用して、液体資源から分離される。いくつかの実施形態において、沈殿した金属は、フィルターを使用して液体資源から除去される。いくつかの実施形態において、フィルターは、ベルトフィルター、プレートアンドフレームフィルタープレス、フィルター要素を含む圧力容器、回転ドラムフィルター、回転ディスクフィルター、カートリッジフィルター、固定ベッドまたは移動ベッドを有する遠心フィルター、金属スクリーン、穿孔バスケット遠心機、三点遠心機、ピーラー型遠心機、プッシャー遠心機、またはこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、フィルターはスクロールおよび/または振動装置を使用する。いくつかの実施形態において、フィルターは水平、垂直であり、および/またはサイフォンを使用してもよい。
一実施形態において、液体資源から望ましくない金属を沈殿させるために少なくとも1つの塩基が使用され、ここで、沈殿した金属は液体資源から分離され、次に沈殿した金属は、少なくとも1つの酸を使用して、処理された液体資源(例えば、本明細書に記載されるようなラフィネート)、液体資源、水、廃水、別の液体、またはこれらの組み合わせに再溶解される。一実施形態において、酸および塩基は、電気化学セルを使用して生成される。一実施形態において、酸および塩基は、電極を使用して生成される。一実施形態において、酸および塩基は、膜を使用して生成される。いくつかの実施形態において、上記膜はイオン伝導膜を含む。
一実施形態において、液体資源から回収された金属は、下流でさらに処理されて、高純度の液体および固体を生成し得る。一実施形態において、液体資源から回収された金属は、イオン交換、溶媒抽出、膜、濾過、または他の精製技術を用いて精製され得る。一実施形態において、金属は、溶解形態から固体形態に変換され得る。一実施形態において、金属は、沈殿、電気分解、電解採取、キレート化、または結晶化を使用して変換され得る。
図1は、本明細書に記載のリチウム回収プロセスのために液体資源から遷移金属を分離するための例示的なフローチャートを示す。液体資源(例えば、原料ブライン(102))は、地熱貯留層から汲み上げられる。原料ブラインには、50,000mg/L Na、50,000mg/L Ca、200mg/L Li、1,000mg/L Fe、800mg/L Mn、50mg/L Pb、およびその他の溶解金属が含まれている。電気化学セル(図示せず)を使用して、NaClをHClおよびNaOHの水溶液に変換する。NaOH水溶液(104)をブラインに添加して、Fe、Mn、およびPbを沈殿させ(106)、原料ブラインが沈殿物を含むスラリー(108)になるようにする。沈殿物は、凝集剤および重力沈降タンク(110)を使用して原料ブラインから分離され、供給液(供給ブライン(112))および沈殿物を含む濃縮スラリー(120)を形成する。供給ブライン(112)は、5mg/L未満のFe、10mg/L未満のMn、および10mg/L未満のPbを含む。供給ブラインを処理して(114)、供給ブラインを、その選択性によりリチウムを吸収するイオン交換材料と接触させることによってリチウムを回収する。リチウムが枯渇したブラインは今やラフィネートである(例えば、使用済みブライン116)。リチウム回収後、沈殿物を含む濃縮スラリー(120)にHCl溶液(118)を加えて、沈殿物を再溶解(122)する。次いで、再溶解した金属(再溶解した沈殿物)をラフィネート116と混合してラフィネート混合物を形成し、これを地熱貯留層に再注入する(124)。
図2は、本明細書に記載のリチウム回収プロセスのためにハイドロサイクロンを使用して液体資源から遷移金属を分離するための例示的なフローチャートを示す。液体資源(例えば、原料ブライン(202))は、地熱貯留層から汲み上げられる。原料ブラインには、80,000mg/L Na、30,000mg/L Ca、300mg/L Li、1,500mg/L Fe、1,200mg/L Mn、およびその他の溶解金属が含まれている。水を除去すること、およびブラインを冷却することにより、原料ブラインからNaClを回収する(図示せず)。電気化学セル(図示せず)を使用して、NaClをHClおよびNaOHの水溶液に変換する。NaOH水溶液(204)を原料ブラインに添加してFeおよびMnを沈殿させ(206)、原料ブラインが沈殿物を含むスラリー(208)になるようにする。沈殿物は、ハイドロサイクロン(210)を使用して原料ブラインから分離され、供給液体(供給ブライン(212))および沈殿物を含む濃縮スラリー(220)を形成する。供給ブライン(212)は、2mg/LのFeおよび5mg/LのMnを含む。供給ブラインを処理して(214)、供給ブラインをイオン交換材料と接触させることによってリチウムを回収し、その選択性によりイオン交換カラム内でリチウムを吸収する。リチウムが枯渇したブラインは今やラフィネートである(例えば、使用済みブライン216)。リチウム回収後、沈殿物を含む濃縮スラリー(220)をラフィネート(216)に添加し、得られた混合物にHCl(218)を添加して、沈殿物をラフィネートに再溶解し(222)、ラフィネート混合物を形成する。次いで、ラフィネート混合物を地熱貯留層に再注入する(224)。
図3は、本明細書に記載のリチウム回収プロセスのために遠心分離機を使用して液体資源から遷移金属を分離するための例示的なフローチャートを示す。液体資源(例えば、原料ブライン(302))は、地熱貯留層から汲み上げられる。原料ブラインには、60,000mg/L Na、40,000mg/L Ca、200mg/L Li、1,800mg/L Fe、1,000mg/L Mn、およびその他の溶解金属が含まれている。電気化学セル(図示せず)を使用して、NaClをHClおよびNaOHの水溶液に変換する。NaOH水溶液(304)を原料ブラインに添加してFeおよびMnを沈殿させ(306)、原料ブラインが沈殿物を含むスラリー(308)になるようにする。沈殿物は、遠心分離機を使用して原料ブラインから分離され、供給液体(供給ブライン(312))および沈殿物を含む濃縮スラリー(320)を形成する。供給ブライン(312)は、200mg/L Li、2mg/L Fe、および6mg/L Mnを含む。供給ブラインを処理して(314)、供給ブラインをイオン交換材料と接触させることによってリチウムを回収し、その選択性によりイオン交換カラム内でリチウムを吸収する。供給ブラインは、リチウムが枯渇して、ラフィネート(例えば、使用済みブライン(316))を形成する。HCl(318)を濃縮スラリー(320)に添加して沈殿物を再溶解し(322)、遷移金属濃縮物を形成し、次いで、これを使用済みブライン(316)と混合してラフィネート混合物を形成する。次いで、再溶解した遷移金属を含むラフィネート混合物を地熱貯留層に再注入する(324)。
一態様では、液体資源から望ましい金属を回収するためのプロセスが本明細書に開示され、このプロセスは、a)上記液体資源から望ましくない金属を沈殿させて、望ましくない金属沈殿物を形成する工程、b)上記液体資源から上記望ましくない金属沈殿物を分離して、供給液体を形成する工程、c)上記供給液体から上記望ましい金属を回収してラフィネートを形成する工程、およびd)上記望ましくない金属沈殿物を上記ラフィネートに再溶解して、ラフィネート混合物を形成する工程を含む。いくつかの実施形態において、上記回収する工程は、上記供給液体を、プロトンを放出しながら上記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましい金属はリチウムを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属は遷移金属を含む。いくつかの実施形態において、上記望ましい金属はリチウムを含み、上記回収する工程は、上記供給液体を、プロトンを放出しながら上記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることによって行われる。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属は遷移金属を含み、上記回収する工程は、上記供給液体を、プロトンを放出しながら上記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることによって行われる。いくつかの実施形態において、上記望ましい金属はリチウムを含み、上記望ましくない金属は遷移金属を含み、上記回収する工程は、上記供給液体を、プロトンを放出しながら上記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることによって行われる。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、塩基を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、塩基および/または酸化剤を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、NaOHおよび/またはCa(OH)2を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、空気および/または過酸化水素を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、上記再溶解する工程は、酸を上記望ましくない金属沈殿物とあわせることを含む。いくつかの実施形態において、酸を望ましくない金属沈殿物とあわせることは、1)上記望ましくない金属沈殿物をラフィネートとあわせる前、または2)上記望ましくない金属沈殿物を上記ラフィネートとあわせた後に行われる。いくつかの実施形態において、酸は、塩酸および/または硫酸を含む。いくつかの実施形態において、上記再溶解する工程は、塩酸または硫酸を添加して上記望ましくない金属沈殿物を溶解することを含む。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、液体資源に塩基を添加することを含み、上記再溶解する工程は、酸を望ましくない金属沈殿物とあわせることを含み、上記酸および上記塩基は、電気化学セルで生成される。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、電気化学セルで生成される。いくつかの実施形態において、電気化学セルは、電極および膜を含む。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、塩溶液から生成される。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、上記塩溶液を分けることによって生成される。いくつかの実施形態において、上記塩溶液は塩化ナトリウム溶液を含む。いくつかの実施形態において、上記酸および/または上記塩基は、上記塩化ナトリウム溶液を塩酸溶液および/または水酸化ナトリウム溶液に処理することによって生成され、ここで、塩酸溶液は上記酸を含み、水酸化ナトリウム溶液は上記塩基を含む。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、液体資源から塩化ナトリウムを抽出して塩化ナトリウム溶液を形成する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記沈殿させる工程は、化学物質を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、望ましくない金属沈殿物の上記分離する工程は、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの任意の組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、望ましくない金属沈殿物の上記分離する工程は、フィルター、沈殿タンク、浄化器、ハイドロサイクロン、遠心分離機、またはこれらの組み合わせを使用することを含む。いくつかの実施形態において、望ましくない金属沈殿物の上記分離する工程は、遠心分離機を使用することを含む。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、ラフィネート混合物を地下に注入する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、液体資源はリザーバから得られる。いくつかの実施形態において、液体資源はリザーバからポンプで排出される。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、ラフィネート混合物を上記リザーバに注入する工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、リザーバは地下に位置する。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、望ましくない金属沈殿物を凝集させる工程をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記凝集させる工程は、凝集剤を液体資源に添加することを含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、フィルターを使用することを含み、ここで、上記フィルターは、ベルトフィルター、プレートアンドフレームフィルタープレス、フィルター要素を含む圧力容器、回転ドラムフィルター、回転ディスクフィルター、カートリッジフィルター、固定ベッドまたは移動ベッド、金属スクリーン、穴あきバスケット遠心分離機、3点遠心分離機、ピーラー型遠心分離機、プッシャー遠心分離機を用いる遠心分離フィルター、またはこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、重力、遠心力、電場、振動、ブラシ、液体ジェット、スクレーパー、断続的な逆流、振動、クローフロー濾過、および/またはフィルターの表面を横切る懸濁液のポンピングを使用することをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、望ましくない金属沈殿物および供給液体をフィルターに対して接線方向に移動させることをさらに含む。いくつかの実施形態において、上記望ましくない金属沈殿物を分離する工程は、濾過前、濾過中、および/または濾過後の重力、磁気、遠心沈降、および/または固液分離の他の手段をさらに含む。いくつかの実施形態において、上記プロセスは、並行しておよび/または連続して操作される複数の分離プロセスをさらに含む。いくつかの実施形態において、望ましくない金属の上記沈殿させる工程は、望ましくない金属沈殿物および供給液体を含むスラリーを形成する。いくつかの実施形態において、液体資源は、天然ブライン、溶解塩フラット、海水、濃縮海水、地熱ブライン、脱塩流出物、濃縮ブライン、加工ブライン、油田ブライン、イオン交換プロセスからの液体、溶媒抽出プロセスからの液体、合成ブライン、鉱石または鉱石の組み合わせからの浸出液、鉱物または鉱物の組み合わせからの浸出液、粘土または粘土の組み合わせからの浸出液、リサイクル製品からの浸出液、リサイクル材料からの浸出液、またはこれらの組み合わせである。いくつかの実施形態において、望ましい金属は、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、および/またはその他の金属である。いくつかの実施形態において、望ましくない金属は、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、および/またはその他の金属である。いくつかの実施形態において、複数の望ましくない金属が沈殿し、液体資源から分離され、そしてラフィネートに再溶解される。いくつかの実施形態において、複数の望ましい金属が供給液体から分離される。いくつかの実施形態において、望ましい金属は望ましくない金属とは異なる。
Claims (79)
- 液体資源から望ましい金属を回収するためのプロセスであって、前記プロセスは、
a)前記液体資源から望ましくない金属を沈殿させて、望ましくない金属沈殿物を形成する工程、
b)前記液体資源から前記望ましくない金属沈殿物を分離して、供給液体を形成する工程、
c)前記供給液体から前記望ましい金属を回収してラフィネートを形成する工程、および
d)前記望ましくない金属沈殿物を前記ラフィネートに再溶解して、ラフィネート混合物を形成する工程
を含む、プロセス。 - 前記回収する工程が、前記供給液体を、プロトンを放出しながら前記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることを含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記望ましい金属がリチウムを含む、請求項1または2に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属が遷移金属を含む、請求項1-3のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、前記液体資源に塩基を添加することを含む、請求項1-4のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、塩基および/または酸化剤を前記液体資源に添加することを含む、請求項1-5のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、NaOHおよび/またはCa(OH)2を前記液体資源に添加することを含む、請求項1-6のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、前記液体資源に空気および/または過酸化水素を添加することを含む、請求項1-7のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記再溶解する工程が、酸を前記望ましくない金属沈殿物とあわせることを含む、請求項1-8のいずれか1項に記載のプロセス。
- 前記酸を前記望ましくない金属沈殿物とあわせることが、1)前記望ましくない金属沈殿物を前記ラフィネートとあわせる前、または2)前記望ましくない金属沈殿物を前記ラフィネートとあわせた後に行われる、請求項9に記載のプロセス。
- 前記酸が塩酸および/または硫酸を含む、請求項9または10に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が電気化学セルを用いて生成される、請求項5-11のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記電気化学セルが電極および膜を含む、請求項12に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が塩溶液から生成される、請求項5-13のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩溶液を分けることによって生成される、請求項14に記載のプロセス。
- 前記塩溶液が塩化ナトリウム溶液を含む、請求項14または15に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩化ナトリウム溶液を塩酸溶液および/または水酸化ナトリウム溶液に処理することによって生成され、前記塩酸溶液が前記酸を含み、前記水酸化ナトリウム溶液が前記塩基を含む、請求項16に記載のプロセス。
- 前記液体資源から塩化ナトリウムを抽出して前記塩化ナトリウム溶液を形成する工程をさらに含む、請求項16または17に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が前記液体資源に化学物質を添加することを含む、請求項1-18のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1-19のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が、フィルター、沈殿タンク、浄化器、ハイドロサイクロン、遠心分離機、またはこれらの組み合わせを使用することを含む、請求項20に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が遠心分離機を使用することを含む、請求項20または21に記載のプロセス。
- 前記ラフィネート混合物を地下に注入する工程をさらに含む、請求項1-22のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源がリザーバから得られる、請求項1-22のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源が前記リザーバからポンプで汲み出される、請求項24に記載のプロセス。
- 前記ラフィネート混合物を前記リザーバに注入する工程をさらに含む、請求項24または25に記載のプロセス。
- 前記リザーバが地下に位置する、請求項24-26のいずれか一項に記載のプロセス。
- 液体資源から望ましくない金属を分離するためのプロセスであって、前記プロセスは、
a)前記液体資源に塩基を添加して前記望ましくない金属を沈殿させ、それによって望ましくない金属沈殿物を形成する工程、
b)前記液体資源から前記望ましくない金属沈殿物を分離して、供給液体を形成する工程、
c)前記供給液体から望ましい金属を回収する工程、および
d)前記望ましくない金属沈殿物に酸をあわせて、廃棄のために再溶解した望ましくない金属の溶液を形成する工程、
を含む、プロセス。 - 前記回収する工程が、前記供給液体を、プロトンを放出しながら前記望ましい金属を吸収するイオン交換粒子と接触させることを含む、請求項28に記載のプロセス。
- 前記望ましい金属がリチウムを含む、請求項28または29に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属が遷移金属を含む、請求項28-30のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記塩基と共に酸化剤を前記液体資源に添加する工程をさらに含む、請求項28-31のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記塩基が、前記液体資源へのNaOHおよび/またはCa(OH)2を含む、請求項28-32のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸化剤が前記液体資源への空気および/または過酸化水素を含む、請求項32または33に記載のプロセス。
- 前記酸が塩酸および/または硫酸を含む、請求項28-34のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が電気化学セルを用いて生成される、請求項28-35のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記電気化学セルが電極および膜を含む、請求項36に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が塩溶液から生成される、請求項28-37のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩溶液を分けることによって生成される、請求項38に記載のプロセス。
- 前記塩溶液が塩化ナトリウム溶液を含む、請求項38または39に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩化ナトリウム溶液を塩酸溶液および/または水酸化ナトリウム溶液に処理することによって生成され、前記塩酸溶液が前記酸を含み、前記水酸化ナトリウム溶液が前記塩基を含む、請求項40に記載のプロセス。
- 前記液体資源から塩化ナトリウムを抽出して前記塩化ナトリウム溶液を形成することをさらに含む、請求項40または41に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項28-42のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が、フィルター、沈殿タンク、浄化器、ハイドロサイクロン、遠心分離機、またはこれらの組み合わせを使用することを含む、請求項43に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属沈殿物を分離する工程が遠心分離機を使用することを含む、請求項43または44に記載のプロセス。
- 前記廃棄が、前記再溶解した望ましくない金属の溶液を地下に注入することを含む、請求項28-45のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源がリザーバから得られる、請求項28-45のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源が前記リザーバからポンプで汲み出される、請求項47に記載のプロセス。
- 前記廃棄が、前記再溶解した望ましくない金属の溶液を前記リザーバに注入する工程を含む、請求項47または48に記載のプロセス。
- 前記リザーバが地下に位置する、請求項47-49のいずれか一項に記載のプロセス。
- 液体資源からリチウムを回収するためのプロセスであって、前記プロセスは、
a)前記液体資源から遷移金属を沈殿させて遷移金属沈殿物を形成する工程、
b)前記液体資源から前記遷移金属沈殿物を分離して供給液体を形成する工程、
c)前記供給液体から前記リチウムを回収してラフィネートを形成する工程であって、前記リチウムを回収する工程は、前記供給液体を、プロトンを放出しながら前記リチウムを吸収するイオン交換粒子と接触させることを含む、工程、および
d)前記遷移金属沈殿物を前記ラフィネートに再溶解させて、ラフィネート混合物を形成する工程を含む、プロセス。 - 前記沈殿させる工程が、塩基を前記液体資源に添加することを含む、請求項51に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、塩基および酸化剤を前記液体資源に添加することを含む、請求項51に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、NaOHおよび/またはCa(OH)2を前記液体資源に添加することを含む、請求項51-53のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が、空気または過酸化水素を前記液体資源に添加することを含む、請求項51-54のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記再溶解させる工程が、酸を前記遷移金属沈殿物とあわせることを含む、請求項51-55のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸を前記遷移金属沈殿物とあわせることが、1)前記遷移金属沈殿物を前記ラフィネートとあわせる前、または2)前記遷移金属沈殿物を前記ラフィネートとあわせた後に行われる、請求項56に記載のプロセス。
- 前記酸が塩酸および/または硫酸を含む、請求項56または57に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が電気化学セルを用いて生成される、請求項52-58のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記電気化学セルが電極および膜を含む、請求項59に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が塩溶液から生成される、請求項52-60のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩溶液を分けることによって生成される、請求項61に記載のプロセス。
- 前記塩溶液が塩化ナトリウム溶液を含む、請求項61または62に記載のプロセス。
- 前記酸および/または前記塩基が、前記塩化ナトリウム溶液を塩酸溶液および/または水酸化ナトリウム溶液に処理することによって生成され、前記塩酸溶液は前記酸を含み、前記水酸化ナトリウム溶液は前記塩基を含む、請求項63に記載のプロセス。
- 前記液体資源から塩化ナトリウムを抽出して前記塩化ナトリウム溶液を形成する工程をさらに含む、請求項63または64に記載のプロセス。
- 前記沈殿させる工程が前記液体資源に化学物質を添加することを含む、請求項51-65のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記遷移金属沈殿物を分離する工程が、濾過、重力沈降、遠心沈降、磁場、固液分離の他の方法、またはこれらの組み合わせを含む、請求項51-66のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記遷移金属を分離する工程が、フィルター、沈殿タンク、浄化器、ハイドロサイクロン、遠心分離機、またはこれらの組み合わせを使用することを含む、請求項67に記載のプロセス。
- 前記遷移金属を分離する工程が遠心分離機を使用することを含む、請求項67または68に記載のプロセス。
- 前記ラフィネート混合物を地下に注入する工程をさらに含む、請求項51-69のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源がリザーバから得られる、請求項51-69のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記液体資源が前記リザーバからポンプで汲み出される、請求項71に記載のプロセス。
- 前記ラフィネート混合物を前記リザーバに注入することをさらに含む、請求項71または72に記載のプロセス。
- 前記リザーバが地下に位置する、請求項71-73のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましい金属がリチウムを含む、請求項1-74のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属が鉄および/またはマンガンを含む、請求項1-75のいずれかに記載のプロセス。
- 前記望ましい金属が、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1-74のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましくない金属が、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Sc、Y、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Fe、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、Po、Br、I、At、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1-77のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記望ましい金属が前記望ましくない金属とは異なる、請求項78に記載のプロセス。
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