用于锂提取和转化的集成系统技术方案

本发明专利技术涉及从液体资源如天然卤水和合成卤水、来自粘土和矿物和回收产品的浸出液中提取锂。取锂。取锂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于锂提取和转化的集成系统
交叉引用
[0001]本申请要求于2018年2月17日提交的美国临时申请序列号62/631,688及于2018年12月18日提交的美国临时申请序列号62/781,515的权益，这些美国临时申请各自通过引用整体并入本文。专利技术背景
[0002]锂是高能可充电电池和其他技术的基本元素。锂可以在多种液体溶液中找到，包括天然卤水和合成卤水以及来自矿物和回收产品的浸出液。

技术实现思路

[0003]可使用基于无机离子交换材料的离子交换过程从液体资源中提取锂。无机离子交换材料在释放氢离子的同时从液体资源吸收锂离子，然后在吸收氢离子的同时洗脱酸中的锂离子。可重复离子交换过程以从液体资源中提取锂离子并产生浓锂离子溶液。该浓锂离子溶液可被进一步加工成电池工业或其他工业的化学品。
[0004]本文所述的一个方面是一种用于从液体资源中产生纯化的锂浓缩物的集成方法(integrated process)，其包括：a)提供离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料；b)使所述离子交换单元中的所述离子交换材料与所述液体资源接触，其中来自所述离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换，以在所述离子交换单元中产生富锂离子交换材料；c)用酸溶液处理所述富锂离子交换材料，其中来自所述富锂离子交换材料的所述锂离子与来自所述酸溶液的氢离子交换以产生锂洗脱物；d)提供与所述离子交换单元流体连通的膜电池(membrane cell)，其中所述膜电池包括(i)包含电化学还原电极的第一隔室，(ii)包含电化学氧化电极的第二隔室，以及(iii)将所述第一隔室与所述第二隔室分开的离子导电膜；e)将所述锂洗脱物传递至所述膜电池；f)使所述膜电池中的所述锂洗脱物经受电流，其中所述电流引起所述锂洗脱物的电解以产生酸化溶液和所述纯化锂浓缩物；以及g)将所述酸化溶液从所述膜电池再循环到c)的所述离子交换单元。
[0005]在一个实施方案中，在所述离子交换单元中处理所述富锂离子交换材料。在一个实施方案中，在所述离子交换单元中产生所述锂洗脱物。在一个实施方案中，将所述锂洗脱物从所述离子交换单元传递至所述膜电池。
[0006]在一个实施方案中，其中在b)之前，用酸溶液处理所述离子交换单元中的所述离子交换材料，以在所述离子交换单元中产生富氢离子交换材料。在一个实施方案中，其中b)还包括pH调节，其中所述pH调节保持平衡，有利于来自所述富氢离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换。在一个实施方案中，所述方法还包括除所述酸溶液外，用碱处理所述富锂离子交换材料。在一个实施方案中，所述碱是Ca(OH)2或NaOH。
[0007]在一个实施方案中，所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的反渗透单元，并且所述反渗透单元包括透水膜。在一个实施方案中，其中在d)之前，将所述锂洗脱物传递至所述反渗透单元中从而与所述透水膜接触，并且其中来自所述锂洗脱物的水分子穿过所述透水膜以产生水和浓缩的锂洗脱物。在一个实施方案中，使所述浓
缩的锂洗脱物进一步经受d)至g)。
[0008]在一个实施方案中，所述透水膜包含聚酰胺，芳族聚酰胺，聚乙烯胺，聚吡咯烷，聚呋喃，聚醚砜，聚砜，聚哌嗪酰胺，聚苯并咪唑啉，聚恶二唑，乙酰化纤维素，纤维素，具有磺化、羧化、磷酸化或其组合的替代官能化的聚合物，其它聚合物层或其组合。在一个实施方案中，所述透水膜还包括织物、聚合物、复合材料或金属载体。
[0009]在一个实施方案中，所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的热蒸发单元，并且所述热蒸发单元包括加热元件。在一个实施方案中，所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的纯化单元。在一个实施方案中，其中在d)之前，将所述锂洗脱物传递至所述纯化单元中以产生纯化的锂浓缩物。在一个实施方案中，使所述纯化的锂浓缩物进一步经受d)至g)。
[0010]在一个实施方案中，所述方法还包括提供与所述膜电池流体连通的结晶器。在一个实施方案中，将所述锂洗脱物传递至所述结晶器中。在一个实施方案中，通过所述结晶器处理所述锂洗脱物以产生锂盐。
[0011]在一个实施方案中，所述锂盐是碳酸锂、碳酸氢锂、氢氧化锂、氯化锂、溴化锂、硫酸锂、硫酸氢锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸二氢锂或硝酸锂。在一个实施方案中，所述锂盐为固体、水溶液或浆液。
[0012]在一个实施方案中，所述液体资源为天然卤水、溶解盐滩、海水、浓缩海水、脱盐废水、浓缩卤水、加工卤水、油田卤水、来自离子交换过程的液体、来自溶剂萃取过程的液体、合成卤水、来自矿石或矿石组合的浸出液、来自矿物或矿物组合的浸出液、来自粘土或粘土组合的浸出液、来自回收产品的浸出液、来自回收材料的浸出液或其组合。
[0013]在一个实施方案中，所述离子交换材料选自：LiFePO4、LiMnPO4、Li2MO3(M＝Ti、Mn、Sn)、Li4Ti5O
12
、Li4Mn5O
12
、LiMn2O4、Li
1.6
Mn
1.6
O4、LiMO2(M＝Al、Cu、Ti)、Li4TiO4、Li7Ti
11
O
24
、Li3VO4、Li2Si3O7、Li2CuP2O7、Al(OH)3、LiCl.xAl(OH)3.yH2O、SnO2.xSb2O5.yH2O、TiO2.xSb2O5.yH2O、其固溶体或其组合；其中x为0.1-10并且y为0.1-10。
[0014]在一个实施方案中，所述离子交换材料包含包覆离子交换颗粒、未包覆离子交换颗粒或其组合。在一个实施方案中，所述离子交换材料是多孔离子交换材料。在一个实施方案中，所述离子交换材料是多孔珠的形式。在一个实施方案中，所述离子交换材料是粉末或浆液的形式。
[0015]在一个实施方案中，所述酸溶液是盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氯酸、高氯酸、硝酸、甲酸、乙酸或其组合的溶液。
[0016]在一个实施方案中，所述离子导电膜是阳离子导电膜或阴离子导电膜。在一个实施方案中，所述阳离子导电膜或所述阴离子导电膜包含磺化的基于四氟乙烯的含聚合物-共聚物、磺化的四氟乙烯、磺化的氟聚合物、MK-40、共聚物或其组合。在一个实施方案中，所述阴离子导电膜包括官能化的聚合物结构。在一个实施方案中，所述聚合物结构包含聚亚芳基醚、聚砜、聚醚酮、聚苯撑、全氟化聚合物、聚苯并咪唑、聚环氧氯丙烷、不饱和聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基苄氯、聚磷腈、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、这些聚合物的变体或其它种类的聚合物或其复合物。
[0017]在一个实施方案中，所述阳离子导电膜允许锂离子的转移，但阻止阴离子基团的转移。在一个实施方案中，所述离子导电膜的厚度为约1μm至约1000μm。在一个实施方案中，
所述离子导电膜的厚度为约1mm至约10mm。
[0018]在一个实施方案中，所述电极包含钛、铌、锆、钽、镁、二氧化钛、其氧化物或其组合。在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于从液体资源中产生纯化的锂浓缩物的集成方法，包括：a)提供离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料；b)使所述离子交换单元中的所述离子交换材料与所述液体资源接触，其中来自所述离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换，以在所述离子交换单元中产生富锂离子交换材料；c)用酸溶液处理所述富锂离子交换材料，其中来自所述富锂离子交换材料的所述锂离子与来自所述酸溶液的氢离子交换以产生锂洗脱物；d)提供与所述离子交换单元流体连通的膜电池，其中所述膜电池包括(i)包含电化学还原电极的第一隔室，(ii)包含电化学氧化电极的第二隔室，以及(iii)将所述第一隔室与所述第二隔室分开的离子导电膜；e)将所述锂洗脱物传递至所述膜电池；f)使所述膜电池中的所述锂洗脱物经受电流，其中所述电流引起所述锂洗脱物的电解以产生酸化溶液和所述纯化的锂浓缩物；以及g)将所述酸化溶液从所述膜电池再循环到c)的所述离子交换单元。2.根据权利要求1所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中处理所述富锂离子交换材料。3.根据权利要求1所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中产生所述锂洗脱物。4.根据权利要求3所述的集成方法，其中将所述锂洗脱物从所述离子交换单元传递至所述膜电池。5.根据权利要求1所述的集成方法，其中在b)之前，用酸溶液处理所述离子交换单元中的所述离子交换材料，以在所述离子交换单元中产生富氢离子交换材料。6.根据权利要求1所述的集成方法，其中b)还包括pH调节，其中所述pH调节保持平衡，有利于来自所述富氢离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换。7.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述方法还包括除所述酸溶液外，用碱处理所述富锂离子交换材料。8.根据权利要求7所述的集成方法，其中所述碱是Ca(OH)2或NaOH。9.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述方法还包括：提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的反渗透单元，并且所述反渗透单元包括透水膜。10.根据权利要求9所述的集成方法，其中在d)之前，将所述锂洗脱物传递至所述反渗透单元中从而与所述透水膜接触，并且其中来自所述锂洗脱物的水分子穿过所述透水膜以产生水和浓缩的锂洗脱物。11.根据权利要求10所述的集成方法，其中使所述浓缩的锂洗脱物进一步经受d)至g)。12.根据权利要求9所述的集成方法，其中所述透水膜包含聚酰胺，芳族聚酰胺，聚乙烯胺，聚吡咯烷，聚呋喃，聚醚砜，聚砜，聚哌嗪酰胺，聚苯并咪唑啉，聚恶二唑，乙酰化纤维素，纤维素，具有磺化、羧化、磷酸化或其组合的替代官能化的聚合物，其它聚合物层或其组合。13.根据权利要求9或12所述的集成方法，其中所述透水膜还包括织物、聚合物、复合材料或金属载体。14.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的热蒸发单元，并且所述热蒸发单元包括加热元件。
15.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的纯化单元。16.根据权利要求15所述的集成方法，其中在d)之前，将所述锂洗脱物传递至所述纯化单元中以产生纯化的锂浓缩物。17.根据权利要求16所述的集成方法，其中使所述纯化的锂浓缩物进一步经受d)至g)。18.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述方法还包括提供与所述膜电池流体连通的结晶器。19.根据权利要求18所述的集成方法，其中将所述锂洗脱物传递至所述结晶器中。20.根据权利要求19所述的集成方法，其中通过所述结晶器处理所述锂洗脱物以产生锂盐。21.根据权利要求20所述的集成方法，其中所述锂盐是碳酸锂、碳酸氢锂、氢氧化锂、氯化锂、溴化锂、硫酸锂、硫酸氢锂、磷酸锂、磷酸氢锂、磷酸二氢锂或硝酸锂。22.根据权利要求20所述的集成方法，其中所述锂盐为固体、水溶液或浆液。23.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述液体资源为天然卤水、溶解盐滩、海水、浓缩海水、脱盐废水、浓缩卤水、加工卤水、油田卤水、来自离子交换过程的液体、来自溶剂萃取过程的液体、合成卤水、来自矿石或矿石组合的浸出液、来自矿物或矿物组合的浸出液、来自粘土或粘土组合的浸出液、来自回收产品的浸出液、来自回收材料的浸出液或其组合。24.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子交换材料选自LiFePO4、LiMnPO4、Li2MO3(M＝Ti、Mn、Sn)、Li4Ti5O
12
、Li4Mn5O
12
、LiMn2O4、Li
1.6
Mn
1.6
O4、LiMO2(M＝Al、Cu、Ti)、Li4TiO4、Li7Ti
11
O
24
、Li3VO4、Li2Si3O7、Li2CuP2O7、Al(OH)3、LiCl.xAl(OH)3.yH2O、SnO2.xSb2O5.yH2O、TiO2.xSb2O5.yH2O、其固溶体或其组合；其中x为0.1-10并且y为0.1-10。25.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子交换材料包含包覆离子交换颗粒、未包覆离子交换颗粒或其组合。26.根据权利要求25所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒包括聚合物涂层。27.根据权利要求25所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒的所述涂层包含氯聚合物、氟聚合物、氯氟聚合物、亲水聚合物、疏水聚合物、其共聚物、其混合物或其组合。28.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子交换材料为多孔离子交换材料。29.根据权利要求28所述的集成方法，其中所述离子交换材料为多孔珠的形式。30.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子交换材料为粉末或浆液的形式。31.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述酸溶液是盐酸、硫酸、磷酸、氢溴酸、氯酸、高氯酸、硝酸、甲酸、乙酸或其组合的溶液。32.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子导电膜是阳离子导电膜或阴离子导电膜。33.根据权利要求32所述的集成方法，其中所述阳离子导电膜或所述阴离子导电膜包含磺化的基于四氟乙烯的氟聚合物-共聚物、磺化的四氟乙烯、磺化的氟聚合物、MK-40、共聚物或其组合。34.根据权利要求32所述的集成方法，其中所述阴离子导电膜包含官能化的聚合物结构。
35.根据权利要求34所述的集成方法，其中所述聚合物结构包含聚亚芳基醚、聚砜、聚醚酮、聚苯撑、全氟化聚合物、聚苯并咪唑、聚环氧氯丙烷、不饱和聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基苄氯、聚磷腈、聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氟乙烯、这些聚合物的变体或其它种类的聚合物或其复合物。36.根据权利要求32所述的集成方法，其中所述阳离子导电膜允许锂离子的转移，但阻止阴离子基团的转移。37.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子导电膜的厚度为约1μm至约1000μm。38.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述离子导电膜的厚度为约1mm至约10mm。39.根据权利要求1所述的集成方法，其中所述电极包含钛、铌、锆、钽、镁、二氧化钛、其氧化物或其组合。40.根据权利要求39所述的集成方法，其中所述电极还包括铂、TiO2、ZrO2、Nb2O5、Ta2O5、SnO2、IrO2、RuO2、混合金属氧化物、石墨烯、其衍生物或其组合的涂层。41.一种用于从液体资源中产生纯化的锂盐的集成方法，包括：a)提供离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料；b)使所述离子交换单元中的所述离子交换材料与所述液体资源接触，其中来自所述离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换，以在所述离子交换单元中产生富锂离子交换材料；c)用酸溶液处理所述富锂离子交换材料，其中来自所述富锂离子交换材料的所述锂离子与来自所述酸溶液的氢离子交换以产生锂洗脱物；d)提供与所述离子交换单元流体连通的化学沉淀单元，其中所述化学沉淀单元能够促进处理所述锂洗脱物以沉淀所述纯化的锂盐；e)将所述离子交换单元中的所述锂洗脱物传递至所述化学沉淀单元；以及f)在所述化学沉淀单元中处理所述锂洗脱物，以产生所述纯化的锂盐。42.根据权利要求41所述的集成方法，其中所述纯化的锂盐是LiCl。43.根据权利要求42所述的集成方法，还包括用Na2CO3处理所述LiCl以产生Li2CO3。44.根据权利要求42所述的集成方法，其中所述化学沉淀单元蒸馏出包含HCl的混合物。45.根据权利要求44所述的集成方法，其中将所述HCl再循环到c)中。46.根据权利要求41所述的集成方法，其中所述纯化的锂盐是Li2SO4。47.根据权利要求46所述的集成方法，还包括用Na2CO3处理所述Li2SO4以产生Li2CO3。48.根据权利要求41所述的集成方法，其中在所述化学沉淀单元中用Na2CO3处理所述纯化的锂盐以产生Li2CO3。49.根据权利要求41所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中处理所述富锂离子交换材料。50.根据权利要求41所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中产生所述锂洗脱物。51.根据权利要求41所述的集成方法，其中将所述锂洗脱物从所述离子交换单元传递至所述化学沉淀单元。52.根据权利要求41所述的集成方法，其中在b)之前，用酸溶液处理所述离子交换单元中的所述离子交换材料，以在所述离子交换单元中产生富氢离子交换材料。
53.根据权利要求41所述的集成方法，其中b)还包括pH调节，其中所述pH调节保持平衡，有利于来自所述富氢离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换。54.根据权利要求41所述的集成方法，其中通过添加碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐、其组合或NH3来纯化所述锂洗脱物溶液，以使杂质作为碱性沉淀物沉淀。55.根据权利要求54所述的集成方法，其中所述碱金属或碱土金属氢氧化物、碳酸盐或碳酸氢盐选自LiOH、NaOH、KOH、Ca(OH)2、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、CaCO3或其组合。56.根据权利要求54或55所述的集成方法，其中将所述碱性沉淀物再循环到b)中用于pH调节。57.根据权利要求41所述的集成方法，其中所述离子交换材料包含包覆离子交换颗粒、未包覆离子交换颗粒或其组合。58.根据权利要求57所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒包括聚合物涂层。59.根据权利要求58所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒的所述涂层包含氯聚合物、氟聚合物、氯氟聚合物、亲水聚合物、疏水聚合物、其共聚物、其混合物或其组合。60.一种用于从液体资源中产生纯化的锂浓缩物的集成系统，包括：a)离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料，并且其中所述离子交换单元允许：(i)所述离子交换材料与所述液体资源接触以产生富锂离子交换材料；以及(ii)通过酸化溶液处理所述富锂离子交换材料；b)膜电池，其中所述膜电池包括(i)包含电化学还原电极的第一隔室，(ii)包含电化学氧化电极的第二隔室，以及(iii)将所述第一隔室与所述第二隔室分开的离子导电膜；以及c)再循环环路，所述再循环环路能够将所述酸化溶液从所述膜电池输送到所述离子交换单元；其中所述离子交换单元、所述膜电池和所述再循环系统流体连通。61.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的反渗透单元，并且所述反渗透单元包括透水膜。62.根据权利要求61所述的集成系统，其中所述透水膜包含聚酰胺，芳族聚酰胺，聚乙烯胺，聚吡咯烷，聚呋喃，聚醚砜，聚砜，聚哌嗪酰胺，聚苯并咪唑啉，聚恶二唑，乙酰化纤维素，纤维素，具有磺化、羧化、磷酸化或其组合的替代官能化的聚合物，其它聚合物层或其组合。63.根据权利要求61或62所述的集成系统，其中所述透水膜还包括织物、聚合物、复合材料或金属载体。64.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的热蒸发单元，并且所述热蒸发单元包括加热元件。65.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的纯化单元。66.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述膜电池流体连通的结晶器。67.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述液体资源为天然卤水、溶解盐滩、海水、浓缩海水、脱盐废水、浓缩卤水、加工卤水、油田卤水、来自离子交换过程的液体、来自溶剂
萃取过程的液体、合成卤水、来自矿石或矿石组合的浸出液、来自矿物或矿物组合的浸出液、来自粘土或粘土组合的浸出液、来自回收产品的浸出液、来自回收材料的浸出液或其组合。68.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述离子交换材料选自LiFePO4、LiMnPO4、Li2MO3(M＝Ti、Mn、Sn)、Li4Ti5O
12
、Li4Mn5O
12
、LiMn2O4、Li
1.6
Mn
1.6
O4、LiMO2(M＝Al、Cu、Ti)、Li4TiO4、Li7Ti
11
O
24
、Li3VO4、Li2Si3O7、Li2CuP2O7、Al(OH)3、LiCl.xAl(OH)3.yH2O、SnO2.xSb2O5.yH2O、TiO2.xSb2O5.yH2O、其固溶体或其组合；其中x为0.1-10并且y为0.1-10。69.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述离子交换材料包含包覆离子交换颗粒、未包覆离子交换颗粒或其组合。70.根据权利要求69所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒包括聚合物涂层。71.根据权利要求70所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒的所述涂层包含氯聚合物、氟聚合物、氯氟聚合物、亲水聚合物、疏水聚合物、其共聚物、其混合物或其组合。72.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述离子交换材料为多孔离子交换材料。73.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述离子交换材料为多孔珠的形式。74.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述离子交换材料为粉末的形式。75.根据权利要求60所述的集成系统，其中所述酸化溶液是H2SO4或HCl的溶液。76.一种用于从液体资源中产生纯化的锂盐的集成系统，包括：a)离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料，并且所述离子交换材料允许：(i)所述离子交换材料与所述液体资源接触以产生富锂离子交换材料；以及(ii)通过酸化溶液处理所述富锂离子交换材料以产生锂洗脱物溶液；b)酸回收单元，其中从所述锂洗脱物溶液中回收酸，并任选地将所述酸再循环到所述离子交换单元；以及c)化学沉淀单元；其中所述离子交换单元、所述酸回收单元和所述化学沉淀单元流体连通。77.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元、所述酸回收单元和所述化学沉淀单元流体连通的反渗透单元，并且所述反渗透单元包括透水膜。78.根据权利要求77所述的集成系统，其中所述透水膜包含聚酰胺，芳族聚酰胺，聚乙烯胺，聚吡咯烷，聚呋喃，聚醚砜，聚砜，聚哌嗪酰胺，聚苯并咪唑啉，聚恶二唑，乙酰化纤维素，纤维素，具有磺化、羧化、磷酸化或其组合的替代官能化的聚合物，其它聚合物层或其组合。79.根据权利要求77或78所述的集成系统，其中所述透水膜还包括织物、聚合物、复合材料或金属载体。80.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的热蒸发单元，并且所述热蒸发单元包括加热元件。81.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述系统还包括与所述离子交换单元和所述膜电池流体连通的纯化单元。82.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述系统还包括用于通过将Na2CO3添加到所
述锂洗脱物溶液中来沉淀Li2CO3的碳酸化单元。83.根据权利要求76或权利要求82所述的集成系统，其中所述系统还包括用于通过添加CO2来纯化Li2CO3的碳酸氢化单元。84.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述液体资源为天然卤水、溶解盐滩、海水、浓缩海水、脱盐废水、浓缩卤水、加工卤水、油田卤水、来自离子交换过程的液体、来自溶剂萃取过程的液体、合成卤水、来自矿石或矿石组合的浸出液、来自矿物或矿物组合的浸出液、来自粘土或粘土组合的浸出液、来自回收产品的浸出液、来自回收材料的浸出液或其组合。85.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述离子交换材料选自LiFePO4、LiMnPO4、Li2MO3(M＝Ti、Mn、Sn)、Li4Ti5O
12
、Li4Mn5O
12
、LiMn2O4、Li
1.6
Mn
1.6
O4、LiMO2(M＝Al、Cu、Ti)、Li4TiO4、Li7Ti
11
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、Li3VO4、Li2Si3O7、Li2CuP2O7、Al(OH)3、LiCl.xAl(OH)3.yH2O、SnO2.xSb2O5.yH2O、TiO2.xSb2O5.yH2O、其固溶体或其组合；其中x为0.1-10并且y为0.1-10。86.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述离子交换材料包含包覆离子交换颗粒、未包覆离子交换颗粒或其组合。87.根据权利要求86所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒包括聚合物涂层。88.根据权利要求87所述的集成方法，其中所述包覆离子交换颗粒的所述涂层包含氯聚合物、氟聚合物、氯氟聚合物、亲水聚合物、疏水聚合物、其共聚物、其混合物或其组合。89.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述离子交换材料为多孔离子交换材料。90.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述离子交换材料为多孔珠的形式。91.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述离子交换材料为粉末的形式。92.根据权利要求76所述的集成系统，其中所述酸溶液是H2SO4或HCl的溶液。93.一种用于从液体资源中产生纯化的锂盐的集成方法，包括：a)提供离子交换单元，其中所述离子交换单元包括离子交换材料；b)使所述离子交换单元中的所述离子交换材料与所述液体资源接触，其中来自所述离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换，以在所述离子交换单元中产生富锂离子交换材料；c)用酸溶液处理所述离子交换单元中的所述富锂离子交换材料，其中来自所述富锂离子交换材料的所述锂离子与来自所述酸溶液的氢离子交换以产生锂洗脱物；d)提供与所述离子交换单元流体连通的电化学电池，其中所述电化学电池包括(i)作为电化学还原电极的第一电极，(ii)电化学氧化的第二电极，以及(iii)将所述第一电极与所述第二电极分开的离子-导电溶液；e)将所述锂洗脱物传递至所述电化学电池；f)使所述电化学电池中的所述锂洗脱物经受电流，其中所述电流引起所述锂洗脱物的电解以产生酸化溶液和锂盐溶液；g)使所述锂盐溶液结晶以形成所述纯化的锂盐；以及h)将所述酸化溶液从所述电化学电池再循环到c)的所述离子交换单元。94.根据权利要求93所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中处理所述富锂离子交换材料。95.根据权利要求93所述的集成方法，其中在所述离子交换单元中产生所述锂洗脱物。
96.根据权利要求95所述的集成方法，其中将所述锂洗脱物从所述离子交换单元传递至所述电化学电池。97.根据权利要求93所述的集成方法，其中在b)之前，用酸溶液处理所述离子交换单元中的所述离子交换材料，以在所述离子交换单元中产生富氢离子交换材料。98.根据权利要求93所述的集成方法，其中b)还包括pH调节，其中所述pH调节保持平衡，有利于来自所述富氢离子交换材料的氢离子与来自所述液体资源的锂离子交换。99.根据权利要求93所述的集成方法，其中所述方法还包括提供与所述离子交换单元和所述电化学电池流...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：锂莱克解决方案公司，
类型：发明
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