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什么是海水提锂技术

锂是自然界中最轻的银白色金属,被人们称为“推动世界进步的能源金属”。它是 1817年由著名化学家贝齐里乌斯的学生阿尔费特逊在分析一种矿石成分时发现的。锂及其盐类在人们生活和生产中占据着重要的地位,它可以广泛用于玻璃、陶瓷、润滑剂、制冷剂、冶金、制药和化学试剂等行业。而且它也是在国民经济和国防建设中具有重要意义的战略物资。最近几年,锂电池的研究应用已经成为世界范围的研究热潮,据说它有希望取代石油等传统矿物燃料成为大型设备的动力源,近10年来,锂的国际需求量持续增长。据不完全统计,2002年世界锂的消耗量约为20万吨。但是锂的开采量越来越不能满足人类的需要。世界陆地锂资源总量约1700万吨,这些锂资源已经不起人类几年的消耗,人类将目光投向了海洋,海洋中的锂资源约为2600亿吨,可以满足人类发展的需要。

海水提锂技术

海水提锂是从海水中提取元素锂的技术。元素锂与钠、镁共存,提取技术难度较大。目前世界各国主要用溶剂萃取法和吸附剂法来进行海水提锂研究。比较这两种方法,吸附剂法被认为是最有前途的海水提锂方法。因为海水浓度很低,只有0.17毫克每升,吸附剂法更适合从低锂浓度海水中提锂。

所选用的吸附剂有氢氧化铝吸附剂、氢氧化铝-活性炭复合吸附剂、氧化锰-活性炭复合吸附剂及各种树脂吸附剂等,其中无定型氢氧化铝吸附剂的吸附能力较强,性能较优越。日本工业技术院四国工业技术试验所近年来研制成功多孔质氧化锰吸附剂,吸附能力比常规锂吸附剂高5~10倍。这种新型吸附剂采用多微孔结构,能选择性吸附海水中的锂,经稀盐酸处理3小时,能解释95%以上被吸附锂。

现在市场上的海水提锂设备主要是流动床海水提锂和船舶海水提锂。其他种类的提锂设备还在研究设计之中,相信不久将投放市场。

(1)流动床海水提锂

流动床海水提锂是将粒径为1毫米的锰氧化物填充在床的吸附柱中,这种吸附剂吸附锂的能力很强,平均每克吸附剂可提锂14毫克,平衡吸附量达80%。锂被吸附到流动床后需要用脱附剂来使锂分离出来。通常的脱附剂为浓度为0.5mol/L的盐酸水溶液,脱附时间约为1小时。这种脱附剂的脱锂率为83%,要经过多次脱锂才能达到最终效果,形成锂浓度达1.5g/L的脱锂液。

要想从脱锂液中分离出金属锂还要经过多道工序。现在脱锂液中加入碱来去除不纯物,然后加热浓缩,析出碳酸锂结晶。将结晶洗净后,就可获得相当于市售一级品的碳酸锂,这种锂回收可达75%,有较高的回收率。

(2)船舶海水提锂系统

这种海水提锂方式和上一种相比有很大的相同性。所不同的是改在船舶的压水舱内填装粒状吸附剂,当海水从舱底进入到船舶压水舱内,通过吸附剂床层到达它的上部,最后没用的海水可从船舷右侧的排水泵排出船体外。船舶海水提锂需要船舶在外海上缓慢航行,大约20天后返航,然后在陆地上进行脱附液的浓缩分离工作,最后获得锂。脱附后的吸附剂可以再次用抽砂泵送回船上吸附剂水箱中进行二次利用。

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